PRA RENCANA PABRIK GARAM INDUSTRI DARI BAHAN BAKU GARAM RAKYAT DENGAN PROSES PENCUCIAN DENGAN KAPASITAS 500.000 TON/TAHUN
SKRIPSI OLEH : ROSALIA SALINA NIM : 0305010015
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG 2008
I-1
LEMBARAN PERSETUJUAN
Pra Rencana Pabrik Garam Industi Dari Bahan Baku Garam Rakyat Dengan Proses Pencucian Dengan Kapasitas 500.000 Ton/Tahun
SKRIPSI
OLEH : ROSALIA SALINA NIM : 0305010015 Mengetahui :
Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
( Ir. Bambang Poerwadi, M.S )
(Ir. Taufik Iskandar )
Tgl : …………………….
Tgl : …………………
Mengetahui, Dekan Fakultas Teknik
Ketua Program Studi
(Nawir Rasidi, ST.MT)
(S.P. Abrina Anggraini,ST.MT)
Tgl : ………………….
Tgl : …………………………..
I-2
LEMBAR PENGESAHAN
Pra Rencana Pabrik Garam Industi Dari Bahan Baku Garam Rakyat Dengan Proses Pencucian Dengan Kapasitas 500.000 Ton/Tahun
SKRIPSI
OLEH : ROSALIA SALINA NIM : 0305010015
Telah di pertahankan Dihadapan Dan Telah Diterima Tim Penguji Skripsi Fakultas Teknik Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang Tim Penguji : 1. Ir. Bambang Poerwadi,M.S, ……………………. 2. Ir. Taufik Iskandar
,………………………
3. Susy yuniningsih,ST.MT ,………………………
I-3
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Rosalia Salina NIM
: 0305010015
Progam Studi : Teknik Kimia (S-1) Fakultas : Teknik Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang berjudul :
Pra Rencana Pabrik Garam Industri Dari Bahan Baku Garam Rakyat Dengan Proses Pencucian Dengan Kapasitas 500.000 Ton/Tahun
Adalah skripsi hasil karya saya sendiri, bukan merupakan duplikasi serta tidak mengutip atau menyadur sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain, kecuali yang tidak disebutkan dari sumber aslinya.
Malang ,
Oktober 2008
Yang membuat pernyataan
Rosalia Salina
I-4
PERSEMBAHAN
Segala puji dan syukur hamba haturkan pada Tuhan yang maha kuasa, atas segala berkat dan Anugerah yang telah engkau karuniakan pada ku sehingga apa yang saya cita-citakan dan perjuangkan akhirnya semuanya terjadi indah pada waktunya…… Buat bapa dan mama yang tercinta….. Tak ada syair yang lebih elok yang bisa ku tuliskan Tak ada puisi yang lebih indah yang bisa ku ucapkan Selain kata” epang gawang “ atas semua pengorbanan, dan kasih sayang yang sudah bapa dan mama berikan …… Buat suamiku dan putri kecilku yang tercinta, ma’kasih ya atas dorongan yang kalian berikan tanpa kalian berdua disisiku tidak mungkin ini semua bisa saya raih…. Special to adikku berdua yang manis etna and yuli ma’kasih ya atas kesabaran hati kalian yang selalu setia buat jagain INDIVA Terima kasih tak terhingga kepada Bapak Bambang Poerwadi ,Ir.Taufik Iskandar atas bimbingan yang telah babak berikan pada saya sehingga skripsi ini selesai.. Terima kasih yang sebesar-sebesarnya juga saya ucapkan buat Bapak Wani Hadi Utomo selaku rektor Universitas Tribhuwana Tunggadewi Untuk sahabatku ..Ente, Nona, Ati, Nira, Manti, Rahma, Denok , Helsa, Ann, Kristo, Tomi, Edu rapa, Edu bello, Mario, Beni, Aquilio, Filipe,K’tias, K’piter, Stefan, Jofan, mas yudi, mas Jum’aad and semuanya yang tidak sempat saya sebutkan disini s’moga apa yang kita cita-citakan kelak kita bisa meraihnya….
I-5
KATA PENGANTAR Puji dan syukur pada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan bimbingannya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi dengan judul” Pra Rencana Pabrik Garam Industri Dari Bahan Baku Garam Rakyat Dengan Proses Pencucian”sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Strata -1 Jurusan Teknik Kimia di Universitas Tribhuwana Tunggadewi malang. Tersusunya skripsi ini karena adanya dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak, oleh karena itu penyusun mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. S.P. Abrina Anggraini.ST,MT, selaku ketua Jurusan Teknik Kimia UniversitasTribhuwana Tunggadewi 2. Ir. Nawir Rasidi,MT,selaku Dekan Teknik Universitas Tribhuwana Tunggadewi 3. Ir. Bambang Poerwadi,MSc, selaku pembimbing pertama 4. Ir. Taufik Iskandar, selaku pembimbing kedua 5. Semua pihak yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penyusun menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam skirpsi ini,oleh karena itu penyusun sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca
I-6
Akhir kata, penyusun berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekanrekan mahasiswa,khususnya mahasiswa jurusan Teknik Kimia UNITRI Malang
Malang,
Oktober 2008
Penyusun
I-7
ABSTRAK
Natrium klorida merupakan salah satu senyawa organik yang berbentuk kristal berwarna bening seperti kaca, larut dalam air dan gliseril yang bersifat higroskopis serta berbentuk kubus. Mempunyai rumus molekul NaCL dan berat molekul 58,45. Pada umumnya NaCL terbatas untuk bumbu masak sebagai pemberi rasa asin pada makanan, obat-obatan tradisional tapi kini kegunaan garam semakin luas seiring berkembangnya ilmu pengentahuan dan teknologi. Proses pembuatan garam dapat dilakukan dengan satu macam proses yaitu proses pencucian dengan menggunakan larutan garam jenuh, yang diperoleh dengan cara pencampuran antara garam kotor dengan H2O. kemudian digunakan sebagai brine. Pabrik Natrium Klorida menggunakan air kawasan yang telah tersedia di lokasi pabrik untuk memenuhi kebutuhan unit utilitas. Pabrik ini direncanakan didirikan di daerah Maumere, kabupaten sikka, NTT,pada tahun 2010 dengan kapasitas produksi 500.000 ton/tahun.bentuk perusahaan Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi berbentuk garis dan staf. Dari hasil perhitungan analisa ekonomi didapatkan harga TCI Rp 385.057.068.000 ; ROI sebelum pajak 60,5 % ; ROI sesudah pajak 42.4% ; POT 2 tahun 1 bulan ;BEP 34,72% ; IRR 23,5%.
I-8
Ditinjau dari segi teknik dan ekonomi maka Pra Rencana Pabrik Garam Dari Bahan Baku Garam Rakyat Dengan Proses Pencucian cukup untuk dilanjutkan ke tahap perencanaan.
I-9
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN…………………………………………….
i
KATA PENGANTAR…………………………………………………..
ii
ABSTRAK………………………………………………………………
iii
DAFTAR ISI……………………………………………………………
iv
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………
vi
DAFTAR TABEL………………………………………………………
vii
BAB 1
: PENDAHULUAN…………………………………….
I-1
BAB II
: SELEKSI DAN URAIAN PROSES………………….
II-1
BAB III
: NERACA MASSA……………………………………
III-1
BAB IV
: NERACA PANAS…………………………………
IV-1
BAB V
: SPESIFIKASI ALAT……………………………
V-I
BAB VI
: PERANCANGAN ALAT UTAMA…………….
VI-1
BAB VII
: INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
VII-1
BAB VIII
: UTILITAS……………………………………………
VIII-1
BAB IX
: LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK……………
IX-1
BAB X
: ORGANISASI PERUSAHAAN…………………….
X-1
BAB XI
: ANALISA EKONOMI………………………………
X1-1
BAB XII
: KESIMPULAN………………………………………
XII-1
DAFTAR PUSTAKA APPENDIKS A…………………………………………………………. APP A-1 APPENDIKS B………………………………………………………….. APP B-1
I-10
APPENDIKS C………………………………………………………….. APP C-1 APPENDIKS D…………………………………………………………. APP D-1 APPENDIKS E………………………………………………………….. APP E-1
I-11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.2.1. : Blok diagram proses pembuatan garam industri ……
II-1
Gambar 9.1.
: Tata letak pabrik …………………………………….
IX-7
Gambar 9.2.
: Tata letak peralatan proses pabrik ………………….
IX-10
Gambar 10.1
: Bagan struktur organisasi ……………………………
X- 12
I-12
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1.
: Jumlah Import Natrium Klorida di Indonesia ………….. I -7
Table 1.2
: Jumlah Eksport Natrium Klorida di Indonesia ………… I - 7
Table 1.3
: Jumlah Kebutuhan Natrium Klorida di Indonesi …......... I -8
Table 1.4
: Jumlah Produksi Natrium Klorida di Indonesia …... .…. I - 8
Tabel 7.1
: Instrumentasi Pada Peralatan …………………………… VII – 4
Tabel 10.1.
: Jadwal kerja karyawan ………………………………….
Tabel 10.2.
: Perincian jumlah karyawan dan latar belakang ............... X – 16
Tabel 10.3
: Daftar gaji atau upah karyawan ……………. …………
X – 14
X – 20
Tabel 11.14. : Cash Flow Untuk NPV Selama 10 Tahun ……. ………. XI -15 Tabel 11.15. : Cash Flow Untuk IRR Selama 10 Tahun ........................ XI-16
I-13
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Sejarah Perkembangan Garam Rakyat Perkembangan produksi garam dimulai sejak seoarang italia bernama Agricola pada tahun 1556 menerbitkan buku tentang cara pembuatan garam yang berasal dari air laut, kemudian pada tahun 1674 seorang italia bernama Blound Blend mengembangkan cara pembuatan garam yang lebih moderen yang dikenal dengan solar evaporasi dari air laut. Garam yang dihasilkan pada sistem solar evaporasi banyak mengandung kotoran, hal ini menyebabkan beberapa oarang memikirkan usaha – usaha untuk membuat garam yang lebih bersih. Pemikiran tersebut melahirkan suatu metode baru yaitu dengan cara melarutkan garam, garam tersebut dituangkan pada batu bara yang membara atau mengunakan batu – batuan yang telah dipanaskan sehingga diperoleh kristal garam yang lebih bersih. Metode ini digunakan di Eropa dan Inggris, kemudian orang Inggiris yang bernama Caeser menemukan metode yang lebih moderen yaitu dengan menggunakan sebuah wadah yang terbuat dari besi (shallow pan) untuk mendidikan larutan garam diatas api terbuka. Metode ini disebut metode vakum pan.Pada tahun berikutnya shallow pan yang terbuat dari besi diganti dengan baja, bahan baku batu bara diganti dengan kayu, sampai tahun 1700 cara ini terus dilakukan.
I-14
Pada tahun 1886 digunakan metode vakum pan moderen dimana akan dihasilkan kristal garam dengan mutu yang lebih baik. Sejak itu di negara lain sala satunya adalah Negara Indonesia mulai di kembangkan system solar evaporasi ini banyak mengandung kotoran, sehingga menimbulkan pemikiran untuk membuat yang lebih bersih yang pada akhirnya ditemukan metode baru yaitu dengan cara melarutkan garam. Larutan garam tersebut dituangkan pada batu yang membara atau pada batuan yang telah di panaskan sehingga akan diperoleh kristal yang lebih bersih. Di Indonesia pabrik natrium klorida dengan kemurnian tinggi belum bias mencukupi kebutuhan yang ada sehingga banyak perusahaan memerlukan NaCL dengan kemurnian tinggi sebagai bahan baku industri. Natrium klorida merupakan salah satu senyawa organik yang berbentuk kristal berwarna bening seperti kaca, larut dalam air dan gliseril yang bersifat higroskopis serta berbentuk kubus. Mempunyai rumus molekul NaCL dan berat molekul 58,45. 1.2 Kegunaan Natrium Klorida Pada umumnya NaCL terbatas untuk bumbu masak sebagai pemberi rasa asin pada makanan. Di cina, garam digunakan sebagai bahan untuk obatobatan tradisional tapi kini kegunaan garam semakin luas seiring berkembangnya ilmu pengentahuan dan teknologi.
I-15
Beberapa kegunaan natrium klorida diantaranya sebagai berikut : Kegunaan Garam : •
Penggunaan sehari-hari dalam rumah tangga Sebagai pemberi rasa asin pada makanan, yang digunakan harus murni,
bersih dan mengandung kristal garam yang sesunggunya sehingga dapat larut dalam air. •
Penggunaan dalam industri a. Dalam industri kimia Sebagai bahan baku : - pembuat sodium hiroksida - pembuat soda ash - pembuat unit clorine - pembuatan unsur Na dan Cl b. Dalam industri farmasi Sebagai bahan baku obat-obatan c. Dalam industri pengawet Sebagai pembuat pengawet makanan dan ikan.
1.3 Spesifikasi Bahan Baku a. Bahan Utama 1. Garam/Natrium Klorida Sifat Fisik:
- Berat Molekul : 58,454 - Titik Didih : 1465,000 0C - Titik Lebur : 800,800 0C
I-16
- Densitas : 2,165 (g/cm3) - Indeks Bias : 1,554 (n20/D) - Bentuk : Kristal - Warna : Putih Sifat Kimia:
Rumus Kimia : NaCl - Sangat stabil terhadap panas, tapi bila dipanaskan pada suhu tinggi ( 550 – 900 0C ) dan ada uap air, maka akan terhidrolisa menjadi NaOH dan HCl - Larutan NaCl serta leburan garam dapur dapat terurai dengan cara elektrolisa.
b. Bahan Pembantu 1. H2O Sifat fisik :
- Berat Molekul : 18 - Titik Didih 100 0C - Titik Lebur : 0 0C - Spesifik Grafity : 1 - Densitas : 1 g/ml - Bentuk : Cairan tidak berwarna
Sifat Kimia :
- Digunakan sebagai pelarut universal - Dapat digunakan untuk pemutusan ikatan rangkap - Reaksi hidrolisa - Reaksi Hidrasi - Reaksi Subtitusi
I-17
2. MgSO4 Sifat fisik:
- Berat Molekul : 120 - Titik Didih : Terdekomposisi - Titik Lebur : 851 0C - Spesifikasi Grafity : 2,13
Sifat kimia : - tidak larut dalam air - bersifat krosif 3. MgCl2 Sifat fisik :
- Berat Molekul : 94 - Titik Didih: Terdekomposisi - Titik Lebur : 800 0C - Spesifik Grafity : l,55
Sifat kimia : - tidak larut dalam air - bersifat krosif 4. CaSO4 Sifat fisik :
- Berat Molekul : 136 - Titik Didih : 250 0C - Titik Lebur : 750 0C - Spesifik Grafity : 2,42 j/g
Sifat Kimia : - Larut dalam air - Berbentuk serbuk
I-18
5. NaOH Sifat Fisik :
- Berat Molekul : 40 - Titik Didih : 250 0C - Titik Lebur : 318 0C - Spesifik Gravty : 1,53 - Berupa cairan tak berwarna
Sifat kimia : - Larut dalam air, alkohol, eter dan gliserin - Tudak larut dalam aseton - Bersifat krosif 6. Na2C03 Sifat Fisik :
- Berat Molekul : 106 - Titik Didih : Terdekomposisi - Titik Lebur : 815 0C - Spesifik Gravty : 2,13
Sifat Kimia : - Berbentuk tepung - Berwarna putih - Larut dalam air - Tidak larut dalam alkohol - Tidak mudah terbakar
I-19
1.4 Perkiraan kapasitas produk Dalam mendirikan suatu pabrik diperlukan suatu perkiraan kapasitas produksi agar produksi yang dihasilkan sesuai dengan kenutuhan dalan negeri juga dapat membutuhkan devisa bagi negara mengekspor produk yang dihasilkan penentuan kapasitas produksi NaCl industri ini didasarkan pada data tabel dibawah ini. Table 1.1 Jumlah Import Natrium Klorida di Indonesia Tahun 2001 – 2005 Tahun
Jumlah (ton)
Pertumbuhan (%)
2001
200.225,91
-
2002
220.009,18
9,88
2003
231.820,75
5,37
2004
250.658,65
8,13
2005
300.481,05
19,88
Sumber : Biro Pusat Statistik, Surabaya Dari Tabel 1.1. terlihat bahwa tingkat pertumbuhan rata-rata Inport Natrium Klorida di Indonesia dari tahun 2001 - 2005 sebesar 10,81 % pertahun. Table 1.2 Jumlah Eksport Natrium Klorida di Indonesia Tahun 2001 – 2005 Tahun
Jumlah (ton)
Pertumbuhan (%)
2001
225.963,35
-
2002
300.240,26
32,87
2003
335.187,595
11,64
2004
358.387,386
6,92
2005
367.187,925
2,46
I-20
Dari Tabel 1.2. terlihat bahwa tingkat pertumbuhan rata-rata Eksport Natrium Klorida di Indonesia dari tahun 2001 - 2005 sebesar 13,472 % pertahun Table 1.3 Jumlah Kebutuhan Natrium Klorida di Indonesia Tahun 2001 2005 Tahun
Jumlah (ton)
Pertumbuhan (%)
2001
315.335,865
-
2002
355.256,715
12,66
2003
390.005,946
9,78
2004
431.565,345
10,66
2005
516.220,965
19,62
Dari Tabel 1.3. terlihat bahwa tingkat pertumbuhan rata-rata kebutuhan Natrium Klorida di Indonesia dari tahun 2001 - 2005 sebesar 13,18 % pertahun. Table 1.4 Jumlah Produksi Natrium Klorida di Indonesia Tahun 2001 - 2005 Tahun
Jumlah (ton)
Pertumbuhan (%)
2001
115.112,955
-
2002
135.248,905
17,49
2003
158.185,595
16,96
2004
180.910,464
44,37
2005
215.740,525
19,25
Dari Tabel 1.4. terlihat bahwa tingkat pertumbuhan Natrium Klorida di Indonesia dari tahun 2001 - 2005 sebesar 17,02 % pertahun.
I-21
Peluang kaspasitas produk pada tahun 2010 dapat dihitung dengan persamaan : M3 = M4 + M5 – ( M1 + M2 ) ……………… (1.1) Keterangan : M1 = Nilai import tahun 2010 M2 = Nilai Export tahun 2010 M3 = Peluang kapasitas produk M4 = Nilai kebutuhan tahun 2010 M5 = Nilai produksi tahun 2010 Nilai export, import, kebutuhan tahun 2001 - 2005 dihitung dengan menggunakan rumus : F = P ( 1 + i ) …………………………………(1.2) Keterangan : F = kebutuhan nattrium klorida tahun 2010 P = Jumlah kebutuhan natrium klorida tahun 2005 I = Tingkat kebutuhan n = Rencana pendirian pabrik
Perkiraan ekspor dalam negeri tahun 2010 dengan menggunakan persamaan (1.2) maka diperoleh F = 367.187,925 ( 1 + 0,1347)5 = 698349,2097 ton/ thn
Perkiraan import tahun 2010
I-22
F = 300.481,05 ( 1+ 0,1081 )5 = 502009,4154 ton/thn
Perkiraan kebutuhan pada 2010 F = 516.220,965 ( 1 + 0,1318 )5 = 958702,99 ton/thn
Perkiraan produksi tahun 2010 F = 215740,525 ( 1 + 0,1702 )5 = 473404,302 ton/thn Peluang pabrik ini direncanakan 50 % dari kapasitas baru untuk
eksport (M2). Untuk menghitung kapasitas peluang pabrik baru dengan mensubsitusikan persamaan (1.2) ke persamaan (1.1), maka : 0,5 M3 = M4 + M5 - ( M1 + M2 ) = 473404,302 + 958702,99- (502009,4154 + 698349,2097 ) = 463.497,354 ton/thn = 500.000 ton/thn. Sehingga didapatkan peluang kapasitas pabrik pada tahun 2010 sebesar 500.000 ton/tahun.
I-23
BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES
2.1. Proses Pembuatan Natrium Klorida Prose pembuatan garam industri dilakukan dengan mencampurkan antara NaCl dengan H2O. 2.2. Sleksi Proses Proses pembuatan garam dilakukan dengan satu macam proses yaitu proses pencucian dengan menggunakan larutan jenuh, yang diperoleh dengan cara mencampurkan antara garam rakyat dengan H2O kemudian digunakan sebagai brine. Dalam pra rencana pabrik garam ini, menggunakan prinsip pencucian tetapi prosesnya dikembangkan menjadi proses pengendapan bertingkat.
2.2.1. Blok diagram proses pembuatan garam industri melalui proses pengendapan bertingkat.
Mixer
Filter
Produk
Kristalizer
Rotary Dryer
I-24
Evaporator
Kristalizer
2.3. Uraian Proses Dalam pra rencana ini. Proses pembuatan natrium klorida dengan proses pengendapan bertingkat dibagi dalam 3 tahapan proses, yaitu : 1.
Tahap persiapan bahan baku
2.
Tahap proses
3.
Tahap penangan produk
1. Tahap Persiapan Bahan Baku Mula-mula garam yang bersal dari gudang penyimpanan (F-111) dengan komposisi awal NaCl 85,83 % diangkut menuju bin storage NaCl (F-113) dengan bantuan buket elevator (J-112), kemudian dimasukkan ke dalam mixer (M-114) dengan ditambahkan H2O sebesar 67,55 % sehingga tercampur sampai larutan menjadi jenuh dengan kosentrasi 30 %. Suhu opersi dalam mixer (M-114) 96 0C. larutan jenuh NaCl dialirkan ke dalam sand filter (H-116) dengan bantuan pompa (L-115) untuk memisahkan larutan jenuh NaCl dengan padatan tak larut. 2. Tahap Proses a. Pengendapan I Larutan jenuh NaCl dari sand filter (H-116) dialirkan menuju kristalizer
(X-110)
dengan
bantuan
pompa
(L-117)
untuk
mengkristalkan larutan jenuh NaCl dengan suhu operasi didalam kristalixer (X-110) 300C. pada kristalixer (X-110) terbentuk kristal NaCl dengan komposisi kristal 90% dan larutan
I-25
10 %.
b. Pemisahan I Kristal NaCl yang terbentuk dan larutan jenuh yang tidak terbentuk menjadi kristal dialirkan menuju centrifuge (H-122) dengan bantuan pompa (L-121) untuk memisahkan kristal NaCl dengan larutan jenuh. Produk utama berupa kristal ditampung untuk sementara pada bin storage NaCl (F-141) dengan bantuan screw conveyor (J-123). Sedangkan larutan jenuh dari centrifuge (H-122) dengan kosentrasi 27,20 % dialirkan menuju evaporator (V-120) dengan bantuan pompa (L-124) untuk memekatkan larutan jenuh sampai kosentrasi menjadi 80 %. Kondisi operasi pada evaporator (V-120) yaitu tekanan 1 atm dan suhu 100 0C. c. Pengendapan II Larutan pekat NaCl dari evaporator (V-120) dialirkan menuju kristalizer
(X-130)
dengan
bantuan
pompa
(L-131)
untuk
mengkristalkan larutan pekat (NaCl) dengan suhu operasi didalam kristalixer (X-130) dengan suhu 30 0C. pada kristalizer kedua ini (X130) terbentuk kristal NaCl dengan komposisi kristal 90 % dan larutan 10 %. d. Pemisahan II
I-26
Kristal yang terbentuk dan larutan pekat yang tidak terbentuk menjadi kristal dialirkan menuju centrifuge (H-133) dengan bantuan pompa (L132) untuk memisahkan kristal NaCl dan CaSO4 dengan larutan pekat sisa. Produk utama berupa kristal ditampung untuk sementara pada bin storage NaCl (F-141), sedangkan larutan pekat sisa ditampung di bin.
e. Pemurnian Produk utama berupa kristal NaCl (garam industri) dari bin storage NaCl (F-141) mempunyai komposisi NaCl 92,21% diangkut menuju Rotary dryer (B-140) dengan bantuan Screw conveyor (J-142A).Di dalam rotary dryer (B-140) terjadi pengeringan kristal NaCl. Media panas yang digunakan berupa udara pengering yang dikontakan secara langsung pada kristal,dengan menggunakan heater udara (H-145) untuk memanaskan udara.Suhu udara pengering 1450 C. Kristal NaCl yang terikut udara pengering dipisahkan dengan menggunakan cyclone (H-146A).Kemudian kristal yang sudah terpisah dari udara pengering masuk kedalam screen (H-146B) setelah itu kristal NaCl yang sudah kering (berasal dari rotary dryer) diangkut menggunakan screw conveyor (J-142B) menuju screen. Di dalam sreen ,kristal NaCl akan dibentuk dengan ukuran 40 mesh,sedangkan kristal NaCl yang tidak berukuran 40 mesh akan dibuang
ke
waste.Komposisi
mengandung NaCl 98,83 %.
I-27
akhir
produk
(garam
industri)
3.Tahap Penanganan Produk Produk NaCl ditampung sementara dalam bin produk Nacl (F147) sebelum dimasukkan ke dalam mesin pengemas (P-148),untuk selanjutnya dilakukan pengepakan menggunakan plastic kemudian dibawa menuju gudang produk (F-140).
I-28
BAB III NERACA MASSA
Kapasitas Produksi
: 500.000 ton/tahun : 69444.444 kg/jam
Waktu Operasi
: 300 hari/tahun
Satuan
: kg/jam
Basis
: 631081.097 kg/jam
1.MIXER (M-144) Neraca massa total
:
Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
Masuk Mixer (M1)
Menuju Filter (M3)
NaCl
NaCl
= 541656.906
CaSO4 =1956.351
CaSO4
= 1956.351
MgSO4 =11801.217
MgSO4
= 11801.217
MgCl2
= 1199.054
MgCl2
= 1199.054
H2O
= 39578.109
H2 O
= 1411736.088
Kotoran
= 34709.460
= 541656.906
Kotoran = 34709.460 H2O Pelarut (M2) = 1371977.979 Total = 2031015.968
Total = 2031015.968
I-29
2. FILTER (H-116) Neraca massa total
:
Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
Dari mixer 1411736.088
Menuju kristalizer (M5)
NaCl
= 541656.906
NaCl
= 487491.215
CaSO4
= 1956.351
CaSO4
= 1760.716
MgSO4
= 11801.217
MgSO4
=10621.195
MgCl2
= 1199.054
MgCl2
= 1079.149
H2 O
= 1411736.088
H2O
= 1270562.479
Kotoran
= 34709.460
Menuju Bin
Total
= 2031015.968
I-30
NaCl
= 54165.691
CaSO4
= 195.635
MgSO4
= 1180.122
MgCl2
= 119.905
H2O
= 141173.609
Kotoran
= 34709.460
Total
= 2031015.968
3 . KRISTALIZER (X-110) Neraca massa total
:
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari Filter
Menuju Centrifuge
NaCl
= 487491.215
Kristal
CaSO4
= 1760.716
NaCl
=26277,035
MgSO4
=1079.149
H2O
= 1383,002
MgCl2
= 35782,298
Larutan
H2O
= 1270562.479
NaCl
= 461214,180
CaSO4
= 1760.716
MgSO4
=1079.149
MgCl2
= 35782,298
H2O
= 1269179,477
Total
= 1796675,857
Total
= 1796675,857
I-31
4 . CENTRIFUGE (H-121) Neraca massa total
:
Masuk(kg/jam)
Keluar(kg/jam)
Dari kristalizer
Menuju tangki penampung
Kristal
Kristal
NaCl
= 26277,035
NaCl
= 26277,035
H2O
= 1383,002
H2O
=1383,002
Larutan
Larutan
NaCl
= 461214,180
NaCl
= 761,211
CaSO4
= 1760,716
CaSO4
= 2,906
MgSO4
= 1079,149
MgSO4
= 1,781
MgCl2
= 35782,298
MgCl2
= 59,057
H2O
= 1269179,477
H2O
= 2094,716
Menuju evaporator
Total
= 1796675,857
NaCl
= 460452,969
CaSO4
= 1757,81
MgSO4
= 1077,368
MgCl2
= 35723,241
H2O
= 1267084,761
Total
= 1796675,857
I-32
5. EVAPORATOR (V-120) Neraca massa total
:
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari Centrifuge
Menuju kristalizer
NaCl
= 460452,969
NaCl
= 460452,969
CaSO4
= 1757,81
CaSO4
= 1757,81
MgSO4
= 1766096,149
MgSO4
= 1766096,149
MgCl2
= 35723,241
MgCl2
= 35723,241
H2 O
= 1267084,761
H2O
= 1156917,008
Menuju barometrik kondesor
Total
= 1766096,149
H2O (uap)
= 110167,753
Total
= 1766096,149
6. KRISTALIZER (X-130) Neraca massa total
:
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari evaporator (M10)
Menuju centrifuge M11)
NaCl
= 460452,969
Kristal :
CaSO4
= 1655928,396
NaCl
= 40492,095
MgSO4
= 1077.368
H2O
= 2131,163
MgCl2
= 35723.241
Larutan :
H2 O
= 1156917,008
NaCl
= 419960,874
CaSO4
= 1757581
I-33
Total
= 1655928,396
MgSO4
= 1077.368
MgCl2
= 35723.241
H2O
= 1154785.845
Total
= 1655928,396
7. CENTRIFUGE (H-131) Neraca massa total
:
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari Kristalizer
Menuju tangki penampung
Kristal :
Kristal :
NaCl
= 40492,095
NaCl
= 40492,095
H2 O
= 2131,163
CaSO4
= 2131,163
Larutan :
Larutan :
NaCl
= 419960,874
NaCl
= 1171.170
CaSO4
= 1757581
CaSO4
= 4.902
MgSO4
= 1077.368
MgSO4
= 3.005
MgCl2
= 35723.241
MgCl2
= 99.624
H2 O
= 1154785.845
H2O
= 3220.421
Menuju Bin
I-34
NaCl
= 418789.704
CaSO4
= 1752.908
MgSO4
= 1074.363
Total
= 1655928.396
MgCl2
= 35623.617
H2O
=1151565.424
Total
= 1655928.396
8. ROTARY DRYER (B-140) Neraca massa total
:
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dan tangki penampung
Menuju screen :
NaCl
NaCI
= 68014.496
CaSO4 = 7.808
CaSO4
= 0.640
MgSO4 = 4.786
MgSO4
= 0.392
MgCl2 = 4.786
MgCI2
= 13.007
H2O
H2 O
= 54.731
= 68701.511
= 8829.302
Menuju cyclone : NaCl
= 687.015
CaSO4
= 7.168
MgSO4 = 4.394 MgCl2
= 145.674
H2 O
= 612.96
H2O uap = 8161.611 Total
= 77702.088
Total
I-35
= 77702.088
9.CYCLONE (H-146 A) Neraca massa total
:
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari Rotary dryer
Menuju screen
NaCl
= 687.015
NaCI = 680.145
CaSO4
= 7.168
CaSO4 = 7.096
MgSO4 = 4.394
MgSO4 = 4.350
MgCl2
= 145.674
MgCI2 = 144.217
H2O
= 612.96
H2 O
H2O uap = 8161.611
Total
= 9618.822
= 606.830
Menuju udara : NaCI
=6.87
CaSO4
= 0.072
MgSO4
= 0.044
MgCI2
= 1.457
H2 O
= 6.13
H2O uap
= 8161.611
Total
= 9618.822
I-36
10.SCREEN (H-146 B) Neraca massa total
:
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari rotary dryer
Menuju Storage (M 18)
NaCI
= 68014.496
NaCI
= 68007.695
CaSO4
= 0.640
CaSO4
= 7.659
MgSO4
= 0.392
MgSO4
= 4.695
MgCI2
= 13.007
MgCI2
= 155.652
H2 O
= 54.731
H2O
= 654.945
Dari Cyclone
Menuju Bin :
NaCI = 680.145
NaCI
= 686.946
CaSO4 = 7.096
CaSO4
= 0.077
MgSO4 = 4.350
MgSO4
= 0.046
MgCI2 = 144.217
MgCI2
= 1.572
H2 O
H2O
= 6.616
Total
= 69444.444
Total
= 606.830 = 69444.444
I-37
BAB lV NERACA PANAS
Kapasitas
: 500.000 ton /tahun : 69444,44 kg/jam
Satuan
: kkal/jam
Suhu referensi : 25 0 C
1.MIXER (114)
∆H1 T = 300C
∆H2 T = 960C
Q Steam 1480C
Neraca panas total mixer Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1
= 9075696,552
∆H2 =130178220.8
Qsteam
= 121102524,2
Total
= 130178220.8
Total =130178220.8
I-38
2. KRISTALIZER (X-110) Q loss ∆H4 T = 500C
∆H2 T = 250C
∆H1 T = 960C
∆H3 T = 300C
Neraca Panas Total Kristalizer Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1 =118201635,5
∆H2 = 8273076,624
∆H3 = 0
∆H4 = 108746542,5 Qloss =1182016,355 ∆Hm = 18523665.71
Total = 118201635,5
Total =118201635,5
I-39
3. EVAPORATOR ( V-120 ) NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2
H2 O ∆H2
H2O
t2 = 104,290C
∆H1 V Q F
0
t1 = 30 C
Q loss ∆HSC
T1 = 1480 C
I ∆H3, t3 = 1000 C
P = 451,01 kPa
NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2O
I-40
Neraca Panas Total Evaporator Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1 = 36444469.43
∆H2 = 70634054.84
∆HS = 45305374.69
∆H3 = 539847700.1 ∆HSC = 190308778.6 ∆HV = 77537496.74. Qloss = 45305374.69 Q
Total = 942551963.4
= 18.918558.42
Total = 942551963.4
4.KRISTALIZER ( X – 130 ) Q loss ∆H4 T = 600C
∆H3 T = 250C
∆H1 T = 1000C
∆H2 T = 300C
Neraca Panas Total Kristalizer
I-41
Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1 = 905373370.5
∆H2 = 63497653.66
∆H3 = 0
∆H4 = 832821983.1 Qloss =9053733.705 ∆HM = 109532218.5
Total = 905373370.5
Total = 905373370.5
5.ROTARY DRYER ( B – 140 )
∆H1 T = 30 0C
Qloss ∆H2 T = 700C
∆H4 T = 400 C
∆H3 T = 1450
Neraca panas total rotary dryer. Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1 = 265241.145
∆H2 = 1986984.783
∆H3 = 6018277.304
∆H4 = 4272515.429 Qloss = 24018.237
Total = 6283518.449
Total = 6283518.449
I-42
6. HEATER UDARA (E - 145) Bahan bakar
∆H1
∆H2
T = 300 C
T = 1450C
T = 1040 C
Neraca panas total heater udara
I-43
Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1
= 20015.297
∆H2 = 480364.723
Q
= 484578.449
Qloss =24228.922
Total = 504593.746
Total = 504593.746
I-44
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN
1.GUDANG BAHAN NaCl Nama alat
: gudang bahan
Fungsi
: untuk menyimpan NaCl sebagai bahan baku
Bahan
: Batu bata dan beton
Ukuran
: Tinggi
: 12 m = 39 ft
Lebar
: 42,929 m = 140,838 ft
Panjang
: 85,858 m = 281,829 ft
Jumlah
: 4 buah
2.BUKET ELEVATOR Nama
: Bucket Elevator
Fungsi
: untuk memindahkan garam rakyat dari gudang bahan ke bin
Type
: sentrifugal Discharge bucket on belt conveyor
Baha konstriksi
: Carbon steel
Jumlah
: 1 buah
Daya motor
: 2 Hp
Kapasitas
: 757,297 ton/jam
Kecepatan
: 3036 ft/jam
I-45
3. BIN GARAM Nama
: Bin garam
Fungsi
: menampung garam yang akan dimasukan kedalam mixer
Type
: Bin berbentuk persegi panjang dengan posisi vertical dan bagian bawah berbentuk limas, sedangkan bagian atas terbuka
Bahan
: Carbon steel SA 240, grade M type 316
Volume bin
: 26.032,08 ft3
Tinggi Bin
: 20,042 m
Jumlah
: 1 buah
4.MIXER (114) Nama
: Mixer
Tipe
: tangki vertical dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical dished dengan sudut puncak 1200 yang dilengkapi dengan pengaduk tipe turbin impeller
Bahan kontruksi
: High Alloy Steel SA Grade M Type 316
Tipe pengelasan
: SWBJ dengan backing up strip (E = 0,85)
Jumlah mixer
: 4 buah
Volume tangki
: 20724,523 ft3
Diameter dalam (Di)
: 19,938 ft
= 6,077 m
Diameter luar (Do)
: 20,5015 ft
= 6,249 m
Tebal silinder (ts)
: 2,67398 ft
= 0,5258 m
Tinggi silinder (Ls)
: 10,0162 ft
= 3,053 m
I-46
Tebal tutup atas (tha)
: 0.0078 ft
= 0,0024 m
Tebal tutup bawah (thb)
: 0,0081 ft
= 0,0025 m
Tinggi total mixer
: 29,4632 ft
= 8,9803 m
Diameter (Da)
: 3,9958 ft
= 1,2179 m
Lebar (W)
: 0,7992 ft
= 0,2436 m
Panjang (L)
: 0,9990 ft
= 0,3050 m
Dimensi pengaduk
Tinggi pengaduk dari dasar tangki (c): 3,3295 ft = 1,0148 m Lebar baffle (J)
: 0,8324 ft
= 0,2537 m
Jenis pengaduk
: Flat Six Blade Turbine With 4 Baffle
Jumlah pengaduk
: 1 buah
Daya pengaduk
: 15 hp
Dimensi Coil Pemanas Diameter luar pipa (Do)
: 0,2917 ft
= 0,0889 m
Diameter dalam pipa (Di)
: 0,2557 ft
= 0,0779 m
Jumlah lilitan (nc)
: 13 buah
Tinggi lilitan
: 2,3742 ft
= 8,9999 m
5.SAND FILTER Fungsi
: untuk memisahkan padatan tak larut dari larutannya
Tipe
: tangki silinder dengan tutup atas dan bawah plate
Tinggi total
: 6,4538 m
Diameter
: 4,3052 m
I-47
Tinggi kerikil
: 0,3160 m
Tinggi pasir
: 0,3160 m
Tinggi larutan
: 0,6774 m
Jumlah
: 1 buah
6 . KRISTALIZER Nama
: kristalizer
Fungsi
: untuk membentuk kristal NaCl
Type
: Swenson Walker
Diameter
: 48 in = 4 ft
Panjang
: 59 ft
Jenis pengaduk : Spiral Agiator Kecepatan putar pengaduk
: 15-30 rpm (diambil 30 rpm)
Jarak agiator dengan dinding : 2 in = 0,167 ft Bahan kontruksi
: Carbon Steel
Jumlah
: 2 buah
7.CENTRIFUGE 1 Nama
: CENTRIFUGE 1
Fungsi
: memisahkan garam dari brine
Type
: Centrifuge Filter
Jenis
: Centrifuge Filter
Bahan kontruksi
: Carbon Steel
I-48
Kapasitas
: 24.241,221 kg/jam
Jumlah
: 1 buah
8. SCREW CONVEYOR Nama
: SCREW CONVEYOR
Fungsi
: untuk memindahkan kristal garam dari centrifuge 1 ke tangki penampung
Type
: Horizontal screw conveyor
Bahan kontruksi
: carbon steel SA 135 Grade B
Diameter flight
: 10 in
Diameter pipa
: 2,5 in = 0,0635 m
Diameter shaft
: 2 in = 0,0508 m
Diameter feet masuk : 9 in = 0,2286 m Kecepatan putar
: 35 rpm
Panjang
: 30 ft = 9,1441m
Power motor
: 2 HP
Jumlah
: 1 buah
9. EVAPORATOR Pada perancangan alat utama oleh Nira Tabuni (0305010027)
I-49
10. KRISTALIZER 2 Fungsi
: untuk membentuk kristal NaCl
Type
: Swenson Walker
Diameter
: 24 in = 2 ft
Panjang
: 2120,92 ft
Tebal dinding
: 1/2 in
Jenis pengaduk
: Spiral Agiator
Kecepatan putar pengaduk
: 15-30 rpm (diambil 15 rpm)
Jarak agiator dengan dinding
: 2 in = 0,167 ft
Jumlah
: 2 buah
11. CENTRIFUGE 2 Nama
: Centrifuge 2
Fungsi
: memisahkan garam dari brine
Type
: Centrifuge Filter
Jenis
: Centrifuge Filter
Bahan kontruksi
: Carbon Steel
Kapasitas
: 1655928,396 kg/jam
Jumlah
: 1 buah
I-50
12. SCREW CONVEYOR Nama
: SCREW CONVEYOR
Fungsi
: untuk memindahkan kristal garam dari tangki penampung ke Rotary Dryer
Type
: Horizontal Screw Conveyor
Bahan kontruksi
: karbon Steel SA 135 Grade B
Diameter flight
: 10 in
Diameter pipa
: 2,5 in = 0,0635 m
Diameter shaft
: 2 in = 0,0508 m
Diameter feet masuk
: 9 in = 0,2286 m
Kecepatan putar
: 427 rpm
Panjang
: 30 ft = 9,1441 m
Power motor
: 2 Hp
13. SCREW CONVEYOR (b) Nama
: SCREW CONVEYOR (b)
Fungsi
: untuk memindahkan kristal garam dari Rotary Dryer
Type
: Horizontal Screw Conveyor
Bahan kontruksi
: karbon Steel SA 135 Grade B
Diameter flight
: 10 in
Diameter pipa
: 2,5 in = 0,0635 m
Diameter shaft
: 2 in = 0,0508 m
I-51
Diameter feet masuk
: 9 in = 0,2286 m
Kecepatan putar
: 374 rpm
Panjang
: 30 ft = 9,1441 m
Power motor
: 2 Hp
14. ROTARY DRYER Pada perancangan alat utama oleh Rosalia Salina (0305010015)
15. FILTER UDARA Nama
: FILTER UDARA
Fungsi
: Menyaring debu yang terdapat dalam udara
Tipe
: Dry Filter
Ukuran dry filter
: 20 x 20
Jumlah
: 2 buah
Tipe
: dry filter
Bahan konstruksi
: Cast Iron
16. Heater Udara ( E - 145) Nama Fungsi
: Heater :Untuk memanaskan udara sebelum masuk Rotary Dryer
Tipe
: Shell and tube
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA-240 grade M Type 316
Jumlah
: 1 buah
I-52
Kapasitas
: 36.317,2863 lb/jam
Stem yang digunakan : 1646,032 lb/jam Bagian shell
1 4
-
IDS
=19
-
n
=1
-
B
= 10
-
de
= 0,95 in
Bagian tube 3 in 4
-
do
=
-
di
= 0,620 in
-
a’
= 0,302 in2
-
l
= 16 ft
-
n
=4
-
Pr
= 1 in
-
C’
= 0,25 in
-
Nt standart
= 220 buah
-
susunan
= segitiga
-
BGW
= 16
Jumlah
= 1 buah
I-53
17. CYCLONE (H 146a) Nama
: Cyclone
Fungsi
: Untuk menangkap debu yang terikat pada Rotari Dryer
Type
: Cyclone Collector
Bahan kontruksi
: Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
Pressure Drop
: 0,0927 psi
Jumlah
: 1 buah Luas aliran
: 34,825 ft2
18. SCREEN Nama
: Screening
Fungsi
: Menyeragamkan buturan kristal NaCl sehingga 40 mesh
Type
: Vibrating Screen
Luas ayakan : 79,936 ft2 Bahan
: Carbon steel
Jumlah
: 2 buah
19.BUKET ELEVATOR Nama
: Bucket Elevator
Fungsi
: Untuk memindahkan garam dari sreen ke bin produk
Tipe
: Sentrifugal Discharge bucket on belt converyor
Bahan konstruksi
: Carbon Steel
Jumlah
: 1 buah
Daya Motor
: 2 Hp
I-54
Kapasitas
: 82,597 ton/jam
Kecepatan Bucket Elevator : 1031ft/menit
20. BIN PRODUK (F-147) Nama Fungsi
: Bin garam : menampung garam yang akan dimasukan kedalam mesin pengemas
Type
: Bin berbentuk persegi panjang dengan posisi vertical dan bagian bawah berbentuk limas, sedangkan bagian atas terbuka
Bahan
: Carbon steel SA 240, grade M type 316
Volume bin
: 545.138,348 ft3
Tinggi Bin
: 5,14 m
21. Mesin pengemas Nama
mesin pengemas
Fungsi
: untuk mengemas garam
Bahan kontruksi
: Stainless stell SA 240 Grade M Type 316
Kapasiras mesin
: 27.778,7566 lb
Jumlah
: 1 buah
I-55
22.Gudang produk Nama alat
: Gudang produk NaCl
Fungsi
: Sebagai tempat penyimpan produk
Type
: Persegi empat
Bahan kontuksi
: Beton
Kapasitas
: 77170,309 m3
Dimensi
: (140 m x 70 m x 8 m)
Jumlah
: 1 buah
I-56
BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA
Nama alat
: Rotary Dryer
Jenis
: Single Shell Direct Heat Rotary Dryer
Fungsi
: Mengaringkan slurry garam
Jumlah
: 4 buah
6.1 Prinsip kerja Rotary dryer merupakan alat pengering putar yang terdiri dari silinder horisontal dengan kemiringan tertentu. Putaran pada silinder disebabkan oleh roda gigi (gear) yang dihubungkan dengan suatu alat penggerak oleh motor penggerak. Umpan basah masuk pada hopper yang berada pada bagian silinder yang lebih tinggi dan produk keluar pada ujung yang lain. Perancangan alat utama Single Shell Direct Heat Rotary Dryer ini mempunyai spesifikasi :
Mengurangi kandungan air dari kristal garam Media pemanas yang digunakan adalah udara kering yang panas masuk dari ujung yang lebih rendah dengan bantuan blower, sehingga akan berkontak langsung secara berlawanan arah. Dengan cara tersebut diharapkan efisiensi panas yang diperoleh lebih besar.
6.2 Kondisi operasi Rate aliran produk
: 77702,088 kg/jam
= 171302,023 lb/jam
Material yang diuapkan
: 8161,611 kg/jam
= 17.993,088 lb/jam
Rate udara kering masuk
: 16473,413 kg/jam
= 36.317,2863 lb/jam
I-57
Suhu produk masuk
: 300C
= 86 0F
Suhu produk keluar
: 700C
= 158 0F
Suhu udara masuk
: 1450C
= 293 0F
Suhu udara keluar
: 400C
= 1040F
6.3 Tahap-tahap perancangan: Perancangan Rotary Dryer yang diperlukan meliputi :
1. Perancangan Dimensi Rotary Dryer a. Dimensi silinder b. Volume bahan c. Volume silinder d. Tebal silinder e. Putaran rotary dryer f. Kecepatan aliran solid g. Slope rotary dryer h. Hopper rotary dryer i. Sudu-sudu rotary dryer
2. Perancangan Penggerak Rotary Dryer a. Menentukan jumlah gigi pinion dan putaran drive b. Menentukan pitch line velocity dari gear dan pinion c. Menghitung safe strength dari gear dan pinion d. Menentukan tenaga yang ditransmisikan oleh gear drive ke pinion e. Menentukan batas pemakaian muatan gear drive f. Menentukan berat beban total
I-58
g. Menghitung tenaga yang dibutuhkan untuk memutar rotary dryer h. Putaran reducer
3. Perancangan Poros Penyangga Roll support a. Menghitung roll support b. Menghitung bearing dan housing
4 Perancangan Sistem Pondasi Tahap – Tahap Perancangan 6.3.1. Perancangan Dimensi Rotary Dryer a. Menghitung diameter silinder rotary dryer Dibutuhkan 1 Rotary dryer,sehingga : Rate udara kering masuk = 16473,413 kg/jam = 36.317,2863 lb/jam Range kecepatan udara dalam rotary dryer
= 0,5 – 5 kg/m2.dt = 400 – 4000 lb/ft2.jam
Dalam perancangan diambil kecepatan udara = 1000 lb/ft2.jam Luas Dryer(A)
= massa udara kering masuk Kecepatan udara
A
= 36.317,2863 lb/jam 500 lb/ft2.jam = 72,6346 ft2 A
72,6346 D2
=
π 4
x D2
= 0,785 D2 = 92,5281 ft D = 9,6192 ft = 2,9319 m
I-59
Dari tabel 4.10 hal 132 Ulrich, diketahui range rotary dryer adalah 1-3 m, sehingga ukuran diameter memenuhi.
b. Menghitung Volume Bahan Rate bahan masuk
= 77702,088 kg/jam = 171302,023 lb/jam
Densitas bahan
= 64,3086 lb/ft3
Diasumsikan waktu tinggal = 30 menit = 0,5 jam Berat bahan = 171302,023 lb/jam x 0,5 jam = 85651,0115 lb Volume bahan = Berat bahan ρ = 85651,0115 lb = 1.331,875 ft3 = 37,7147 m3 64,3086 lb/ft3 - Direncanakan rotary sebanyak 4 buah sehingga volum bahan dalam masing-masing rotary dryer : Vbahan dalam 1 rotary
: 1.331,875 ft3 = 332,9688 ft = 9,4297 m3 4
c. Menghitung Volume Silinder Rotary Dryer Volume bahan dari rotary dryer = 10 % - 15 % dari volume rotary dryer (Ulrich, tabel 4-10 hal 132) maka didapatkan persamaan : Volume bahan < volume rotary dryer Volume bahan = 10 % x volume rotary dryer 9,4297 m3
= 10 % x volume rotary dryer
Volume rotary dryer = 94,297 m3 = 3329,6270 ft3
I-60
Volume rotary dryer = π 94,297 m3 = π L
4
4
x D2 x L
x (2,9319)2 x L
= 13,9743 m = 45,8469 ft
Dari Ulrich tabel 4-10 hal 132, diketahui range panjang rotary dryer adalah 4-20 m, sehingga ukuran panjang diatas memenuhi. Maka : Perbandingan L/D = 4-6 (Ulrich tabel 4-10 hal 132) D = 2,9319 m = 9,6192 ft L = 13,9743 m = 45,8469 ft L
D
= 13,9743 = 4,7663 (memenuhi) 2,9319
Kecepatan solid =
panjang = 13,9743 m = 0,0078 m/s Waktu tinggal solid 1800 S
Dari Ulrich tabel 4-10 hal 132 kecepatan solid = (0,02-0,06) m/s, karena kecepatan solid tidak memenuhi maka diambil kecepatan solid = 0,02 m/dtk. t
= 13,9743 m = 698,715 dtk 0,02 m/det
Jadi dimensi rotary dryer : D = 2,9319 m = 9,6192 ft L = 13,9743 m = 45,8469 ft
I-61
d. Menghitung tebal shell a. Mencari tebal sheel Shell dari rotary dryer terbuat High Alloy Steel SA-240 Grade O type 405 stress allowable 14.700 psi (Brownel, hal 343), sedangkan untuk lasnya menggunakan double welded but joint 0,8 (Hesse, hal 84). =
ts
PxD +C 2 x (F.E – 0,6 P)
Dimana : t
: tebal sel yang dikehendaki
D
: diameter rotary dryer = 9,6192 ft
P
: Tekanan operasi =1 atm = 14,7 psia
C
: faktor korosi = 1/16
E
: faktor pengelasan = 0,8
F
: stress maksimum yang dijinkan = 18,750 lb/in2
Perencanan : -
Bahan kontruksi shell dryer : High alloy steel SA-240 Grade M type 316
-
Tekanan : 14,7 psia
Sehingga : ts
= 14,7 x 9,6192 x 12 + 1 2 x(1875 .0,8- 0,6.14,7) 16
ts
= 0,1191
I-62
Jadi tebal shell rotary dryer adalah 0,1191 in
d. Menghitung kecepatan putar rotary dryer Persamaan : N =
v π xD
Dimana : N = jumlah putaran rotary dryer (rpm) V = kecepatan periphental (ft/mnt) D = diameter rotary dryer (ft) Dari Perry’s ed.7 hal 12-56, diketahui kecepatan periphetal rotary dryer (30-150) ft/menit dan diambil V = 90 ft/menit N
=
90 = 3 rpm 3,14 x 9,6192
N x D = 3 x 9,6192 = 28,8576
Diketahui N x D = 25-30 (Perry ed.3, hal 20-237), sehingga perhitungan diatas memenuhi.
e. Menentukan slope rotary dryer Persamaan untuk aliran counter current :
θ=
BxLxG 0,23 x L + 0,6 0,9 F S xN xD
Dimana :
θ = waktu tinggal L = panjang dryer (ft) B = konstanta beban material D = diameter dryer
I-63
S = slope atau kemiringan N = putaran dryer (rpm) F = kecepatan umpan (lb/jam.ft2) G = kecepatan massa udara (lb/ft2.jam)
g. Menghitung waktu tinggal Menghitung waktu tinggal : Waktu tinggal = hold up
rate feed
Volume bahan = 10% volume rotary dryer Volume dryer = volum bahan = 9,4297 10 % 10% = 94,297 m3 = 3329,6270 ft3 Dari Perry ed.6, ditentukan hold up sebesar : 3%-15% volume dryer. Digunakan hold up = 10 % volume dryer Maka hold up = 10 % x 3329,6270 ft3 = 332,9627 ft3 Rate feed =
rate bahan
ρ
=
= 171302,023 lb/jam 64,3086 lb/ft3 = 2.663,7498 ft3/jam Waktu tinggal =
332,9627 ft3 2.663,7498 ft3/jam
= 0,5 jam = 1800 detik = 30 menit
I-64
h. Menghitung konstanta beban material : Konstanta beban material : B=
5 Dp 0,5
Dimana Dp = 35 mesh = 0,00503 m = 503 mikron B=
5 = 0,22 0,5 (503)
g. Menghitung kecepatan produk (F) F = rate aliran produk ¼ x D2 = 171302,023 lb/jam ¼ x (9,6192 ft)2 = 7.405,3327 lb/ft2.jam Maka :
θ=
BxLxG 0,23 x L + 0,6 0,9 F S xN xD
30 menit = 0,23 x 45,8469 s x (3)0,9 x 9,6192
+ 0,6 0,22 x 45,8469 x 1000 7.405,3327
30 menit = 10,5448 + 0,8172 25,8552 s S
= 0,0149 ft (memenuhi)
Jadi slope = 0,0149
α = tg-1 (0,01490)
= 0,85360
Dari Perry ed 5 hal 20-36, diperoleh harga slope = 0-1 sehingga perhitungan diatas memenuhi.
I-65
h. Menghitung corong feed atau hopper Laju produk masuk
= 171302,023 lb/jam
ρ bahan masuk
= 64,3086 lb/ft3
Rate volumetrik
= 171302,023 lb/jam 64,3086 lb/ft3 = 2663,7498 ft3/jam
Asumsi waktu tinggal = 30 dtk Maka volume corong pemasukan atau hopper : Volume = 2663,7498 x 1 jam x 30 dtk Jam 3600 detk = 22,1976 ft3 Faktor keamanan = 20% Maka volume hopper = 1,2 x 22,1976 ft3 = 26,6371 ft3 Direncanakan corong berbentuk silinder dengan ketentuan : D = 1 ft maka : V = π/4 x D2 x t 22,1976 = 0,785 x 1x t t
= 28,2772 ft = 339,3264 in
Jadi diameter hopper = 1 ft,dan tinggi hopper = 28,2772 ft
g. Menghitung flight pada rotary dryer Dari Perry ed.6 hal 20-23 diketahui : Jumlah flight(n) = (0,6- 1)D
I-66
Tinggi radial flight = (1/12 -1/8) D Maka ditetapkan sebagai berikut : Jumlah flight = 0,6 D = 0,6 x 9,6192 ft = 5,7715 = 6 buah Tinggi flight = 1/6 D = 1/6 x 9,6192 = 1,6032 ft = 19,2384 in Menghitung jarak antara sudu-sudu (L) L = D sin ½ β Dimana : L = jarak antara sudu-sudu (ft) D = diameter dryer (ft)
β = sudut apik pada titik pusat 360 = 360 = 900 4 jumlah sudu
β
=
L
= D.sin ½ β = 9,6192 x sin (1/2 x 90) = 3,4013 ft = 40,8162 in
6.3.2. Perancangan penggerak Rotary Dryer Untuk menggerakkan rotary dryer digunakan gear drive yaitu suatu roda gigi yang digerakkan oleh pinion, sedangkan pinion digerakkan oleh motor. Hubungan antara pitch dan circular pitch pada gear drive adalah : Dg =
Ng x Pc
π
................................. (Pers 15-1, Hesse hal 420)
I-67
Dimana : Dg = diameter pitch Pc = circular pitch Ng = jumlah gigi gear Dg =
Ng ............................................. (pers 15-2, Hesse hal 420) Pd
Hubungan antara circular pitch dan diameter pitch adalah : Pc x Pd = π............................................. (pers 15-3, Hesse hal 421) Range circular pitch = 1 ¾ – 2 in............................(Hesse, hal 420)
Ditentukan Pc = 2 in, sehingga : Pd = π
2
= 1,57 in = 0,1308 ft
Ditetapkan Dg =10 ft = 120 in Jumlah gigi gear : Ng = Dg x π Pc = 120 x π 2 = 188,4 ≈ 188 buah
a) Menentukan jumlah gigi pinion dan putaran drive Jumlah gigi penggerak : Np = 1 x Ng 5 = 1 x 188 = 38 buah 5
Diameter gigi penggerak
I-68
Dp =
Np x Pc
π
= 38 x 2 3,14 = 24,2038 in = 2,0169 ft = 0,5967 m Kecepatan putar gear drive =
Dg x putaran rotary dryer Dp
=
120 x 4 = 20 rpm 24,2038
b) Menentukan Pitch Line Velocity dari Gear dan Pinion Untuk pitch line velocity gear Vm =
π x Ng x rpm 12 Pd
....................................... (Hesse,hal 433)
Dg = Ng/Pd Maka : Vm
= π x 120 x 4 12 = 126 ft/menit
Untuk pitch line velocity dari pinion Vm = π x Dp x rpm 12 x Pd = π x 24,2038 x 20 12 = 126,6666 ft/menit
c) Menghitung safe strenght dari gear dan pinion Fs
=
S x K xb xY .............................................. (Hesse, hal 431) Pd
I-69
Dimana : Fs = safe strenght S = stress yang diijinkan K = faktor kecepatan b = lebar permukaan gigi Y = faktor permukaan gigi Pd = ratio jumlah gigi dengan pitch diameter Bahan yang digunakan adalah cast iron S = 8000 psi.............................................(Hesse,tabel 15-1 hal 430) Untuk metalik gearing dengan pitch line velocity (Vm) lebih kecil dari 1000 rpm, mempunyai faktor kecepatan : K= =
600 600 + Vm 600 600 + 126
= 0,8264
Lebar permukaan gear (b): Lebar permukaan gear (b) didapatakan harga b antara 9,5/pd – 12,5/pd.
(Hesse,hal 431)
Digunakan harga b = 12,5/Pd,sehingga Harga b
= 12,5 Pd = 12,5 = 7,9618 in 1,57
Faktor permukaan gigi (Y) Digunakan 14 ½ involute........................................(Hesse, hal 430)
I-70
Untuk pinion dengan jumlah gigi = 38 buah Y = 0,39 – (2,15/N) = 0,39 – (2.15/38) = 0,3334 Untuk gear dengan jumlah gigi = 188 buah Y = 0,39 – (2,15/N) = 0,39 – (2,15/188) = 0,3786 Maka safe strenght (Fs) : •
Pinion Fs = 8000 x 0,8264 x 7,9618 x 0,3334 1,57 = 11.177,8301 lb
•
Gear Fs = 8000 x 0,8264 x 7,9618 x 0,3786 1,57 = 12.693,2407 lb
d) Menentukan tenaga yang ditransmisikan oleh gear drive ke pinion Hp =
Fs x Vm ...................................................... (Hesse, hal 430) 33000
Untuk pinion Hp = 11.177,8301 x 126,6666 33000 = 42,9047 ≈ 43 h
I-71
Untuk gear Hp = 12.693,2407 x 126,6666 33000 = 48,7215 hp ≈ 49 hp
e) Menentukan batas pemakaian muatan gear drive Untuk mengetahui apakah beban total yang diterima oleh gear drive pada rotary dryer ini memenuhi atau tidak maka lebih dahulu memperhitungkan batas pemakaian muatan gear drive. Fw = Dp x b x Q x W.......................................(Hesse, hal 432, tbel 15-16) Dimana : Fw
: batas beban (lb)
Dp
: diameter pinion (in)
b
: lebar permukaan gear (in)
Q
: faktor perbandingan kecepatan
W
: konstanta kombinasi material (psi)
Untuk cast iron pinion dan gear, W = 190...........(Hesse,hal 432 tabel 15-2 Faktor perbandingan kecepatan : Q=
2 x Ng Ng + Np
Q = 2 x 188 188 + 38
= 1.67
Maka : Fw = Dp x b x Q x W Fw = 24,2038 in x 7,9618 x 1,67 x 190 psi = 61.145,5551 lb
I-72
Jadi beban maksimum yang diijinkan adalah = 61.145,5551 lb
f) Menghitung berat beban total 1. Berat silinder (W1) W1 =
π 4
x (Do2 – Di2 ) x L x ρ
Do = Di + 2 ts = (9,6192 x 12) + (2 x 0,1191) = 115,6686 in = 9,6391 ft
ρ carbon steel = 489 lb/ft3 W1 = π/4 x (Do2 – D2) x L x ρ W1 = π/4 x (9,64882 - 9,61922)ft2 x 45,8469ft x 489 lb/ft3 = 10.036,7213 lb
2. Berat flight (W2) W2 = n x L x H x t x ρ Dimana : n : jumlah flight = 6 buah H : tinggi flight = 1,6032 ft L : panjang flight = 3,4013 ft t : tebal flight = 0,125 in = 0,0104 ft
ρ : densitas carbon steel = 489 lb/ft3 W2 = n x L x H x t x ρ W2 = 6 x 3,4013 x 1,6032 x 0,0104 x 489 = 166,3896 lb
I-73
3. Berat gear (W3) W3 =
π 4
x (Dg2 – Do2) x b x ρ
Dimana : Dg : diameter gear = 120 in = 10 ft Do : diameter luar dryer = 9,6488 ft B : lebar permukaan gear = 7,9618 in = 0,6635 ft
ρ : cast iron = 450 lb/ft3.....................(Perry, ed.6,hal 3-95) W3 = π/4 x (Dg2 – D2)ft2 x b x ρ W3 = π/4 x (102 – 9,61922) x 0,6635 ft x 450 lb/ft3 = 1.751,0633 lb
4. Berat material (W4) W4
: berat produk masuk rotary dryer = 85651,0115 lb
5. Berat material (W5) W5 = 2 x π/4 x (Dr2 – Do2) x b x ρ Dimana: Dr = Dg = diameter riding ring = 10 ft W5 = 2 x π/4 (102 – 9,64882) x 0,6635 x 450 = 3502,1266 lb W total = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 = 10.036,7213 + 166,3896 + 1.751,0633 + 85651,0115 + 3502,1266 = 101.107,3123 lb
I-74
Jika berat total < berat yang diijinkan (memenuhi),maka : 101.107,3123 lb < 61.145,5551 lb (memenuhi)
g) Tenaga yang dibutuhkan untuk memutar rotary dryer Hp = N x
(4,74 x Do x W ) + (0,9125 x D x Wt ) x (0,33 x Wt ) 100000
Dimana : N : putaran rotary dryer = 3 rpm W : beban material = 4176,7349 lb D : diameter riding ring = 7 ft Wt : berat total = 101.107,3123 lb Do : diameter luar shell = 9,6488 ft Hp = N x [(4,75x Do x W) +(0,1925 x D x Wt) +(0,33 x Wt)] 100.000 Hp = 3x [(4,75x 9,6488 x 4176,7349) +(0,1925 x 7 x 101.107,3123) +(0,33 x 101.107,3123)] 100.000 = 10,8310 Hp ≈ 11 Hp
h) Putaran pada reducer Putaran pada gear drive = 20 rpm Dipilih motor dengan putaran = 200 rpm Untuk menghitung putaran reducer digunakan persamaan : i =
N1 N = 2 N2 N3
I-75
Dimana : i
: perbandingan putaran
N1 : putaran motor N2 : putaran reducer N3 : putaran gear drive Sehingga : (N2)2 = N1 x N3 = 200 x 20 N2
= 63,2456 rpm
Harga perbandingan putaran : i = =
N1 N2 200 63,2456
= 3,1623 rpm
6.3. Perancangan poros dan roll supporting Dalam perancangan ini digunakan 4 roll supporting dengan 4 buah poros dengan sudut 300. Berat beban total = 101.107,3123 lb,sehingga setiap penyangga menerima beban vertikal (P) sebesar : P=
W a
Dimana : W : berat beban total (lb) a : (L/4) = 45,8469 ft /4 = 11,4617
I-76
P = 101.107,3123 lb 11,4617 ft = 8821,3190 lb/ft Sedangkan beban yang diterima oleh roll support (P1) : P/P1 = cos 300 P1
= 8821,3190 lb/ft cos 300 = 9949,6041 lb/ft
Direncanakan jenis poros support dibuat dari bahan forget or hot roller steel (20% carbon content), maka harga ultimate tensile = 65000 psi (Hesse, hal 467). Poros support tidak berputar, hanya roll support yang berputar. Untuk menentukan diameter poros, maka berlaku persamaan : D=
5,09 x ( K x T ) 2 + ( B x M ) 2 )1 / 2 )1 / 3 ......................... (Hesse, pers 16-5) s
Dimana : D : diameter poros (in) T : torqoe = 0 M : moment (lb in) K : faktor kelebihan beban tiba-tiba = 1 s : strees yang diijinkan = 75% x 65000 = 48750 psi B : faktor momen = 1,5 -3 Ditetapkan panjang poros = 25 in Rc + Rd = W Rc = Rd = ½ W = ½ x 101.107,3123 lb
I-77
= 50.553,6562 lb Momen terbesar ditengah
= (W/2) x (L/2) = (101.107,3123 /2) x (45,8469 ft /2) = 1.158.864,21 lb
Sehingga : D = [ 5,09 x [(1 x 0)2+ (1,75 x 1.158.864,21 lb)2]1/2 ]1/3 48750 psi = 3,6843 in = 0,3070 ft = 0,0936 m Dari perhitungan tersebut diperoleh ukuran sebagai berikut :
Diameter poros = 3,6843 in
= 0,3070 ft
Panjang poros = 25 in
= 2,08 ft
Bahan konstruksi forget or hot roller steel (20% carbon content) ρ carbon steel = 489 lb/ft3 berat poros
=
=
π 4
x D2 x L x ρ
3,14 x (0,3070)2 x 2,08 x 489 4
= 75,2521 lb
a. Menghitung roll support Direncanakan : Bahan
= cast iron
Diameter roll support = 5 in = 4167 ft Diameter dalam
= Di = Do = 5 – 2(0,1191) = 4,7618 in = 0,3968 ft
I-78
Lebar roll support
= lebar riding ring
b
= 7,9618 in = 0,6635 ft = 450 lb/ft3
ρ cast iron
maka berat roll support : =
=
π 4
x b x (D2 – d2) x ρ
3,14 x 0,6635 x (41672– 0,39682) x 450 4
= 3,7735 lb
b. Menghitung bearing dan housing Fungsi bearing atau bantalan adalah menumpu poros dan roll supporting. Direncanakan bearing jenis roll :
Beban yang diterima roll
= 9949,6041
Beban poros
= 75,2521 lb
Beban roll support Total
= 3,7735 lb = 178,5156 lb
Dipakai 2 buah bearing, maka setiap bearing menerima beban sebesar : = 178,5156 = 89,2578 lb 2 Tiap penyangga menahan ¼ berat total,yaitu : = ¼ x 101.107,3123 = 25.276,8281 lb
Pemilihan bearing : Pt =
Pr k1 x k 2 x k 3 x k 4 x k 5
I-79
Dimana : Pt : radial load (lb) Pr : radial load sesungguhnya = 178,5156 lb K1 :
Pr Pr + =1 Pr + Pa Pr + 0
K3 : faktor kecepatan putaran = (200/4)1/2 K2 : faktor yang menyangkut umur bearing = 0,7894 K4 : faktor rotasi = 1 K5 : faktor untuk impact load, untuk beban konstan dan tetap, k= 1 Pt =
178,5156 1 x 0,7863 x 7,0711 x 1 x 1
= 32,1071 lb Dari General Cathaloque SKF hal 440 diperoleh type cylindrical roller single row dengan harga yang mendekati : D = 7 ,25 in
= 18,42 cm
= 0,1842 m
L = 6,417 in = 16,30 cm
= 0,1630 m
Pemilihan housing Dari general Cathaloque SKF hal 442 diperoleh : Type : plummer Blacks (SN – 522) D = 4 in
= 10,16 cm
= 0,1016 m
L = 9,25 in
= 23,495 cm = 0,23495 m
6.4. Perancangan Sistem Pondasi Direncanakan sistem konstruksi pondasi beton tanpa tulang.
Beton = 140 lb/ft3( Dirjen Marga DPU dan tenaga kerja)
I-80
Tegangan beton yang diijinkan tanpa penulangan 6 kg/m2 Diasumsikan kondisi tanah adalah alurial soil dengan tegangan yang diijinkan = 0,5 s/d 1 ton/ft2
Direncanakan sistem konstruksi pondasi beton, campuran beton terdiri dari perbandingan semen : kerikil : pasir = 1 : 2 : 3 Untuk itu diadakan perbaikan dengan cara tanah yang sudah digali selanjutnya dilapisi dengan : •
Pasir kasar 8 in
•
Pecahan batu kali 6 in
•
Kerikil /pasir sampai rata, kemudian disiram dengan air dan dipadatkan sebagai dasar perhitungan disesuaikan dengan pondasi yang tahan terhadap getaran.
Perancangan :
Bentuk pondasi limas dengan ukuran : Luas atas
= (3 x 8 ) ft2 = 24 ft2
Luas bawah = (6 x 10) ft2 = 60 ft2 Tinggi
= 2 ft
Volume pondasi (V) V = 1/3 x t x ((a x b) + (a x b) 1/2 = 1/3 x 2 x ((24 + 60) + (24 x 60)1/2 = 62,1101 ft3
Berat pondasi (W) W = 62,1101 ft3 x 140 lb/ft3
I-81
= 8695,414 lb
Beban yang diterima tanah (P) P = berat pondasi + berat bearing = 8695,414 lb + 178,5156 P = 8.873,9296 lb
Tegangan tanah karena beban τ =
P < 1 ton/ft2 F
dimana : P = beban yang diterima tanah (lb) F = luas alas (ft2) Sehingga :
τ = 8.873,9296 lb 6 ft x 10 ft = 147,8988 lb/ft2 = 67,0865 kg/ft = 0,0671ton/ft Untuk 3 pondasi = 3 x 0,0671 ton/ft2 = 0,2013 ton/ft2 Karena tegangan yang terjadi akibat pembebanan kurang dari 1 ton/ft2, maka ukuran pondasi tersebut dapat digunakan.
a) Menentukan slope atau sudut pondasi yang diijinkan pada tegangan Panjang permukaan atas : 3 ft Panjang permukaan bawah : 6 ft Maka sudut pondasi D
= a/57 x τ
I-82
= a/57 x 229.0008 D = 0,2655 a Tg θ = 0,2655 a = 0,2655 a Letak titik kekuatan pondasi pada 2 in diatas permukaan tanah. (Hesse, hal 336) Tinggi pondasi
= (6 x 12) – 2 = 70 in
Slope
= tg θ = (6 – 3) x 12 3 x 70
= 1,1714 < 0,5 (memenuhi) Dari hasil perhitungan ternyata sudut pondasi cukup memenuhi syarat, karena tg θ yang terjadi lebih kecil dari tg θ perhitungan.
b) Ketahanan pondasi terhadap moment akibat gaya horisontal yang terjadi pada bearing. Beban vertikal P1 = 9949,6041 lb Beban horisontal P2 = P1 sin 300 = 9949,6041 x 0,5 = 4975 lb
c) Moment akibat gaya vertikal (Mv) Mv = ∑P x h Dimana ∑P = beban yang diterima oleh suatu bearing = 178,5156 2 = 89,2578 lb Mv = ∑P x h
I-83
= 89,2578 x (3 x 12) = 278,4843 lb
d) Momen akibat gaya horisontal Mh
= P2 x h = 4975 x (6 x 12 ) = 358,200lb
Jadi ketahanan terhadap moment akibat gaya horisontal (Mh) cukup kuat, karena moment horisontal lebih besar dari moment vertikal (Mv) sehingga ukuran pondasi memenuhi syarat.
Kesimpulan Spesifikasi Alat Rotary Dryer :
Rate Aliran Produk
: 77702,088 kg/jam
= 171302,023 lb/jam
Material yang diuapkan
: 8161,611 kg/jam
= 17.993,088 lb/jam
Rate udara kering masuk
: 16473,413 kg/jam
= 36.317,2863 lb/jam
Suhu produk masuk
: 300C
= 86 0F
Suhu produk keluar
: 700C
= 158 0F
Suhu udara masuk
: 1450C
= 293 0F
Suhu udara keluar
: 400C
= 1040F
Dimensi Alat : a. Silinder (Shell) • jenis
: Silinder horisontal
• Diameter dalam
: 9,6192 ft = 115, 4304 in
I-84
• Diameter luar
: 9,6391 ft =115,6686 in
• Panjang
: 13,9743 m = 45,8469 ft
• Tebal
: 0,1191 in
• Kecepatan putar
: 3 rpm
• Waktu tinggal
: 0,5 jam = 30 menit = 1800 detik
• Tenaga putar
:11 Hp
• Bahan konsrtuksi
: High alloy stell SA -344 Grade C
• Jumlah
: 4 buah
b. Corong Pemasukan (Hopper) : • Bentuk
: Kerucut terpancung
• Diameter luar
: 1 ft = 12 in
• Tinggi
: 28,2772 ft = 339,3264 in
• Jumlah
:1buah
c. Sudu-sudu (Flight) : •
Jenis
: Flight 900 lip flight
•
Jarak antar flight
: 3,4013 ft = 40,8162 in
•
Tinggi
: 1,6032 ft = 19,2384 in
•
Jumlah
: 6 buah
d. Roda Gigi (gear) : • Jumlah gigi
: 188 buah
• Diameter
: 120 in
• Kecepatan putar
: 20 rpm
• Lebar permukaan
: 7,9618 in = 0,6635 ft
I-85
• Bahan konstruksi
: Cast iron
• Safe strenght
: 12.693,2407 lb
• Pitch line velocity
: 126 ft/menit
• Daya motor
: 49 hp
e. Gigi Penggerak (Pinion) : • Jumlah gigi
: 38 buah
• Diameter
: 10 ft
• Bahan konstruksi
: Cast iron
• Safe strenght
: 11.177,8301 lb
• Pitch line velocity
: 126,6666 ft/menit
• Daya motor
: 43 h
f. Poros Penyangga : •
Diameter
: 3,6843 in = 0,3070 ft
•
Panjang poros
: 25 in = 2,08 ft
•
Bahan konstruksi
: Forget or hot roller steel
•
ρ carbon steel : 489 lb/ft3
•
Berat poros
: 75,2521 lb
g. Roll Suporting : •
Lebar
: 7,9618 in = 0,6635 ft
•
Bahan konstruksi
: Cast iron
•
Diameter roll support : 5 in = 4167 ft
•
Berat roll
: 3,7735 lb
•
Jumlah
: 4 buah
I-86
h. Bearing : •
Tipe
: Cylindrical roller single row
•
Diameter
: 7 ,25 in
•
Panjang
: 6,417 in
•
Jumlah
: 2 buah
i. Housing : • Tipe
: Plummer Blacks (SN – 522)
• Diameter
: 4 in
• Panjang
: 9,25 in
• Jumlah
: 2 buah
j. Pondasi : • Bentuk
: limas
• Bahan konstruksi
: beton
• Luas alas atas
: 3 ft
• Panjang permukaan bawah : 6 ft • Tinggi
: 2 ft
• Jumlah
: 3 buah
I-87
BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
Dalam mengatur dan mengendalikan kondisi pada alat proses diperlukan adanya alat-alat kontrol atau instrumentasi. Instrumentasi ini merupakan suatu petunjuk (indikator) atau pengontrol. Dalam industri kimia banyak variabel yang perlu diukur ataupun dikontrol seperti suhu, tekanan ketinggian cairan dan kecepatan cairan.
7.1. Instrumentasi Pada umumnya instrumentasi dapat dibedakan berdasarkan pada proses kerjanya: yaitu proses manual dan proses otomatis. Proses manual biasanya hanya terdiri dari instrumentasi petunjuk dan pencatat saja. Sedangkan. proses otomatis adalah
proses
yang
pengaturannya
secara
otomatis,
dimana
peralatan
instrumentasi dihubungkan dengan alat kontrol. Peralatan-peralatan tersebut antara lain: a. Sensor elemen/Primary Element adalah elemen yang merasakan dan peka terhadap perubahan dari harga ariabel yang diukur. b. Elemen pengukur Merupakan elemen yang menerima output dari elemen primer dan melakukan pengukuran. Yang termasuk dalam elemen pengukur adalah alat-alat petunjuk (indikator) dan peralatan control..
c. Elemen pengontrol VII-1
I-88
Merupakan elemen yang menunjukkan harga perubahan dari variabel yang dirasakan oleh sensing elemen dan diukur oleh elemen pengukur untuk mengatur sumber tenaga yang sesuai dengan perubahan. Tenaga yang diatur dapat berupa mekanis, elektris dan pneumatis. d. Elemen proses sendiri Merupakan elemen yang mengubah input di dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada pada range yang diinginkan. Pada pra rencana pabrik garam industri, instrumen yang digunakan alat kontrol otomatis maupun manual. Hal ini tergantung dari sistem peralatan dan pertimbangan teknis serta faktor mekanis. Tujuan penggunaan instrumentasi ini diharapkan akan mencapai hal-hal sebagai berikut: -
Menjaga variabel proses pada batas operasi yang aman
-
Kualitas produksi menjadi lebih terjamin
-
Membantu mempermudah pengoperasian suatu alat
-
Kondisi-kondisi berbahaya dapat segera diketahui secara dini melalui alarm peringatan
-
Efisiensi kerja akan lebih meningkat
Adapun instrumentasi yang digunakan dalam pra rencana pabrik garam industri adalah:
I-89
a. Temperature Controller (PIC) Instrumen ini dipasang pada alat-alat yang bekerja secara kontinyu agar tempertur yang terjadi pada alat dapat dikontrol sehingga alat dapat bekerja dengan baik. b. Flow Controller (FC) Instrumen ini dipasang pada alat-alat yang bekerja secara kontinyu agar aliran yang masuk alat memiliki kecepatan konstan sehingga alat dapat bekerja dengan baik. c. Level Indicator (LI) Instrument ini berfungsi sebagai petunjuk berapa ketinggian fluida dalam tangki dan dapat mengetahui, kapan tangki tersut dapat diisi. d. Level Controller (LC) Instrumen ini berfungsi untuk mengetahui tinggi liquid dalam peralatan atau tangki agar dapat sesuai dengan batas yang ditentukan. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumentasi adalah: -
Jenis instrumentasi
-
Range yang diperlukan untuk pengukuran
-
Ketelitian yang dibutuhkan
-
Bahan konstruksinya
-
Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
Tabel 7.1: Instrumentasi Pada Peralatan No 1
Nama alat Mixer
Instrumentasi TC
I-90
Jumlah 1
2 3 4
Kristalizer Rotary dryer Evaporator
TC TC TC,FC
1 1 1
7.2 Keselamatan Kerja Dalam perencanaan suatu pabrik, keselamatan kerja merupakan hal yang sangat penting yang harus diperhatikan karena menyangkut kelancaran dan keselamatan kerja karyawan, disamping itu juga menyangkut lingkungan dan masyarakat disekitar pabrik. Keselamatan kerja ini merupakan usaha untuk memberikan rasa aman dan tenang kepada karyawan dalam bekerja, sehingga kontinuitas dan efektifitas kerja dapat terjamin. Usaha untuk mendapatkan keselamatan kerja bukanlah semata-mata ditujukan hanya faktor manusianya saja akan tetapi untuk menjaga peralatan yang ada di dalam pabrik. Dengan terpeliharanya peralatan dengan baik, maka alat tersebut dapat digunakan dalam jangka waktu yang cukup lama. Secara umum ada tiga macam bahaya yang dapat terjadi dalam pabrik dan harus diperhatikan dalam perencanaanya yaitu: -
Bahaya kebakaran dan ledakkan
-
Bahaya mekanik
-
Bahaya terhadap kesehatan
Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya kecelakaan kerja sebagai berikut: a. Latar belakang pekerja
I-91
Yaitu sifat atau karakter yang tidak baik dari pekerja yang merupakan sifat dasar bekerja, maupun dari lingkungannya yang dapat mempengaruhi pekerja dalam melakukan pekerjaanya, sehingga dapat menyebabkan kelalaian pekerja. Sifat-sifat tersebut meliputi: •
Tidak cocoknya manusia terhadap mesin atau terhadap lingkungan kerjanya
•
Kurangnya pengetahuan dan keterampilan
•
Ketidakmampuan fisik dan mental
•
Kurangnya motifasi kerja dan kesadaran akan keselamatan kerja
b. Kelalaian pekerja Adanya sifat gugup, tegang, mengabaikan keselamatan akan menyebabkan pekerja melakukan tindakan yang tidak aman. c. Tindakan yang tidak aman dan bahaya mekanis/fisis: Tindakan yang tidak aman dari pekerja, seperti berdiri dibawah beban tersuspensi. d. Kecelakaan: Kejadian seperti jatuhnya pekerja, tertumbuk benda melayang sehingga melukai pekerja.
e. Lingkungan fisik
I-92
Meliputi mesin, peralatan dan lingkungan kerja. Kecelakaan kerja disebabkan oleh kesalahan perencanaan, arus, kerusakkan alat, kesalahan dalam pembelian, kesalahan dalam penyusunan atau aatu peletakan dari peralatan dan lain-lain f. Sistem manajemen pabrik Sistem manajemen pabrik merupakan unsur terpenting. Kesalahan sistem manajemen dapat menyebabkan kecelakaan kerja antara lain: -
Prosedur kerja yang tidak diterapkan dengan baik
-
Tidak adanya inspeksi peralatan
-
Tidak adanya penanggulangan terhadap bahaya kecelakaan
-
Kurangnya pengawasan terhadap kegiatan pemeliharaan dan mofikasi pabrik.
Usaha-usaha untuk mencegah dan mengurangi terjadinya bahaya-bahaya yang ditimbulkan di dalam pabrik antara lain -
Memberi pelatihan-pelatihan dan pencegahan kecelakaan terhadap pengawasan khususnya karyawan yang bekerja pada bagian proses dengan alat berat
-
Memberi pengamanan berupa pakaian serta perlengkapan sebagai pelindung
-
Menyediakan pertlengkapan berupa unit pertolongan pertama pada kecelakaan
7.2.1 Bangunan Pabrik
I-93
1. Konstruksi -
Kontruksi bangunan, peralatan produksi baik langsung ataupun tidak langsung harus cukup dan pemilihan bahan kontruksinya harus tepat
-
Pada tempat-tempat yang berbahaya hendaknya diberi pagar atau peringatan yang jelas
-
Antara peralatan mesin-mesin dan alat-alat proses diberi jarak cukup jauh
2. Bahaya yang disebabkan oleh adanya api, listrik dan kebakaran -
Tangki bahan bakar jaraknya harus cukup jauh dari tempat yang dapat menyebabkan kebakaran
-
Untuk mencegah atau mengurangi bahaya-bahaya yang timbul, maka dipakai isolasi-isolasi panas atau isolasi listrik dan pada tempat bertekanan tinggi diberi pagar atau penghalang.
-
Memberi penjelasan-penjelasan mengenai bahaya-bahaya yang dapat terjadi dan memberikan cara pencegahannya.
-
Memasang tanda-tanda bahaya, seperti alarm peringatan apabila terjadi bahaya.
-
Penyediaan alat-alat pencegah kebakaran, baik akibat listrik ataupun api.
7.2.2 Ventilasi
I-94
Ruang kerja harus mendapatkan ventilasi yang cukup, sehingga pekerja dapat leluasa untuk menghirup udara segar yang berarti ikut serta menjamin kesehatan dan keselamatan kerja.
7.2.3 Perpipaan -
Jalan proses yang terletak diatas permukaan tanah lebih baik dari pada diletakkandibawah tanah, karena hal ini menyangkut timbulnya bahaya akibat kebocoran dan sulit untuk mengetahui letak kebocoran
-
Pengaturan dari perpipaan dan value penting untuk mengamankan operasi, bila terjadi kebocoran pada chek value sebaiknya diatasi dengan pemasangan blok value disamping chek value tersebut
-
Sebelum pipa-pipa dipasang, sebaiknya dilakukan test hidrostatik yang bertujuan mencegah terjadinya stress yang berlebihan pada bahan-bahan tertentu atau bagian pondasi.
7.2.4 Karyawan Untuk menjaga kesehatan dan kesejahteraan karyawan perlu adanya kesadaran dari seluruh pekerja agar dapat bekerja dengan baik sehingga tidak membahayakan keselamatan jiwanya dan orang lain. Untuk itu pengetahuan akan bahaya masing-masing alat sangatlah penting diketahui oleh semua karyawan terutama operator control. Seluruh pekerja harus menggunakan pelindung seperti topi pengaman, sepatu karet, sarung tangan dan masker. Pada karyawan terutama pekerja perlu diberi bimbingan atau pengarahan agar karyawan dapat melaksanakan tugasnya dengan baik dan tidak membahayakan.
I-95
Hal-hal yang perlu diperhatikan demi keselamatan karyawan dan kelancaran proses industri diperlukan: -
Alat-alat yang berputar dan bergerak misalnya motor harus dilengkapi dengan penutup
7.2.5
-
Memakai sarung tangan, masker dan sepatu karet
-
Pakaian pekerja harus kuat dan bersih
-
Memakai topi atau helm pelindung
Listrik Pada pengoperasian peralatan listrik perlu dipasang pengaman pemutus
arus bila sewaktu-waktu terjadi hubungan singkat yang menyebabkan kebakaran, juga perlu diadakan pemeriksaan kemungkinan adanya kabel yang terkupas yang dapat membahayakan pekerja bila tersentuh kabel tersebut. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian instalasi listrik adalah sebagai berikut: -
Semua bagian pabrik diberi penerangan yang cukup dan diutamakan pada bagian proses
-
Penyediaan pembangkit tenaga cadangan
-
Peralatan yang sangat penting seperti switcher dan transformar diletakkan di tempat yang lebih aman
-
Peralatan listrik dibawah tanah diberi tanda-tanda tertentu yang jelas
7.2.6 Pencegahan dan Penanggulangan Bahaya Kebakaran Salah satu bahaya yang harus diperhatikan adalah terjadinya kebakaran.
I-96
Penyebab terjadinya kebakaran antara lain: -
Kemungkinan terjadinya nyala terbuka yang datang dari sistem utilitas, workshop, laboratorim, inti proses dan lain-lain
-
Terjadinya loncatan bunga api pada saklar stop kontak serta pada instrumentasi yang lain
-
Gangguan pada peralatan utilitas seperti pada combustion chamber boiler (ruang pembakaran)
7.2.7 Pencegahan dan penanggulangan kebakaran A. Pencegahan Kebakaran - Bangunan seperti workshop, laboratorium dan kantor hendaknya diletakkan berjauhan dengan unit operasi - Antara unit satu dengan unit lainnya hendaknya dipisahkan dengan beton/jalan sehingga dapat menghambat jalannya api ketika sedang terjadi kebakaran. - Pengamanan bila terjadi kebakaran harus dilengkapi dengan baju tahan api dan alat-alat pembantu pernafasan - Pemberian tanda–tanda larang suatu tindakan yang dapat mengakibatkan kebakaran seperti tanda larang merokok -
Pemasangan pipa air melingkar di seluruh lokasi pabrik
-
Penyediaan alat pemadam kebakaran disetiap bagian bangun pabrik dan pemasangannya harus pada tempat yang mudah dijangkau
I-97
Pengamanan dan pengontrolan bila terjadi kebakaran yaitu api harus dilokalisasir sehingga dapat diketahui kemungkinan apa saja yang dapat terjadi dan bagaimana cara mengatasinya. Untuk pemakaian alat-alat pemadam kebakaran harus diketahui dahulu jenis api yang dapat dibedakan sbb:
- Kelas A Yaitu api yang ditimbulkan oleh bahan –bahan yang dapat terbakar seperti kayu, kretas dan kotoran yang terdapat di dalam pabrik. Untuk penanganan api jenis ini diperlukan pembahasan pada bagian yang terbakar dan sekitarnya .
- Kelas B Yaitu api yang ditimbulkan oleh cairan yang mudah terbakar seperti residu. Penanganan api jenis ini dilakukan dengan cara memberi penutup dengan bahanbahan yang diannggap sesuai dengan keperluan diatas.
- Kelas C Yaitu api yang ditimbulkan oleh perlengkapan lisrik atau hubungan arus pendek. Penanganan api jenis ini adalah tidak boleh mengandung listrik dan tidak dapat dialiri listrik
- Kelas D Yaitu api yang ditimbulkan oleh bahan-bahan yang mudah meledak untuk pencegahan diperlukan jenis pengamanan tertentu. Untuk menghindari kerusakan alat-alat seperti adanya ledakan atau kebakaran pada alat-alat tersebut perlu dipasang sector pengaman seperti safety valve, isolasi, pengamana dan pemadam kebakaran dan kebakaran (hydrant)
I-98
B. Pencegahan bahaya mekanik Bahaya mekanik biasanya disebabkan oleh pengerjaan konstruksi yang tidak memenuhi syarat yang berlaku. Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk mencegah kecelakaan mekanik adalah: -
Konstruksi harus mendapatkan perhatian yang cukup tinggi
-
Pemasangan alat-alat control yang baik yang sesuai serta pengamanan.
-
Perencanaan peralatan harus sesuai dengan aturan yang berlaku baik pemilihan bahan konstruksi maupun faktor lain
-
System penerangan
-
Adanya peralatan penunjang untuk pengamanan terhadap bahaya alamiah seperti petir dan angin.
C. Pencegahan Bahaya Kesehatan Selain itu bahaya terhadap kesehatan karyawan umumnya datang dari bahan baku, bahan yang diproses dan produk. Karena itu diusahakan agar ruangan proses maupun ruangan lainnya memiliki ventilasi atau pertukaran udara yang cukup sehingga dapat memberikan kesegaran kepada karyawan serta dapat menghindari gangguan terhadap pernapasan
I-99
7.2.8 Penggunaan Alat Untuk menghindari kerusakkan alat seperti ledakan atau kebakaran, maka pada alat-alat tertentu dipasang suatu pengaman seperti safety value dan pemadam kebakaran. Ada dua tipe umum instalasi pemadaman kebakaran yaitu : 1. Iinstalasi tetap : hidrat, spikler, dry powder chemical. 2. Instalasi tidak tetap : dry powder chemical, mobil pemaam kebakaran Pemadam instalasi tetap tidak dapat dipindahkan, pangkalnya menetap ditempat tertentu. Pemadam api instaasi tidak dapat dipindahkan.
7.3 Keselamatan Kerja Karyawan Pada karyawan terutama pada operator perlu dibimbing atau diarahkan agar karyawan dapat melakukan tugasnya dengan baik dan tidak membahayakan keselamatan jiwanya atau orang lain.
I-100
BAB VIII UTILITAS
Sarana penunjang produksi (utilitas) merupakan bagian yang penting dalam kelancaran kegiatan operasional sebuah pabrik. Unit ini berperan dalam menunjang proses produksi secara keseluruhan. Untuk itu, diperlukan suatu perencanaan yang baik dalam merancang pemenuhan sarana penunjang produksi ini. Sarana penunjang produksi ini terbagi menjadi beberapa bagian, yaitu: •
Unit penyediaan air
•
Unit penyediaan steam
•
Unit penyediaan listrik
•
Unit penyediaan bahan bakar
8.1. Unit Penyediaan Air Air yang digunakan adalah air sungai yang masih banyak mengandung kotoran-kotoran, mineral, pasir dan ion-ion yang dapat merusak peralatan dan menyebabkan reaksi antara reaktan-reaktan yang terdapat dalam proses bila air tersebut langsung digunakan tanpa diolah terlebih dahulu. Kebutuhan air pada pabrik ini meliputi :
8.1.1. Air sebagai Umpan Boiler Steam adalah media pemanas yang digunakan dalam proses produksi, yaitu pada heater. Steam yang digunakan adalah superheated steam dengan temperatur 12000C.
I-101
Untuk menghasilkan steam ini, dibutuhkan air sebagai umpan boiler, dimana air ini harus terbebas dari ion-ion logam yang dapat menyebabkan kesadahan sehingga menimbulkan endapan dan kerak pada boiler. Akibatnya mengurangi proses perpindahan panas atau dengan kata lain dapat menurunkan efisiensi boiler. Pembebasan
ion-ion
ini
dilakukan
dengan
cara
demineralisasi melalui tangki penukar ion. Air yang telah didemineralisasi di tampung dalam bak penampung umpan boiler. Kebutuhan air sebagai umpan boiler adalah sebesar 709,906 kg/jam pada saat start up dan 70,9906 kg/jam sebagai make up water. Air umpan boiler mempunyai syarat sebagai berikut :
Total padatan (TDS)
= 3500 ppm
Alkalinitas terlarut
= 700 ppm
Padatan terlarut
= 300 ppm
Silika
= 60-100 ppm
Kesadahan
=0
Kekeruhan
= 175 ppm
Besi
= 0,1 mg/L
Oksigen
= 0,007 mg/L
Tembaga
= 0,5 mg/L
Minyak
= 7 ppm
Residu fosfat
= 140 ppm
( Data diambil dari Perrys hal. 9-76)
I-102
Selain itu memenuhi persyaratan tersebut diatas, air umpan boiler harus bebas dari :
Zat-zat yang menyebabkan korosi, yaitu gas-gas terlarut seperti O2, CO2 H2S dan NH3
Zat-zat yang menyebabkan busa, yaitu zat organik, an organik dan zat terlarut dalam jumlah besar Untuk memenuhi persyaratan tersebut dan mencegah kerusakan boiler, sebelum menggunakan air umpan boiler harus diolah terlebih dahulu melalui :
Demineralisasi,
untuk
menghilangkan
ion-ion
pengganggu
Daerator, untuk menghilangkan gas-gas terlarut. 8.1.2. Air Sanitasi Air sanitasi digunakan untuk keperluan air minum karyawan, MCK, keperluan laboratorium, kantor dll menggunakan air sungai yang telah diolah dan ditampung dalam bak penampung air bersih. Standar air sanitasi yang harus dipenuhi yaitu :
Syarat fisik meliputi ; tidak berbau, tidak berwarna, tidak berbusa, mempunyai suhu dibawah suhu udara dan pH netral
I-103
Syarat kimia meliputi ; tidak beracun, tidak mengandung bakteri patogen yang dapat merubah sifat-sifat fisik air
8.1.2.3.Air pendingin Air pendingin yang digunakan untuk peralatan yang memerlukan pendingin. Make up air pendingin direncanakan sebesar 10% dari jumlah
air
pendingin.untuk menggantikan kehilangan selama sirkulasi. Air pendingin yang diperlukan sebanyak 33775963,48 kg/jam.
8.1.2.4.Air Proses Air proses digunakan untuk keperluan pada tangki pelarutan. sebesar 1371977,979 kg/jam
Proses Pengolahan Air Pada Unit Pengolahan Air Pabrik garam industri menggunakan air sungai untuk memenuhi kebutuhan air proses ,air sanitasi, air pendingin dan air umpan boiler. Adapun pengolahan air dipabrik adalah: Air dari sungai dipompa(L-212) ke bak sedimentasi(F-121) untuk diendapkan kotorannya kemudian dipompa ke bak skimer (F215) untuk dipisahkan dari endapannya,kemudian dipompa (L-215) ke klarifier (H-210) dimana pada tangki ini ditambahkan alum, Al2(SO4)3,18 H2O 30% sebanyak 80 ppm (0,8 kg/m3) Dalam tahap ini, berfungsi sebagai koagulan sehingga terbentuk flok-flok dengan ukuran yang lebih besar, yang kemudian akan dialirkan ke bak pengendap. Tujuan dari tahap ini adalah untuk membersihkan air dari
I-104
partikel-partikel pengotor yang berukuran kecil seperti koloid (penyebab kekeruhan air), dengan cara pembentukan flok-flok atau partikel yang lebih besar sehingga mudah dan lebih cepat diendapkan.kemudian air dialirkan menuju sand filter (H-217) untuk menghilangkan warna,bau,dan rasa air sungai.Dari sand filter air kemudian ditampung dibak penampungan air bersih (F-218) untuk didistribusikan ke proses selanjutnya.kemudian air dipompa dengan pompa Demineralizer(L-221) ke kation exchanger (D-220A) jujuannya untuk menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air.Resin yang digunakan adalah Hidrogen exchanger (H2Z),dimana tiap m3 H2Z menghilangkan 6500-9000 gram hardness.Dan pada anion exchanger (D-220B) untuk menghilangkan ion negatif.Kemudian air dari kation exchanger dan anion exchanger di tampung di bak air lunak (F219).Dengan menggunakan pompa(L-226) air dari bak bersih dialirkan keperalatan.sedangkan bak air pendingin (L-224) menampung air pendingin untuk didistribusihkan ke alat pendingin.
8.2 Unit penyediaan steam Bahan baku pembuatan steam adalah air umpan boiler.Zat –zat yang terkandung dalam air umpan boiler yang dapat menyebabkan kerusakan pada boiler adalah : •
Kadar zat terlarut (soluble matter)
•
Zat padat terlarut (suspended solid)
•
Garam-garam kalsium dan magnesium
I-105
•
Zat organic (organic matter)
• Silika,sulfat, asam bebas dan oksida
Syarat –syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler : a. Tidak boleh membuih (berbusa) Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended mater dan kebasaan tinggi.kesulitan yang dihadapi dengan adanya busa,yaitu : - Kesulitan pembacaan tinggi fluida didalam boiler - Buih dapat menyebabkan percikan yang kuat yang dapat menyebabkan terjadinya korosi dengan adanya pemanasan lebih lanjut. Untuk mengatasi hal itu perlu adanya pengontrolan terhadap adanya kandungan lumpur ,kerak ,dan alkalinitas air umpan boiler.
b. Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler. Kerak dalam boler akan menyebabkan: -
Kerak yang terbentuk dapat pecah sewaktu-waktu,sehingga dapat menimbulkan kebocoran karena boiler mendapat tekanan yang besar
-
Isolasi terhadap panas ,sehingga proses perpindahan panas akan terlambat.
8.3. Unit Persediaan Listrik
I-106
Tenaga listrik yang digunakan untuk unit pabrikasi (sumber tenaga, penggerak, alat motor proses dan penggerak motor alat utilitas) dan unit no pabrikasi (perbengkelan, instrumentasi, penerangan, pendingin ruangan dan perkantoran) Secara keseluruhan listrik ini diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebesar 59,65 kW/hari .sedangkan listrik yang harus disuplay dari generator sebesar 59,65 kW,dan power yang harus di bangkitkan oleh generator adalah 74,56 kW.
8.4. Unit Persediaan Bahan Bakar Bahan bakar yang digunakan dalam pabrik ini adalah fuel oil,dibutuhkan untuk : - Bahan bakar boiler sebesar 33276,57 L/hari. -
Bahan bakar generator 228L/hari,sedangkan untuk alat transportasi diperkirakan sebesar 1000 L/hari.
- Total kebutuhan bahan bakar 33504,57 L/hari.
I-107
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK
Dasar pemilihan lokasi pabrik dari suatu perusahaan
sangat penting
sehubungan dengan perkembangan ekonomi dan sosial masyarakat, karena akan mempengaruhi kedudukan dalam persaingan dan menentukan kelangsungan hidup perusahaan. Oleh karena itu perlu diadakan seleksi dan evaluasi sehingga benarbenar memenuhi persyaratan bila ditinjau dari segalah segi.
9.1 Lokasi Pabrik Dalam pemilihan lokasi untuk suatu perusahaan harus dikaitkan dengan perkembangan ekonomi dan sosial masyarakat karena akan mempengaruhi kedudukan perusahaan dalam persaingan. Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi dapat digolongkan menjadi dua, yaitu faktor utama dan faktor khusus.
9.1.1 Faktor Utama 9.1.1.1 Penyediaan Bahan Baku Tersedianya dan harga bahan baku seiring menentukan lokasi suatu pabrik. Ditinjau dari segi ini maka pabrik hendaknya didirikan dengan sumber bahan baku. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan adalah sebagai berikut: -
Letak sumber bahan baku
I-108
-
Kapasitas sumber bahan baku dan beberapa lama sumber bahan baku tersebut dapat diandalkan pengadaannya
-
Kualitas bahan baku yang ada apakah kualitas ini sesuai dengan persyaratan yang dibutuhkan
-
Cara mendapatkan bahan baku dan pengangkutan
9.1.1.2 Pemasaran Pemasaran hasil produksi / proses suatu pabrik merupakan salah satu faktor yang penting dalam suatu pabrik atau industri karena berhasil atau tidaknya pemasaran akan menentukan keuntungan industri tersebut. Hal-hal yang perlu diperhatikan: -
Dimana produk akan dipasarkan
-
Kebutuhan akan produk pada saat sekarang dan akan datang
-
Pengaruh persaingan yang ada
-
Jarak pemasaran dari lokasi dan bagaimana sarana transportasi untuk daerah pemasaran
9.1.1.3 Utilitas Utilitas merupakan faktor penunjang yang memegang peranan penting dalam suatu industri, khususnya sebagai kelengkapan proses produksi. Utilitas suatu pabrik terdiri dari air, listrik dan bahan bakar.
a. Air Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam suatu industri kimia. Air digunakan untuk kebutuhan proses, media pendingin air umpan boiler, air sanitasi dan kebutuhan lainnya. Untuk memenuhi kebutuhan ini air dapat diambil
I-109
dengan tiga macam sumber, yaitu: air sumber sungai, air kawasan dan air dari PDAM. Apabila air dibutuhkan dalam jumlah besar, maka pengambilan air dari sungai langsung akan lebih ekonomis.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan sumber air antara lain: -
Kemampuan sumber air dapat melayani pabrik
-
Kualitas sumber air yang disediakan
-
Pengaruh musim terhadap kemampuan penyediaan air
b. Listrik dan bahan bakar Listrik dan bahan bakar dalam industri mempunyai peranan penting, terutama sebagai motor penggerak selain sebagai penerangan dan untuk memenuhi kebutuhan lainnya. Hal-hal yang perlu diperhatikan: -
Ada atau tidaknya jumlah tenaga listrik di daerah itu
-
Harga tenaga listrik dan bahan bakar di daerah itu
-
Mudah tidaknya mendapat bahan bakar
-
Persediaan tenaga listrik dan bahan bakar di masa mendatang
9.1.1.4 Iklim dan alam sekitarnya Iklim dan alam sekitarnya merupakan bagian yang sangat penting juga, karena pabrik yang akan didirikan harus ramah lingkungan. Selain itu iklim juga berpengaruh terhadap konstruksi bangunan dan spesifikasi peralatan.
I-110
Hal-hal yang perlu diperhatikan: -
Keadaan alam yang akan mempengaruhi tinggi rendahnya nilai investasi untuk kontruksi bangunan.
-
Keadaan angin (kecepatan dan arahnya) pada situasi terburuk dan pernah terjadi pada lokasi tersebut
-
Bahaya alam berupa gempa, banjir dan lain-lain yang pernah terjadi di lokasi tersebut
-
Kemungkinan untuk memperluas di masa mendatang
9.1. 2 Faktor Khusus 9.1.2.1 Transportasi Masalah transportasi perlu dipertimbangkan agar kelancaran dari proses (supplay) bahan baku dan penyaluran produk dapat terjamin kelangsungannya dengan biaya serendah mungkin dan waktu singkat. Oleh karena itu perlu diperhatikan fasilitas-fasilitasnya, seperti: -
Jalan raya yang dapat dilalui truk.
-
Sungai yang dapat ditelusuri kapal laut dan perahu
-
Adanya pelabuhan dan lapangan udara
9.1.2.2 Buangan pabrik (waste disposal) Apabila buangan pabrik berbahaya bagi kehidupan disekitarnya, maka harus diperhatikan cara pengolahan limbah pabriknya, sehingga limbah yang dibuang tidak merugikam maryarakat disekitarnya. Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah:
I-111
-
Cara mengeluarkan untuk buangan, terutama sehubungan dengan peraturan pemerintah dan peraturan setempat
-
Masalah polusi dan pencemaran yang mungkin timbul
9.1.2.3 Tenaga kerja Hal-hal yang perlu diperhatikan: -
Mudah atau tidaknya mendapatkan tenaga kerja yang diinginkan
-
Keahlian dan pendidikan tenaga kerja yang tersedia
-
Tingkat penghasilan tenaga kerja di daerah tersebut
9.1.2.4 Karakteristik dari lokasi Dalam pemilihan lokasi pabrik harus diperhatikan apakah daerah tersebut merupakan lokasi pertanian, rawa, perbukitan, dan lain-lain. Lokasi pendirian pabrik yang baik adalah di daerah yang cukup kering tetapi masih memiliki persyaratan yang baik untuk mendirikan pabrik. Hal-hal yang diperhatikan dalam pemilihan lokasi adalah: -
Apakah daerah tersebut merupakan lokasi bebas sawah, rawa, bukit dan sebagainya
-
Harga tanah dan fasilitas lainya
-
Susunan
tanah,
daya
dukung
terhadap
pabrik,kondisi jalan serta pengaruh air.
9.1.2.5 Faktor lingkungan dan sekeliling lokasi pabrik Hal-hal yang perlu diperhatikan: -
Apakah merupakan pedesaan atau perkotaan
-
Fasilitas rumah, sekolah dan tempat ibadah
I-112
pondasi
banguan
-
Perijinan dari pemerintah maupun penduduk di sekitar lokasi pabrik
-
Adat istiadat,kebudayaan didaerah sekitar lokasi pabrik.
9.1.2.6 Peraturan dan perundang-undangan Hal-hal yang perlu diperhatikan: -
Ketentuan-ketentuan mengenai daerah industri tersebut
-
Ketentuan mengenai jalan umum yang ada
-
Ketentuan mengenai jalan umum bagi industri di daerah tersebut
9.1.2.7 Pembuangan limbah Hal ini berkaitan dengan usaha pencegahan terhadap pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh buangan pabrik yang berupa padat, cair ataupun gas dengan memperhatikan peraturan pemerintah.
Berdasarkan faktor-faktor di atas, daerah yang menjadi alternatif pemilihan lokasi adalah MAUMERE, KAB.SIKKA.,NTT Dasar pemilihan lokasi pabrik itu adalah: -
Dekat bahan baku
-
Dekat dengan daerah pemasaran
-
Tersedianya kebutuhan air dan tenaga listrik
-
Fasilitas transportasi yang memadai
-
Tersedianya tenaga industri yang cukup
9.2 Tata Letak Pabrik (PLANT LAY OUT)
I-113
Tata letak pabrik adalah suatu peletakan bangunan dan peralatan dalam pabrik, yang meliputi areal proses, areal penyimpanan, areal material handing, dan lain sebagainya sedemikian rupa sehingga pabrik bisa beroperasi secara efektif dan efisien.Lay out pabrik ini dibagi menjadi dua bagian,yaitu : -
Tata ruang pabrik (Plant Lay Out)
-
Tata ruang peralatan
9.2.1. Tata ruang pabrik (Plant Lay Out) Dalam penentuan tata letak pabrik garam kemurnian tinggi, hal-hal yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut : -
Bentuk dari kerangka bangunan tembok dan atap
-
Distribusi sektor ekonomis dari kebutuhan air, steam dan lainya
-
Kemungkinan perluasan di masa depan
-
Kemungkinan
timbulnya
bahaya-bahaya
seperti
ledakan,
kebakaran dan lain-lain -
Masalah penyaluran zat-zat buangan pabrik
-
Penerangan ruangan
-
Pondasi dari bangunan dan mesin-mesin
-
jaga industri yang cukup
Tata letak bangunan dapat dilihat pada gambar 9.1
Jalan Raya
9
1
2
I-114
1
3
10
6
5
4
14 8
16
7
21
12
17 15
11 20
13 14
18
22
28
21 22
23
26
19
Gambar 9.1 Tata Letak Bangunan Keterangan gambar No 1 2 3 4 5 6 7 8
24
Pos keamanan Taman Parkir kendaraan tamu Parkir kendaraan karyawan Perkantoran administrasi Perpustakaan Aula Musholla
I-115
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Kantin Perkantoran produksi Quality Control Laboratorium Toilet Poliklinik Ruang kontrol Area penyimpanan bahan baku Pos timbangan Pemadam kebakaran Area penyimpanan produk Area proses produksi Bengkel Daerah pembangkit listrik Ruang bahan bakar Ruang boiler Ruang generator Area pengolahan limbah Area perluasan pabrik Area pengolahan air Jalan
9.3 Tata Letak Peralatan Proses Tata letak peralatan proses adalah cara menempatkan peralatan di dalam pabrik sedemikian rupa sehingga pabrik dapat beroperasi secara efektif dan efisien. Tata letak peralatan harus disesuaikan dengan arus proses sehingga proses
I-116
dapat berjalan dengan baik dan sempurna. Dalam pengaturan peralatan (equipment lay out) beberapa hal yang harus diperhatikan: -
Letak ruangan yang cukup antara peralatan satu dengan yang lainnya, untuk memudahkan pemeriksaan, perawatan serta dapat menjamin keselamatan kerja
-
Pengaturan jarak antara peralatan yang satu dengan yang lainnya sehingga mempermudah dalam pengontrolan peralatan
-
Diusahakan agar setiap alat tersusun berurutan menurut fungsinya masing-masing sehingga tidak menyulitkan dalam pengoperasian
-
Peletakan alat control sehingga mudah diawasi oleh operator
-
Letak peralatan yang harus diperhatikan keselamatan kerja operatornya.
Tata letak peralatan proses dapat dilihat pada gambar 9.2.
H -116
I-117
Penyiapan bahan baku
V -120
X -110
H -121
B -140
X -130 tahap proses
H -146 A
H -146 B tahap penanganan produk M -118
Keterangan gambar 9.2. M -144
: mixer
H-116
: Filter
X -110
: kristalizer
H -121
: Centrifuge
I-118
X 130
: kristalizer
V -120
: Evaporator
B -140
: Rotary dryer
H -146 A
: Cyclone
H -146 B
: Screen
M -118
: Storage produk
I-119
BAB X STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN
Dalam suatu perusahaan biasanya memiliki suatu organisasi yang berfungsi sebagai suatu bentuk dan hubungan yang mempunyai sifat dinamis, dalam arti menyesuaikan diri kepada perubahan, pada hakekatnya merupakan suatu bentuk yang diciptakan manusia untuk mencapai tujuan tertentu. Pada umumnya organisasi dibuat dalam suatu struktur yang merupakan gambaran secara sistematis tentang hubungan-hubungannya, kerjasama departemen yang terdapat dalam kerangka usaha untuk mencapai suatu tujuan.
10.1. Dasar Perusahaan Bentuk Perusahaan
: Perseroan Terbatas
Status Perusahaan
: Swasta
Lokasi Pabrik
: Maumere, Flores, NTT
Kapasitas Produksi
: 500.000 ton/thn
10.2. Bentuk Perusahaan Pabrik garam kemurnian tinggi merupakan perusahaan swasta berskala nasional yang berbentuk perseroan terbatas (PT). Bentuk perseroan terbatas (PT) ini dipilih karena: 1. Perseroan terbatas merupakan suatu badan hukum karena memiliki kekayaan sendiri yang terpisah dari kekayaan pribadi masing-masing
I-120
pemegang saham. Kepada pemegang saham hanya dibayarkan dividen apabila perseroan mendapat laba. Jika perusahaan menderita kerugian, tidak boleh dibayarkan dividen kepada persero. Oleh karena itu setiap tahun
diwajibkan
kepada
direksi/pengurus
untuk
melaporkan
keuntungan yang diperoleh. 2. Modal yang dibutuhkan dapat dikumpulkan secara mudah dengan membagi modal atas sejumlah saham-saham, sehingga PT dapat menarik modal dari banyak orang. Begitu juga untuk memperoleh tambahan modal untuk memperluas volume usaha, misalnya dengan mengeluarkan saham baru. 3. Pemilik saham dan pengurus adalah terpisah dangan yang lain. Pemilik PT adalah para pemegang saham sedangkan pengurus adalah direksi. Pelaksanaan sebuah PT diberikan kepada orang yang sanggup untuk melakukan tugas tersebut, dengan demikian kemampuan perusahaan untuk mendapat keuntungan semakin besar. 4. Kehidupan sebuah PT lebih konstan, ini berarti sebuah PT mempunyai potensi hidup yang kontinu dibandingkan dengan bentuk perusahaan lain karena tidak tergantung pada beberapa peserta (pemegang saham), pemilik dapat berganti-ganti. 5. Tanggung jawab terbatas dari pada pemegang saham terhadap utangutang perusahaan. 6. Adanya efisiensi perusahaan. Tiap bagian dalam PT dipegang oleh seorang yang ahli dalam bidangnya. Tiap orang atau tiap bagian
I-121
mempunyai tugas yang jelas sehingga ada dorongan untuk mengerjakan dengan sebaik-baiknya. Dan jika pengurus atau direksi perusahaan tidak cukup dapat diganti dengan yang lain.
10.3. Struktur Organisasi Srtuktur organisasi yang digunakan oleh system garis dan staff. Alasan pemilihan struktur garis dan staff adalah: 1. Terdapat kesatuan pemimpin dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik. 2. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar 3. Sering digunakan dalam perusahaan yang berproduksi secara masal. 4. Pemimpin lebih leluasa memberikan saran terhadap tugas khusus diluar tanggung jawabnya. 5. Staff dapat membantu untuk mengatasi berbagai persoalan sehingga akan meningkatkan efisiensi kerja. 6. Masing-masing
kepala
bagian/manager
secara
langsung
bertanggungjawab atas aktifitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan. 7. Pemimpin tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung jawab kepada dewan komisaris. Anggota dewan komisaris merupakan wakil-wakil dari pemegang saham dan dilengkapi dengan staff ahli yang bertugas memberikan saran kepada direktur.
I-122
Disamping alasan tersebut ada beberapa kebaikkan yang dapat mendukung pemakaian system organisasi staff dan garis yaitu: 1. Dapat digunakan oleh setiap organisasi besar, apapun tujuannya, betapapun luas tugasnya serta kompleks susunan organisasi. 2. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya staff ahli.
3. Perwujudan “ The Right Man In The Reght Place “ lebih mudah dilaksanakan.
4. Dari kelebihan-kelebihan system organisasi garis dan staff diatas maka dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan system organisasi perusahaan pada Pabrik Etanol yaitu menggunakan system organisasi garis dan staff.
10.4. Pembagian Tugas Dan Tanggung Jawab (Job Description) Pembagian kerja dalam organisasi perusahaan merupakan pembagian tugas, jabatan dan tanggung jawab antara satu pengurus dengan pengurus yang lain sesuai dangan strukturnya. Penjelasan dari setiap jabatan dalam organisasi perusahaan ini diterangkan sebagai berikut: 10.4.1. Pemegang Saham Adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk pabrik dengan cara membeli saham perusahaan. Pemegang saham adalah pemilik perusahaan dimana jumlah yang dimiliki, tergantung/terbatas sesuai dengan besarnya modal saham yang dimiliki, sedangkan kekayaan pribadi dari pemegang saham tidak
I-123
dipertanggungjawabkan
sebagai
jaminan
atas
hutang-hutang
perusahaan.
Pemegang saham harus menanamkan saham paling sedikit 1 (satu) tahun. Kekuasaan tertinggi terletak pada pegang saham yang memilih direktur dan dewan komisaris dalam Rapat Umum
Pemegang Saham (RUPS) serta
menentukan gaji direktur tersebut. 10.4.2. Dewan Komisaris Merupakan badan kekuasaan tertinggi dalam perusahaan. Dewan komisaris bertindak sebagai wakil dan pemegang saham. Komisaris diangkat menurut ketentuan yang ada dalam perjanjian dan dapat diberhentikan setiap waktu oleh RUPS apabila melakukan tindakan yang bertentangan dengan anggaran dasar atau kepentingan perseroan tersebut. Umumnya dipilih dalam Rapat Umum Pemegang Saham dari kalangan pemegang saham yang mempunyai saham terbanyak dari perseroan tersebut. Tugas Dewan Komisaris: •
Menentukan kebijaksanaan perusahaan dan memberikan nasehat pada Direktur Utama.
•
Mengadakan
evaluasi/pengawasan
tentang
hasil
yang
diperoleh
perusahaan. •
Mengawasi direktur dan berusaha agar tindakan direktur tidak merugikan perseroan.
•
Memberikan nasehat kepada direktur bila direktur ingin mengadakan perubahan dalam perusahaan.
•
Menyetujui dan menolak rencangan yang diajukan direktur.
I-124
•
Mempunyai wewenang untuk mengganti Direktur Utama, apabila tindakannya tidak sesuai dangan anggaran dasar yang sudah ditetapkan.
10.4.3. Direksi Merupakan pemegang saham kepengurusan perusahaan dan merupakan pemimpin tertinggi dan penanggung jawab utama dalam perusahaan secara keseluruhan. Direksi terdiri dari: a. Direktur Utama Direktur Utama merupakan pemimpin eksekusif tertinggi
dalam
perusahaan dan dalam tugasnya sehari-hari dibantu oleh Direktur Teknik dan Direktur Adaministrasi. Tugas wewenang Direktur Utama adalah: •
Merencanakan kegiatan perusahaan serta membentuk organisasi yang efektif dan efisien.
•
Berhak mewakili urusan ekstern perusahan atau menunjuk wakil untuk menanganinya.
•
Menentukan
kebijaksanaan
perusahaan
dalam
mengambil
keputusan-keputusan penting. •
Memberikan penanggungjawaban kepada Dewan Komisaris.
b. Direktur Teknik Dan Produksi Direktur Teknik dan Produksi diangkat oleh Direktur Utama untuk menerima wewenang Direktur Utama yang berkaitan dangan bidang teknik dan produksi.
I-125
Tugas dan wewenang Direktur Teknik dan Produksi adalah: •
Berwenang membuat keputusan dalam bidang teknik tetapi tidak terlepas dari kebijaksanaan bagian produksi.
•
Berwenang dalam produksi, misalnya memperkecil bidang produksi dan memperbesar produksi total, serta menjaga kualitas dan pengembangannya.
•
Bertanggungjawab kepada Direktur Utama.
c. Direktur Administrasi Dan Keuangan Direktur Administrasi dan Keuangan berkaitan erat dengan segala kegiatan diluar produksi, tetapi sangat erat hubungannya dengan kegiatan pabrik. Tugas dan wewenangnya: •
Menjaga kelancaran administrasi dan keuangan serta keamanan perusahaan.
•
Mengadakan penelitian serta pengawasan terhadap pelaksanaan pengadaan pegawai, pembinaan pegawai, kesejahteraan sosial, serta dana sosial pegawai.
•
Mengatur laporan keuangan serta neraca keuangan perusahaan.
•
Bertanggungjawab
atas
pemasukkan
dan
pengeluaran
uang
perusahaan. 10.4.4. Kepala Bagian Teknik Kepala bagian teknik adalah kepala bagian yang bertanggungjawab atas semua kegiatan yang berhubungan erat dengan produksi. Dalam hal ini bukan produksi secara langsung, tetapi sebagai penunjang dalam proses produksinya.
I-126
Devisi-devisi yang dibawahinya adalah: 1. Devisi
Pemeliharaan
dan
Perbaikkan:
bertugas
untuk
merawat,
memelihara dan mempersiapkan peralatan dan fasilitas yang digunakan untuk proses produksi, serta memperbaiki peralatan yang rusak dan mempersiapkan suku cadangnya, agar peralatan tersebut dapat digunakan lagi dalam proses produksi. 2. Devisi Utilitas: bertugas dalam mempersiapkan listrik, baik berasal dari PLN maupun dari diesel guna menunjang kelangsungan proses produksi serta bertugas dalam mensuplai aliran air yang digunakan selama proses produksi berlangsung. Tugas utama dari devisi-devisi ini adalah membantu direksi dalam perancangan maupun dalam penelahan kebijaksanaan pokok dalam bidangnya masing-masing. Selain itu juga melaksanakan tugas-tugas yang diberikan direksi maupun Kepala Bagian Teknik. 10.4.5. Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Produksi adalah kepala bagian yang bertanggungjawab atas segala kegiatan produksi, mulai dari perancangan, pembuatan/produksi dan pengendalian mutu produk. Devisi-devisi yang dibawahinya adalah: •
Devisi Proses: bertugas dalam segala hal yang berkaitan dengan kegiatan produksi langsung. Dalam devisi ini masih terbagi atas devisi-devisi kecil yang menangani secara khusus mengenai spesialisasi prosesnya, misalnya: Devisi Reaktor, Devisi Destilasi dan lain sebagainya sesuai dengan proses produksinya.
I-127
•
Devisi Penyediaan: bertugas dalam merancang kebutuhan bahan baku dalam proses produksi dan bertanggungjawab atas penyediaan bahan baku tersebut.
•
Devisi Gudang: bertugas dalam pengepakan atau pengemasan produk jadi dan menyimpan dalam gudang serta merencanakan pengiriman produk keluar pabrik.
•
Devisi Pengendalian Mutu: bertugas dalam mengawasi dan mengontrol kualitas produk, agar produk yang diterjunkan ke konsumen mempunyai kualitas yang sesuai dengan standart yang ditetapkan. Sama seperti devisi-devisi yang lain, devisi yang tergabung dalam bagian produksi mempunyai tugas masing-masing yang bertanggungjawab langsung terhadap kepala bagian produksi.
10.4.6. Kepala Bagian Pemasaran Kepala bagian pemasaran mempunyai tugas menentukan daerah pemasaran dan melakukan penelitian pasar serta menangani masalah promosi. Kepala bagian pemasaran mambawahi devisi-devisi sebagai berikut: •
Devisi Penjualan: bertugas dalam menjual hasil produksi dengan harga yang telah ditetapkan, dan juga memiliki tugas mengatur pembelian bahan baku dan peralatan lainnya.
•
Devisi Promosi: bertugas dalam mamperkenalkan produk kepada konsumen-konsumen yang membutuhkan atau pabrik-pabrik lain yang membutuhkan. Selain itu juga dapat menarik minat konsumen untuk membeli.
I-128
•
Devisi Pelayanan Konsumen: bertugas dalam melayani segala kebutuhan konsumen serta menerima keluhan-keluhan yang mungkin disampaikan oleh konsumen.
10.4.7. Kepala Umum Kepala umum mempunyai tugas untuk merencanakan, mengelolah dan mendayagunakan sumber daya manusia, baik sumber daya manusia yang sudah ada maupun sumber daya manusia yang masih baru. Kepala bagian ini bertanggungjawab langsung kepada direktur administrasi. Selain itu, kepala bagian umum juga mempunyai tugas untuk mengatur masalah upah karyawan, jenjang karir dan penempatan karyawan. Devisi-devisi yang dibawahi meliputi: •
Devisi Keamanan dan Keselamatan: bertugas untuk memperhatikan dan menjaga keamanan dan keselamatan karyawan selama berlangsungnya proses produksi.
•
Devisi Transportasi: bertugas untuk mengatur transportasi karyawan, khususnya bagi karyawan wanita yang bekerja untuk shift malam.
•
Devisi Kesejahteraan Karyawan: bertugas untuk mengatur semua kegiatan yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan. Mulai dari mengatur tunjangan, pemberian cuti dan JAMSOSTEK.
•
Devisi Personalia: bertugas untuk memberi pekerja baru apabila perusahaan membutuhkan tenaga kerja. Tugasnya mulai penyebaran iklan lowongan, pengadaan test, pemilihan dan pelatihan pekerja baru.
I-129
•
Devisi Kebersihan: bertugas untuk menjaga kebersihan di dalam lingkungan pabrik, baik di lingkungan produksi maupun di lingkungan administrasi.
10.4.8. Kepala Bagian Keuangan Kepala bagian keuangan bertugas mengatur keuangan serta menangani penyediaan serta pembelian baik bahan baku maupun peralatan. Kepala bagian keuangan bertanggungjawab kepada direktur administrasi mengenai pengeluaran yang dilakukan. Devisi-devisi yang dibawahi meliputi: •
Devisi Pembukuan
•
Devisi Keuangan
I-130
Gambar 10.1 Struktur Organisasi Pabrik Garam industri
I-131
10.5. Kebutuhan Tenaga Kerja Dan Tingkat Pembagian Golongan Pabrik Garam kemurnian tinggi ini direncanakan akan beroperasi selama 300 hari dalam setahun dan 24 jam per hari, sisa harinya digunakan untuk perbaikkan dan perawatan serta shut down. Kebutuhan tenaga kerja diambil dari sekitar pabrik dan diklasifikasikan menurut urutan jabatan diatas serta tingkat pendidikan, keahlian dan kemampuan. Sedangkan untuk pekerja dibedakan atas pekerja borongan dan pekerja harian. 10.5.1. Waktu Kerja Sesuai dengan peraturan pemerintah bahwa jumlah jam kerja untuk karyawan adalah 40 jam dalam satu minggu, yang dibedakan dalam dua bagian yaitu: a. Pegawai Non Shift Merupakan karyawan yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi, misalnya Direktur, Kepala Bagian dan seksi-seksi dibawah tanggung jawab non teknis atau yang bekerja di pabrik dengan jenis kontinu. Ketentuan jam kerja adalah sebagai berikut: •
Senin – Kamis : 08.00 – 16.00 (Isterahat : 12.00 – 13.00)
•
Jum’at
: 08.00 – 16.00 (Isterahat : 11.00 - 13.00)
•
Sabtu
: 08.00 – 13.00
b. Pegawai Shift Merupakan karyawan yang secara langsung menangani proses dan mengatur bagian-bagian tertentu di pabrik yang ada hubungannya dengan keamanan dan
I-132
keselamatan produksi. Karyawan shift sehari bekerja selama 24 jam yang terbagi dalam 3 shift, yaitu: •
Shift I : 07.00 – 15.00
•
Shift II : 15.00 – 23.00
•
Shift III : 23.00 -07.00
Untuk menjaga kelancaran pelaksanaan jam kerja selama bergilir, maka karyawan shift dibagi menjadi empat regu/grup sehingga para pekerja dapat bekerja dengan optimal karena dapat bekerja secara bergiliran, dimana jika tiga regu bekerja maka satu regu libur. Tabel 10.1. Jadwal kerja karyawan
Regu
Hari 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
I
P
P
P
_
M
M
M
_
S
S
S
_
P
P
II
S
S
_
P
P
P
_
M
M
M
_
S
S
S
III
M
_
S
S
S
_
P
P
P
_
M
M
M
_
IV
_
M
M
M
_
S
S
S
_
P
P
P
_
M
Keterangan: P : Pagi (Shift I) S : Siang (Shift II) M : Malam (Shift III) - : Libur
I-133
10.5.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja Penentuan jumlah karyawan proses: Kapasitas 500.000 ton/tahun = 69,4444 ton/hari. Dari Vilbrant, figure 6-35, hal. 235, untuk peralatan dengan kondisi rata-rata didapat: M = 15,2 P0,25 = 15,2 × (69,4444)0,25 = 44 orang. Jam/hari tahapan proses Pra Rencana Pabrik garam kemurnian tinggi terbagi menjadi tiga tahapan proses, sehingga didapat: Jumlah karyawan proses = 44 x 3 = 132 orang /hari Karena satu shift ada 7 jam, maka: Jumlah karyawan proses =
132 orang / hari = 19 orang / shift .hari 7 jam
Karyawan shift terdiri dari empat regu, yaitu tiga regu bekeja dan satu regu libur, maka: Jumlah karyawan proses = 19 orang/shift.hari × 4 = 76 orang/hari Jadi jumlah karyawan proses adalah 76 orang.
I-134
10.5.3. Perincian jumlah karywan Jumlah karyawan yang dibutuhkan untuk terselenggaranya Pra Rencana Pabrik Garam Kemurnian Tinggi dapat diuraikan sebagai berikut: Tabel 10.2. Perincian jumlah karyawan dan latar belakang
Pendidikan No
Keterangan Jabatan SMU
D3
S1
S2
1
Dewan Komisaris
2
Tek. Kimia/Tek.Industri
2
Direktur Utama
1
Tek. Kimia
3
Litbang
4
Direktur
1
Tek. Kimia
&
1
Tek. Kimia
Direktur Atministrasi
1
Ilmu Atministrasi Niaga
Teknik
Produksi 5
& Keuangan 6
Kabag. Produksi
1
Tek. Kimia
7
Kabag. Teknik
1
Tek. Mesin
8
Kabag. Pemasaran
1
Ekonomi Manajemen
9
Kabag. Keuangan &
1
Ekonomi Akuntansi
Administrasi 10
Kabag. Umum
1
Ilmu Administrasi Negara
11
Kasie. Proses
1
Tek. Kimia
12
Karyawan Proses
13
Kasie. Penyediaan &
76
Tek. Kimia 1
I-135
Tek. Kimia
gudang 14
Karyawan Penyediaan
4
-
& gudang 15
Kasie.
Pengendalian
proses
&
1
Tek. Industri
jaminan
Mutu 16
Karyawan
2
Pengendalian
Tek. Industri
Proses
& jaminan mutu 17
Kasie. Utilitas
1
18
Karyawan Utilitas
19
Kasie. Pembelian
20
Karyawan Pembelian
21
Kasie. Penjualan
22
Karyawan Penjualan
23
Kasie.
Promosi
4
Tak. Industri -
1 2
Ekonomi Manajemen Ekonomi Manajemen
1 4
Ekonomi Manajemen -
&
1
Desing Grafis
Promosi
2
-
Periklanan 24
Karyawan
dan Periklanan 25
Kasie.
Riset
&
1
&
2
Ekonomi Manajemen
Marketing 26
Karyawan
Riset
Marketing
I-136
-
27
Kasie. Keuangan &
1
Ekonomi Manajemen
akuntansi 28
Karyawan
Keuangan
2
Ekonomi Manajemen
& akuntansi 29
Kasie. Humas
30
Karyawan Humas
31
Kasie.
Pesonalia
1
Hukum/Psikologi Industri
2 &
Hukum/Psikologi Industri 1
Psikologi Industri
SDM 32
Karyawan Personalia
1
Psikologi Industri
& SDM 33
Kasie. Keamanan &
1
Purnawirawan ABRI
kebersihan 34
Karyawan Keamanan
4
-
& kebersihan 35
Kasie. Transportasi
36
Karyawan
1
Tek. Transportasi
5
Tek. Transportasi
Transportasi 37
Total
132
10.5.4. Status Karyawan Menurut statusnya karyawan Pabrik Garam Kemurnian tinggi ini dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu:
I-137
a. Karyawan tetap Merupakan karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan Surat Keputusan (SK) Direksi dan mendapatkan gaji bulanan berdasarakan kedudukan, keahlian, dan masa kerja dalam perusahaan. b. Karyawan harian Merupakan karyawan yang diangkat dan diberhentikan oleh Direksi tanpa Surat Keputusan (SK) Direksi dan mendapatkan gajih harian yang dibayar setiap akhir pekan. c. Pekerja borongan Merupakan pekerja yang dipekerjakan oleh pabrik apabila diperlukan saja, misalnya bongkar muat bahan baku dan produk, shut down, dan lain-lain. Pekerja borongan menerima gajih untuk satu pekerjaan tersebut. 10.5.5. System Pengupahan Karyawan Pada Pra Rencana Pabrik Garam kemurnian tinggi, besar kecilnya upah yang diberikan berdasarkan pada: •
Tingkat pendidikan
•
Pengalaman kerja
•
Tanggung jawab dan kedudukan
•
Keahlian yang dimiliki Didasarkan atas kedudukan dan perbedaan status ini, maka system
pengupahan pada pra rencana Pabrik Garam kemurnian tinggi dibedakan menjadi: -
Upah bulanan
I-138
Upah bulanan diberikan pada karyawan tetap yang bersarnya berbeda-beda untuk setiap karyawan dan diberikan setiap akhir bulan. -
Upah harian Upah harian diberikan kepada karyawan harian tetap yang besarnya berbeda-beda untuk setiap karyawan dan diberikan setiap akhir pekan.
-
Upah borongan Upah borongan diberikan kepada karyawan harian lepas atau karyawan borongan yang gajihnya tidak tetap, tergantung pada macam pekerjaan yang dilakukan dan upah tersebut diberikan setelah pekerjaan itu selesai. Daftar upah yang diberikan kepada seluruh tingkatan karyawan dapat
dilihat pada tabel 10.3 berukut ini: Tabel 10.3 Daftar gaji atau upah karyawan
No
Jabatan
Gaji/BlnRp
Total (RP)
Jumlah 1
Dewan Komisaris
2
9.000.000
18.000.000
2
Direktur Utama
1
8.000.000
8.000.000
3
Litbang
1
5.000.000
5.000.000
4
Direktur Teknik & Produksi
1
7.000.000
7.000.000
5
Direktur
1
7.000.000
7.000.000
Atministrasi
&
Keuangan 6
Kabag. Produksi
1
5.000.000
5.000.000
7
Kabag. Teknik
1
5.000.000
5.000.000
8
Kabag. Pemasaran
1
5.000.000
5.000.000
I-139
9
Kabag. Keuangan & Administrasi
1
5.000.000
5.000.000
10
Kabag. Umum
1
5.000.000
5.000.000
11
Kasie. Proses
1
2.000.000
2.000.000
12
Karyawan Proses
76
600.000
45.600.000
13
Kasie. Penyediaan & gudang
1
2.000.000
2.000.000
14
Karyawan Penyediaan & gudang
4
600.000
2.400.000
15
Kasie. Pengendalian proses &
1
2.500.000
2.500.000
2
600.000
1.200.000
jaminan Mutu 16
Kary. Pengendalian Proses & jaminan mutu
17
Kasie. Utilitas
1
18
Karyawan Utilitas
4
600.000
1.200.000
19
Kasie. Pembelian
1
2.500.000
2.500.000
20
Karyawan Pembelian
2
1000.000
2.000.000
21
Kasie. Penjualan
1
2.000.000
2.000.000
22
Karyawan Penjualan
4
600.000
2.400.000
23
Kasie. Promosi & Periklanan
1
24
Kary. Promosi dan Periklanan
2
1000.000
2.000.000
25
Kasie. Riset & Marketing
1
2.500.000
2.500.000
26
Karyawan Riset & Marketing
4
600.000
2.400.000
27
Kasie. Keuangan & akuntansi
1
2.500.000
2.500.000
28
Karyawan Keuangan & akuntansi
2
600.000
1.200.000
I-140
2.000.000
2.000.000
2.000.000
2.000.000
29
Kasie. Humas
1
2.500.000
2.500.000
30
Karyawan Humas
2
600.000
1.200.000
31
Kasie. Pesonalia & SDM
1
2.500.000
2.500.000
32
Karyawan Personalia & SDM
1
600.000
33
Kasie. Keamanan & kebersihan
1
1000.000
1000.000
34
Kary. Keamanan & kebersihan
6
400.000
2.400.000
35
Kasie. Transportasi
1
2.000.000
2.500.000
36
Karyawan Transportasi
5
600.000
3.600.000
37
Total
600.000
10.6. Jaminan Sosial Jaminan sosial adalah jaminan yang diterima oleh pihak karyawan jika terjadi sesuatu hal yang bukan karena kesalahannya sehingga dia tidak dapat melakukan pekerjaanya. Jaminan sosial yang diberikan oleh perusahaan kepada karyawan berupa: 1. Tunjangan Berbagai tunjangan yang diberikan perusahaan kepada karyawan adalah: a. Tunjangan lembur yang diberikan kepada tenaga kerja yang bekerja diluar jam kerja yang telah ditetapkan (khusus untuk tenaga kerja shift). b. Tunjangan diluar gaji pokok yang diberikan kepada tenaga kerja tetap berdasarkan prestasi yang telah dilakukannya dan lama pengabdiannya kepada perusahaan tersebut.
I-141
c. Jatah makan satu kali untuk setiap tenaga kerja yang bekerja lembur. 2. Cuti a. Cuti tahunan selama 12 hari kerja dan diatur dengan mengajukan permohonan satu minggu sebelmnya untuk dipertimbangkan izinnya. b. Cuti sakit bagi tenega kerja yang memerlukan istirahat total berdasarkan surat keterangan dokter. c. Cuti hamil selama tiga bulan bagi tenaga kerja wanita. d. Cuti untuk keperluan dinas atas perintah atasan berdasarkan kondisi tetentu perusahaan. 3. Fasilitas Fasilitas yang diberikan berupa seragam kerja untuk karyawan dan perlengapan keselamatan kerja seperti helm, sarung tangan, sepatu boot, kacamata pelindung dan lain-lain. 4. Pengobatan a. Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan pada ploliklinik perusahaan dan diberikan secara cuma-cuma kepada karyawan yang membutuhkan. b. Untuk pengobatan dan perawatan yang intensif yang harus dilakukan di rumah sakit akan dibeerikan penggantian ongkos sebesar 50%.
I-142
c. Karyawan kesehatannya
yang
mengalami
dalam
kecelakaan
melakukan
tugas
atau
terganggu
perusahaan,
akan
mendapatkan penggantian ongkos sepenuhnya. 5. Insentif atau bonus Insentif diberikan dengan tujuan untuk meningkatkan produktifitas dan merangsang gairah kerja karyawan. Besarnya insentif ini dibagi menurut golongan dan jabatan. Pemberian insentif untuk golongan operatif (golongan kepala seksi kebawah) diberikan setiap bulan, sedangkan untuk golongan diatasnya diberikan pada akhir tahun produksi dengan melihat besarnya keuntungan
dan target yang
dicapai. 6. Perumahan Perumahan diberikan terutama bagi karyawan yang menduduki jabatan penting, mulai direksi sampai kasie.
I-143
BAB XI ANALISA EKONOMI
Perencanaan suatu pabrik perlu ditinjau dari faktor-faktor ekonomi yang menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Faktor-faktor yang perlu diperhitungkan dalam penentuan untung-rugi dalam mendirikan pabrik Garam Industri dari bahan baku garam rakyat sebagai berikut: •
Return On Investment (ROI)
•
Pay Out Time (POT)
•
Break Event Point (BEP)
•
Internal Rate Of Return (IRR) Sedangkan untuk menghitung faktor-faktor di atas perlu diadakan
penaksiran beberapa hal yang menyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses, yaitu diantaranya:
11.1 Faktor-Faktor Penentu 11.1.1 Faktor Total Capital Investment (TCI) Yaitu modal yang dibutuhkan untuk mendirikan pabrik sebelum berproduksi, terdiri dari: 1.Fixed Capital Investment (FCI) a. Biaya Langsung (Direct Cost), meliputi: - Harga Peralatan - Instalasi alat
I-144
- Instrumentasi dan control - Perpipaan - Listrik - Bangunan - Tanah - Fasilitas layanan - Pengembangan lahan b. Biaya Tak Langsung
1.
-
Enggineering
-
Konstruksi
Working Capital Investment (WCI) Yaitu modal untuk menjalankan pabrik yang berhubungan dengan laju
produksi, meliputi: -
Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu
-
Utilitas dalam waktu tertentu
-
Gaji dalam waktu tertentu
-
Uang tunai Sehingga: TCI = FCI + WCI
I-145
11.1.2 Total Ongkos Produksi (Total Production Cost = TPC) Total ongkos produksi adalah biaya yang digunakan untuk operasi pabrik dan biaya penjualan produk, meliputi: a. Biaya pembuatan, terdiri dari: -
Biaya produksi langsung (DPC)
-
Biaya produksi tetap (FC)
-
Biaya overhead pabrik
b. Biaya Umum (General Expenses), terdiri dari: -
Administrasi
-
Distribusi dan pemasaran
-
Litbang
Adapun ongkos total terbagi menjadi: a. Ongkos Variabel (VC) Yaitu segala biaya yang pengeluaran berbanding lurus dengan laju produksi yang meliputi: - Bahan baku per tahun - Utilitas - Pengemasan - Gaji karyawan
- Pemeliharaan dan perbaikan b. Ongkos Semi Variabel (SVC) Yaitu biaya pengeluaran yang tidak berbanding lurus dengan laju produksi, yang meliputi:
I-146
- Biaya umum - Biaya laboratorium - Operasi suplies c. Ongkos Tetap (FC), tediri dari: -
Depresiasi
-
Asuransi
-
Pajak
-
Bunga
11.2 Penaksiran Harga Alat Harga suatu alat setiap saat akan berubah, tergantung pada perubahan kondisi ekonomis. Untuk itu digunakan beberapa macam konversi harga alat terhadap harga alat pada beberapa tahun yang lalu sehingga akan diperoleh harga yang ekivalen dengan harga sekarang. Harga alat dalam Pra Rencana Pabrik Garam industri didasarkan pada data harga alat yang terdapat dalam literature, (Peter dan Timmerhaus dan G.D.Ulrich). Untuk menaksirkan harga alat pada tahun 2010 digunakan Rumus: Cx =
Ix x Ck Ik
Dari perhitungan appendix E, didapatkan harga peralatan untuk Pabrik Garam industri adalah Rp.142.431.019.900
I-147
11.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI) A .Modal Langsung (DC) - Harga Peralatan (E)
= Rp. 142.431.019.900
- Instalasi alat (20%E)
= Rp.28.486.203.980
- Instrumentasi dan control (10%E)
= Rp.14.243.101.990
- Perpipaan (17%E)
= Rp.24.213.273.380
- Listrik (10%E)
= Rp. 14.243.101.990
- Bangunan + tanah (APP.E)
= Rp. 7.701.750.000
- Fasilitas layanan (20%E)
= Rp. 28.486.203.980
- Pengembangan lahan (5%E)
= Rp.7.121.550.995
Total Direct Cost (DC)
= Rp.266.926.206.200
B.Modal Tak Langsung (IC) - Engineering (5%DC)
= Rp.13.346.310.310
- Bahan kontruksi (7% DC) = Rp.18.684.834.430
Total Indirect Cost (IC)
= Rp.32.031.144.740
C.Total Plant Cost (TPC) Total TPC (DC + IC)
= Rp 298.957.350.900
D. Modal Tetap (FCI)
= Rp 298.957.350.900
- Biaya kontraktor (5% TPC)
= Rp 14.947.867.550
- Biaya tak terduga (7% TPC)
= Rp 20.927.014.560
Total Fix Capital Investment
= Rp 334.832.233.000
I-148
E .Modal Kerja (WCI) Work Capital Investment (WCI) = 15% FCI Total Capital Investment (TCI) = WCI + FCI WCI
= Rp.50.224.834.950
TCI
= WCI + FCI = Rp. 50.224.834.950 + Rp 334.832.233.000
TCI
= Rp. 385.057.068.000
F . Modal perusahaan - Modal sendiri 60% TCI
= Rp 231.034.240.800
- Modal pinjaman 40% TCI
= Rp 154.022.827.200
Total Modal Perusahaan
= Rp 385.057.068.000
11.4. Penentuan Total Product Cost (TPC) Biaya produksi total = biaya manufaktur + biaya umum
A..Biaya manufaktur A.1. Biaya Produksi langsung (Direct Production Cost/DPC) - Gaji karyawan 1 tahun
=Rp. 1.976.400.000
- Bahan baku 1 tahun
= Rp.249.999.984,000
- biaya utilitas 1 tahun
= Rp.201.280.950
- Biaya pengemasan 1 tahun
= Rp.4.999.999.680
- Biaya lab.(10% gaji)
= Rp.197.640.000
- Pemeliharaan (10 % E)
= Rp.14.243.101.990
- OP.supplies (10 % pemeliharaan)
= Rp.1.424.310.199
Total DPC
= Rp.273.042.716.800
I-149
A.2. Biaya Produksi Tetap (Fixed Production Cost/FPC) - Depresi alat (10% E)
= Rp.14.243.101.990
-Depresi bangunan (0,032 FCI)
= Rp.10.714.631.460
- Pajak kekayaan ( 2% FCI )
= Rp.6.696.644.660
- Asuransi ( 1% FCI )
= Rp.3.348.322.330
- Bunga bank (20% modal pinjaman = Rp.30.804.565.440
Total FPC
= Rp.65.807.265.880
B. Biaya Overhead Biaya Overhead = 25% Gaji + Pemeliharaan = Rp.14.737.201.990
Total biaya manufaktur
= Rp.353.587.184.700
C. Biaya Umum (general Expenses/GE) - Administrasi (18% gaji + pemeliharaan )
= Rp.14.598.853.990
- Distribusi (biaya administrasi )
= Rp.14.598.853.990
- Biaya penelitian
= Rp.14.598.853.990
Total GE
= Rp.43.796.561.970
Total biaya produksi (TPC) = biaya manufaktur + biaya umum = Rp. 353.587.184.700 + Rp.43.796.561.970
=Rp.397.383.746.600
I-150
11.5 Menghitung Penilaian Investasi: Asumsi yang diambil: a. Modal yang digunakan terdiri dari: - Modal sendiri 60% TCI - Modal pinjaman 40% TCI b. Bunga kredit = 15% per tahun Masa konstruksi: Tahun I
= 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman
Tahun II
= 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman
C. Pengembalian pinjaman dalam waktu 10 tahun Umur pabrik 10 tahun Kapasitas produksi: Tahun I = 60% dari produksi total Tahun II = 100% dari produksi total Pajak penghasilan = 30% per tahun
11.5.1. Menghitung Laba Perusahan Laba perusahaan,yaitu keuntungan yang diperoleh dari penjualan produk. Total penjualan pertahun = Rp. 599.999.961.600 Laba Untuk Kapasitas Pabrik 100% Pajak
= 30% per tahun
Laba Kotor = Total penjualan (S)– Biaya produksi total = Rp. 599.999.961.600 - Rp. 397.383.746.600 = Rp.202.616.215.000
I-151
Pajak penghasilan (1-30% ) Laba Bersih = Rp. 202.616.215.000 x (1-30%) = Rp 141.831.350.500 CA
= Laba bersih + Depresiasi alat = Rp 141.831.350.500 + Rp.14.243.101.990 = Rp.156.074.452.500
11.6. Analisis Probabilitas 11.6.1. Lama Pengembalian Modal(Pay Out Time =POT) POT adalah masa tahunan pengembalian modal investasi dari laba yang dihitung dikurangi penyusutan atau waktu yang diperlukan untuk mengembalikan modal investasi. FCI
= Rp 334.832.233.000
CA
= Rp. 156.074.452.500
POT
=
=
FCI × 1 tahun Cash Flow
Rp. 334.832.233.000 × 1 tahun Rp.156.074.452.500
= 2,1 tahun
I-152
11.6.2. Laju Pengembalian Modal (Rate On Investment =ROI) ROI adalah pernyataan umum yang digunakan untuk menunjukan laba tahunan sebagai usaha untuk mengembalikan modal. Pajak
= 30%
Laba kotor
= Rp. 202.616.215.000
Laba bersih
= Rp. 141.831.350.500
FCI
= Rp. 334.832.233.000
- ROI sebelum pajak ROIBT
=
Laba Kotor × 100% FCI =
Rp.202.616.215.000 × 100% Rp. 334.832.233.000
= 60,5 % - ROI sesudah pajak ROIAT
=
Laba bersih × 100% FCI
=
141.831.350.500 × 100% 334.832.233.000
= 42.4%
11.6.3. Break Event Point (BEP) BEP adalah titik dimana jika tingkat kapasitas pabrik berada pada titik tersebut maka pabrik tidak untung dan tidak rugi atau harga penjualan sama dengan biaya produksi. BEP =
FPC + 0,3.SVC x 100 % S − 0,75SVC − VC
I-153
A . Biaya tetap
= Rp. 65.807.265.880
B. Biaya Variabel (VC): - Bahan baku per tahun
= Rp 249.999.984,000
- Utilitas
= Rp 201.280.950
- Pengemasan
= Rp 49.999.999.680
- Gaji karyawan
= Rp1.976.400.000
- Pemeliharaan dan perbaikan = Rp 14.243.101.990 - Total VC
= Rp 316.420.766.600
C. Biaya Semi Variabel (SVC) - Biaya umum
= Rp 43.796.561.970
- Biaya laboratorium
= Rp 197.640.000
- Operasi suplies
= Rp 1.424.310.199
- Biaya overhead
= Rp 14.737.201.990
- Total SVC
= Rp 60.155.714.160
D. Harga penjualan (S)
= Rp. 599.999.961.600
BEP
=
=
FPC + 0,3 SVC × 100% S - 0,7SVC - VC
65.807.265.880 + (0,3 × 60.155.714.160) × 100% 599.999.961.600 − (0,7 × 60.155.714.160) − 316.420.766.600
= 34,72% Titik BEP terjadi pada kapasitas produksi: = 34,72 % x 500.000 ton/tahun = 17.360.000 ton/tahun
I-154
Nilai BEP untuk pabrik Garam kemurnian tinggi berada diantara 30-60%, maka nilai BEP memadai. Untuk produksi Tahun I kapasitas pabrik 85% dari kapasitas sesungguhnya, sehingga keuntungannya adalah:
PBi (100 − BEP) - (100 - kapasitas ) = PB 100 - BEP Dimana: PBi
= Keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)
PB
= Keuntungan pada kapasitas 100%
% Kap
= % kapasitas yang tercapai
PBi Rp.156.074.452.500
PBi
=
(100 − 34,72) − (100 − 85) (100 − 34,72)
= Rp.604.424.712.300
Sehingga Chas Flow setelah pajak untuk Tahun I: CA
= Laba bersih Tahun I + Depresiasi alat = Rp. 604.424.712.300 + Rp. 14.243.101.990 = Rp.605.849.022.400
I-155
Rp/thn S
TPC FPC + 0,3 SVC
34,72%
Kapasitas (%) 34,72%
FPC
kapasitas(%)
Gambar 11.2.1.Break Event Point Pra Rencana Pabrik Garam Industri
11.6.4. Shut Down Point (SDP) SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik yang masih boleh beroperasi. SDP =
=
0,3 SVC × 100% S - SVC - VC 0,3 x 60.155.714.160 × 100% 599.999.961.600 - 60.155.714.160 - 316.420.766.600
= 8,07 % Titik Shut Down Point terjadi pada kapasitas: = 8,07 % × 500.000 ton/tahun = 4.035.000 ton/tahun
11.6.5. Net Present Value (NPV)
I-156
Metode ini digunakan untuk menghitung selisih dari nilai penerimaan kas bersih dengan nilai investasi sekarang. Langkah-langkah menghitung NPV:
A. Menghitung CA0 (tahun Ke-0) untuk masa konstruksi 2 tahun CA-2 = 40% × CA × (1 + i)2 = 40% × Rp. 605.849.022.400 × (1 + 0,2)2 = Rp.348.969.036.900 CA-1 = 60% × CA × (1 + i)1 = 60% × Rp. 605.849.022.400 × (1 + 0,2)1 = Rp.436.211.296.100 CA-O = (CA-2 - CA-1) = Rp. 348.969.036.900- Rp. 436.211.296.100 = - Rp 87.242.259.200
B. Menghitung NPV tiap tahun NPV = CA × Fd Fd
=
1 (1 + i ) n
Dimana: NPV
= Net Preaent Value
CA
= Cash Flow setalah pajak
Fd
= Faktor diskon
i
= Tingkat bunga bank
n
= Tahun ke-n
I-157
Tabel 11.14. Cash Flow Untuk NPV Selama 10 Tahun
Tahun
Cash Flow/CA (Rp)
Fd (i = 0,15)
NPV
0
-87.242.259.200
1
605.849.022.400
0,8696
526.846.309.900
2
156.074.452.500
0,7561
118.007.893.500
3
156.074.452.500
0,6575
102.618.952.500
4
156.074.452.500
0,5718
892.433.719.400
5
156.074.452.500
0,4972
776.002.177.800
6
156.074.452.500
0,4323
674.709.858.200.
7
156.074.452.500
0,3759
58.668.386.690
8
156.074.452.500
0,3269
51.020.738.520
9
156.074.452.500
0,2843
44.371.966.850
10
156.074.452.500
0,2472
38.581.604.660
Nilai sisa
0
0,2472
WCI
50.224.834.950
0,2472
1
Total
-. 87.242.259.200
0 12.415.579.200 3.208.434.928.000
Karena harga NPV positif, maka pabrik layak didirikan.
11.7. Internal Rate Of Return (IRR) Metode yang digunakan untuk menghitung tingkat bunga pada investasi. Harga IRR harus lebih tinggi dari tingkat bunga bank sehingga harus dipenuhi persamaan dibawah ni dengan cara trial.
I-158
IRR
= i2 +
NPV1 (i2 − i1 ) NPV1 + NPV2
Dimana: i1
= Besarnya bunga pinjam tahun ke-1 yang trial 15%
i2
= Besarnya bunga pinjam tahun ke-2 yang trial 24%
Tabel 11.15. Cash Flow Untuk IRR Selama 10 Tahun Tahun
Cash Flow/CA (Rp)
Fd(i=0,15)
PV1
FD (0,24)
PV2
0
-87.242.259.200
1
-. 87.242.259.200
1
-. 87.242.259.200
1
605.849.022.400
0,8696
526.846.309.900
0,8064
424.848.864.300
2
156.074.452.500
0,7561
118.007.893.500
0.6504
76.752.333.930
3
156.074.452.500
0,6575
102.618.952.500
0.5245
53.823.640.590
4
156.074.452.500
0,5718
89.243.371.940
0.4229
37.741.021.990
5
156.074.452.500
0,4972
77.600.217.780
0.3411
26.469.434.280
6
156.074.452.500
0,4323
67.470.985.820
0.2751
18.561.268.820
7
156.074.452.500
0,3759
58.668.386.690
0,2218
13.012.648.170
8
156.074.452.500
0,3269
51.020.738.520
0,1792
9.142.916.343
9
156.074.452.500
0,2843
44.371.966.850
0,1442
6.398.437.620
10
156.074.452.500
0,2472
38.581.604.660
0,1164
4.490.898.782
Nilai sisa
0
0,2472
50.224.834.950
0,2472
WCI Jumlah
0 12.415.579.200 1.019.284.748.000
I-159
0,1164 0,1164
0 1.445.173.419 58.544.428.300
IRR = 15% +
= 15% +
NPV1 (i2 -i 2 ) NPV1 + NPV2 1.019.284.748.000 x( 24% − 15%) 1.019.284.748.000 + 58.544.423.300
= 23,5% Dengan besarnya IRR = 23,5% maka pabrik layak didirikan,
karena IRR > bunga bank (15%).
I-160
BAB XII KESIMPULAN
Dalam era globalisasi dan pasar bebas yang akan datang, Pra Rencana pabrik Garam kemurnian tinggi dari bahan baku garam kotor diharapkan akan mencapai hasil produksi yang semaksimal munngkin,sehingga dari hasil tersebut akan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dan diharapkan dapat menembus pasaran internasional dengan harga dan kualitas yang bersaing sehingga dapat menambah devisa negara. Kesimpulan dapat diambil dengan memperhatikan beberapa aspek atau segi sebagai berikut :
12.1 Dari segi Teknik Ditinjau dari segi teknik, proses pembuatan garam dari garam rakyat(kotor) dengan tingkat impuritis yang rendah.proses awal pembuatan garam kemurnian tinggi adalah dengan mencuci garam sehingga menghasilkan garam dengan kemurnian tinggi.
12.2 Dari segi sosial Berdirinya pabrik natrim klorida sangat membantu pemerintah daerah, karena dapat menciptakan lapangan pekerjaan baru bagi masyarakat sekitar,meningkatkan pendapatan petani serta dapat meningkatkan pendapatan perkapita daerah setempat.
I-161
12.3 Dari segi lokasi pabrik Ditinjau dari segi lokasi, pabrik ini didirikan dengan pertimbangan,karena dekat dengan daerah pemasaran,dekat dengan bahan baku,tenaga kerja yang cukup memadai,ditunjang dengan tersedianya transportasi yang memadai baik untuk pengangkutan bahan baku maupun produk jadi,serta tersedianya air yang memadai sebagai sarana utilitas.
12.4 Dari segi pemasaran Perkembangan industri makanan dan minumam yang begitu cepat,yang ditunjang dengan meningkatnya jumlah penduduk dan teknologi yang semakin berkembang seiring dengan meningkatnya konsumsi baik makanan maupun minuman yang berfungsi sebagai pengawet maupun penambah kualitas makanan dan minumam.
12.5 Dari segi ekonomi Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa ekonomi yang dilakukan maka Pabrik Natrium Klorida layak didirikan dalam jangka pendek maupun jangka panjang dengan memperhatikan data-data sebagai berikut : a). Internal Rate Of Return (IRR)
= 23,5%
b). Rate On Investement (ROIBT)
= 60,5 %
I-162
c). Rate On Investement (ROIAT)
= 42.4%
d). Break Evant Point (BEP)
= 34,72%
e). Pay Out Time (POT)
= 2,1 tahun
I-163
DAFTAR PUSTAKA
Brown, G.G., 1961, “Unit Operation”, Jonh Wiley and Sons, Inc., New York Brownell, L.E. and E.H.,1959, “Proses Equipment Design”, Ist Edition, Jonh Wiley and
Sons, Inc., New York
Geankoplis, C.J., 1993, “Transport Processes and Unit Operations”, 3rd Edition, Prentice-Hall, Inc., New Jersey Hesse, H.C. and Rushton, J.H., 1959, “ Process Equipment Design”, D. Van Nostrand Company, Inc., New Jersey Hougen, O.A., Watson, K.M., and ragatz, R.A, 1954, “Chemical Process Principal”, 2nd Edition, Jonh Wiley and Sons, Inc., New York Kern, D.Q., 1965, “Process Heat Transfer”, International Edition, McGraw-Hill Book Co., Singapore Perry, RH.,1998, “Perry’s Chemical Engineering Handbook”,6th Edition , McGraw-Hill Book Co., New York Perry, RH.,2000, “Perry’s Chemical Engineering Handbook”,7th Edition , McGraw-Hill Book Co., New York Peters, M.S and Timmerhause, K.D., 1968, “Plant Design and Economics for Chemical Engineers”, 3rd Edition, McGraw-Hill Book Co., New York Smith, J.M. and Van Ness, H.C., 1987, “Introdustion to Chemical Engineering Thremodynamics” 4th Edition, McGraw-Hill Book Co., Singapore Ulrich, G.D., 1984, “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economic”, Jonh Wiley and Sons, Inc., New York
I-164
APENDIK A PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas produksi
= 500.000 ton/tahun = 500.000 x Ton
x 1000 Kg
x 1 tahun x 1
hari Tahun
1 ton
300 hari
jam = 69444,44 kg/jam Waktu operasi
= 300 hari, 24 jam
Satuan
= Kg/jam
Basis
= 631081.097 kg/jam
1. MIXER (M-144)
H2O plrt Garam kotor
Brine
Komposisi garam rakyat : NaCl
= 85,83 % = 0,8583 x 631081.097
CaSO4
= 0,31 % = 0,0031 x 631081.097 = 1956.351
MgSO4
= 1,87 % = 0,0187 x 631081.097 = 11801.217 Kg/jam
I-165
= 541656.906 Kg/jam Kg/jam
24
MgCl2
= 0,19 % = 0,0019 x 631081.097 = 1199.054 Kg/jam
H2 O
= 6,3 % = 0,0630 x 631081.097 = 39758.109 Kg/jam
Kotoran
= 5,5 %
= 0,0550 x 631081.097 = 34709.460 Kg/jam Total = 631081.097 Kg/jam
Kelarutan NaCl pada 96º C = 39, 48 gram NaCl / 100 gram H2O Jimlah H2O yang dibutuhkan untuk melarut NaCl
=
100 x 541656.906 39,48
= 1371977.979 Kg/jam
Neraca massa pada mixer Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
Masuk Mixer (M1)
Menuju Filter (M3)
NaCl
NaCl
= 541656.906
CaSO4 =1956.351
CaSO4
= 1956.351
MgSO4 =11801.217
MgSO4
= 11801.217
MgCl2
= 1199.054
MgCl2
= 1199.054
H2O
= 39578.109
H2 O
= 1411736.088
Kotoran
= 34709.460
= 541656.906
Kotoran = 34709.460 H2O Pelarut (M2) = 1371977.979 Total = 2031015.968
Total = 2031015.968
I-166
2. FILTER (H-116)
Brine NaCl CaSO4 MgSO4 MgCl H2O
Kotoran Suhu operasi: T = 96oC Komposisi Brine yang masuk dari mixer NaCl
= 541656.906
CaSO4
= 1956.351
MgSO4
= 11801.217
MgCl2
= 1199.054
H2 O
= 1411736.088
Asumsi 10% filtrat keluar ikut kotoran: NaCl
= 541656.906 x10%
= 54165.691 kg/jam
CaSO4 = 1956.351x 10%
= 195.635 kg/jam
MgSO4 = 11801.217x 10%
= 1180.122 kg/jam
I-167
MgCl2 = 1199.054x 10% H2 O
= 119.905 kg/jam
= 1411736.088x 10% = 141173.609 kg/jam
Filtrat yang ikut terpisah: NaCl
= 541656.906 -54165.691
= 487491.215 kg/jam
CaSO4
= 1956.351 – 195.635
= 1760.716 kg/jam
MgSO4 = 11801.217 -1180.122
= 10621.195 kg/jam
MgCl2
= 1199.054-119.905
= 1079.149 kg/jam
H2 O
= 1411736.088 -141173.609
= 1270562.479 kg/jam
Neraca massa pada Filter Masuk (Kg/jam)
Keluar (Kg/jam)
Dari mixer 1411736.088
Menuju kristalizer (M5)
NaCl
= 541656.906
NaCl
= 487491.215
CaSO4
= 1956.351
CaSO4
= 1760.716
MgSO4
= 11801.217
MgSO4
=10621.195
MgCl2
= 1199.054
MgCl2
= 1079.149
H2 O
= 1411736.088
H2O
= 1270562.479
Kotoran
= 34709.460
Menuju Bin
I-168
NaCl
= 54165.691
CaSO4
= 195.635
MgSO4
= 1180.122
MgCl2
= 119.905
H2O
= 141173.609
Kotoran
= 34709.460
Total
= 2031015.968
Total
3. KRISTALIZER (X-110)
NaCl CaSO4 MgSO4 MgCl2 H2O
Kristal NaCl H2 O Larutan NaCl CaSO4 MgSO4 MgCl2 H2 O
Kelarutan bahan pada 30º C: NaCl
= 36,3 gr/100 gr H20
CaSO4
= 0,209 gr/100 gr H2O
MgSO4
= 45,3 gr/100 gr H2O
I-169
= 2031015.968
MgCl2
= 56 gr/100 gr H2O
Dari data kelarutan maka diperoleh: NaCl larut = 36,3 x 1270562,479 100 = 461214,180 kg/jam NaCl kristal = 487491,215 – 461214,180 = 26277,035 Kg/jam Asumsi pada NaCl mengandung 5 % H2O H2O = 5 x 26277,035 = 1383,002 kg/jam 95 CaSO4 larut
= 0,209 x 1270562,479 100 = 2655,476kg/jam
Maka CaSO4 semua larut: MgSO4 larut = 45,3 X 1270562,479 100 = 575564,803 kg/jam Maka MgSO4 semua larut: MgCl2 = 56 x 1270562,479 100 = 711514,988 kg/jam Maka MgCl2 semua larut: H2O = 1270562,479– 1383,002 = 1269179,477 kg/jam Neraca massa pada kristalizer Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
I-170
Dari Filter
Menuju Centrifuge
NaCl
= 487491.215
Kristal
CaSO4
= 1760.716
NaCl
=26277,035
MgSO4
=1079.149
H2O
= 1383,002
MgCl2
= 35782,298
Larutan
H2O
= 1270562.479
NaCl
= 461214,180
CaSO4
= 1760.716
MgSO4
=1079.149
MgCl2
= 35782,298
H2O
= 1269179,477
Total
= 1796675,857
Total
= 1796675,857
4. CENTRIFUGE (H-12)
NaCl kristal H2O Larutan NaCl CaSO4 MgSO4 MgCl2 H2 O
NaCl kristal H2O Larutan NaCl CaSO4 MgSO4 MgCl2 H2O
NaCl CaSO4 MgSO4 MgCl2 H2 O
I-171
Pada centrifuge di ansumsikan kristal mengandung 10 % larutan campuran.. (perry ed. 6). Jumlah larutan dalam kristal : NaCl = 10 x 26277,035 = 2919,671 kg/jam 90 Komposisi larutan dalam kristal NaCl: NaCl = 461214,180 2919,671 461214,180+1760.716 +1079.149 + 35782,289 + 1269179,477
x
= 761,211 kg/jam CaSO4 = 1760.716 2919,671 461214,180+1760.716 +1079.149 + 35782,289 + 1269179,477
x
= 2,906 kg/jam MgSO4 = 2919,671
1079.149
x
461214,180+1760.716 +1079.149 +35782,289 + 1269179,477 = 1,781 kg/jam
MgCl2 = 35782,289 2919,671 461214,180+1760.716 +1079.149 +35782,289 + 1269179,477
x
= 59,057 kg/jam H2O = 2919,671
1269179,477 461214,180+1760.716 +1079.149 +35782,289 + 1269179,477
I-172
x
= 2094,716 kg/jam Larutan yang masuk ke evaporator: NaCl
= 461214,180 -761,211
= 460452,969 kg/jam
CaSO4
= 1760,716- 2,906
= 1757,81 kg/jam
MgSO4
= 1079,149 -1,781
= 1077,368 kg/jam
MgCl2
= 35782,298 – 59,057
= 35723,241 kg/jam
H2 O
= 1269179,477 – 2094,716
= 1267084,761 kg/jam
Neraca massa pada centrifuge: Masuk(kg/jam)
Keluar(kg/jam)
Dari kristalizer
Menuju tangki penampung
Kristal
Kristal
NaCl
= 26277,035
NaCl
= 26277,035
H2O
= 1383,002
H2O
=1383,002
Larutan
Larutan
NaCl
= 461214,180
NaCl
= 761,211
CaSO4
= 1760,716
CaSO4
= 2,906
MgSO4
= 1079,149
MgSO4
= 1,781
MgCl2
= 35782,298
MgCl2
= 59,057
H2O
= 1269179,477
H2O
= 2094,716
Menuju evaporator
I-173
NaCl
= 460452,969
CaSO4
= 1757,81
MgSO4
= 1077,368
Total
= 1796675,857
MgCl2
= 35723,241
H2O
= 1267084,761
Total
= 1796675,857
5. EVAPORATOR (V-120)
Kondisi operasi : -
Temperatur = 1000C
-
Tekanan = 1 atm
Vapor (M9) H2O (M8) Feed H2O NaCl CaSO4 MgSO4 MgCl2 H2 O
Liquid (M10) CaSO4 NaCl MgSO4 MgCl2 H2O
I-174
Bahan masuk dari centrifuge : NaCl
= 460452,969
CaSO4
= 1757,81
MgSO4
= 1077,368
MgCl2
= 35723,241
H2 O
= 1267084,761
Dari data kelarutan NaCl pada 100 c = 39.80 H2O yang dibutuhkan untuk melarutkan NaCl = 100 x 460452,969 39.80 = 1156917,008 kg/jam Jadi H2O yang harus diuapkan = total H2O masuk- H2O keluar = 1267084,761 – 1156917,008 = 110167,753 kg/jam Neraca massa pada evaporator
:
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari Centrifuge
Menuju kristalizer
NaCl
= 460452,969
NaCl
= 460452,969
CaSO4
= 1757,81
CaSO4
= 1757,81
MgSO4
= 1766096,149
MgSO4
= 1766096,149
MgCl2
= 35723,241
MgCl2
= 35723,241
H2 O
= 1267084,761
H2O
= 1156917,008
Menuju barometrik kondesor H2O (uap)
I-175
= 110167,753
Total
= 1766096,149
Total
= 1766096,149
6.. KRISTALIZER (X-130)
Brine Kristal Larutan
Kondisi operasi pada temperatur 300C Bahan masuk : NaCl
= 460452,969
CaSO4
= 1757,81
MgSO4
= 1766096,149
MgCl2
= 35723,241
H2 O
= 1156917,008
Kelarutan bahan pada 300C NaCl
= 36,3 gr /100 gr H2O
CaSO4
= 0,209 gr /100 gr H2O
MgSO
= 45,3 gr /100 gr H2O
MgCl2
= 56 gr /100 gr H2O
Dari pada kelarutan maka diperoleh : NaCl larut
= 36,3 x1156917,008 100
= 419960,874 kg/jam
I-176
NaCl kristal
= 460452,969 – 419960,874 = 40492,095 kg/jam
Asumsi:pada NaCl kristal terkandung 5% H2O: H2 O = 5 x 40492,095 = 2131,163 kg/jam 95 CaSO4 larut
= 0,209 x 1156917,008 100
= 2417,957 kg/jam
Maka CaSO4 semua larut: MgSO4 larut = 45,3 x 1156917,008 100
= 524083,405 kg/jam
Maka MgSO4 semua larut: MgCl2 larut
=
56 x 1156917,008 100
= 647873,525 kg/jam
Maka MgCl2 semua larut: H2O = 1156917,008– 2131,163 = 1154785,845 kg/jam Neraca massa pada kristalizer: Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari evaporator (M10)
Menuju centrifuge M11)
NaCl
= 460452,969
Kristal :
CaSO4
= 1655928,396
NaCl
= 40492,095
MgSO4
= 1077.368
H2O
= 2131,163
MgCl2
= 35723.241
Larutan :
H2 O
= 1156917,008
NaCl
= 419960,874
CaSO4
= 1757581
MgSO4
= 1077.368
MgCl2
= 35723.241
I-177
Total
= 1655928,396
H2O
= 1154785.845
Total
= 1655928,396
7. CENTRIFUGE (H-131) kristal NaCI NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2 O
NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2 O
kristal NaCI NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2 O
Komposisi bahan masuk: Kristal : NaCl
= 40492,095
H2 O
= 2131,163
Larutan : NaCl
= 419960,874
CaSO4
= 1757581
I-178
MgSO4
= 1077.368
MgCl2
= 35723.241
H2 O
= 1154785.845
Pada centrifuge diasumsian kristal mengandung 10% larutan campuran. (Perry ed. 6) Jumlah larutan dalam kristal : NaCl = 10 x 40492,095 = 4499.122 kg/jam 90 NaCl
= 419960,874
CaSO4
= 1757581
MgSO4
= 1077.368
MgCl2
= 35723.241
H2 O Total
= 1154785.845 = 1613305.138
Komposisi larutan dalam kristal NaCl: NaCl =
419960,874 x 4499.122 1613305.138
= 1171.170
CaSO4 =
1757581 x 4499.122 1613305.138
= 4.902
MgSO4 =
1077.368 x 4499.122 1613305.138
= 3.005
MgCl2 =
35723.241 x 4499.122 1613305.138
= 99.624
H2 O
1154785.845 x 4499.122 1613305.138
= 3220.421
=
Larutan ke Bin : Nacl
=
419960,874 -1171.170
= 418789.704 kg/jam
I-179
CaSO4 =
1757581– 4.902
= 1752.908 kg/jam
MgSO4=
1077.368 – 3.005
= 1074.363 kg/jam
MgCl =
35723.241– 99.624
= 35623.617 kg/jam
H2 O
1154785.845 – 3220.421
= 1151565.424 kg/jam
=
Neraca massa pada centrifuge Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari Kristalizer
Menuju tangki penampung
Kristal :
Kristal :
NaCl
= 40492,095
NaCl
= 40492,095
H2 O
= 2131,163
CaSO4
= 2131,163
Larutan :
Larutan :
NaCl
= 419960,874
NaCl
= 1171.170
CaSO4
= 1757581
CaSO4
= 4.902
MgSO4
= 1077.368
MgSO4
= 3.005
MgCl2
= 35723.241
MgCl2
= 99.624
H2 O
= 1154785.845
H2O
= 3220.421
I-180
Menuju Bin
Total
= 1655928.396
NaCl
= 418789.704
CaSO4
= 1752.908
MgSO4
= 1074.363
MgCl2
= 35623.617
H2O
=1151565.424
Total
= 1655928.396
8.ROTARYDRYER(B.140)
NaCl kristal H2O NaCI larut udara basah CaSO4 MgSO4 MgCl2 H2O
NaCl kristal H2O udara kering NaCl larut CaSO4 MgSO4 MgCl2 H2O
Dari tangki penampung: Nacl
= 761.211 + 1171.170
= 1932.381 kg/jam
CaSO4
= 2.096 + 4.902
= 7.808 kg/jam
I-181
MgSO4
= 1.781 + 3.005
= 4.786 kg/jam
MgCl2
= 59.057 + 99.624
= 158.681 kg/jam
H2 O
= 2094.716 + 3220.421
= 5315.137 kg/jam
NaCl kristal
= 26277.035 + 40492.095
= 66769.13
H2O
= 1383.002 + 2131.163
= 3514.165
Total H2O
= 8829.302 kg/jam
Total NaCl
= 68701.511 kg/jam
Asumsi kadar air produk 1 % dari produk basah : 1%
= W air dalam produk W air dalam produk + W produk kering
1%
= W air dalam produk W air dalam produk + (66769.13) = 667.691 kg/jam
Sehingga jumlah air yang harus diuapkan = 8829.302 – 667.691 kg/jam H2O uap
= 8161.611 kg/jam
Komposisi bahan keluar dari Rotary Driyer: NaCl = 99 x 68701.511 = 68014.496 kg/jam 100 Sedangkan massa NaCl yang masuk ke Cyclone sebanyak 1% dari massa NaCl masuk untuk mendapatkan imporities 0,1%, maka dari padatan yang ada diperoleh: Impurities
= 0,001 x 68701.511= 68.770 kg/jam 0,999
Sehingga komposisi imporities diperoleh :
I-182
CaSO4 =
7.808 7.808 + 4.786 + 158.681 + 667.691
x 68.770 = 0.640 kg/jam
4.786 MgSO4 = 7.808 + 4.786 + 158.681 + 667.691
x 68.770 = 0.392 kg/jam
MgCl2 = kg/jam
x
68.770
=
13.007
x
68.770
=
54.731
158.681 7.808 + 4.786 + 158.681 + 667.691
H2 O = kg/jam
667.691 7.808 + 4.786 + 158.681 + 667.691
Komposisi bahan keluar dari rotary dryer : Menuju screen : NaCI
= 68014.496 kg/jam
CaSO4
= 0.640 kg/jam
MgSO4
= 0.392 kg/jam
MgCI2
= 13.007 kg//jam
H2 O
= 54.731 kg/jam
Menuju Cyclone : Nacl
= 68701.511-68014.496
= 687.015 kg/jam
CaSO4 = 7.808 -0.640
= 7.168 kg/jam
MgSO4 = 4.786 - 0.392
= 4.394 kg/jam
MgCl2 = 158.681 -13.007
= 145.674 kg/jam
I-183
H2 O
= 667.691 -54.731
= 612.96 kg/jam
Neraca massa Rotary dryer: Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dan tangki penampung
Menuju screen :
NaCl
NaCI
= 68014.496
CaSO4 = 7.808
CaSO4
= 0.640
MgSO4 = 4.786
MgSO4
= 0.392
MgCl2 = 4.786
MgCI2
= 13.007
H2O
H2 O
= 54.731
= 68701.511
= 8829.302
Menuju cyclone : NaCl
= 687.015
CaSO4
= 7.168
MgSO4 = 4.394 MgCl2
= 145.674
H2 O
= 612.96
H2O uap = 8161.611 Total
= 77702.088
Total
9. CYCLONE (H-146 A)
NaCI
I-184
= 77702.088
CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2O NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2 O NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2 O Komposisi masuk dari rotary dryer : NaCl
= 687.015
CaSO4
= 7.168
MgSO4 = 4.394 MgCl2
= 145.674
H2 O
= 612.96
H2O uap = 8161.611 Efisiensi Cyclone 99 % dari padatan yang masuk ke Cyclone, maka komposisi bahan yang keluar. Menuju screen : Bahan padatan yang masuk ke screen adalah 99 % dari total padatan yang dihasilkan Cyclone dan 1 % H2O yang ikut padatan: NaCI
= 99 x 687.015 100
= 680.145 kg/jam
CaSO4
= 99 x 7.168
= 7.096 kg/jam
I-185
100 MgSO4
= 99 x 4.394 100
= 4.350 kg/jam
MgCI2
= 99 x 145.674 100
= 144.217 kg/jam
H2 O
= 99 x 612.96 100
= 606.830 kg/jam
Menuju udara : NaCI
= 687.015 - 680.145
= 6.87 kg/jam
CaSO4
= 7.168 -7.096
= 0.072 kg/jam
MgSO4
= 4.394 -4.350
= 0.044 kg/jam
MgCI2
= 145.674 -144.217
= 1.457 kg/jam
H2 O
= 612.96 - 606.830
= 6.13 kg/jam
H2O uap
= 8161.611 kg/jam
Neraca massa pada Cyclone :
Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari Rotary dryer
Menuju screen
NaCl
= 687.015
NaCI = 680.145
CaSO4
= 7.168
CaSO4 = 7.096
MgSO4 = 4.394
MgSO4 = 4.350
MgCl2
= 145.674
MgCI2 = 144.217
H2O
= 612.96
H2 O
H2O uap = 8161.611
= 606.830
Menuju udara :
I-186
Total
= 9618.822
NaCI
=6.87
CaSO4
= 0.072
MgSO4
= 0.044
MgCI2
= 1.457
H2 O
= 6.13
H2O uap
= 8161.611
Total
= 9618.822
10. SCREEN (H-146 B)
NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2O NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2 O
NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2O Komposisi bahan masuk: Dari Rotary Dryer : NaCI
= 68014.496
I-187
CaSO4
= 0.640
MgSO4
= 0.392
MgCI2
= 13.007
H2 O
= 54.731
Dari Cyclone: NaCI = 680.145 CaSO4 = 7.096 MgSO4 = 4.350 MgCI2 = 144.217 H2 O
= 606.830
Total bahan masuk: NaCI
= 68014.496 + 680.145
= 68694.641 kg/jam
CaSO4
= 0.640 + 7.096
= 7.736 kg/jam
MgSO4
= 0.392 + 4.350
= 4. 742 kg/jam
MgCI2
=13.007 + 144.217
= 157.224 kg/jam
H2 O
= 54.731 + 606.830
= 661.561 kg/jam
Pada screen garam yang berukuran 40 mesh akan masuk pada strorage, sedangkan yang tidak berukuran 40 mesh akan ditampung di Bin Asumsi 99 % garam masuk storage dan 1 % garam ditampung di Bin Menuju storage : NaCI
= 99 x 68694.641 100
= 68007.695 kg/jam
CaSO4
= 99 x 7.736 100
= 7.659 kg/jam
I-188
MgSO4
= 99 x 4. 742 100
= 4.695 kg/jam
MgCI2
= 99 x 157.224 100
= 155.652 kg/jam
H2 O
= 99
= 654.945 kg/jam
x 661.561
100
Menuju Bin : NaCI
= 68694.641– 68007.695
= 686.946 kg/jam
CaSO4
= 7.736– 7.659
= 0.077 kg/jam
MgSO4
= 4. 742– 4.695
= 0.046 kg/jam
MgCI2
= 157.224– 155.652
= 1.572 kg/jam
H2 O
= 661.561– 654.945
= 6.616 kg/jam
Neraca massa pada screen: Masuk (kg/jam)
Keluar (kg/jam)
Dari rotary dryer
Menuju Storage (M 18)
NaCI
= 68014.496
NaCI
= 68007.695
CaSO4
= 0.640
CaSO4
= 7.659
MgSO4
= 0.392
MgSO4
= 4.695
MgCI2
= 13.007
MgCI2
= 155.652
H2 O
= 54.731
H2O
= 654.945
Dari Cyclone
Menuju Bin :
NaCI = 680.145
NaCI
I-189
= 686.946
CaSO4 = 7.096
CaSO4
= 0.077
MgSO4 = 4.350
MgSO4
= 0.046
MgCI2 = 144.217
MgCI2
= 1.572
H2 O
H2O
= 6.616
Total
= 69444.444
Total
= 606.830 = 69444.444
I-190
APENDIKS B PERHITUNGAN NERACA PANAS
Kapasitas pabrik
= 500.000 ton/tahun
Basis operasi
= 24 jam
Suhu referensi
= 250C
Satuan massa
= kg/jam-
Satuan panas
= kkal/kg
1. MIXER (M-114)
∆H2
∆H1 T = 300C
T = 960C
Q Steam 1480C
Neraca massa total
: ∆H1 + Q = ∆H2
Dimana :
∆H1
= panas yang terkandung dalam bahan masuk
∆H2
= panas yang terkandung dalam bahan keluar
Qsteam = panas yang terkandung dalam steam Diasumsikan Qloss
=0
I-191
a. Menghitung panas yany terkandung dalam bahan masuk (∆H1)
∆ H1
= m x Cp x ∆T
komponen
M (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) ∆T (0C)
∆H1 (kkal/jam)
NaCl
541656.906
0,639
5
1730593,815
CaSO4
1956.351
6,365
5
62260,871
MgSO4
11801.217
3,204
5
189055,496
MgCl2
1199.054
1,654
5
9916,176
H2O
39578.109
0,999
5
197692,655
Kotoran
34709.460
0,191
5
33147,534
H2O Pelarut
1371977.979
0,999
5
6853030,005
Total
9075696,552
b. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan keluar (∆H2)
∆ H2
= m x Cp x ∆T
komponen
M (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C)
∆T (0C)
∆H1 (kkal/jam)
NaCl
541656.906
0,655
71
25189754,41
1956.351
6,365
71
884104,362
MgSO4
11801.217
3,204
71
2684588,048
MgCl2
1199.054
1,678
71
14183,855
H2O
1411736.088
1,007
71
1009348951,1
CaSO4
I-192
Kotoran
34709.460
0,191
71
Total
470694,987 130178220,8
c. Menghitung kebutuhan panas
∆H1 + Qsteam Qsteam
= ∆H2
= ∆H2 - ∆H1 = 130178220,8 - 9075696,552 = 121102524,2 kkal/jam
Menghitung kebutuhan steam jenuh (M) yang dipakai pada suhu 1480C. Dari smith dan Van Ness, tabel F-1 diperoleh data sebagai berikut : P
= 451,01 kpa
Hv
= 2743 kj/kg = 655,577 kkal/kg
HL
= 523,5 kj/kg = 149,017 kkal/kg
λ
= Hv x HL
λ
= 506,561 kkal/kg
kebutuan steam (M) = Q λ
= 121102524,2 506,561
= 239067,998 kg/jam
Neraca panas total mixer Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆ H1
= 9075696,552
∆H2 =130178220.8
Qsteam
= 121102524,2
Total
= 130178220.8
Total =130178220.8
I-193
2. KRISTALIZER (X-110) Q loss ∆H4 T = 500C
∆H2 T = 250C
∆H1 T = 960C
∆H3 T = 300C
Neraca panas total
: ∆H1 + ∆H3
= ∆H2 + ∆H4 + Qloss -∆Hm
Dimana :
∆H1
= panas yang terkandung dalam bahan masuk
∆H2
= panas yang terkandung dalam bahan keluar
∆H3
= panas pada air pendingin masuk
∆H4
= panas pada air pendingin keluar
∆HM
= panas yang terkandung dalam perubahan entalpi
Qloss = panas yang yang hilang a. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan masuk (∆H1)
∆ H1 komponen
M (kg/jam)
= m x Cp x ∆T
Cp (kkal/kg0C) ∆T (0C)
I-194
∆H1 (kkal/jam)
NaCl
487491.215
0,639
71
22116988,93
CaSO4
1760.716
6,365
71
795693,471
3,204
71
245489,131
MgSO4
1079.149
MgCl2
35782,298
1,654
71
4202058,383
H2O
1270562.479
1,007
71
90841405,56
Total
118201635,5
b. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan keluar (∆H2)
∆ H2
= m x Cp x ∆T
Cp (kkal/kg0C)
komponen
M (kg/jam)
NaCl kristal
26277,035
0,639
5
83795,377
H2O
1383.002
0,999
5
6908,095
461214,180 0,639
5
1473579,305
NaCl larutan CaSO4
1760.716
6,365
5
56034,787
MgSO4
1079.149
3,204
5
17287,967
MgCl2
35782,298
1,654
5
295919,605
H2O
1269179,477 0,999
5
6339551,488
Total
8273076,624
c. Menghitung panas air pendingin
∆H3
= m x Cp x ∆T
I-195
∆H3
= m x 0,99919 x (25-25) = 0
d. Menghitung panas yang hilang (Qloss) Qloss = 1 % x ∆H1 = 0,01 x 118201635,5 = 1182016,355 kkal/jam e. Menghitung panas yang diserap air pendingin (∆H4)
∆H1 + ∆H3
= ∆H2 +∆H4 + Qloss
118201635,5 + 0 = 8273076,624 + ∆H4 + 1182016,355
∆H4
= 108746542,5 kkal/jam
f. Menghitung jumlah air pendingin
∆H4
= m x Cp x ∆T
108746542,5 = m x 0,99919 x 25 m = 4353387,945 kg/jam g.Menghitung panas yang terkandung dalam perubahan entalpi (∆HM) Komponen
M (kg/jam)
Cp
BM
% Berat
(kkal/kg0C) NaCl kristal
26277,035
0,639
58
0.0146
H2O
1383.002
0,999
18
0.0008
0,639
58
0.2567
NaCl larutan
461214,180
CaSO4
1760.716
6,365
136
0.0009
MgSO4
1079.149
3,204
120
0.0006
MgCl2
35782,298
1,654
94
0.0199
I-196
H2 O
1269179,477
Total
1796675.857
Cp campuran
= (0.639 x 0.0146) + (0.999 x 0.0008) + (0.369 x 0.2567) + (6.365 x
0,999
18
0.7064
1
0.0009) + (3.204 x 0.0006) + (1.654 x 0.0199) +
(0.999 x 0.7064) = 0.0093 + 0.0008 + 0.0947 + 0.0057 + 0.0019 + 0.0329 + 0.7057 = 0.851
∆HM pada suhu 300
= m.Cp. ∆T = 4353387,945 x 0.851 x (30-25) = 18523665.71 kkal /jam
Neraca Panas Total Kristalizer Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1 =118201635,5
∆H2 = 8273076,624
∆ H3 = 0
∆H4 = 108746542,5 Qloss =1182016,355
∆Hm = 18523665.71 Total = 118201635,5
Total =118201635,5
I-197
3. EVAPORATOR ( V-120 )
NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2
H2 O
∆H2
H2O
I-198
t2 = 104,290C
∆H1 V Q F
0
t1 = 30 C
Q loss
∆HSC
T1 = 1480 C
I
∆H3, t3 = 1000 C
P = 451,01 kPa
NaCI CaSO4 MgSO4 MgCI2 H2O
Neraca panas total: ∆H1 + ∆HS = ∆H2 + ∆H3 + ∆HSC + ∆HV + Qloss +Q
∆H1
= panas yang terkandung dalam bahan masuk.
∆H2
= panas yang terkandung dalam bahan H2O uap.
∆H3
= panas yang terkandung dalam bahan keluar.
∆HS
= panas yang terkandung dalam steam masuk.
I-199
∆HSC = panas yang terkandung dalam steam kondensat keluar. ∆HV
= panas pada perubahan enthalpy
Qloss = panas yang hilang.
a. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan masuk ( ∆H1 )
∆H1 = m x Cp x ∆T komponen
M (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) ∆T (oC)
∆H1(kkal/jam)
NaCl
460452,969
0,639
5
1471147.236
CaSO4
1757,81
6,365
5
55942.303
MgSO4
1766096,149 3,204
5
28292860.31
MgCl2
35723,241
1,654
5
295431.203
H2O
1267084,761 0,999
5
6329088.381
Total
36444469.43
b. Menentukan panas yang terkandung dalam bahan keluar evaporator. 1. panas yang terkandung dalam uap air keluar evaporator (∆H1) BPR = 1,78xl + 6.22xl2
I-200
xl = 0.7 BPR = 1,78 x 0,6 + 6,22( 0,6 )2 = 4.29 0C Jadi T pada uap yang keluar = 100 + 4.29 = 104.29 0C Diketahui hg H2O pada 104.29 0C = 641.15 kkal/kg
∆H2 = ∆H H2O
= m H2O x h gH2O = 110167.753 x 641.15 = 70634054.84 kkal/jam
2. panas yang terkandung dalam bahan keluar evaporator (∆H3)
∆H3 = m .Cp . ∆T komponen
M (kg/jam)
Cp
∆T (0C)
∆H3(kkal/jam)
(kkal/kg0C) NaCl
460452,969
0,656
75
22654286.07
CaSO4
1757,81
6,365
75
839134.549
MgSO4
1766096,149 3,204
75
424392904.6
MgCl2
35723,241
1,679
75
4498449.123
H2O
1156917,008 1.008
75
87462925.8
Total
539847700.1
3.Menentukan panas yang terkandung pada perubahan enthalpy (∆HV) Jadi T pada 104,290C, steam yang digunakan Hv
= 2682,2 kj/kg = 641,061 kkal/kg
HL
=435,9 kj/kg = 104,183 kkal/kg
λ
= 2246,3 kj/kg = 536.879 kkal/kg
I-201
:
komponen
M (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) BM
% Berat
NaCl
460452,969
0,656
58
0.1346
CaSO4
1757,81
6,365
136
0.0005
MgSO4
1766096,149 3,204
120
0.5163
MgCl2
35723,241
1,679
94
0.0104
H2O
1156917,008 1.008
18
0.3382
Total
3420947.117
1
Cp campuran = (0,656 x 0.1346) + (6,365 x 0.0005) + (3,204 x 0.5163) + (1,679 x
0.0104 ) + (1.008 x 0.3382)
= 0.0883 + 0.0032 + 1.6542 + 0.0175 + 0.3409 = 2.1041 kkal/kg0C
∆HV
= m . { (Cp x ∆T ) + λ } = 110167.753 . { (2.1041 x ( 104,29 – 25 ) + 536.879} = 110167.753 . { (2.1041 x 79.29) + 536.879} = 77537496.74 kkal/kg
c.Menghitung panas steam (Qsteam) steam yang digunakan adalah steam jenuh pada T = 1480 C dan P = 451 kPa.
I-202
Hv
= 2743 kj/kg = 655.577 kkal/kg
HL
= 623.5 kj/kg = 149.017 kkal/kg
λ
= 506.561 kkal/jam
Neraca panas total : ∆H1 + ∆HS = ∆H2 + ∆H3 + ∆HSC +∆HV + Qloss + Q Qloss = 0.05 + ∆HS Q = m . Cp100 .(100 - 30) + m. λ 1000C + m .Cp104.29 .(104.29 -100) Hv pada 1000C = 639.564 kkal/kg HL pada 1000C = 100.165 kkal/kg
λ
= Hv -HL = 110167.753 – 100.165 = 110067.588 kkal/kg
Q
= [110167.753 x 1.008 x (100 -30)] + [ 110167.753 x 100.165] + [110167.753 x 0.242 x (104.29 - 100) = 18.918558.42 kkal/jam
Kebutuhan panas Q steam = ∆HS - ∆HSC Q steam = ∆H2 + ∆H3 + ∆H1 Q steam = 70634054.84 + 539847700.1 + 36444469.43 = 646926224.4 M steam = Q steam = 646926224.4 = 1277094.416 kg/jam λ steam 506.561
∆HSC = M steam x HL = 1277094.416 x 149.017 = 190308778.6 kkal/jam Neraca panas total
∆ H1 + ∆ HS
= ∆H2 + ∆H3 + ∆HSC +∆HV + Qloss + Q
∆H1 + 0.95 ∆HS = ∆H2 + ∆H3 + ∆HSC ++∆HV + Qloss + Q 0.95 ∆HS
= 70634054.84 + 539847700 + 190308778.6 + 77537496.74 + 18918558.42 – 36444469.43
I-203
0.95 ∆HS
= 8608802119.2
∆HS
= 906107493.9 kkal/jam
d . Menghitung panas yang hilang (Qloss) Qloss = 0.05 x ∆HS Qloss = 0.05 x 906107493.9 = 45305374.69 kkal/jam Neraca Panas Total Evaporator Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1 = 36444469.43
∆H2 = 70634054.84
∆HS = 45305374.69
∆H3 = 539847700.1 ∆HSC = 190308778.6 ∆HV = 77537496.74. Qloss = 45305374.69 Q
Total = 942551963.4
= 18.918558.42
Total = 942551963.4
4. KRISTALIZER ( X – 130 ) Q loss ∆H4 T = 600C
∆H3 T = 250C
∆H1 T = 1000C
∆H2 T = 300C
I-204
Neraca panas total
: ∆H1 + ∆H3
= ∆H2 + ∆H4 + Qloss - ∆HM
Dimana :
∆H1
= panas yang terkandung dalam bahan masuk
∆H2
= panas yang terkandung dalam bahan keluar
∆H3
= panas pada air pendingin masuk
∆H4
= panas pada air pendingin keluar
∆HM
= panas pada perubahan enthalpy
Qloss = panas yang yang hilang a. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan masuk (∆H1)
∆ H1
= m x Cp x ∆T
komponen
M (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) ∆T (0C)
∆H1 (kkal/jam)
NaCl
460452,969
0,656
75
22654286.07
CaSO4
1655928,396
6,365
75
790498818.0
MgSO4
1077.368
3,204
75
258891.530
MgCl2
35723.241
1,679
75
4498449.123
H2O
1156917,008
1,008
75
87462925.8
Total
905373370.5
I-205
b. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan keluar (∆H2)
∆H2 = m x Cp x ∆T M (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) ∆T (0C)
NaCl
40492,095
0,639
5
129372.244
H2O
2131,163
0,999
5
10645.159
NaCl
419960,874
0,639
5
1341774.992
CaSO4
1757581
6,365
5
55935015.33
MgSO4
1077.368
3,204
5
17259.435
MgCl2
35723.241
1,654
5
295431.203
H2O
1154785.845 0,999
5
5768155.296
komponen
∆H2 (kkal/jam)
Kristal:
Larutan:
Total
63497653.66
I-206
c. Menghitung panas air pendingin
∆H3
= m x Cp x ∆T
∆H3
= m x 0,99919 x (25-25) = 0
d. Menghitung panas yang hilang (Qloss) Qloss = 1 % x ∆H1 = 0,01 x 905373370.5 = 9053733.705 kkal/jam
e. Menghitung panas yang diserap air pendingin (∆H4)
∆H1 + ∆H3 = ∆H2 +∆H4 + Qloss 905373370.5 + 0 = 63497653.66 + ∆H4 + 9053733.705
∆H4
= 832821983.1 kkal/jam
f. Menghitung jumlah air pendingin
∆H4
= m x Cp x ∆T
832821983.1 = m x 1.00007 x 35 m = 23793248.28 kg/jam g.Menghitung panas pada perubahan enthalpy (∆HM) komponen
M (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) BM
% Berat
40492,095
0,639
0.0245
Kristal: NaCl
I-207
58
H2O
2131,163
0,999
18
0.0013
NaCl
419960,874
0,639
58
0.2536
CaSO4
1757.81
6,365
136
0.0011
MgSO4
1077.368
3,204
120
0.0007
MgCl2
35723.241
1,654
94
0.0216
H2O
1154785.845 0,999
18
0.6974
Total
1655928.396
Larutan:
1
Cp campuran = (0,639 x 0.0245) + (0,999 x 0.0013) + (0,639 x0.2536) + (6,365x 0.0011) + (3,204 x 0.0007) + (1,654 x 0.0216) + (0,999 x 0.6974) = 0.0157 + 0.0013 + 0.1621 + 0.0070 + 0.0022 + 0.0357 + 0.6967 = 0.9207 kkal /kg0C
∆HM pada suhu 30oC = m.Cp. ∆T = 23793248.28 x 0.9207 x (30-25) = 109532218.5 kkal/jam Neraca Panas Total Kristalizer Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1 = 905373370.5
∆H2 = 63497653.66
∆ H3 = 0
∆H4 = 832821983.1 Qloss =9053733.705
∆HM = 109532218.5
I-208
Total = 905373370.5
Total = 905373370.5
5.ROTARY DRYER ( B – 140 )
∆H1 T = 30 0C
Qloss
∆H2 T = 700C
∆H4 T = 400 C
Neraca panas total
∆H3 T = 1450
: ∆H1 + ∆H3
= ∆H2 + ∆H4 + Qloss
Dimana :
∆H1
= Panas bahan masuk rotary dryer
∆H2
= Panas bahan keluar rotary dryer
∆H3
= Udara pemanas masuk
∆H4
= Panas bahan keluar menuju cyclone
Qloss = Panas yang yang hilang a.Menghitung panas bahan masuk (∆H1) Panas bahan masuk = 300C. komponen
m (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) ∆T( 0C )
I-209
M (kg/jam)
NaCl
68701.511
0,639
5
219501.328
CaSO4
7.808
6,365
5
248.490
MgSO4
4.786
3,204
5
76.672
MgCl2
158.681
1,654
5
1312.292
H2O
8829.302
0,999
5
44102.363
Total
265241.145
b.Menghitung panas yang keluar menuju screen (∆H2 ) Panas bahan keluar =700C komponen
m (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) ∆T( 0C )
M (kg/jam)
NaCl
68014.496
0,648
45
1983302.703
CaSO4
0.640
6,365
45
183.312
MgSO4
0.392
3,204
45
56.519
MgCl2
13.007
1,669
45
976.891
H2O
54.731
1.001
45
2465.358
Total
1986984.783
c.Menghitung panas udara masuk ( ∆H3 ) m.trial = 16473.413 kg/jam T trial = 1450C Cp
= 0.243
I-210
∆H3
= m x Cp x ∆T =16473.413 x 0.243 x ( 145 -25 ) = 480364.734 kkal/jam
d.Menghitung panas bahan keluar menuju cyclone (∆H4) Panas bahan padat keluar pada 400C komponen
m (kg/jam)
Cp (kkal/kg0C) ∆T( 0C )
M (kg/jam)
NaCl
687.015
0,641
15
6605.650
CaSO4
7.168
6,365
15
684.365
MgSO4
4.394
3,204
15
211.176
MgCl2
145.674
1,658
15
3622.912
Total
11124.103
e.Menghitung panas penguapan air (∆H4)2 Diketahui : Massa air yang diuapkan
= 8161.611 kg/jam
Massa udara
= 16473.413 kg/jam
H = massa air yang diuapkan = 8161.611 = 0.495 Massa udara 16473.413
Dari grafik humidity (figure 9.3-2,Geankoplis hal 529) dengan humidaty 60% didapat t = 400C. Hv pada 400C = 2574.3 kj/kg = 514.860 kkal/jam
I-211
(∆H4)2
= (m x uap air ) + (m x Cp x ∆T) = (8161.611 x 514.860 ) + (16473.413 x 0.24 x (40 -25)) = 4261391.326 kkal/jam
∆H4
= (∆H4)1 + (∆H4)2 = 11124.103 + 4261391.326 = 4272515.429 kkal/jam
Qloss
= 5% ∆H3 = 0.05 x 480364.734 = 24018.237 kkkal/jam
Neraca panas total:
∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4 + Qloss 265241.145 + ∆H3 = 1986984.783 + 4272515.429 + 24018.237
∆H3 = 6018277.304 Jadi besarnya m trial dan T trial suda benar karena besarnya panas udara kering masuk sama dengan udara kering keluar pada neraca panas total Neraca panas total rotary dryer. Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
∆H1 = 265241.145
∆H2 = 1986984.783
∆H3 = 6018277.304
∆H4 = 4272515.429 Qloss = 24018.237
Total = 6283518.449
Total = 6283518.449
7. HEATER UDARA (E - 145)
I-212
Bahan bakar
∆H1
∆ H2
T = 300 C
T = 1450C
T = 1040 C
Neraca panas total :
∆H1 + Q = ∆H2 + Qloss ∆H1
= Panas yang terkandung pada udara masuk.
∆H2
= Panas yang terkandung pada udara keluar.
Q
= Panas pada steam
Qloss = Panas yang hilang. 1.Menentukan panas yang terkandung pada udara masuk (∆H1) T
= 300C
m
= 16473.413 kg/jam
Cp
= 0.243 kj/kg0C
∆H1
= m x Cp x ∆T = 16473.413 kg/jam x 0.243 kkal/kg.0C x (30 - 25)0C = 20015.297 kkal/jam
I-213
2. Menentukan panas yang terkandung pada udara keluar (∆H2) T
= 1450C
m
= 16473.413 kg/jam
Cp
= 0.243 kj/kg0C
∆H2
= m x Cp x ∆T = 16473.413 kg/jam x 0.243 kkal/kg.0C x (145 - 25)0C = 480364.723 kkal/jam
Neraca panas total:
∆H1 + Q = ∆H2 + Qloss Asumsi Qloss = 5%Q = 20015.297 + Q = 480364.723 0.05 Q 0.95Q = 460349.526 Q
= 484578.449 kkal/jam
Qloss = 0.05 x 484578.449 kkal/jam = 24228.922 kkal/jam Pada 1480C diperoleh Hv
= 649,4108 kkal/kg
Steam yang dibutuhkan
=Q λ = 484578.449 kkal/jam 649,4108 kkal/kg = 746,1817 kg/jam.
Neraca panas total heater udara Panas masuk (kkal/jam)
Panas keluar (kkal/jam)
I-214
∆ H1
= 20015.297
∆H2 = 480364.723
Q
= 484578.449
Qloss =24228.922
Total = 504593.746
Total = 504593.746
I-215
APENDIKS C SPESIFIKASI PERALATAN
1. GUDANG BAHAN NaCl a. Dasar Perencanaan - Fungsi
: untuk menyimpan NaCl sebagai bahan baku
- suhu
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
- Waktu Tinggal
: 10 hari
- Massa Bahan
: 631081.097 kg/jam = 1.391.281,386 lb/jam
- Densitas Bahan
: 1,07 kg/lt = 66,8061 lb/ft3
- Volume bahan mengisi gudang diasumsikan 80 % dari volume gudang
b. Perhitungan Volume bahan
= massa bahan x waktu tinggal ρ bahan =1.391.281,386 lb/jam x 24 jam/hari x 10 hari 66,8061 lb/ft3 = 4998159,275 ft3
Bahan mengisi gudang diasumsikan 80 % dari volume gudang Volume gudang
= 4998159,275 ft3 0,8 = 6247699,174 ft3
I-216
= 176.916,098 m3
Direncanakan gudang bahan sebanyak 4 buah sehingga volum dari masing-masing gudang adalah :
Volum gudang m3
= 6247699,174 ft3
= 1561924,75 ft3
4 -Ditetapkan tinggi
: 12 m = 39,37 ft3
- panjang (p)
: 2 x1
- Asumsi
: Gudang bahan berbentuk persegi panjang
Maka : V=pxlxt 44.229,023 m3
= pxlxt
44.229,023 m3
= 21 x 1x 12 m
3685,752 m3
= 212
12
= 1842,876 m2
1
= 42,929 m = 140,838 ft
Jadi p = 42,929 x 2 = 85,858 m = 281,829 ft
Spesifikasi alat : Nama : Gudang bahan NaCl Fungsi : untuk menyimpan bahan selama 30 hari Bahan : Batu bata dan beton Ukuran: Tinggi
: 12 m = 39 ft
Lebar
: 42,929 m = 140,838 ft
Panjang
: 85,858 m = 281,829 ft
Jumlah
: 4 buah
I-217
= 44.229,023
2. BUCKET ELEVATOR Fungsi : untuk memindahkan garam rakyat dari gudang bahan ke bin
a. Dasar perencanaan : - Massa bahan
: 631081.097 kg/jam
- Suhu
: 300C
- Tekanan
: 1 atm
- Density
: 66,8061 lb/ft
Direncanakan : - Tipe
: Centrufuge discharge bucket on belt elevator
- Bahan kontruksi
: Carbon Steel
b. Perhitungan : Dari table 2-2 Vilbrant, hal. 23, didapat factor keamanan 20 % maka kapasitas bucket sebagai berikut : Kapasitas Bucket Elevator
= 1,2 x 631081.097 kg/jam = 757.297,316 kg/jam = 757,297 ton/tahun
Tinggi bucket elevator
= 8 m = 26,2464 ft
(Ulrich hal 71 tbl 4-4)
Perry 6th ed,table 7-8. hal 7-13 didapat : - Ukuran bucket
= (8 x 5 x 51/2)in
- kapasitas (untuk 100 lb/ft3)
= 84 ton/jam
- Size of lumps handled
= 1 in (25,4 mm)
- Buket speed
= 225 ft/jam
- Head shaft
= 43 rpm
I-218
- Hp required at head shaft
= 1,6 Hp
- Bucket Spacing
= 14 in
- Lebar belt
= 9 in
- Additional Hp per-ft for intermediate lengths
= 0,04 Hp
- Shaft diameter •
Head
= 155/16 in
•
Tail
= 111/16 in
- Pulley Diameter •
Head
= 20 in
•
Tail
= 14 in
Kecepatan Bucket : Kecepatan Bucket
= 757,297 ton/jam x 100 lb/ft3 x 225 ft/menit 84 ton/jam 66,8061 lb/ft3 = 3.036,477 ft/menit ≈3036 ft/menit
Daya total
= ρ (1,6 Hp + 0,02 Hp) 100 = 66,8061 (1,6 Hp + 0,02 Hp) 100 = 1,0823 Hp
Efisiensi motor = 82 %
(peters dan timmerhausee fig 14.38 hal 521)
Sehingga daya motor = 1,0823 = 1,4298 Hp = 2 Hp 0,82
I-219
Spesifikasi peralatan : Nama
: Bucket Elevator
Fungsi
: untuk memindahkan garam rakyat dari gudang bahan ke
bin Type
: sentrifugal Discharge bucket on belt conveyor
Baha konstriksi
: Carbon steel
Jumlah
: 1 buah
Daya motor
: 2 Hp
Kapasitas
: 757,297 ton/jam
Kecepatan bucket elevator
: 3036 ft/jam
3. BIN PENAMPUNG NaCl Fungsi
: menampung garam rakyat sebelum masuk ke mixer
Tipe
: Bin berbentuk persegi panjang dengan posisi vertical dan bagian bawah berbentuk limas, sedangkan bagian atas terbuka.
Bahan
: Carbon stell”SA 240,grade M type 316
a.Dasar perancangan : Suhu bahan masuk 300C dan tekanan operasi 1 atm - Waktu tinggal
: 1 jam
- Massa
: 631081.097 kg/jam = 1.391.281,386 lb/jam
- Densitas (ρ) bahan : 66,8061 lb/ft3 Direncanakan proses berjalan kontinyu dengan waktu tinggal 1 jam
I-220
b. Perhitungan : Volume bahan
= massa ρ = 1.391.281,386 lb/jam 66,8061 lb/ft3 = 20.825,664 ft3/jam x 1 jam = 20.825,664 ft3
Volume bahan mengisi 80 % volume tangki, maka : Volume bin
= volume bahan = 20.825,664 ft3 80 % 0,8 = 26.032,08 ft3
Tebal Bin
: 2,706.10-4 in = 3/16
Jumlah
:1 buah
•
Mencari tinggi limas (T)
Tg α
= 0,5 P /T
T
= 0,5 P tg 30
T
= 0,866 P
Volum bin = Volum kubus + volum prisma Dimana
: P = L1 x H = 3P; T = 0,866 P
Volum bin = (P x L x H) + !/3 (P x L x T ) = (P x P x 3P) +1/3 (P x P x 0,866P) 26.032,08 = 5,289 P3 P3
= 4.921,829 ft = 17,010 ft
Jadi P
= 17,0101 ft = 5,1844 m
I-221
L
= 17,0101 ft = 5,1844 m
H
= 3P = 3 x 17,0101 ft = 51,0303 ft = 15,554 m
T
= 0,866 P = 0,866 x 17,0101 ft = 14,7307 ft = 4,4901m
Tinggi bin = T + H = 14,7307 ft + 51,0303 ft = 65,761 ft = 20,042 m = 789,1201 in •
Menghitung tebal Bin (t)
M = massa x jarak = 1.391.281,386 x (0,5) x 789,1201 = 548.944.053,2 lb/jam 1/Y = ½ x P x L3 x t ½ xL = 1/6 x P x L2 x t Dari APP D hal 355 Brownell and Young diperoleh harga allowable stress untuk Carbon Stell = 45000 psi Maka : f
=
M 1/6 x P x L2 x t
45000
= 548.944.053,2 lb/jam 1/6 x 139,34633 x t
45000
= 548.944.053,2 lb/jam 450776,557 x t
2,028.1010 x t = 548.944.053,2 t
= 2,706.10-4 in = 3/16
I-222
Spesifikasi alat : Nama
: Bin garam
Fungsi
: menampung garam yang akan dimasukan kedalam mixer
Type
: Bin berbentuk persegi panjang dengan posisi vertical dan bagian bawah berbentuk limas, sedangkan bagian atas terbuka
Bahan
: Carbon steel SA 240, grade M type 316
Volume bin
: 26.032,08 ft3
Tinggi Bin
: 20,042 m
Jumlah
: 1 buah
4. MIXER Fungsi
: mencampur garam kotor dengan air sehingga menjadi brine
Tipe
: tangki silinder berbentuk vertical, tutup atas standard dished dan tutup
bawah cinical dished
Dasar perancangan : - Suhu
: 960C dengan tekanan1 atm
- Yang terdiri dari
: Garam kotor = 631081.097 kg/jam = 286.252,075 lb/jam : Air
= 1.371.977,973 kg/jam
- Massa bahan
: 2031015,968 kg/jam = 921.248,533 lb/jam
-Densitas garam
: 1,01 kg/lt = 63,060 lb/ft3
- Jumlah
: 4 buah
I-223
- Densitas campuran : =
2031015,968 631081.097 + 1.371.977,973 1,01 1
= 1,017 x 63,503 lb/ft3 = 64,583.551
Direncanakan : -
Tangki berbentuk vertical
-
Tutup atas berbentuk standard dished
-
Tutup bawah berbentuk conical dengan sudut 600
-
Bahan kontruksi
: Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
-
Allowable stress (f)
: 18.750
-
Tipe pengelasan
: Sigle Welding Butt Joint With Backing Up Strip(E
=0,85) -
Faktor korosi
-
L/D
: 1/16 in
Brownell & Young, 1959)
: 1,5
Couldson & Richardsons,1993) (Ulrich, 1984)
Menentukan Rate Volumetrik Rate Volumetrik
= kapasitas mixer Densitas campuran = 921.248,533 lb/jam = 14.507,166 ft3/jam
I-224
63,503 lb/ ft3
Menentukan Volume Larutan per jamnya : 14.507,166 ft3/jam x 1 jam = 14.507,166 ft3
Menentukan Volume Tangki (VT) -
Direncanakan mixer sebanyak 4 buah sehingga volum
larutan dalam
masing-masing mixer : Volum larutan dalam 1 mixer : 14.507,166 ft3 = 3626,792 ft3 4 Asumsi
: Larutan garam pada mixer mengisi 70 % volume total sehingga volume
ruang kosong pada mixer = 30 %
VT
= VRK x VT
VT
= 30 % + 3626,792 ft3
70 % VT
=3626,792 ft3
VT
= 5181,131 ft3
Menentukan dimensi silinder (Ulrich, 1984)
Ls = 1,5 di VT
= Vkonts + Vsilinder + Vdished =π x di3 24 tan 1/2α
(Brownell & Young,1959)
+ (0,25.π.di2.Ls) + (0,0847.di3)
5181,131 ft3
= 3,14 x di3 24 tan 30
+ (0,25. 3,14.di2.1,5Di) + (0,0847. di3)
5181,131 ft3
= 0,2267 di3 + 1,1775 di3 + 0,0847 di3 di`3
= 3479,838 ft
di
= 15,154 ft = 181,848 in
I-225
Menentukan Tinggi Liquida Dalam Silinder Lls VL
=π x di3 + (0,25.π.di2.Lls) 24 tan 1/2α
14.507,166 ft = 3,14 x 15,154 ft 3+ (0,25. 3,14. 15,1542. Ll) 24 tan 30 14.507,166 ft = 2365,823 ft + 180,270 Lls Lls
= 67,3508 ft = 216,588 in
Menentukan tinggi tutup atas (ha) Ha
= 0,169 x di = 0,169 x 15,154 ft = 2,561 ft = 30,732 in
Menentukan tinggi tutup bawah (hb) Tg ½ α
= (1/2 di) / (hb)
Hb
= (1/2 x 15,154) / (tg ½ 60) = 39,371 ft = 472,455 in
Tinggi luas total
: Lis + hb : 67,3508 +39,371 ft = 106,722 ft = 1280,662 in
Menentukan tekanan design Desain tebal dipengaruhi oleh tekanan operasi dan dan oleh tekanan liquida itu sendiri, maka dasar perancangannya pada tekanan dimana : tekanan operasi pada tangki adalah 1 atm = 14,696 psia Pi = Poperasi + Phidrostatik
I-226
Phidrostatis = ρ.g.Lls
(Geankoplis, 1997)
144.gc Phidrostatis = 63,503 lb/ft3 x 39,371 ft x 67,3508 ft 144 x 32,174 lbm /lbf S2 = 29,7012 Pi = Poperasi + Phidrostatik Pi = ( 29,7012 + 14,696) -14,696 = 29,7012 Psia
Menentukan tebal sel : Jika tekanan yang berpengaruh pada tangki sudah didapatkan maka tebal silinder dapat dirancang dimana dasar rancangannya adalah sebagai berikut : Tipe pengelasan
: Single Welding Butt Joint With Backing Up Strip
Allowable stress (f)
: 18,750
Factor pengelasan (E) : 0,85 Factor korosi (C)
: 1/16
Standarisasi (ts)
: ts <1 1/2 in
ts =
Pi.di 2 (f.E – 0,6 Pi)
+C
ts = 29,7012 x 15,154 in + 1/16 2(18,750.0.85 – 0,6. 29,7012) ts = 32,08776 in = 0,5258 m Tebal silinder hasil rancagan memenuhi syarat standard tebal silinder (tsrancangan
Menentukan Standarisasi (Do)
I-227
Standarisasi Do : Do = di + 2 ts = 181,848 + 2 (32,08776) Dari table 5.7 hal 91 Brownell & Young didapatkan pendekatan Do = 240 in Menentukan Di baru : Di = 240 – 2 (32,08776) = 239,25 in = 19,938 ft r = Di = 239,25 in pengecekan perbandingan Ls/Di : VT
π Di 3 2 3 = x + (0,25.π.Di .Lls) + (0,0847 Di ) 24 tan 1 / 2α
20724,523
π 19,938 3 2 3 = x + (0,25. π.19,938 .Lls) + (0,0847.19,938 ) 24 tan 1 / 2 α
20724,523
= 2073,9251 + 299,5739 Ls + 671,31784
20724,523
= 2745,2429 + 299,5739 Ls
Ls
= 10,0162 ft
Ls = 20,0162 Di 19,938
= 3,053 m
= 1,01 = 1 (memenuhi syarat)
Dari harga Di dan Ls yang baru didapatkan harga – harga ha, hb, dan H yang baru yaitu : ha
= 0,169 . Di = 0,169 . 19,938 = 3,37 ft = 1,0272 m
hb
= 1/2. Di tan 1/2α = 1/2. 19,938
= 19,938 ft
I-228
= 6,077 m
tan 1/2 120
H
= ha + hb + Ls = 3,37 ft + 6,077 ft + 20,0162 ft = 29,4632 ft = 8,9803 m
Menentukan Tebal Tutup Atas (tha) dan Tebal Tutup Bawah (thb) Tebal Tutup Atas (tha) : tha = 0,885. Pi.r +C Young,1959) ((f . E) – (0,1 . Pi)) =
(Brownell
0,885 x 29,7012 x 239,25 ((18,750 x 0,85) – (0,1 x 29,7012))
= 0,0935 in
&
+ 1/16
= 0,0024 m
Tebal Tutup Bawah (thb) thb = Young,1959)
Pi x Di
+C
(Brownell
&
2.((f . E) – (0,1 . Pi)).cos 1/2α =
29,7012 x 19,938 + 1/16 2.(( 18,750 x 0,85) – (0,1 x 29,7012)).cos 60
= 0,0975 in
= 0,0025 m
Perancangan Pengaduk Data – data untuk perbandingan geometris standard sistem pengadukan diambil dari table 3.4-1 Geonkoplis : Da/Di = 0,3 – 0,5
I-229
W/Da = 0,2 L/Da = 0,25 C/Dt
= 0,3333
J/Dt
= 0,083333
Dimana : Dt
: diameter dalam tangki
Da
: diameter impeller (pengaduk)
W
: lebar pengaduk
L
: panjang pengaduk
C
: tinggi pengaduk dari dasar tangki
J
: lebar haffle
Menentukan diameter pengaduk Da/Dt Da
= 0,4 = 0,4.Dt = 0,4 x 9,9894 ft = 3,9958 ft = 1,2179 m
Menentukan lebar pengaduk W/Da W
= 0,2 = 0,2.Da = 0,2 x 3,9958 ft = 0,7992 ft = 0,2436 m
Menentukan panjang pengaduk L/Da
= 0,25
I-230
L
= 0,25.Da = 0,25 x 3,9958 ft = 0,9990 ft = 0,3050 m
Menentukan tinggi pengaduk dari dasar tangki C/Dt C
= 0,3333 = 0,3333 .Dt = 0,3333 x 9,9894 ft = 3,3295 ft = 1,0148 m
Menentukan lebar baffle J/Dt J
= 0,083333 = 0,083333.Di = 0,083333 x 9,9894 ft = 0,8324 ft = 0,2537 m
Menentukan jenis pengaduk Dari perbandingan Da/W hal 145 Geonkoplis didapatkan bahwa Da/W = 5 maka jenis pengaduk yang digunakan adalah jenis Flat Six Blade Turbine With 4 Baffle
Menentukan jumlah pengaduk np
= tinggi liquida dalam silinder 2Da2 = 10,450 2 (3,99582) = 0,3199 =1 buah
Menentukan daya pengaduk
I-231
Untuk kesempatan putaran pengadik (N) diambil 50 rpm = 0,9333 rps Viskositas campuran (µ) = 0,00004714 lb/ft.s NRe
= Da2. N. ρ µ
(Geonkoplis,1997)
= 3,99582 x 0,9333 x 63,503 0,00004714 NRe
= 20.073.976,68 (aliran turbulen)
Dari halaman 293 Stanley m walas untuk Number Power (Np) diambil Np = 5 P = Np.ρ.N3.Da5 Gc
(Geonkoplis,1997)
= 5 x 63,503 x (0,93333) x (3,99585) 32,174 = 10.052,588 lb.ft/s = 18,275 hp ≈ 18 hp
Perancangan Coil Pemanas Dasar perancangan coil pemanas Kebutuhan steam
: 239.607,998 kg/jam = 647.288,192 lb/jam
Kebutuhan panas
: 121.102.524,2 kkal/jam = 480.256.280,2 btu/jam
Bentuk coil
: Spiral
Bahan kontruksi
: Hing Alloy Steel Sa-240 Grade M Type 316
Rd min
: 0,0035 jam.ft2.0F/Btu
Kecepatan putar(N)
: 56 rpm = 0,9333 rps
Suhu larutan masuk (t1)
: 300C = 860F
Suhu larutan (t2)
: 960C = 2040F
Suhu steam masuk(T1)
:1480C = 298,40F
I-232
Suhu kondesat keluar (T2) : 1480C = 2980F Viskositas campuran
: 0,0004714 lb/ft.s
Panas spesifik campurasn
: 0,448 Btu/0F
Diameter (Da)
: 3,9958 ft
Diameter tangki (Dt)
: 9,9894ft
Tinggi silinder (Ls)
: 13,7967 ft
Menentukan ∆T(LMTI) ∆T(LMTI)
= ∆t1 – ∆t2 ln (∆t1/∆t2) = 298,4 – 204,8) – (298,4 – 86) in(298,4 – 204,8)/ (298,4 – 86) = 144,97690F
Menentukan suhu kalorik Te
Te
= T1 + T2 = 298,4 + 298,4 = 298,40F 2 2 = t1 + t2 2
= 204,8 + 86 = 145,40F 2
Menetapkan diameter pipa coil Bagian larutan garam
Bagian coil
a = 3,14 in2 = 0,019 ft2
a = 7,38in2
de = 1,14 in = 0,0950ft
de = 3,068 in = 0,2557 ft
de = 0,53 in = 0,0442 ft
de = 3,50 in
= 0,0453ft2
= 0,2917 f
a = 0,917 ft2/ft
I-233
Menghitung koefisien perpindahan panas Bagian Tangki (Larutan Garam)
Bagian Coil
Menghitung NRe
Menghitung NRe
G=m
G=m
a
a
=921.248,533 lb/jam.ft2 0,019
=
48486764,89 = 6494,9831 lb/jam.ft2 0,0453
=143.377,1104
NRe = G.De = 48486764,89 lb x µ = 0,0135x2,42 lb/jam.ft2 0,0950 µ.2,42 0,7015 x 2,42 (hal 824,kern) = 2.713.337,22
NRe = G.De = 143.377,1104 x 0,2557 µ.2,42 0,0135x2,42
Mencari Jc Dari gambar 20.2 hal 718 kern didapat Jc
= 1.122.177,139
= 900
Mencari harga koefisien film
Mencari factor panas (JH)
Do = Jc.K. (Cp.µ)1 . (µ)0,14 Di
k
Untuk nilai steam (JH) tidak
µw
perlu dicari
Do = 900 x 0,419 (0,448 x 0,7015)1/3 x 1
I-234
Harga koefisien film perpindahan
9,9894
0,419
hio untuk steam :
12 = 411,5876 Btu/jam.ft2.0F
Mencari tahanan pipa bersih (Uc) Uc
= hio – ho hio – ho
= 411,576 x 1500 = 322,9679 Btu/jam.ft2.0F 411,576 x 1500
hd
=
=
Ud
= Uc – hd Uc + hd
= 322,9679 x 2185,7143 = 151,6005 Btu/jam.ft2.0F 322,9679 x 2185,7143
Rd
= Uc – hd Uc x hd
= 322,9679 - 151,6005 = 0,0036 322,9679 x 151,6005
1 Rd
1 = 285,7143 0,0035
Rd dihitung > Rd ketetapan sehingga over desgn
Luas perpindahan panas A= Q = 480.256.280,2 = 21.851,115 ft2 Ud.∆TLMTD. 151,6005 x 144,9769
Menentukan panjang lilitan
I-235
L=A a
= 21.851,115 ft2 = 23.828,915 ft 0,917
Menentukan jumlah lilitan Diameter coil (Dc) Nc
= 7,5 ft
= L = 23.828,915 = 12,472 = 13 buah π . Dc 3,14. 7,5
Menentukan tinggi lilitan Lc
= (nc - 1) x (do + jarak 2 coil + do) = (13 - 1) x (3,5 + 2 + 3,5) = 12 x 9 = 108 in
Lc < LLS (memadai) Tinggi lilitan coil kurang dari tinggi liquid dalam silinder sehingga coil masih berada dalam liquid. Menentukan panjang (I) ekonomis dengan mencari over design terkecil 1(ft)
N (buah)
Lbaru (ft)
Abaru (ft2)
UDbaru
Rdhitung
Over
(Btu/jam0F) (Btu/jam0F) design (%) 12
12,24=
312
286,1
142,67
0,0039
11,4
13 15
9,8 = 10
300
275,1
148,39
0,0036
2,9
20
7,34 = 8
320
293,44
139,12
0,0041
17,1
Ekonomis adalah 1 = 15 ft dengan jumlah hairpin 10 buah
I-236
Evaluasi ∆p Bagian Tangki (Larutan Garam)
Bagian Coil
Menghitung NRe
Menghitung NRe
NRe = G.De = 48486764,89 x 0,0950 NRe = G.De = µ.2,42 0,7015 x 2,42 0,2557x143.377,1104 µ.2,42 0,0135 x 2,42 = 2.713.337,22 = 1.122.177,139 F = 0,0035 + 0,264 = 0,0052 F = 0,0035 + 0,264 = 0,00043 (NRe)0,42 (NRe)0,42 Mencari ∆p karena panjang pipa
∆PI = 4.f.G2.L x ρ 2.g. ρ2 .de 144
Mencari ∆p karena panjang pipa ∆PI = 4.ƒ.G2.L ρ 2.g.ρ2.di 144
= 4.0,0052.(48486764,89)2300.62,6291 2.4,8.108.(62,6291)2.0,0442 144 = 2,56 psi
= 4.0,00043.(143.377,1104)2.300 62,6291 4,8x108.(62,6291)2x0,2557
Mencari ∆p karena panjang pipa 144 = 0,58
∆pn = n(V2). ρ 2gc 144
∆p = 0,58 < 2 psi (oke)
= 10 (61,16). 62,6291 232,174 144 = 4,13 psi
∆pn = 6,69 psi < 10 psi (oke)
Spesifikasi Alat : Nama
: Mixer
I-237
Tipe
: tangki vertical dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical dished dengan sudut puncak 1200 yang dilengkapi dengan pengaduk tipe turbin impeller
Bahan kontruksi
: High Alloy Steel SA Grade M Type 316
Tipe pengelasan
: SWBJ dengan backing up strip (E = 0,85)
Jumlah mixer
: 4 buah
Volume tangki
: 20724,523 ft3
Diameter dalam (Di) : 19,938 ft
= 6,077 m
Diameter luar (Do)
: 20,5019 ft
= 6,249 m
Tebal silinder (ts)
: 2,67398 ft
= 0,5258m
Tinggi silinder (Ls)
: 10,0162 ft
= 3,053 m
Tebal tutup atas (tha) : 0.0078 ft
= 0,0024 m
Tebal tutup bawah (thb): 0,0081 ft
= 0,0025 m
Tinggi total mixer
: 29,4632 ft
= 8,9803 m
Diameter (Da)
: 3,9958 ft
= 1,2179 m
Lebar (W)
: 0,7992 ft
= 0,2436 m
Panjang (L)
: 0,9990 ft
= 0,3050 m
Dimensi pengaduk
Tinggi pengaduk dari dasar tangki (c): 3,3295 ft = 1,0148 m Lebar baffle (J)
: 0,8324 ft
= 0,2537 m
Jenis pengaduk
: Flat Six Blade Turbine With 4 Baffle
Jumlah pengaduk
: 1 buah
Daya pengaduk
: 15 hp
I-238
Dimensi Coil Pemanas Diameter luar pipa (Do)
: 0,2917 ft
= 0,0889 m
Diameter dalam pipa (Di)
: 0,2557 ft
= 0,0779 m
Jumlah lilitan (nc)
: 13 buah
Tinggi lilitan
: 2,3742 ft
= 8,9999 m
5. SAND FILTER Dasar Perancangan Fungsi
: untuk memisahkan padatan yang tak larut dari larutan
Type
: tangki silinder dengan tutup atas dan bawah plate
Suhu operasi
: 960C
Tekanan operasi
: 1 atm = 14,696 psia
Densitas
:62,6291
Menentukan volume larutan (Vlarutan) Waktu yang diperlukan untuk proses filtrasi adalah 0,5 jam Rate volumetric
=
Massa masuk
ρ
= 2.031.015,968 kg/jam 62,6291 lb/ft3
I-239
Volume larutan
= 32.429,269 ft/jam x 0,5 jam = 16.214,635 ft3
=
35,311 m3
Menentukan Volume Total Dari Sand Filter (VT) VT
= Vpadatan + Vlarutan + V ruang kosong
Vpadatan = Vkerikil + Vpasir Dari data untuk sand filter standar dapat diketahui dari nilai volume masing – masing bagian dengan (Ls/Di = 1,5) sebagai berikut : - volume kerikil
= 22,22 %
- volume pasir
= 22,22 %
- volume larutan
= 40,56 %
- volume ruang kosong
= 15 %
Sehingga dapat dihitung : Vpadatan = Vkerikil + Vpasir = 22,22 % VT + 22,22 % VT VT
= Vpadatan + Vlarutan + V ruang kosong
VT
= 44,44 % VT + 12,2960 m3 + 15 %
VT
= 20.6864 m3
Menentukan Diameter Dalam (Di) dan Tinggi Total dari sand Filter (Ls) VT
= ¼ π. Di2. Ls
20.6864 m3
= 1/4 π. DI2. (1,5 Di)
Di
= 4.3025 m
Ls
= 169.3886 in
= 1,5. Di
I-240
= 1,5 . 4.3025 m = 6.4538 m
Menentukan Tinggi masing – masing bagian dalam sand filter Tinggi kerikil Vkerikil
= 22,22 % VT
1/4 .π. Di2.Lkerikl
= 22,22 % x 20,6864 m3
1/4 π. (4,3025)2.Lkerikil = 4,5965 m3 Lkerikil
= 0,3160 m
Tinggi pasir Vpasir
= 22,22 % x VT
1/4 .π. Di2.Lpasir
= 22,22 % x 20,6864 m3
1/4 π. (4,3025)2.Lpasir = 4,4357 m3 Lpasir
= 0,3160 m
Tinggi larutan Vlarutan
= 40,56 % x VT
1/4 .π. Di2.Llarutan
= 40,56 % x 20,6864 m3
Llarutan
= 0,6774 m
Spesifikasi alat : Fungsi
: untuk memisahkan padatan tak larut dari larutannya
Tipe
: tangki silinder dengan tutup atas dan bawah plate
Tinggi total
: 6,4538 m
Diameter
: 4,3052 m
I-241
Tinggi kerikil
: 0,3160 m
Tinggi pasir
: 0,3160 m
Tinggi larutan
: 0,6774 m
Jumlah
: 1 buah
6 KRISTALIZER Fungsi
: Untuk membentuk kristal NaCl
Type
: Swenson Walker
Kondisi operasi : Rate bahan masuk
: 1796675,857 kg/jam = 3960951,594 lb/jam
Densitas (ρ) campuran
: 66,8061 lb/ft3
Suhu larutan masuk kristalizer
: 96 0C = 204,8 0F
Suhu produk kristal keluar
: 30 0C = 86 0F
Suhu air pendingin masuk
: 25 0C = 77 0F
Suhu air pendingin keluar
: 50 0C = 122 0F
Perhitungan : t1 = 77 0F
T2 = 204,8 0F
T2 = 86 0F
I-242
t2 = 122 0F
Menentukan ∆t LMTD dengan arah aliran Conunter Current Diketahui :
∆t1
= 82,8 0F
∆t2
= 9 0F
Sehingga : ∆t LMTD =
∆t1 − ∆t 2 82 ,8 − 9 = 33,26 0F = ∆ t1 82,8 In In 9 ∆t 2
Menghitung luas perpindahan panas : Dari App B didapatkan, harga panas yang harus diserap oleh air pendingin : Q
= 108746542,5 kkal/jam = 431256163,6 btu/jam
Dari perry’s ed 6,hal 19-39 didapatkan : Range UD
= 50 – 200 Btu/jam.ft2.0F
Diambil UD
= 200 Btu/jam.ft2.0F
A
=
A
=
UD
Q × ∆t LMTD
431256163,6 btu/jam (200 Btu/jam.ft2.0F) x (33,26 0F)
= 6483,105 ft2 Dari Badger and Banchero, hal 524 diperoleh : - Tipe
= Swenson walker
- Diameter kristalizer
= 24 in = 2 ft
I-243
- Tebal dinding
= 1 in
- panjang
= 10- 40 ft (diambil panjang 40 ft)
- jenis pengaduk
= Spiral Agiator
- kecepatan putar pengaduk = 15-30 rpm (diambil 30 rpm) - jarak agiator dengan dinding= 2 in = 0,167 ft
Perhitungan panjang kristalizer berdasarkan perpindahan panas : A
= 1x 3,14 x D x L
6483,105 ft2
= 1 x 3,14 x 2 x L
L
= 76,8208
Jumlah kristalizer yang dibutuhkan = 76,8208ft/40 ft = 1,9 ≈ 2buah
Perhitungan panjang kristalizer berdasarkan volume liquida Volume liquida :
Q=m ρ Q = 3960951,594 lb/jam 66,8061 lb/ft3
= 59290,268 ft3/jam
Dimana : Volume
= 1 x (π x D2 x L)
59290,268
= 1 x 3,14 x (22) x L
L
= 43,6911 ft
Jumlah kristalizer yang dibutuhkan = 43,6911 ft/40 ft = 1,0923 ≈ 2 buah Karena perhitungan jumlah kristalizer berdasarkan perpindahan panas lebih besar dari perhitungan berdasarkan volume liquida maka dapat disimpulkan panjang kristalizer 76,8208 sebanyak 2 buah.
Spesifikasi alat :
I-244
Nama
: kristalizer 1
Type
: Swenson and Walker
Diameter
: 48 in = 4 ft
Panjang
: 59 ft
Jenis pengaduk
: Spiral Agiator
Kecepatan putar pengaduk
: 15-30 rpm (diambil 30 rpm)
Jarak agiator dengan dinding : 2 in = 0,167 ft Bahan kontruksi
: Carbon Steel
Jumlah
: 2 buah
7.CENTRIFUGE 1
Fungsi
: Memisahkan garam dari brine
Type
: Centrifuge Filter
Rate bahan masuk
: 1796675,857 kg/jam = 3960951,594 lb/jam =
lb/menit P campuran
: 66,8061 lb/ft3
Bahan kotruksi
: Carbon Steel
Perhitungan Menghitung kecepatan volumetric Q
=m ρ
= 3960951,594 lb/jam 66,8061lb/ft3
I-245
66015,859
= 59290,357 ft3/jam = 16790043,62 L/jam = 6,2930 L/detik = 0,00629 m3/detik V1
= π/4 (d2) x L
Diambil perbandingan antara diameter dan tinggi 5 kali (Ulrich hal 22) 0,00629 m3/detik
= 3,14 x 5 d3 4
0,00629 m3/detik
= 0,785 x 5 d3
5 d3
= 0,00801
d
= 0,1171 m dan L = 0,5855 m
Spesifikasi alat : Nama
: Centrifuge 1
Fungsi
: Untuk memisahkan garam dari brine
Jenis
: Centrifuge Filter
Bahan kontruksi
: Carbon Steel
Kapasitas
: 24.241,221 kg/jam
Jumlah
: 1 buah
8. SCREW CONVEYOR
Dasar perancangan
I-246
Fungsi
: Untuk memindahkan kristal dari centrifuge 1 ke tangki
penampung Type
: Horizontal Screw Conveyor
Rate
: 6367,528 kg/jam
= 6,3675 ton/jam
Rencana Desain Screw Conveyor Dimensi Screw Conveyor berdasarkan table 21-6 (Perry’s 7 th,1999), maka dipilih Screw Conveyor untuk kapasitas 10 ton/jam adalah sebagai berikut : Untuk memenuhi kapasitas produksi didapatkan kecepatan Screw Conveyor : - Diameter flights
= 10 in
- Diameter pipa
= 2,5 in
- Speed
= 55 rpm
- Diameter feed masuk
= 9 in
- Diameter shafts
= 2 in
- Diameter screw
= 18 in
- Panjang
= 30 ft
- Power pada motor
= 2 HP
rpmbaru
=
kapasitas screw conveyor × kecepa tan putar kapasitas screw conveyor s tan dart
=
6,3675 ton / jam × 55 rpm 10 ton / jam
Spesifikasi alat :
I-247
= 35,0212 ≈ 35 rpm
Fungsi
: Untuk memindahkan kristal garam dari centrifuge 1 ke tangki penampung
Type
: Horizontal screw conveyor
Bahan kontruksi
: carbon steel SA 135 Grade B
Diameter flight
: 10 in
Diameter pipa
: 2,5 in = 0,0635 m
Diameter shaft
: 2 in = 0,0508 m
Diameter feet masuk : 9 in = 0,2286 m Kecepatan putar
: 35 rpm
Panjang
: 30 ft = 9,1441m
Power motor
: 2 HP
Jumlah
: 1 buah
9. EVAPORATOR Pada perancangan alat utama oleh Nira Tabuni (0305010027) 10. KRISTALIZER 2 Fungsi
: Untuk membentuk kristal NaCl
Type
: Swenson Walker
Kondisi operasi : - Rate bahan masuk
: 1655928,396 kg/jam = 751.112,561 lb/jam
- Densitas (ρ) campuran
: 66,8061 lb/ft3
- Suhu larutan masuk kristalizer : 96 0C = 204,8 0F -Suhu produk kristal keluar
: 30 0C = 122 0F
I-248
- suhu air pendingin masuk
: 25 0C = 77 0F
- suhu air pendingi keluar
: 50 0C = 122 0F
Perhitungan : Menentukan ∆t LMTD dengan arah aliran counter current Diketahui : ∆t1
∆t2
= 82,8 0F = 45 0F
Sehingga :
∆t LMTD =
∆t1 − ∆t 2 82,8 − 45 = = 61,9910 0 F ∆t1 82,8 ln ln 45 ∆t 2
Menghitung luas perpindahan panas : Dari App B didapatkan, harga panas yang harus diserap oleh air pendingin : Q = 832821983,1 kkal/jam = 3302722138 Btu/jam. Dari Perry’s ed 6 hal 19-39 didapat : Range UD = 50-200 Btu/j.ft2.0F Diambil UD
= 200 BTU/j.ft2.0F
Q U D × ∆t LMTD
A = A =
3302722138
= 266387,227 ft2
(200)x(61,9910 ) Dari Badger and Banehero, hal 524 diperoleh : - Tipe
= Swenson walker
- Diameter kristalizer
= 24 in = 2 ft = 0,6069 m
- Tebal dinding
= 1/2 in
I-249
- Panjang
= 10-40 ft (diambil panjang 40 ft)
- Jenis pengaduk
= Spiral Agiator
- Kecepatan putar pengaduk
= 15-30 rpm (diambil 15 rpm)
- Jarak agiator dengan dinding
= 2 in = 0,167 ft
Perhitungan panjang kristalizer berdasarkan perpindahan panas : A
= 1/2 x π x D x L
266387,227 ft2
= 1/2 x 3,14 x 2 x L
L
= 45,2804 ft
Jumlah kristalizer yang dibutuhkan = 45,2804 / 40 ft = 1,13 ≈ 2 buah
Perhitungan panjang kristalizer berdasarkan volume liquida : Volume Liquida : Q
=m
ρ Q
= 751.112,561 = 11243,173 ft3/jam 66,8061 lb/ft3
Dimana : Volume
= 1/2 x (π x D2 x L)
11243,173 = 1/2 x (3,14 x (22) x L) L
= 1790,31 ft
Jumlah kristalizer yang dibutuhkan = 1790,31 ft/40 ft = 1,06 ≈ 44 buah Karena perhitungan jumlah kristalizer berdasarkan volume liquid lebih besar dari perhitungan berdasarkan perpindahan panas maka dapat disimpulkan panjang kristalizer = 2120,92 ft sebanyak 2 buah.
Spesifikasi alat :
I-250
Nama
: Kristalizer
Tipe
: Swenson and Walker
Diameter
: 24 in = 2 ft
Panjang
: 2120,92 ft
Tebal dinding
: 1/2 in
Jenis pengaduk
: Spiral Agiator
Kecepatan putar pengaduk
: 15-30 rpm (diambil 15 rpm)
Jarak agiator dengan dinding
: 2 in = 0,167 ft
Jumlah
: 2 buah
11. CENTRIFUGE 2 Fungsi
: Memisahkan garam dari brine
Type
: Centrifuge Filter
Rate bahan masuk : 1655928,396 kg/jam = 3650659,742 lb/jam = 1,014.72151 lb/menit
ρ campuran
: 66,8061 lb/ft3
bahan kontruksi
: Carbon Steel
Perhitungan : Menghitung Kecepatan volumetric Q
=m ρ
= 3650659,742 lb/jam 66,8061 lb/ft3 = 54645,605 ft3/jam = 1546962,432 L/jam = 429,712 L/detik = 0,429 m3/detik
Kapasitas maksimum:
I-251
Vt = π/4 (d2) x L Diambil perbandingan antara diameter dan tinggi 5 kali (Ulricch hal 22) 0,0021m3/detik
= 3,14 x 5 d2 4
0,429 m3/detik
= 0,785 x 5 d2
5 d3
= 0,546
d3
= 0,1092
d
= 0,477
L = 2,385
Spesifikasi alat : Nama
: Centrifuge 2
Fungsi
: Untuk memisahkan garam dari brine
Jenis
: Centrifuge Filter
Bahan kontruksi
: Carbon Steel
Kapasitas
: 1655928,396 kg/
12. SCREW CONVEYOR Dasar perancangan : Fungsi
: untuk memindahkan kristal dari tangki penampung ke Rotary
Dryer
Tipe
: horizontal screw conveyor
Rate
: 77702,088 kg/jam = 77,7021 ton/jam
Rencana Desain Screw Conveyor Dimensi Screw Conveyor berdasarkan table 24-6 (Perry’s 7 th 1999), maka dipilih Screw Conveyor untuk kapasitas 10 ton/jam adalah sebagai berikut :
I-252
Untuk memenuhi kapasitas produksi didapatkan kecepatan Screw Conveyor : - Diameter flights
= 10 in
- diameter pipa
= 2,5 in
- Speed
= 55 rpm
- Diameter feed masuk
= 9 in
- Diameter shafts
= 2 in
- Diameter screw
= 18 in
- Panjang
= 30 ft
- Power pada motor
= 2 HP
rpmbaru
=
kapasitas Screw Conveyor × kecepa tan putar kapasitas Screw Conveyor s tan dart
= 77,7021 ton/jam x 55 rpm 10 ton /jam = 427,362 rpm ≈ 427 rpm
Spesifikasi alat : Fungsi
= Untuk memindahkan kristal garam dari tangki penampung ke Rotary Dryer
Type
= Horizontal Screw Conveyor
Bahan kontruksi
= karbon Steel SA 135 Grade B
Diameter flight
= 10 in
Diameter pipa
= 2,5 in = 0,0635 m
Diameter shaft
= 2 in = 0,0508 m
Diameter feet masuk
= 9 in = 0,2286 m
I-253
Kecepatan putar
= 427 rpm
Panjang
= 30 ft = 9,1441 m
Power motor
= 2 Hp
13. SCREW CONVEYOR (b) Dasar perancangan : Fungsi
: Untuk memindahkan kristal dari Rotary Dryer ke screen
Tipe
: Horizontal screw conveyor
Rate
: 68083,266 kg/jam = 68,083 ton/jam
Rencana Desain Screw Conveyor Dimensi Screw Conveyor berdasarkan table 21-6 (Perry’s 7 th 1999), maka dipilih Screw Conveyor untuk kapasitas 10 ton/jam adalah sebagai berikut : Untuk memenuhi kapasitas produksi didapatkan kecepatan Screw Conveyor : - Diameter flights
= 10 in
- diameter pipa
= 2,5 in
- Speed
= 55 rpm
- Diameter feed masuk
= 9 in
- Diameter shafts
= 2 in
- Diameter screw
= 18 in
- Panjang
= 30 ft
- power pada motor
= 2 HP
rpmbaru
=
kapasitas Screw Conveyor × kecepa tan putar kapasitas Screw Conveyor s tan dart
= 68,083 ton/jam
x 55 rpm
I-254
10 ton/jam = 374,457 rpm ≈ 374 rpm
Spesifikasi alat : Fungsi
= Untuk memindahkan kristal garam dari Rotary Dryer
Type
= Horizontal Screw Conveyor
Bahan kontruksi
= karbon Steel SA 135 Grade B
Diameter flight
= 10 in
Diameter pipa
= 2,5 in = 0,0635 m
Diameter shaft
= 2 in = 0,0508 m
Diameter feet masuk
= 9 in = 0,2286 m
Kecepatan putar
= 374 rpm
Panjang
= 30 ft = 9,1441 m
Power motor
= 2 Hp
14. ROTARY DRYER Pada perancangan alat utama oleh Rosalia Salina (0305010015) 15. FILTER UDARA Fungsi
: Menyaring debu yang terdapat dalam udara
Tipe
: Dry Filter
Dasar perancangan :
I-255
Udara kering yang dibutuhkan
: 16.473,413 kg/jam = 36.317,2863 lb/jam
Suhu udara masuk
: 30 0C
ρ udara pada suhu 30 0C
: 1.1676 kg/m3 = 0,0729 lb/ft3
Perhitungan : Rate volume udara yang masuk
= udara kering yang masuk Ρ udara = 36.317,2863 lb/jam x 1 jam 0,0729 lb/ft3 60 mnt = 7302.9918 ft3/mnt
Kadar debu dalam udarah
= 1 gram / 1000 ft3
Berat debu udara
= 1 gram x7302.9918 1000 ft3 = 7,3030 gram/menit
Ukuran dryer filter
= 20 x 20
Kapisan 1 filter
= 5000 ft3/mnt N
= 7302,9918 ft3/mnt 5000 ft3/mnt =1,46 ≈ 2 buah
Spesifikasi alat : Ukuran dry filter
: 20 x 20
Jumlah
: 2 buah
Tipe
: dry filter
Bahan konstruksi
: Cast Iron
16. Heater Udara ( E - 145)
I-256
Fungsi
:Untuk memanaskan udara sebelum masuk Rotary
Dryer Tipe
: Shell and tube
Dasar perancangan : o Faktor kekotoran (Rd) gabungan minimal
= 0,004 Btu/jam 0F
o ∆PMaks aliran Udara
= 2,5 psi
o ∆PMaks aliran Steam
= 2 psi
Dasar Perancangan : -
Masa bahan masuk
: 16.473,413 kg/jam = 36.317,2863 lb/jam
-
Suhu bahan masuk
: 300C dan suhu bahan keluar = 1450C
-
Kebutuhan Steam
: 746,1817 kg/jam.= 1646,032 lb/jam
-
Steam masuk pada suhu 1480C dan keluar pada suhu 1480C
-
Panas yang dibawa steam = 484578.449 kkal/jam =1.921.692,755Btu/jam
Perhitungan : t1= 300C=860F
T!1480C=2980F
T2 = 1480C = 298,40F
t2=1450C = 2930F
I-257
• Menghitung ∆TLMTD
∆t = 298,40F – 293 0F = 5,40F ∆t = 298,40F – 86 Trial ∆ T LMTD =
0
F = 212,40F
∆ t1 − ∆ t 2 5, 4 − 212 ,4 = = 56 ,3714 0 F ∆ t1 5, 4 In 212 In ∆t 2 ,4
Dari Kern, Fig 18 hal 828 didapatkan ; Tipe HE = 1 :2
∆t
= Ft x ∆tLMTD
Untuk steam, Ft = 1 Sehingga :
∆t
= 1 x 56,3714 0F = 56,3714 0F
Menghitung suhu kalorik Tc
= 1/2 (298,4 + 298,4) 0F
= 298,4 0F
tc
= 1/2 (86 + 293) 0F
= 189,5 0F
Trial UD Range UD yang digunakan = 5 – 50 Btu/j.ft2.0F 840) Trial UD = 50 Btu/j.ft2.0F
A
=
Q UD x ∆tLMTD = 681.7971 ft2
= 1.921.692,755 Btu/jam 50Btu/j.ft2.0F x 56,3714 0F Nt = A a”x1
I-258
(Kern, table 8 hal
= 681,7971 = 217.0775 0,1963x16 Dari Kern, table 9 hal 842 didapatkan Nt standart = 220 buah UD koreksi
= Nt x UD trial Nt standart = 217.0775 x 50 220
= 49,33 Btu/j.ft2.0F
UD koreksi memenuhi karena masih dalam range = 5-50 Btu/j2.0F Kesimpulan sementara perancangan : Type HE : 1-2 Bagian Shell (Udara)
Bagian Tube (Steam)
Ids = 19 ¼ in
do = ¾ in
n’ = 1
di
= 0,620 in
de = 0,95 in
a’
= 0,302 in2
B = 10
a”
= 0,1963 ft2/ft
B = (1/5 - 1) IDs
I
= 16 ft
N+1 =1 x 12 x n’ B
n
=2
Pr
= 1 in
C’
= PT-do = 1-0,75 = 0,25 in
= 16 x 12 x 1 = 19 10
Nt standart = 220 buah Susunan = segitiga BWG =16
I-259
Evaluasi Perpindahan Panas Bagian Shell (Udara)
Bagian Tube (Steam)
1.as = IDS x B x c’ n’ x PT x 144
1. at = Nt x a’ n x 144
= 19,25 x 10 x 0,25 = 0,3342 ft2 1 x 1 x 144
= 220 x 0,302 = 0,2307 ft2 2 x 144 Gt = M = 1646,032 at 0,2307
2. Gs = m = 36,317,2863 lb/jam as 0,3342 ft2 = 108.669,3187 lb/jam.ft2
= 7134946 lb/j.ft2 NRet = di x Gt Μx2,42
NRes = de x Gs µ x 2,42
= (0,620/12) (9141,4356) 0,02 x 2,42
= 154.563,2003 3. JH = 650 (Kern.fig.28 hal 838)
= 9758,4195 4.ho = JH
k Cp.µ de k
1/ 3
µ µW
0 ,14
2. JH = 3. untuk steam
µ = 0,023 (Kern,fig 15, hal 823) hio = 1500 Btu/jam.ft2.0F Cp = 0,25 (Kern,fig 3, hal 805) K = 0,0095 Btu/j.ft2.0F/Uft (Kern,hal 801) ho =
(650)
0,0095 0,25 x 0,023 0,95 / 12 0,0095
1/ 3
x1
= 65.9796 Btu/j.ft2.0F
I-260
Uc =
hi0 × h0 hi0 + h0
Uc =
1500 × 65,9796 = 63,1997 Btu / j. ft 2 .0 F 1500 + 65,9796
Rd =
Uc − U D korelasi Uc × U D korelasi
Rd =
63,1997 − 49,33 = 0,0045 j. ft 2 .0 F / Btu 63,1997 × 49,33
Harga Rd > Rd tetapan, maka memenuhi
Evaluasi penurunan panas (∆P) Bagian Shell (udara)
Bagian Tube (steam)
1. N Re t = 9758,4195
1. N Re s = 154.563,2003
= 0,00023 ( Kerm, fig .26.hal 836)
f = 0,0002 ( Kerm, fig .26hal 836) 2. ∆Ps =
f × Gs × IDS (n + 1) 5,22 × 1010 × de × Sg × ϕs 2
F × Gt 2 × l × n 5,22 × 1010 × 0,62012 × 1 × 1 = 0,000228
2 ∆Ρ1 =
0,0002 × 108.669,3187 2 × 191 / 4.(19) 5,22 × 1010 × 0,95 / 12 × 0,98 × 1 = 0,2133 ∠ 2,5 psi =
( MEMADAI )
−
4 v2 × Sg 2 g 4×4 = × 0,001 1 = 0,016 psi
3. ∆ Ρ n =
4. ∆Pt = ∆Pn + ∆P1 = 0,000228 + 0,016 = 0,0162 psi ∠ 2 psi (MEMENUHI )
I-261
Spesifikasi alat Nama
: Heater
Fungsi
: Memanaskan Udara sebelum memasuki Rotary Dryer
Tipe
: Shell and Tube 1-2
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA-240 grade M Type 316
Jumlah
: 1 buah
Kapasitas
: 36.317,2863 lb/jam
Steam yang digunakan
: 1646,032 lb/jam
Bagian shell 1 4
-
IDS
=19
-
n
=1
-
B
= 10
-
de
= 0,95 in
Bagian tube
3 in 4
-
do
=
-
di
= 0,620 in
-
a’
= 0,302 in2
-
l
= 16 ft
-
n
=4
-
Pr
= 1 in
I-262
-
C’
= 0,25 in
-
Nt standart
= 220 buah
-
Susunan
= segitiga
-
BGW
= 16
Jumlah
= 1 buah
17. CYCLONE (H 146a)
Fungsi
: Untuk menangkap debu yang terikat pada Rotari Dryer
Direncanakan : Rate Bahan Masuk
ρ
Udara
µ Udara
: 9618,822 kg/jam = 21205,655 lb/jam 3 : 0,079lb/ft
: 0,017cp = 0,0041 lb/ft.det
kecepatan udara cyelone : 50 ft/det
Menghitung Rate Volumetrik Udara V
= Rate udara ρ udara = 21205,655 lb/jam = 268.426,013ft3/jam = 1.741,229 ft3/det 0,079 lb/ft3
Menghitung dimensi Cyelone Luas aliran (AC) = Rate Volumetrik Udara Kecepatan udara Cyclone = 1.741,229 ft3/det 50 ft / det
I-263
= 34,825 ft2 Dari Perry’s edisi 6 fig 20-106 hal 20-84 AC
= BC x HC
BC
= JC=1/4
HC
=DC/2
ZC
= LC = 2DC
SC
=DC/8
De
=DC/2
Maka: AC
= BC x HC = BC x DC/2 =BC x (4BC/2) =2BC2
34,825
=2BC2
BC
= 4,17 ft
DC
= 4BC = 4(4,17) = 16,68 ft
HC
= DC/2 = 16,68 /2 = 8,34 ft
ZC
= 2DC = 2(16,68) = 33,36 ft
LC
= ZC = 33,36 ft
De
= DC/2 = 8,34 ft
SC
= DC/8 = 2,085 ft
Dari Perry’s edisi 7 hal 17-30 diketahui Vc=50 ft/det
I-264
Menghitung Pressure Drop pada CycloneS ∆pt = 0,013 x ρ x Vc2 Dimana :
∆pt = pressure drop (in of water) ρ
= densitas udara (lb/ft3)
Vc = kecepatan udara (ft/detik) Sehingga :
∆pt = 0,013 x 0,079 lb/ft3 x 50 ft/detik = 2.5675 in of water = 2.5675 x 0,0361 psi = 0,0927
Spesifikasi alat : Nama
: Cyclone
Fungsi
: Untuk menangkap debu yang terikut rotary dryer
Type
: Cyclone Collector
Bahan kontruksi
: Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
Pressure Drop
: 0,0927 psi
Jumlah
: 1 buah
Luas aliran
: 34,825 ft2
18. SCREEN Fungsi
: Menyeragamkan buturan kristal NaCl sehingga 40 mesh
I-265
Type
: Vibrating Screen
Dasar perancangan Bahan masuk
: 69444,444 kg/jam = 69,444 ton/jam = 155.554,56 lb/jam
Ukuran produk yang diharapkan keluar dari screen 40 mesh, dari perry’s edisi 7 hal 21 – 15 tabel 21 – 6 untuk ukuran 40 mesh didapat : - Sieve Opening (a) : 0,01465 in = 0,0012 ft - Diameter wire (d) : 0,0102 in = 0,00089 ft
Menentukan luas permukaan screen A
(Peery’s edisi 7 tabel 21-3 hal 21-17)
= 0,4 x Ct Cu x Foa x Fs
Dimana : A
: luas screen
Ct
: rate bahan = 69,444 ton/jam
Cu : kapasitas unit = 1 ton/ft2.jam Foa : factor luas bukaan Fs
: factor luas slot
a Foa = 100 % × a+d
(Peery’s edisi 7 tabel 21-7 hal 21-18) 2
0,01465 = 100 % × 0,01465 + 0,0102
2
= 34,75 % Sehingga : A
= 0,4 ( 69,444 ton/jam)
I-266
(1 ton/jam) . (0,3475) = 79,936 ft2
Menghitung jumlah screen N
= Luas ayakan = 79,936 ft2 (bahan masuk) (Cu) (69,444 ton/jam) . (1ton/ft 2jam) = 1,2 ≈2 buah
Spesifikasi : Nama
: Screening
Fungsi
: Menyeragamkan buturan kristal NaCl sehingga 40 mesh
Type
: Vibrating Screen
Luas ayakan : 79,936 ft2 Bahan
: Carbon steel
Jumlah
: 2 buah
19. BUCKET ELEVATOR Fungsi
: untuk memindahkan garam dari screen ke bin produk
Dasar perancangan : - Massa bahan
= 68.830,646 kg/jam
- Suhu
= 30 0C
- Tekanan
= 1 atm
- Density
= 66,8061 lb/ft3
Direncanakan :
I-267
- Tipe
= Centrifuge disharge bucket on belt elevator
- Bahan kontruksi = Carbon Steel
Perhitungan : Dari table 2-2 vibrant hal 23 didapat factor keamanan 20 % maka kapasitas bucket sebagai berikut : Kapasitas Bucket Elevator = 1,2 x 68.830,646 kg/jam = 82.596,775 kg/jam = 82,597 ton/jam Tinggi Bucket Elevator
= 8 m = 26,2464 ft
(Ulrich hal 71 tabel 4-
4) Perry’s 6th ed. Table 7-8 hal 7-13 didapat : - ukuran bucket
= (8 x 5 x 51/2) in
- kapasitas (untuk 100 lb/ft3)
= 27 ton/jam
- size of lumps handled
= 1 in (25,4 mm)
- head shaft
= 43 rpm
- Hp required at head shaft
= 1,6 Hp
- bucket spacing
= 14 in
- lebar belt
= 9 in
- Additional Hp per-ft for intermediate lengths - Shaft Diameter Head
= 115/16 in
Tail
= 111/16 in
I-268
= 0,04 Hp
-Pulley Diameter Head
= 20 in
Tail
= 14 in
Kecepatan bucket : Kecepatan Bucket = 82,597 ton/jam 27 ton/jam
x 100 lb/ft3 x 225 ft/menit 66,8061 lb/ft3
= 1031,348 ft/menit ≈ 1031 ft/menit Daya total
=
=
ρ 100
(1,6 Hp + 0,02 Hp )
66,8061 (1,6 Hp + 0,02 Hp ) 100
= 1,0823 Hp Efisiensi motor = 82 % Sehingga daya motor =
1,0823 = 1,4298 Hp ≈ 2 Hp 0,82
Spesifikasi Peralatan Nama
: Bucket Elevator
Fungsi
: Untuk memindahkan garam dari sreen ke bin
produk Tipe
: Sentrifugal Discharge bucket on belt converyor
Bahan konstruksi
: Carbon Steel
Jumlah
: 1 buah
Daya Motor
: 2 Hp
Kapasitas
: 82,597 ton/jam
I-269
Kecepatan Bucket Elevator : 1031ft/menit
20. BIN PRODUK (F-147) Fungsi
: Menampung produk garam
Tipe
: Tangki silinder dengan bagian bawah berbentuk conis
dengan sudut puncak 600 dan bagian atas
flat ( datar)
Dasar Perencanaan : - Suhu
= 300 C
- Masa bahan masak
= 68.830,64 kg/jam = 151.744,029 lb/jam
- densitas produk
= 66,8061 lb/ft3
- Direncanakan bin digunakan untuk menampung bahan selama 8 hari
Perhitungan : • Menentukan diameter tangki
Bahan yang ditampung = 151.744,029 lb/jam x 8 hari x 24 jam = 29.134.853,57 lb Volume bahan
=m ρ = 29.134.853,57 lb 66,8061 lb/ft3
= 436.110,678 ft3
Volume bahan mengisi 80 % dari volume bin, maka :
I-270
Volume bin
= volume produk 80 % = 436.110,678 ft3 80 %
•
= 545.138,348 ft3
Mencari tinggi limas (T)
Tg α
= 0,5 P /T
T
= 0,5 P tg 30
T
= 0,866 P
Volum bin = Volum kubus + volum prisma Dimana
: P = L1 x H = 3P; T = o,866 P
Volum bin = (P x L x H) + !/3 (P x L x T ) = (P x P x 3P) + (P x P x 0,866P) 545.138,348 = 5,289 P3 P3
= 103.070,211 ft = 46,886 ft
Jadi P
= 46,886 ft = 1,3277 m
L
= 46,886 ft = 1,3277 m
H
= 3P = 3 x 46,886 ft = 140,658 ft = 3,983 m
T
= 0,866 P = 0,866 x 46,886 ft = 40,603 ft = 1,157 m
Tinggi bin = T + H = 140,658 ft + 40,603 ft = 181,261ft = 5,14 m =202 in
I-271
•
Menghitung tebal Bin (t)
M = massa x jarak = 1.391.281,386 x (0,5) x 202 in = 140519420. lb/jam 1/Y = ½ x P x L3 x t ½ xL = 1/6 x P x L2 x t Dari APP D hal 355 Brownell and Young diperoleh harga allowable stress untuk Carbon Stell = 45000 psi Maka : f
=
M 1/6 x P x L2 x t
45000
= 140519420. lb/jam jam 1/6 x 2198,2973 x t
45000
= 140519420.lb/jam 1763466,402 x t
7,936.1010 x t = 140519420. t
= 1,77.10-6 in = 2/16
Spesifikasi alat : Nama
: Bin garam
Fungsi
: menampung garam yang akan dimasukan kedalam mesin
pengemas Type
: Bin berbentuk persegi panjang dengan posisi vertical dan bagian bawah berbentuk limas, sedangkan bagian atas terbuka
I-272
Bahan
: Carbon steel SA 240, grade M type 316
Volume bin
: 545.138,348 ft3
Tinggi Bin
: = 5,14 m
21. Mesin pengemas Fungsi
= Untuk mengemas produk dari bin produk ke dalam plastic bak
Kapasitas bahan
= 68.830,64 kg/jam = 151.744,029 lb/jam
Kapasitas mesin
= 13778,7566 lb/jam x 2 jam = 27.778,7566 lb
densitas produk
= 66,8061 lb/ft3
Volum mesin
= 27.778,7566 lb = 412,4999 ft3 66,8061 lb/ft3
Spesifikasi alat : Nama
mesin pengemas
Fungsi
: untuk mengemas garam
Bahan kontruksi
: Stainless stell SA 240 Grade M Type 316
Kapasitas mesin
: 27.778,7566 lb
Jumlah
: 1 buah
22.GUDANG PRODUK (F-149) Fungsi : untuk menyimpan produk garam
I-273
Dasar perencanaan : Suhu
: 300C
Tekanan
: 1 atm
Waktu tinggal : 30 hari Massa produk : 68.830,64 kg/jam = 151.744,029 lb/jam Densitas produk: 66,8061 lb/ft3 Volum produk mengisi gudang diasumsikan : 80% dari volum gudang. Perhitungan
:
Rate volumetrik
= massa = 151.744,029 lb/jam = 2271,409 ft3/jam Densitas 66,8061 lb/ft3
Volum gudang
= 2271,409 ft3/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 1635414,48 ft3
Asumsi : volum produk
= 60% volum gudang
Volum bahan
= 1635414,48 ft3 = 2725690,8 ft3 = 77170,309 m3 0,6
Direncanakan : Tinggi = 8 m Panjang = 2 x lebar Sehingga : V
=PxLxT
77170,309 m3 = 2.L x L x 8 77170,309 m3 =16 L2 L2
= 4823,144
L
= 70 m
I-274
P
= 140 m
Spesifikasi alat : Nama alat
: Gudang produk NaCl
Type
: Persegi empat
Bahan kontuksi
: Beton
Kapasitas
: 77170,309 m3
Dimensi
: (140 m x 70 m x 8 m)
Jumlah
: 1 buah
I-275
APENDIKS D PERHITUNGAN UTILITAS
Utilitas pada suatu pabrik adalah bagian atau suatu unit yang dapat menunjang suatu proses produksi utama, sehingga kapasitas produksi semaksimal mungkin dapat dicapai. Adapun unit utilitas di dalam pra rencana pabrik garam industri ini meliputi : -
Unit penyediaan air
-
Unit penyediaan udara
-
Unit penyediaan listrik
-
Unit penyediaan bahan bakar
Unit Penyediaan Air Unit penyediaan air bertugas untuk memenuhi kebutuhan air baik ditinjau dari segi kualitas dan kuantitasnya.Segi kuantitas air merupakan jumlah kebutuhan air yang harus dipenuhi sedangkan segi kualitas air menyangkut syarat air yang harus dipenuhi. Di dalam pra rencana pabrik garam industri ini, seperlunya air digunakan untuk :
1. Air Umpan Boiler Kuantitas steam yang diperlukan dalam proses perhitungan menurut semakin setiap harinya dari masing – masing alat. Menurut perhitungan bab sebelumnya, kebutuhan steam adalah sebagai berikut :
I-276
NO
Nama Alat
Kebutuhan (kg/jam)
1
Mixer (M -114)
239.067,998
2
Evaporator (V - 120)
1.277.094,416
3
Heater udara (E -145)
746,1817
Total
1.516.908,596
Steam yang disediakan dengan excess 20% kebutuhan steam
= 1.516.908,596 kg/jam x (100 + 20) % = 1820290,315 kg/jam
Make up air umpan boiler: = 20% x1.820.290,315 kg/jam = 364.058,063 kg/jam
a. Boiler Direncanakan steam yang digunakan adalah saturated steam dengan kondisi: T = 1480C = 298.40F P = 4.45 atm Tipe boiler : Fire tube Kebutuhan steam = 1.820.290,315 kg/jam = 4.013.012,05 lb/jam = 1.114,7256 lb/det Jumlah boiler 8 buah, sehingga kebutuhan steam :
I-277
= 4.013.012,05 /8 = 501626,5063 lb/jam Dari persamaaan 17 savern W.H, ‘Steam Air and Gas Power’’ hal 140: HP = m s x ( hg – hf ) Hfg x 34.5 Dimana : ms
= massa steam yang dihasilkan = 501626,5063 lb/jam = 139,3407 lb/dtk
hg
= entalpi steam pada 1480C ( 298.40F) = 2742.86 kj/kg = 1179.223 btu/lb
hf
= entalpi air masuk pada 2120F = 180.17 Btu/lb
hfg
= entalpi uap air pada 2120F = 970.3 Btu/lb 34,5
= konstanta penyesuaian pada penguapan 34.5 Hp/lb air tiap jam
pada 2120F menjadi uap kering. Maka : Hp = 501626,5063 x (1179.223 – 180.17) 970.3 = 516491,2563 Hp kapasitas boiler Q
= m s x ( hg – hf ) 1000 = 501626,5063 x (1179.223 – 180.17) 1000 = 501151,466 btu/jam
Luas perpindahan panas dan jumlah tube boiler. Heating surface dari boiler
= 10 ft2 /Hp x HP boiler = 10 ft2 /Hp x 516491,2563 Hp
I-278
= 5164912,563 ft2 Direncanakan panjang tube standart =16 ft Ukuran pipa yang digunakan
= 2 in
Luas permukaan linear feed
= 0.622 ft2/ft
Jadi jumlah tube (Nt): A/(at x L) = 5164912,563 /(0.622 x 16) = 518982,3717 buah ≈ 518982 buah kebutuhan bahan bakar boiler dipilih jenis fuel oil 35 0 API dengan heating value sebesar 19500 Btu/Ib. (Perry’s ed. 7. 9-62) dari persamaan 173, Savern W.H, hal 140 diperoleh: Faktor Evaporasi
= (hg –hf)/970.3 = (1179.223 – 180.17)970.3 = 1.030
Jadi air yang dibutuhkan
= 1.030 x 501626,5063 lb/jam = 516675,3015 lb/jam = 234362,3793 kg/jam
perkiraan efisiensi boiler 75%, maka : Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan : = m,x (hg – hf) (eff x Hv) = 501626,5063 lb/jam x (1179.223 – 180.17) Btu /lb (0.75 x 19500 Btu / lb = 34266,767 lb/jam
Spesifikasi
:
I-279
Nama alat
: Boiler
Fungsi
: Menghasilkan steam
Jenis
: Fire Tube Biiler
Rating Surface
: 5164912,563 ft2
Jumlah Tube
: 518982 buah
Kapasitas boiler
: 16222,323 Btu/jam
Rate steam
: 501626,5063 lb/jam
Efisiensi
: 75 %
Jumlah
: 8 buah
Bahan bakar
: Fuel oil 35º API
Rate fuel oil
: 34266,767 lb/jam
b. Air Sanitasi Air ini digunakan untuk keperluan karyawan, laboratorium, taman dan lain-lain. Air Sanitasi dapat diperinci sebagai berikut : 1. Air kebutuhan karyawan Kebutuhan karyawan = 120 L/hari per orang (standard WHO) Jumlah Karyawan
= 192 orang = 120 L/jam x 192 orang = 23040 L/hari = 960 kg/jam
Jika densitas air
= 995,568 kg/m3
Pemakaian air sanitasi untuk 192 karyawan :
I-280
V
=m ρ
m
=Vx ρ = 23040 x 995,568 x 1 1000 = 22937,867 kg/hari
2. Air untuk laboratorium dan taman Diperkirakan 50% dari kebutuhan karyawan,sehingga : Kebutuhan air = 50% x 960 kg/jam = 480 kg/jam 3. Untuk pemadaman kebakaran dan cadangan air Air untuk kebutuhan lainnya = 10,000 kg/hari Total air sanitasi
= (22937,867 + 480) kg/hari = 23417,867 kg/hari
Diperkirakan 40% berlebih dari kebutuhan air sanitasi sehingga total kebutuhan
air sanitasi adalah : = 1.4 x 23417,867 kg/jam = 32785,014 kg/jam
Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik garam industri dapat dilihat pada table D.2 sebagai berikut :
Tabel D.2. Kebutuhan Air Sanitasi NO
Keperluan
Kebutuhan (kg/jam)
I-281
1.
Keperluan Karyawan
22937,867
2.
Laboratorium dan taman
480
3.
Pemadam kebakaran dan cadangan
23417,867
Total
46835,734
c. Air Pendingin Air yang digunakan sebagai media pendingin pada peralatan dapat dilihat pada table D.3. sebagai berikut : NO
Keperluan
Kebutuhan (kg/jam)
1.
Kristalizer (X-10)
4353387,945
3.
Kristalizer (X-130)
23793248.28
Total
28.146.636,23
Direncanakan banyaknya air pendingin yang disuplay adalah 20% berlebih,maka Kebutuhan air pendingin = (100 + 20)% x 28.146.636,23 = 33775963,48 kg/jam make up air pendingin = 20% x 33775963,48 kg/jam = 6755192.696 kg/jam
d. Air Proses Air yang digunakan untuk proses dapat dilihat pada table D.4 sebagai berikut : NO
Keperluan
Kebutuhan (kg/jam)
1.
Mixer (M-114)
1371977.979
Total
1371977.979 Air proses pada mixer sebesar 1371977.979 kg/jam
I-282
Jadi kebutuhan air yang harus disuplay dalam Pra Rencana Pabrik Garam : NO
Keperluan
Kebutuhan (kg/jam)
1.
Air umpan boiler
364.058,063
2
Air sanitasi
32785,014
3
Air pendingin
33775963,48
4
Air proses
1371977.979
Total
35544784,54 Jadi total kebutuhan air
= 35544784,54 kg/jam
Air yang disirkulasi adalah steam kondesat diperkirakan kehilangan selama sirkulasi sebesar 10 %. Kehilangan air selama sirkulasi
= 0,1 x total kebutuhan air = 0,1 x 35544784,54 kg/jam = 3554478,454 kg/jam
Air yang disirkulasi
= 35544784,54 kg/jam - 3554478,454 kg/jam = 31990306,09 kg/jam
Make up water yang disupplay
= 35544784,54 kg/jam- 31990306,09 kg/jam = 3554478,45 kg/jam
Untuk cadangan dan persedihaan unit pemadam kebakaran disediakan 35 % maka : Total kebutuhan air yang dibutuhkan
= 0,35 x 35544784,54 kg/jam = 12440674,59 kg/jam
Peralatan yang digunakan pada bagian pengolahan air adalah sebagai berikut :
I-283
1
pompa air sungai(L-212) Fugsi : mengalirkan air dari sungai ke bak sedimentasi (F -213) Tipe
: Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel Rate bahan masuk (W)
= 12440674,59 kg/jam
Rate bahan masuk tiap pompa = 12440674,59 kg/jam 2 = 6220337,295 kg/jam = 13713355,6 lb/jam = 3809,265 lb/detik Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Viscositas (µ)
= 0.8007 cp
Rate volumetrik
= W ρliquida
= 0.001 lb/ft.det
= 3809,265 lb/detik 62.43 lb/ft3 = 61,017 ft3/detk = 27382,294 gpm Asumsi : Aliran turbulen ,dengan menggunakan persamaan 14,hal 496, peter And Timerhaus,diperoleh di optimum = 24 1n Dari tabel 11 kern hal 844 didapat : Ukuran pipa normal (NSP)
= 24 in
Diameter luar
= 24 in
Diameter dalam
= 23,35 in = 1,9375 ft
Inside Cross-Section area
= 425 in2 =35,4163 ft2
Pengecekan aliaran :
I-284
V = rate Ao NRe
=
=
61,017 = 1,723 ft/det 35,4163
di x ρ x v 1,9375 x 62,34 x 1,723 = µ 0,001
= 932812,91 Untuk aliran turbulen ,NRe >2100,maka asumsi benar. Faktor turbulensi (α) = 1
Menentukan panjang pipa Direncanakan : •
Panjang pipa lurus = 180 ft
•
Elbow 900 sebanyak 4 buah Dari geankoplis,table 2.10-1,hal 93,diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 4 x 1,9375 ft 12
= 22,604 ft •
Gate valve sebanyak 2 buah L = 9 in D L = 9 x 4 x 1,9375 = 5,813 ft D 12 Sehingga total panjang pipa (∆L) = (180 + 22,604 + 5,813) ft = 208,417 ft
Menentukan Friction Loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel
I-285
Dari Geankoplis.fig 2.10.-3,hal 88.diperoleh
ε
= 4.6 x10-5 m
∆Z = 25 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2) v1 = 0 v2 = 1,723 ft/det Dengan menggunakan persamaan Bernouli :
∆v 2 2.α .g c
+
∆Ζ.g + ∆P +∑F = Ws gc
(1,723) 2 + 25 ft Ws = (2).(1).(32.174)
32.174 ft / det 2 2 32,174lbm. ft / lbf . det
+ 0 + 1.98
= 27,026 ft.lbf/lbm
Menentukan Tenaga Penggerak Pompa Wp = Ws . Q .ρ 550
= (27,026 ft.lbf/lbm).( 61,017 ft3/det).(62.43 lb/ft3) 550 = 187,18 ≈ 188 Hp
Untuk kapasitas (Q) = 27382,294 gpm.maka :
ηpompa = 48 %
(Peter and Timerhaus.fig.14-37,hal
520) BPH
= Wp = 187,18 = 389,95 ≈ 390 Hp ηpompa 0.48
ηmotor = 80 %
(Peter and Timerhaus.fig.14-38,hal 521)
Hp (Daya actual pompa) = B P H = 390 ηmotor 0.80 = 487,5 ≈ 488 Hp
Spesifikasi pompa :
I-286
Fungsi
: Mengalirkan air sungai ke bak sedimentasi (F-213)
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Comersial steel
Daya pompa : 488 Hp Jumlah
: 2 buah
2.Bak Sedimentasi (F-213) Fungsi
: Menampung air sungai untuk diendapkan kotorannya
Bentuk : Persegi Panjang Rate bahan masuk (W)
= 12440674,59 kg/jam
Rate bahan masuk tiap pompa = 12440674,59 kg/jam 6 = 2073445,765 kg/jam Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Viscositas (µ)
= 0.8007 cp
Rate volumetrik
= W ρliquida
= 0.001 lb/ft.det
= 2073445,765 kg/jam 997.08 kg/m3 = 2079,518 m3/jam Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Waktu tinggal
= 3 jam
Volume air
= 2079,518 m3/jam x 3 jam = 6238,554 m3
Direncanakan : •
90 % bak berisi air,sehingga
I-287
Volume bak •
= 6238,554 m3 = 6931,727 m3 0.9
Bak berbentuk persegi panjang dengan : P x L x T Ditetapkan untuk semua bak (T) tinggi = 3 m) maka : P=2xL Volum bak = P x L x T
6931,727 m3 = 6L2 L
= 33
P
= 2 x 33 = 66
Spesifikasi bak : Bentuk
: Persegi panjang
Ukuran
: (66 x 33 x 3)m3
Kapasitas
: 6931,727 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
: 6 buah
4. Pompa air sedimentasi (L-214) Fungsi
: Mengalirkan air dari bak sedimentasi ke skimmer (F-215)
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Comercial steel
Rate bahan masuk (W)
= 12440674,59 kg/jam
Rate bahan masuk tiap pompa = 12440674,59 kg/jam 6 = 2073445,765 kg/jam = 4571118,534 lb/jam
I-288
= 1269,755 lb/detik Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Viscositas (µ)
= 0.8007 cp
Rate volumetrik
= W ρliquida
= 0.001 lb/ft.det
= 1269,755 lb/detik 62.43 lb/ft3 = 20,334 ft3/detk = 9127,369gpm Asumsi : Aliran turbulen ,dengan menggunakan persamaan 14,hal 496, peter And Timerhaus,diperoleh di optimum = 24 1n Dari tabel 11 kern hal 844 didapat : Ukuran pipa normal (NSP)
= 24 in
Diameter luar
= 24 in
Diameter dalam
= 23,35 in = 1,9375 ft
Inside Cross-Section area
= 425 in2 =35,4163 ft2
Pengecekan aliaran : V = rate Ao
=
20,334 = 0,574 ft/det 35,4163
Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1
= 0 (karena A1 terlalu besar)
V2 = 0,574 ft/det
∆v = v2 – v1 = 0,574 ft/det – 0 = 0,574 ft/det
Menghitung Reynolds Number NRe = ρ v D = (62.34 lb/ft3) (0,574 ft/det) (1,9375 ft)
I-289
µ
0.001 lb/.det
= 69329,873 (aliran turbulen karena NRe > 2100)
Menentukan panjang pipa Direncanakan : •
Panjang pipa lurus = 100 ft
•
Elbow 900 sebanyak 3 buah Dari geankoplis,table 2.10-1,hal 93,diperoleh : L = 35 in D Jadi L = 35 x 3 x 1,9375 = 16,953 ft 12
•
Gate valve sebanyak 2 buah L = 9 in D L = 9 x 2 x 1,9375 = 2,906 ft D 12 Sehingga total panjang pipa (∆L) = (100 + 16,953 + 2,906) ft = 119,859 ft
Menentukan Friction Loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geankoplis.fig 2.10.-3,hal 88.diperoleh
ε = 4.6 x10-5 m D Faktor turbulensi (α) = 1 F
= 0,007
I-290
Friksi pada pipa : ∆L x v 2 = 4f D x (2 xα x gc )
Ff
= 4 . 0,007
119,859 x 0,574 2 1,9375 x (2 x 1 x 32,174)
= 0,0088 ft.lbf/lbm Friksi pada Elbow 900 sebanyak 3 buah Kf
= 0,75
hf
= Kf
(Tabel 2.10-6 Geankoplis hal 89)
v2 2
= 3 x 0,75 0,5742 2 = 0,3706 .lbf/lbm
∑friksi loss
= Ff + hf = 0,0088 ft.lbf/lbm + 0,3706 .lbf/lbm = 0,3794
∆Z = 25 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2) v1 = 0 v2 = 0,574 ft/det Dengan menggunakan persamaan Bernouli :
∆v 2 2.α .g c
+
∆Ζ.g + ∆P +∑F = Ws gc
(0,574) 2 + 25 ft Ws = (2).(1).(32.174)
32.174 ft / det 2 2 32,174lbm. ft / lbf . det
= 25,385 ft.lbf/lbm
I-291
+ 0 + 0,3794
Menentukan Tenaga Penggerak Pompa Wp = Ws . Q .ρ 550
= (25,385ft.lbf/lbm).( 20,334 ft3/det).(62.43 lb/ft3) 550 = 58,591 Hp
Untuk kapasitas (Q) = 9127,369 gpm.maka :
ηpompa = 48 %
(Peter and Timerhaus.fig.14-37,hal
520)
BPH
= Wp = 58,591 = 122,06 Hp ηpompa 0.48
ηmotor = 80 %
(Peter and Timerhaus.fig.14-38,hal 521)
Hp (Daya actual pompa) = B P H = 122,06 ηmotor 0.80 = 152,58 ≈ 153 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi
: Mengalirkan air sungai ke bak sedimentasi (F-212)
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Comersial steel
Daya pompa : 153 Hp Jumlah
: 6 buah
4. Bak Skimmer (F-215) Fungsi
: menampung air dari bak sedimentasi (F-213)untuk dipisahkan dari endapanya
bentuk
: persegi panjang
Rate bahan masuk (W)
= 12440674,59 kg/jam
I-292
Rate bahan masuk tiap pompa = 12440674,59 kg/jam 6 = 2073445,765 kg/jam Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Viscositas (µ)
= 0.8007 cp
Rate volumetrik
= W ρliquida
= 0.001 lb/ft.det
= 2073445,765 kg/jam 997.08 kg/m3 = 2079,518 m3/jam Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Waktu tinggal
= 3 jam
Volume air
= 2079,518 m3/jam x 3 jam = 6238,554 m3
Direncanakan : •
90 % bak berisi air,sehingga Volume bak
•
= 6238,554 m3 = 6931,727 m3 0.9
Bak berbentuk persegi panjang dengan : P x L x T Ditetapkan (T) untuk semua bak sama yaitu 3 m,maka : P=2xL Volum bak = P x L x T
6931,727 m3 = 2L x L x 3 6931,727 m3 L
= 6 L2 = 33 m
I-293
P
= 2 x 33 = 66 m
Spesifikasi bak : Bentuk
: Persegi panjang
Ukuran
: (66 x 33 x 3)m3
Kapasitas
: 6931,727 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
:6 buah
5. Pompa air Skimmer (L-215) Fungsi : Mengalirkan air dari skimmer (F- 215) ke klarifier (H-210) Tipe
: Centrifugal pump
Bahan : Commercial steel Rate bahan masuk (W)
= 12440674,59 kg/jam
Rate bahan masuk tiap pompa = 12440674,59 kg/jam = 2073445,765 kg/jam 6 = 4571118,534 lb/jam = 1269,755 lb/detik Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Viscositas (µ)
= 0.8007 cp
Rate volumetrik
= W ρliquida
= 0.001 lb/ft.det
= 1269,755 lb/detik 62.43 lb/ft3 = 20,334 ft3/detk = 9127,369gpm Asumsi : Aliran turbulen ,dengan menggunakan persamaan 14,hal 496, peter And Timerhaus,diperoleh di optimum = 24 1n Dari tabel 11 kern hal 844 didapat :
I-294
Ukuran pipa normal (NSP)
= 24 in
Diameter luar
= 24 in
Diameter dalam
= 23,35 in = 1,9375 ft
Inside Cross-Section area
= 425 in2 =35,4163 ft2
Pengecekan aliaran : V = rate Ao
=
20,334 = 0,574 ft/det 35,4163
Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa = 0 (karena A1 terlalu besar)
V1
V2 = 0,574 ft/det
∆v = v2 – v1 = 0,574 ft/det – 0 = 0,574 ft/det
Menghitung Reynolds Number NRe = ρ v D = (62.34 lb/ft3) (0,574 ft/det) (1,9375 ft) µ 0.001 lb/.det = 69329,873 (aliran turbulen karena NRe > 2100)
Menentukan panjang pipa Direncanakan : •
Panjang pipa lurus = 100 ft
•
Elbow 900 sebanyak 3 buah Dari geankoplis,table 2.10-1,hal 93,diperoleh : L = 35 in D Jadi L = 35 x 3 x 1,9375 = 16,953 ft 12
I-295
•
Gate valve sebanyak 2 buah L = 9 in D L = 9 x 2 x 1,9375 = 2,906 ft D 12 Sehingga total panjang pipa (∆L) = (100 + 16,953 + 2,906) ft = 119,859 ft
Menentukan Friction Loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geankoplis.fig 2.10.-3,hal 88.diperoleh
ε = 4.6 x10-5 m D Faktor turbulensi (α) = 1 F
= 0,007
Friksi pada pipa : Ff
= 4f
∆L x v 2 D x (2 xα x gc )
= 4 . 0,007
119,859 x 0,574 2 1,9375 x (2 x 1 x 32,174)
= 0,0088 ft.lbf/lbm Friksi pada Elbow 900 sebanyak 3 buah Kf
= 0,75
hf
= Kf
(Tabel 2.10-6 Geankoplis hal 89)
v2 2
= 3 x 0,75 0,5742 2
I-296
= 0,3706 .lbf/lbm
∑friksi loss
= Ff + hf = 0,0088 ft.lbf/lbm + 0,3706 .lbf/lbm = 0,3794
∆Z = 25 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2) v1 = 0 v2 = 0,574 ft/det Dengan menggunakan persamaan Bernouli :
∆v 2 2.α .g c
+
∆Ζ.g + ∆P +∑F = Ws gc
(0,574) 2 + 25 ft Ws = (2).(1).(32.174)
32.174 ft / det 2 2 32,174lbm. ft / lbf . det
+ 0 + 0,3794
= 25,385 ft.lbf/lbm
Menentukan Tenaga Penggerak Pompa Wp = Ws . Q .ρ 550
= (25,385ft.lbf/lbm).( 20,334 ft3/det).(62.43 lb/ft3) 550 = 58,591 Hp
Untuk kapasitas (Q) = 9127,369 gpm.maka :
ηpompa = 48 %
(Peter and Timerhaus.fig.14-37,hal
520) BPH
= Wp = 58,591 = 122,06 Hp
ηpompa ηmotor = 80 %
0.48 (Peter and Timerhaus.fig.14-38,hal 521)
Hp (Daya actual pompa) = B P H = 122,06
I-297
ηmotor
0.80
= 152,58 ≈ 153 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi
: Mengalirkan air sungai ke bak sedimentasi (F-212)
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Comersial steel
Daya pompa : 153 Hp Jumlah
: 6 buah
6. Tangki Clarifier (H-210) Fungsi : sebagai tempat terjadinya flokulasi yaitu dengan jalan menambahkan alum, A12 (SO4)3, 18 H2O 30% sebanyak 80 ppm (0,8 kg/m3) Rate bahan masuk
= 12440674,59 kg/jam 4 = 3110168,648 kg/jam = 6856677,8 lb/jam = 1904,633 lb/detik
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Waktu tinggal
= 2 jam
Volumetric
= 3110168,648 kg/jam = 3119,277 m3/jam 997,08 kg/m3
Volume air
= 3119,277 m3/jam x 2 jam = 6238,554 m3
Direncanakan bak berjumlah 4 buah: 90 % bak berisi air, sehingga :
I-298
Volume bak = 6238,554 m3 0,9
= 6931,727 m3
Kebutuhan koagulan = (0,08 kg/m3).( 6931,727 m2).(30%) = 166,36 kg/jam Volume tangki
= π/4 x d2 xLs
Jika ditentukan Ls
= 1,5 d
Maka : Volume tangki
= π/4 x d2 x 1,5 x d
6931,727
= π/4 x 1,5 x d3 = 18 ≈ 18 m
Jadi Ls
= 1,5 x 18 m = 27 m
Dimensi tangki : Tutup bawah
: Konis 1200
Diameter
: 18 m
Tinggi
: 27 m
Kapasitas
: 6931,727 m3
Bahan konntruksi
: HAS SA 240 Grade B
Jumlah
: 4 buah
7. Sand Filter(H-217) Fungsi
: Menghilangkan warna, bau, dan rasa air sungai
Direncanakan : Bejana berbentuk silinder dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk standar dished Rate bahan masuk
= 12440674,59 kg/jam
I-299
4 = 3110168,648 kg/jam = 6856677,8 lb/jam = 1904,633 lb/detik Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Waktu tinggal
= 0,5 jam
Rate volumetric (Q) = W ρ
= 3110168,648 kg/jam = 3119,277 m3/jam 997,08 kg/m3
= 3119,277 m3/jam x 0,5 jam
Volume air
= 1559,639 m3 Porositas
=
V ruang kosong = Vruang kosong + Vpadatan
Asumsi : porositas = 0,4 Air terisi dalam bed = 60% air masuk Maka air dalam bed = 0,6 x 1559,639 m3 Sehingga Vb = Vp +Vair Volum ruang kosong 20% volum air dalam bejana Maka volum ruang kosong
= 0,2 x 1559,639 = 311,928 m3
0,4
= 311,928 m3 311,928 + Vp
Vpadatan =
Menentukan volume padatan 20 % = Vruang kososng / (Vruang kosong + Vpadatan) 0,2
= 311,928 m3 / (311,928 m3 + Vpadatan)
Vpadatan = 18,843 m3
I-300
Jadi : = (18,843 + 49,88) m3
Volume bahan
= 68,723 m3 Bila bejana berisi 80 % bahan maka : Volume bejana
= 68,723 m3 0,8 = 85,903 m3
Direncanakan berbentuk silinder dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk standard dished, dengan : Volume bejana
= π/4 x d2 x ls
Jiki ditentukan Ls
= 1,5 x d
Maka : Volume bejana
= π/4 x d2 x 1,5 x d
85,903 m3
= π/4 x 1,5 x d3
Jadi :
d
= 4,17 ≈ 4 m
Ls
= 1,5 x 4 m
=6 m
Dimensi bejana : Diameter
:4m
Tinggi
:6m
Kapasitas
: 85,903 m3
Bahan kontruksi
: Carbon Steel
Tipe
: Tangki silinder horizontal
Jumlah
: 4 buah
8. Bak Penampung Air Bersih (F-218)
I-301
Fungsi
: menampung air bersih untuk di distribusikan ke proses
selanjutnya Bentuk
: Persegi panjang Rate bahan masuk (W)
= 12440674,59 kg/jam
Rate bahan masuk tiap pompa = 12440674,59 kg/jam 6 = 2073445,765 kg/jam Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Viscositas (µ)
= 0.8007 cp
Rate volumetrik
= W ρliquida
= 0.001 lb/ft.det
= 2073445,765 kg/jam 997.08 kg/m3 = 2079,518 m3/jam Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Waktu tinggal
= 3 jam
Volume air
= 2079,518 m3/jam x 3 jam = 6238,554 m3
Direncanakan : •
90 % bak berisi air,sehingga Volume bak
•
= 6238,554 m3 = 6931,727 m3 0.9
Bak berbentuk persegi panjang dengan : P x L x T Ditetapkan (T) untuk semua bak sama yaitu 3 m,maka : P=2xL
I-302
Volum bak = P x L x T 6931,727 m3 = 2L x L x 3 6931,727 m3
= 6 L2
L
= 33 m
P
= 2 x 33 = 66 m
Spesifikasi bak : Bentuk
: Persegi panjang
Ukuran
: (66 x 33 x 3)m3
Kapasitas
: 6931,727 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
:6 buah
9. Pompa Demineraslizer ( L-221) Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bersih ke kation exchanger (D-220A)
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
: 12393838,86 kg/jam kg/jam
Rate bahan masuk tiap pompa =12393838,86 kg/jam 4
= 309959,718 kg/jam
= 683337,171 lb/jam = 189,816 lb/detik Densitas (ρ)
= 997.08 kg/m3 = 62.43 lb/ft3
Viscositas (µ)
= 0.8007 cp
Rate volumetrik
= W ρliquida
= 0.001 lb/ft.det
= 189,816 lb/detik 62.43 lb/ft3
I-303
= 3,04 ft3/detk = 1364,452 gpm Asumsi : Aliran turbulen ,dengan menggunakan persamaan 14,hal 496, peter And Timerhaus,diperoleh di optimum = 24 1n Dari tabel 11 kern hal 844 didapat : Ukuran pipa normal (NSP)
= 24 in
Diameter luar
= 24 in
Diameter dalam
= 23,35 in = 1,9375 ft
Inside Cross-Section area
= 425 in2 =35,4163 ft2
Pengecekan aliaran : V = rate Ao
=
3,04 = 0,086 ft/det 35,4163
Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1
= 0 (karena A1 terlalu besar)
V2 = 0,086 ft/det
∆v = v2 – v1 = 0,086 ft/det – 0 = 0,086 ft/det
Menghitung Reynolds Number NRe = ρ v D = (62.34 lb/ft3) (0,086 ft/det) (1,9375 ft) µ 0.001 lb/.det = 10387,403 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa
Direncanakan :
I-304
- Panjang pipa lurus = 125 ft - Elbow 900 sebanyak 4 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 4 x 1,9375 12
= 22,604 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah
L D
= 9 in
L = 9 x 2 x 1,9375 D 12
= 35 ft
Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (125 + 22,604 + 35) ft = 182,604 ft
• Menetukan Friction Loss
Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh
ε = 4,6 . 10-5 m ε D
= 4,6 . 10-5 m = 0,0002 0.2027 m
Dengan NRe = 69329,873 diperoleh f = 0,00452 1. Fraksi pada valve dan fitting
(182,604). (0,086) ∆L . v 2 = 4 (0,00452 ) D . 2 gc (1,9375). (2). (32,174) 2
F1
= 4f
= 0,0002 ft.lbf/lbm 2. Kontraksi
I-305
A2 A1
=0
A = 0,55 1 − 2 A1
Kc
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
= 0,55 F2 = Kc
(
)
2
v2 0,086 = 0,55 (1 − 0) (2)(32,174) 2 .α . gc
= 0,00006 ft.lbf/lbm 3. Sudden Enlargement F3
=
(
)
2
v 2 A2 0,086 1 − = (1 − 0) 2 . gc A1 (2 ). (32,174 )
= 0,0001 ft.lbf/lbm Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (0,0002 + 0,00006 + 0,0001) ft.lbf/lbm = 0,0037 ft.lbf/lbm
• Menentukan Power Pompa Ditentukan :
∆Z
= 50 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
v1
=0
v2
= 0,574 ft/det
dengan menggunakan persamaan Bermouli :
∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
I-306
2 32,174 ft / det 2 ( 0,086 ) + 50 ft Ws = 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 )
+ 0 + 0,0037
= 50,022 ft.lbf/lbm • Menghitung Tenaga Penggerak Pompa Wp
= Ws . Q . ρ 550
= (50,022 ft.lbf/lbm) . (20,334 ft3/det) . (62,43 lb/ft3) 550
= 11,54 Hp Untuk kapasitas (Q) = 9127,369gpm, maka :
ηpompa
= 47 %
BHP
= Wp = 11,54 = 24,55 Hp ηpompa 0,47
ηpompa = 80 % Hp (Daya aktual pompa)
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 521)
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521) = BHP = 24,55 ηpompa 0,80 = 30,69 ≈ 31 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi : Mengalirkan air dari bak air bersih (F-218) ke kation exchanger (D220A) Tipe
: Centrifugal pump
Bahan : Commersial steel Daya pompa : 31 Hp Jumlah
: 4 buah
I-307
10. Kation Exchanger (D-220A) Fungsi : menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air. Resin yang digunakan adalah Hidrogen Exchanger (H2Z), dimana tiap m3 H2Z menghilangkan 6500 – 9000 gram hardness. Direncanakan H2Z dengan kapasitas 9000 g/m3. Rate bahan masuk (W)
=12393838,86 kg/jam 4
= 309959,718 kg/jam
= 683337,171 lb/jam = 189,816 lb/detik Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik
(Q)
=
W ρ
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det
= 189,816 lb/detik 62,43 lb/ft3 = 3,04 ft3/detk = 1364,246 gpm
Direncanakan berbentuk silinder dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk standard dished, dengan : Kecepatan alir (v) = 3 gpm/ft2 Tinggi bed
=5m
Luas penampung bed (A)
Volume bed
=Q v
= 1364,246 gpm = 454,748 ft3 = 42,235 m3 3 gpm/ft2
= luas bed x tinggi bed = 42,235 m3 x 5 m = 211,177 m3
A
= 1/4 π x d2
42,235 m3
= 1/4 π x d2
d
= 7,335 m
Direncanakan :
I-308
(H/d) = 3 Sehingga : A
= 3 x 7,335 m = 22 m
Volume tangki = 90 % terisi liquid = 211,177 m3 = 234,641 m3 0,9 Asumsi : Tiap 1 galon air menggandung 5 grain kation, maka : Kandungan kation dalam air = (1364,246 gpm) x (60 menit /jam) x (5 grain /gal) = 40927,38 grain/jam Dalam 29,945 m3 H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak : (29,945 m3) x (9000 g/m3)
1lb × (7000 grain / lb ) = (269505 g )× 453,59 g = 4159119,469 grain
Umur resin
= 4159119,469 grain 58025,4 grain/jam = 71,677 ≈ 72 jam
Jadi setelah 72 jam resin harus diregenerasikan dengan menambahkan asam klorida.
Spesifikasi kation axchanger : Fungsi : Untuk menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air Bentuk : silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk standard dished
I-309
Dimensi kation axchanger : Diameter
: 7,335 m
Tinggi
: 22 m
Tinggi bed
:5m
Jumlah
: 4 buah
Bahan kontruksi
: Carbon Steel SA Grade M Type 316
11. Anion Exchanger(D-220B) Fungsi : menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan air. Resin yang digunakan adalah DOH. Dimana tiap m3 DOH menghilangkan 6500 – 9000 gram hardness. Direncanakan DOH dengan kapasitas 9000 g/m3.
Rate bahan masuk (W)
=12393838,86 kg/jam 4
= 309959,718 kg/jam
= 683337,171 lb/jam = 189,816 lb/detik Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik
(Q)
=
W ρ
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det
= 189,816 lb/detik 62,43 lb/ft3 = 3,04 ft3/detk = 1364,246 gpm
Direncanakan berbentuk silinder dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk standard dished, dengan : Kecepatan alir (v) = 3 gpm/ft2 Tinggi bed
=5m
I-310
Luas penampung bed (A)
Volume bed
=Q v
= 1364,246 gpm = 454,748 ft3 = 42,235 m3 3 gpm/ft2
= luas bed x tinggi bed = 42,235 m3 x 5 m = 211,177 m3
A
= 1/4 π x d2
42,235 m3
= 1/4 π x d2
d
= 7,335 m
Direncanakan : (H/d) = 3 Sehingga : A
= 3 x 7,335 m = 22 m
Volume tangki = 90 % terisi liquid = 211,177 m3 = 234,641 m3 0,9 Asumsi : Tiap 1 galon air menggandung 5 grain kation, maka : Kandungan kation dalam air = (1364,246 gpm) x (60 menit /jam) x (5 grain /gal) = 40927,38 grain/jam Dalam 29,945 m3 H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak : (29,945 m3) x (9000 g/m3)
1lb × (7000 grain / lb ) = (269505 g )× 453,59 g
I-311
= 4159119,469 grain Umur resin
= 4159119,469 grain 58025,4 grain/jam = 71,677 ≈ 72 jam
Jadi setelah 72 jam resin harus diregenerasikan dengan menambahkan asam klorida.
Spesifikasi anion axchanger : Fungsi : Untuk menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan air Bentuk : silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk standard dished
Dimensi kation axchanger : Diameter
: 7,335 m
Tinggi
: 22 m
Tinggi bed
:5m
Jumlah
: 4 buah
Bahan kontruksi
: Carbon Steel SA Grade M Type 316
12. Bak Air Lunak ( F-219) Fungsi
: menampung air bersih dari anion dan kation exchanger
Bentuk
: persegi panjang
Rate bahan masuk (W)
= 12393838,86 kg/jam 4
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Waktu tinggal
= 5 jam
Rate volumetrik (Q)
= 309959,718 kg/jam = 310,867 m3/jam 997,08 kg/m3
I-312
= 309959,718 kg/jam
= 310,867 m3/jam x 5 jam
Volume air
= 1554,337 m3 Direncanakan : • 90 % bak berisi air, sehingga = 1554,337 m3 = 1727,041 m3 0,9
Volume bak
Bak berbentuk persegi panjang dengan
: Px L x T
Ditetapkan T untuk semua bak sama yaitu 3 m, maka dipakai ukuran bak sebagai berikut : P=2xL Volum
=PxLxT
1727,041 m3 = 2L x L x 3 1727,041 m3 = 6 L2 L
= 16
P
= 2 x 16 = 32
Dimensi bak : Bentuk
: Persegi panjang
Ukuran
: (32 x 16 x 3) m3
Kapasitas
: 1727,041 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
: 4 buah
13. Pompa Air Pendingin (L-219)
I-313
Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bersih (F-218) ke kation exchanger (F-225)
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
= 6755192.696 kg/jam = 14892497,82 lb/jam = 4136,805 lb/det
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik (Q)
=
W ρliquida
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det = 4136,805 lb/det 62,43 lb/ft3
= 66,263 ft3/det = 29736,558 gpm Asumsi : aliran turbulen, dengan menggunakan persamaan 14, hal 496 Peterand Timerhaus, diperoleh di optimum = 24 1n Dari tabel 11 kern hal 844 didapat : Ukuran pipa normal (NSP)
= 24 in
Diameter luar
= 24 in
Diameter dalam
= 23,35 in = 1,9375 ft
Inside Cross-Section area
= 425 in2 = 35,4163 ft2
Pengecekan aliaran : • Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa V1 = 0 V2 = Q = 66,263 A 35,4163 ft2
∆v
= 1,87
= v2 – v1
I-314
= 1,87 ft/det – 0
= 1,87 ft/det
• Menghitung Reynolds Number NRe = ρ x ∆v x D = (62,43 lb/ft3) (1,87 ft/det) (1,9375 ft) µ 0,001 lb/ft.det = 226191,694 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa Direncanakan : - Panjang pipa lurus = 150 ft - Elbow 900 sebanyak 4 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 4 x 1,9375 12
= 22,604 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah L D
= 9 in
L = 9 x 2 x 1,9375 D 12
= 2,91 ft
Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (150 + 22,604 + 2,91) ft = 175,5 ft
• Menetukan Friction Loss Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh
ε = 4,6 . 10-5 m
I-315
ε D
= 4,6 . 10-5 m = 0,00059 0,078 m
Dengan NRe = 145340,162 diperoleh f = 0,0048 1. Fraksi pada valve dan fitting
∆L . v 2 (175,5). (1,87 ) = 4 (0,0048) (1,9375). (2). (32,174) D . 2 gc 2
F1
= 4f
= 0.095 ft.lbf/lbm 2. Kontraksi A2 A1 Kc
=0
A = 0,55 1 − 2 A1
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
= 0,55 F2 = Kc
(
)
v2 1,87 2 (1 − 0) = 0,55 (2)(32,174) 2 .α . gc
= 0,03 ft.lbf/lbm 3. Sudden Enlargement F3
(
)
v 2 A2 1,87 2 (1 − 0) = 1− = 2 . gc A1 (2 ). (32,174 ) = 0,054 ft.lbf/lbm
Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (0.095 + 0,03 + 0,054) ft.lbf/lbm = 0,179 ft.lbf/lbm
• Menentukan Power Pompa Ditentukan :
I-316
∆Z
= 50 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
v1
=0
v2
= 1,87 ft/det
Dengan menggunakan persamaan Bermouli : ∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
2 ( 32,174 ft / det 2 1,87 ) + 50 ft Ws = 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 )
+ 0 + 0,179
= 50,233 ft.lbf/lbm • Menghitung Tenaga Penggerak Pompa
Wp
= Ws . Q . ρ
= (50,233ft.lbf/lbm) . (66,263 ft3/det) . (62,43 lb/ft3)
550
550
= 3,778 Hp Untuk kapasitas (Q) = 29736,558 gpm , maka :
ηpompa
= 40 %
BHP
= Wp = 3,778 = 9,44 Hp
ηpompa
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 521)
0,4
ηpompa = 80 % Hp (Daya aktual pompa)
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521) = BHP = 9,44
ηpompa
0,80
= 11,8 ≈ 12 Hp
I-317
Spesifikasi pompa : Fungsi : Mengalirkan air dari bak air bersih (F-218) ke bak air pendingin (D225) Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Daya pompa : 12 Hp Jumlah
: 1 buah
14. Bak Air Pendingin (L-224) Fungsi
: menampung air pendingin untuk mendistribusikan ke alat
pendingin Bentuk
: persegi panjang
Rate bahan masuk (W)
= 6755192.696 kg/jam 2 = 3377596,348 kg/jam
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Waktu tinggal
= 3 jam
Rate volumetrik (Q)
= 3377596,348 kg/jam 997,08 kg/m3
Volume air
= 3387,488 m3/jam
= 3387,488 m3/jam x 3 jam = 10162,463 m3
Direncanakan : • 90 % bak berisi air, sehingga
Volume bak
= 10162,463 m3 0,9
= 11291,626 m3
• Bak berbentuk persegi panjang dengan V : Px L x T
I-318
Ditetapkan T untuk semua bak sama yaitu 3 m, maka dipakai ukuran bak sebagai berikut : P=2xL V
=PxLxT
11291,626 m3 = 2L x L x 3 11291,626 m3 = 6L2 L
= 43 m
P
= 2 x 43 = 86
T
=3m
Dimensi bak : Bentuk
: Persegi panjang
Ukuran
: (86 x 43x 3) m3
Kapasitas
: 11291,626 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
: 2 buah
15. Pompa Ke Peralatan (L-226) Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bersih (F-226) ke peralatan
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
= 6755192.696 kg/jam 4 = 1688798,174 kg/jam = 3723124,454lb/jam = 1034,201 lb/detik
I-319
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
= 0,001 lb/ft,det
Rate volumetrik (Q)
=
= 1034,201 lb/detik 62,43 lb/ft3
W ρliquida
= 62,43 lb/ft3
= 16,566 ft3/det = 7434,139 gpm Asumsi : aliran turbulen, dengan menggunakan persamaan 14, hal 496, Peter and Timehaus, diperoleh : ID optimum
= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
Sehingga : ID optimum
= 3,9 x (16,566)0,45 x (62,43)0,13 = 5,122 in
Standarisasi ID = 6 in Sch. 40 Dari Geokoplis. App A.5, diperoleh : OD
= 6,625 in
= 0,552 ft
ID
= 6,065 in
= 0, 505 ft
A
= 0,2006 ft3
= 0,153 m
• Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa
V1
=Q
= 0 (karena A1 terlalu besar)
A = 16,566 ft3/det 0,2006 ft3
V2
=Q A
∆v
= v2 – v1 = 82,5 ft/det – 0
= 82,5 ft/det
= 82,5 ft/det
• Menghitung Reynolds Number
I-320
NRe = ρ x ∆v x D = (62,43 lb/ft3) (82,5 ft/det) (0, 505 ft) µ 0,001 lb/ft.det = 2603583,085 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa
Direncanakan : - Panjang pipa lurus = 60 ft - Elbow 900 sebanyak 4 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 4 x 6,065 12
= 70,758 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah
L D
= 9 in
L = 9 x 2 x 6,065 D 12
= 9,098 ft
Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (60 + 70,758 + 9,908) ft = 139,856 ft
• Menetukan Friction Loss
Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh
ε = 4,6 . 10-5 m ε D
= 4,6 . 10-5 m = 0,00059 0,078 m
I-321
Dengan NRe = 145340,162 diperoleh f = 0,0048 1. Fraksi pada valve dan fitting
∆L . v 2 (139,856). (82,5) = 4 (0,0048) (0,505). (2). (32,174) D . 2 gc 2
F1
= 4f
= 1,756 ft.lbf/lbm 4. Kontraksi A2 A1 Kc
=0
A = 0,55 1 − 2 A1
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
= 0,55 F2 = Kc
(
)
v2 82,5 2 (1 − 0) = 0,55 (2)(32,174) 2 .α . gc
= 5,81 ft.lbf/lbm 5. Sudden Enlargement F3
=
(
)
v 2 A2 82,5 2 1 − = (1 − 0) 2 . gc A1 (2 ). (32,174 )
= 10,5 ft.lbf/lbm Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (1,756 + 5,81 + 10,3) ft.lbf/lbm = 17,866 ft.lbf/lbm
• Menentukan Power Pompa
Ditentukan :
∆Z
= 50 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
v1
=0
I-322
v2
= 82,51 ft/det
dengan menggunakan persamaan Bermouli :
∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
2 32,174 ft / det 2 ( 82,51) + 50 ft Ws = 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 )
+ 0 + 17,866
= 53,840 sft.lbf/lbm • Menghitung Tenaga Penggerak Pompa
Wp
= Ws . Q . ρ 550
= (53,840 ft.lbf/lbm) . (16,566 ft3/det) . (62,43 lb/ft3) 550
= 1,642 Hp Untuk kapasitas (Q) = 7434,139 gpm, maka :
ηpompa
= 40 %
BHP
= Wp = 1,642 = 4,106 Hp ηpompa 0,4
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 521)
ηpompa = 80 % Hp (Daya aktual pompa)
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521) = BHP = 4,106 ηpompa 0,80 = 5,132 ≈ 5,5 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bersih (F-218) ke bak air pendingin
(D-225) Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Daya pompa : 5,5 Hp
I-323
Jumlah
: 4 buah
16. Cooling Tower (P-227) Fungsi
: Menampung air pendingin untuk didistribusikan ke alat pendingin
Rate bahan masuk (W)
= 6755192.696 kg/jam 4 = 1688798,174 kg/jam = 3723124,454lb/jam = 1034,201 lb/detik
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik (Q)
=
W ρliquida
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det = 1034,201 lb/detik 62,43 lb/ft3
= 16,566 ft3/det = 7434,139 gpm Suhu wet bulb udara (kelembapan 70 %)
= 25 0C (77 0F)
Suhu masuk air menara
= 45 0C (138,60F)
Suhu air pendingin
= 28 0C (82,40F)
Direncanakan menggunakan Cooling Tower jenis Counter Flow Induced Draft (perry’s edisi 7, hal 12-15). Sehingga diperoleh kontraksi air 2,25 gpm/ft3 Volume yang dibutuhkan
= (rate volumetrik)/(kosentrasi air) = 7434,139 gpm 2,25 gpm/ft3
Volume
= 1/4 π x d2 x L
Ditentukan : L = 4 x d Maka : Volume
= 1/4 π x d2 x 4d
3304,06 ft3
= 1/4 π x 4 x d3
I-324
= 3304,06 ft3
d Luas
= 10 ft = 1/4 π x d2 = 1/4 π x (10)2 = 78,5 ft2
Dari Fig 12-15. Perry’s edisi 7, hal 12-17 diperoleh persen standart tower performance adalah 80 %, maka : Hp fan/ Luas tower area adalah 0,041 Hp/ft2 Hp fan
= 0,04 Hp/ft2 x luas tower area (ft2) = (0,04 Hp/ft2) x (78,5 ft2) = 3,14 Hp
Maka digunakan motor dengan daya = 3,5 Hp
17. Pompa Kondesat (L-231A) Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bak lunak (F-222) ke kondesat
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
= 364.058,063 kg/jam = 802602,406 lb/jam = 222,945 lb/det
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik (Q)
=
W ρliquida
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det = 222,945 lb/det 62,43 lb/ft3
= 3,571 ft3/det = 1602,518 gpm Asumsi : pompa terdapat 4 buah ,maka rate volumetrik dari masing-masing pompa
I-325
Rate volumetrik
= 3,571 ft3/det = 0,893 ft3/det = 400,630 gpm 4
Asumsi : aliran turbulen, dengan menggunakan persamaan 14, hal 496, Peter and Timehaus, diperoleh : ID optimum
= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
Sehingga : ID optimum
= 3,9 x (0,893)0,45 x (62,43)0,13 = 6,34 in
Standarisasi ID = 8 in Sch. 40 Dari Geokoplis. App A.5, diperoleh : OD
= 8,625 in
= 0,719 ft
ID
= 7,981 in
= 0,665 ft
A
= 0,3474 ft3
= 0,205 m
• Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa
V1
=Q A
= 0 (karena A1 terlalu besar)
V2
=Q A
= 0,893 ft3/det 0,3474 ft3
∆v
= v2 – v1 = 2,571 ft/det – 0
= 2,571 ft/det
= 2,571 ft/det
• Menghitung Reynolds Number
NRe = ρ x ∆v x D = (62,43 lb/ft3) (2,571 ft/det) (0,665 ft) µ 0,001 lb/ft.det = 106737,508 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa
I-326
Direncanakan : - Panjang pipa lurus = 30 ft - Elbow 900 sebanyak 3 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 3 x 7,981 12
= 69,834 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah
L D
= 9 in
L D
= 9 x 2 x 7,981 = 143,658 ft 12
Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (30 + 69,834 + 143,658) ft = 223,867 ft
• Menetukan Friction Loss
Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh
ε = 4,6 . 10-5 m ε D
= 4,6 . 10-5 m = 0,00197 0,0233 m
Dengan NRe = 106737,508 diperoleh f = 0,0049 1. Fraksi pada valve dan fitting
(223,867 ). (2,571) ∆L . v 2 = 4f = 4 (0,0049 ) D . 2 gc (0,665). (2). (32,174) 2
F1
= 0,677 ft.lbf/lbm
I-327
2. Kontraksi A2 A1
=0
A = 0,55 1 − 2 A1
Kc
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
v2 (2,571) (1 − 0) = 0,55 F2 = Kc = 0,55 (2)(32,174) 2 .α . gc 2
= 0,056 ft.lbf/lbm 3.Sudden Enlargement =
F3
(
)
v 2 A2 2,5712 1 − = (1 − 0) 2 . gc A1 (2 ). (32,174 )
= 0,103 ft.lbf/lbm Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (0,677 + 0,056 + 0,103) ft.lbf/lbm = 0,826 ft.lbf/lbm
• Menentukan Power Pompa
Ditentukan :
∆Z
= 0 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
v1
=0
v2
= 2,571 ft/det
dengan menggunakan persamaan Bermouli :
∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
I-328
2 32,174 ft / det 2 ( 2,571) + 0 ft Ws = 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 )
+ 0 + 0,644
= 0,747 ft.lbf/lbm • Menghitung Tenaga Penggerak Pompa
Wp
= Ws . Q . ρ 550
= (0,747 ft.lbf/lbm) . (0,893 ft3/det) . (62,43 lb/ft3) 550
= 0,077 Hp Untuk kapasitas (Q) = 400,630 gpm, maka :
ηpompa
= 39 %
BHP
=
Wp ηpompa
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 520) = 0,077 = 0,197 Hp 0,39
ηpompa = 80 % Hp (Daya aktual pompa)
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521) = BHP ηpompa
= 0,197 0,80
= 0,246 ≈ 0,25 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi : Mengalirkan air dari bak air pendingin (F-222) ke bak kondesat (F231A) Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Daya pompa : 0,25 Hp Jumlah
: 4 buah
18. Bak Kondesat (F-231A) Fungsi
: menampung air kondesat dari peralatan
Bentuk
: persegi panjang
I-329
Rate bahan masuk (W)
= 1456232,252 kg/jam = 364058,063 kg/jam 4
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Waktu tinggal
= 1,5 jam
Rate volumetrik (Q) = 364058,063 kg/jam = 365,124 m3/jam 997,08 kg/m3 = 365,124 m3/jam x 1,5 jam
Volume air
= 574,686 m3 Direncanakan : • 90 % bak berisi air, sehingga
= 574,686 m3 = 608,54 m3 0,9
Volume bak
• Bak berbentuk persegi panjang dengan V : Px L x T
Ditetapkan T untuk semua bak sama yaitu 3 m, maka dipakai ukuran bak sebagai berikut : P
= 2 xL
V
=2xLxLxT
608,54
= 2L2 x 3
608,54
= 6L2
L
= 10 m
P
= 2 x 10 = 20 m
T
=3m
Dimensi bak : Bentuk
: Persegi panjang
I-330
Ukuran
: (20 x 10 x 3) m3
Kapasitas
: 608,54 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
: 4 buah
19. Pompa Daerator (L-232) Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bak lunak (F-222) ke kondesat
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
= 1456232,252 kg/jam = 364058,063 kg/jam 4 = 802602,406 lb/jam = 222,945 lb/detk
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik (Q)
=
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det
W = 222,945 lb/detk ρliquida 62,43 lb/ft3 3 = 3,571 ft /det = 1602,594 gpm
Asumsi : aliran turbulen, dengan menggunakan persamaan 14, hal 496, Peter and Timehaus, diperoleh : ID optimum
= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
Sehingga : ID optimum
= 3,9 x (3,571)0,45 x (62,43)0,13 = 4,146 in
Standarisasi ID = 5 in Sch. 40 Dari Geokoplis. App A.5, diperoleh : OD
= 5,563 in
= 0,463 ft
ID
= 5,047 in
= 0,421 ft
= 0,128 m
I-331
= 0,139 ft3
A
• Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa
V1
=Q A
= 0 (karena A1 terlalu besar)
V2
=Q A
=
∆v
= v2 – v1
3,571 ft3/det 0,139 ft3
= 2,496 ft/det – 0
= 2,496 ft/det
= 2,496 ft/det
• Menghitung Reynolds Number
NRe = ρ x ∆v x D = (62,43 lb/ft3) (2,496 ft/det) (0,421 ft) µ 0,001 lb/ft.det = 65602,443 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa
Direncanakan : - Panjang pipa lurus = 50 ft - Elbow 900 sebanyak 2 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 2 x 5,047 12
= 29,441 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah
L D
= 9 in
L = 9 x 2 x 5,047 D 12
= 7,571 ft
I-332
Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (50 + 29,441 + 7,571) ft = 87,011 ft
• Menetukan Friction Loss
Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh :
ε = 4,6 . 10-5 m
ε D
= 4,6 . 10-5 m = 0,00034 0,128 m
Dengan NRe = 26726,782 diperoleh f = 0,0039 1. Fraksi pada valve dan fitting
∆L . v 2 (87,011). (2,496) = 4f = 4 (0,0039) (0,421). (2). (32,174) D . 2 gc 2
F1
= 1,312 ft.lbf/lbm 2. Kontraksi A2 A1 Kc
=0
A = 0,55 1 − 2 A1
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
= 0,55 F2 = Kc
(
= 0,053 ft.lbf/lbm 3.Sudden Enlargement F3
=
)
v2 2,496 2 (1 − 0) = 0,55 (2)(32,174) 2 .α . gc
(
)
v 2 A2 2,496 2 1 − = (1 − 0) 2 . gc A1 (2 ). (32,174 )
I-333
= 0,097 ft.lbf/lbm Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (0,312+ 0,053+ 0,097) ft.lbf/lbm = 0,462 ft.lbf/lbm
• Menentukan Power Pompa
Ditentukan :
∆Z
= 50 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
v1
=0
v2
= 2,496 ft/det
dengan menggunakan persamaan Bermouli :
∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
(2,496)2 + 50 ft 32,174 ft / det 2 Ws = 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 )
+ 0 − 0,462
= 50,559 ft.lbf/lbm • Menghitung Tenaga Penggerak Pompa
Wp
= Ws . Q . ρ 550
= (50,559 ft.lbf/lbm) . (3,571 ft3/det) . (62,43 lb/ft3) 550
= 20,493 Hp Untuk kapasitas (Q) = 1602,594 gpm, maka :
ηpompa
= 45 %
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 520)
BHP
= Wp = 20,493 ηpompa 0,45
= 4,424 Hp
ηpompa
= 80%
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521)
I-334
Hp (Daya aktual pompa)
= BHP = 4,424 ηpompa 0,80 = 5,53 ≈ 6 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air bak kondesat (F-231A) ke deaerator
(D-223) Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Daya pompa : 6 Hp Jumlah
: 4 buah
20. Deaerator (D-223) Fungsi
: Menghilangkan gas-gas impurities dalam air umpan boiler dengan
menggunakan panas dari steam Bentuk
: persegi panjang
Rate bahan masuk (W)
= 1456232,252 kg/jam = 364058,063 kg/jam 4
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Waktu tinggal
= 1,5 jam
Rate volumetrik (Q)
= 364058,063 kg/jam 997,08 kg/m3
Volume air
= 365,124 m3/jam x 1,5 jam = 574,686 m3
Direncanakan :
I-335
= 365,124 m3/jam
• 90 % bak berisi air, sehingga
= 574,686 m3 = 608,54 m3 0,9
Volume bak
• Bak berbentuk persegi panjang dengan V : Px L x T
Ditetapkan T untuk semua bak sama yaitu 3 m, maka dipakai ukuran bak sebagai berikut : P
= 2 xL
V
=2xLxLxT
608,54
= 2L2 x 3
608,54
= 6L2
L
= 10 m
P
= 2 x 10 = 20 m
T
=3m
Dimensi bak : Bentuk
: Persegi panjang
Ukuran
: (20 x 10 x 3) m3
Kapasitas
: 608,54 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
: 4 buah
21. Bak Air Umpan Boiler(F-231 B) Fungsi : Menampung air umpan boiler untuk didistribusikan ke boiler dan WHB Bentuk : persegi panjang Rate bahan masuk (W)
= 1456232,252 kg/jam = 364058,063 kg/jam
I-336
4 Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Waktu tinggal
= 1,5 jam
Rate volumetrik (Q)
= 364058,063 kg/jam 997,08 kg/m3
Volume air
= 365,124 m3/jam x 1,5 jam
= 365,124 m3/jam
= 574,686 m3 Direncanakan : • 90 % bak berisi air, sehingga
= 574,686 m3 = 608,54 m3 0,9
Volume bak
• Bak berbentuk persegi panjang dengan V : Px L x T
Ditetapkan T untuk semua bak sama yaitu 3 m, maka dipakai ukuran bak sebagai berikut : P
= 2 xL
V
=2xLxLxT
608,54
= 2L2 x 3
608,54
= 6L2
L
= 10 m
P
= 2 x 10 = 20 m
T
=3m
Dimensi bak : Bentuk
: Persegi panjang
Ukuran
: (20 x 10 x 3) m3
I-337
Kapasitas
: 608,54 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
: 4 buah
22. Pompa Boiler (L-235) Fungsi
: Mengalirkan air dari air umpan boiler(F-231) ke boiler (Q-230)
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
= 1456232,252 kg/jam = 364058,063 kg/jam 4 = 802602,406 lb/jam = 222,945 lb/detk
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik (Q)
=
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det
W ρliquida
= 222,945 lb/detk 62,43 lb/ft3
= 3,57 ft3/det = 1602,09 gpm Asumsi : aliran turbulen, dengan menggunakan persamaan 14, hal 496, Peter and Timehaus, diperoleh : ID optimum
= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
Sehingga : Sehingga : ID optimum
= 3,9 x (3,571)0,45 x (62,43)0,13
= 4,146 in Standarisasi ID = 5 in Sch. 40 Dari Geokoplis. App A.5, diperoleh : OD
= 5,563 in
= 0,463 ft
ID
= 5,047 in
= 0,421 ft
= 0,128 m
I-338
= 0,139 ft3
A
• Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa
V1
=Q A
= 0 (karena A1 terlalu besar)
V2
=Q A
=
∆v
= v2 – v1
3,571 ft3/det 0,139 ft3
= 2,496 ft/det – 0
= 2,496 ft/det
= 2,496 ft/det
• Menghitung Reynolds Number
NRe = ρ x ∆v x D = (62,43 lb/ft3) (2,496 ft/det) (0,421 ft) µ 0,001 lb/ft.det = 65602,443 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa
Direncanakan : - Panjang pipa lurus = 50 ft - Elbow 900 sebanyak 2 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 2 x 5,047 12
= 29,441 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah
L D
= 9 in
L = 9 x 2 x 5,047
= 7,571 ft
I-339
D 12 Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (50 + 29,441 + 7,571) ft = 87,011 ft
• Menetukan Friction Loss
Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh :
ε = 4,6 . 10-5 m
ε D
= 4,6 . 10-5 m = 0,00034 0,128 m
Dengan NRe = 26726,782 diperoleh f = 0,0039 1. Fraksi pada valve dan fitting
∆L . v 2 (87,011). (2,496) = 4 (0,0039) (0,421). (2). (32,174) D . 2 gc 2
F1
= 4f
= 1,312 ft.lbf/lbm 2. Kontraksi A2 A1 Kc
=0
A = 0,55 1 − 2 A1
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
= 0,55 F2 = Kc
(
)
v2 2,496 2 (1 − 0) = 0,55 (2)(32,174) 2 .α . gc
= 0,053 ft.lbf/lbm 3.Sudden Enlargement
I-340
F3
=
(
)
v 2 A2 2,496 2 1 − = (1 − 0) 2 . gc A1 (2 ). (32,174 )
= 0,097 ft.lbf/lbm Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (0,312+ 0,053+ 0,097) ft.lbf/lbm = 0,462 ft.lbf/lbm
• Menentukan Power Pompa
Ditentukan :
∆Z
= 50 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
v1
=0
v2
= 2,496 ft/det
dengan menggunakan persamaan Bermouli :
∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
(2,496)2 + 50 ft 32,174 ft / det 2 Ws = 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 )
+ 0 − 0,462
= 50,559 ft.lbf/lbm • Menghitung Tenaga Penggerak Pompa
Wp
= Ws . Q . ρ 550
= (50,559 ft.lbf/lbm) . (3,571 ft3/det) . (62,43 lb/ft3) 550
= 20,493 Hp Untuk kapasitas (Q) = 1602,594 gpm, maka :
ηpompa
= 45 %
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 520)
BHP
= Wp = 20,493 ηpompa 0,45
= 4,424 Hp
I-341
ηpompa = 80 % Hp (Daya aktual pompa)
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521) = BHP = 4,424 ηpompa 0,80 = 5,53 ≈ 6 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi : Mengalirkan air dari bak air bak kondesat (F-231A) ke deaerator (D223) Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Daya pompa : 6 Hp Jumlah
: 4 buah
23. Pompa Air Proses (L-228) Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air lunak (F-222) ke peralatan
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
= 1371977.979 kg/jam 2 = 685988,98 kg/jam = 1512331,33 lb/jam = 420,091 lb/detik
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik (Q)
=
W ρliquida
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det
= 420,091 lb/det 62,43 lb/ft3
= 6,728 ft3/det = 3019,736 gpm
I-342
Asumsi : aliran turbulen, dengan menggunakan persamaan 14, hal 496, Peter and Timehaus, diperoleh : ID optimum
= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
Sehingga : ID optimum
= 3,9 x (6,728)0,45 x (62,43)0,13 = 8,227 in
Standarisasi ID = 8 in Sch. 40 Dari Geokoplis. App A.5, diperoleh : OD
= 8,625 in
= 0,719 ft
ID
= 7,981 in
= 0,665 ft
A
= 0,3474 ft3
= 0,203 m
• Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa
V1
=Q A
= 0 (karena A1 terlalu besar)
V2
=Q A
=
∆v
= v2 – v1
6,728 ft3/det 0,3474 ft3
= 2,337 ft/det – 0
= 2,337 ft/det
= 2,337 ft/det
• Menghitung Reynolds Number
NRe = ρ x ∆v x D = (62,43 lb/ft3) (2,337 ft/det) (0,665 ft) µ 0,001 lb/ft.det = 97035,52 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa
Direncanakan :
I-343
- Panjang pipa lurus = 100 ft - Elbow 900 sebanyak 3 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 3 x 7,981 12
= 69,834 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah
L D
= 9 in
L = 9 x 2 x 7,981 D 12
= 31,05 ft
Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (100 + 31,05 + 69,834) ft = 200,884 ft
• Menetukan Friction Loss
Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh :
ε
= 4,6 10-5 m
ε D
= 4,6 . 10-5 m = 0,00023 0,203 m
Dengan NRe = 193007,652 diperoleh f = 0,00051 1. Fraksi pada valve dan fitting
(200,884). (2,337 ) ∆L . v 2 = 4 (0,0051) D . 2 gc (0,665). (2). (32,174) 2
F1
= 4f
= 0,523 ft.lbf/lbm 2. Kontraksi
I-344
A2 A1
=0
A = 0,55 1 − 2 A1
Kc
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
= 0,55 F2 = Kc
(
)
v2 2,337 2 = 0,55 (2)(32,174) 2 .α . gc
= 0,046 ft.lbf/lbm 3.Sudden Enlargement F3
=
(
)
v 2 A2 2,337 2 1 − = (1 − 0) 2 . gc A1 (2 ). (32,174 )
= 0,084 ft.lbf/lbm Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (0,523 + 0,046 + 0,084) ft.lbf/lbm = 0,653 ft.lbf/lbm
•Menentukan Power Pompa
Ditentukan :
∆Z
= 30 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
v1
=0
v2
= 2,337 ft/det
dengan menggunakan persamaan Bermouli :
∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
(2,337 )2 + 0 ft 32,174 ft / det 2 Ws = 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 ) = 0,7378 ft.lbf/lbm
I-345
+ 0 + 0,653
• Menghitung Tenaga Penggerak Pompa
Wp lb/ft3)
= Ws . Q . ρ
= (0,7378 ft.lbf/lbm) .
550
( 6,728 ft3/det) . (62,43
550
= 0,563 Hp Untuk kapasitas (Q) = 3019,736 gpm, maka :
ηpompa
= 38 %
BHP
= Wp ηpompa
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 520) = 0,563 0,38
ηpompa = 80 %
= 1,481 Hp
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521)
Hp (Daya aktual pompa)
= BHP ηpompa
=
1,481 0,80
= 1,85 ≈ 2 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air lunak (F-222) ke peralatan
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Daya pompa : 2 Hp Jumlah
: 2 buah
24. Pompa Klorinasi (L-241) Fungsi 240) Tipe Bahan
: Mengalirkan air dari bak air bersih (F-218) ke bak klorinasi (F: Centrifugal pump : Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
= 46835,734 kg/jam 2
I-346
= 23417,86 kg/jam
= 51627,02 lb/jam
= 14,341 lb/detik Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik (Q)
=
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det
W ρliquida
= 14,341 lb/detik 62,43 lb/ft3
= 0,229 ft3/det = 102,76 gpm Asumsi : aliran turbulen, dengan menggunakan persamaan 14, hal 496, Peter and Timehaus, diperoleh : ID optimum
= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
Sehingga : ID optimum
= 3,9 x (0,229)0,45 x (62,43)0,13 = 1,38 in
Standarisasi ID = 1,5 in Sch. 40 Dari Geokoplis. App A.5, diperoleh : OD
= 1,9 in
= 0,158 ft
ID
= 1,61 in
= 0,134 ft
A
= 0,01414 ft3
= 0,041 m
• Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa
V1
=Q
= 0 (karena A1 terlalu besar)
A V2
=Q A
=
∆v
= v2 – v1
0,229 ft3/det 0,01414 ft3
= 1,61 ft/det – 0
= 1,61 ft/det
= 1,61 ft/det
I-347
• Menghitung Reynolds Number
NRe = ρ x ∆v x D = (62,43 lb/ft3) (1,61 ft/det) (0,134 ft) µ 0,001 lb/ft.det = 13468,64 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa
Direncanakan : - Panjang pipa lurus = 50 ft - Elbow 900 sebanyak 3 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L D
= 35 in
Jadi L
= 35 x 3 x 1,61 12
= 9,392 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah
L D
= 9 in
L = 9 x 2 x 1,61 D 12
= 2,415 ft
Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (50 + 9,392 + 2,415 ) ft = 61,807 ft
• Menetukan Friction Loss
Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh :
ε = 4,6 . 10-5 m ε
= 4,6 . 10-5 m = 0,00112
I-348
D
0,041 m
Dengan NRe = 17751,846 diperoleh f = 0,007 1. Fraksi pada valve dan fitting
∆L . v 2 (61,807 ). (1,61) = 4 (0,007 ) (0,134). (2). (32,174) D . 2 gc 2
F1
= 4f
= 0,520 ft.lbf/lbm 2. Kontraksi A2 A1 Kc
=0
A = 0,55 1 − 2 A1
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
(1,61) v2 = 0,55 F2 = Kc = 0,55 2 .α . gc (2)(32,174)
2
= 0,022 ft.lbf/lbm 3. Sudden Enlargement F3
=
(
)
v 2 A2 1,612 1 − = (1 − 0) 2 . gc A1 (2 ). (32,174 )
= 0.04 ft.lbf/lbm Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (0,520 + 0,022 + 0.04) ft.lbf/lbm = 0,582 ft.lbf/lbm
•Menentukan Power Pompa
Ditentukan :
∆Z
= 30 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
I-349
v1
=0
v2
= 1,61 ft/det
dengan menggunakan persamaan Bermouli :
∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
32,174 ft / det 2 (1,61)2 + 25 ft Ws = 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 )
+ 0 + 0,582
= 25,622 ft.lbf/lbm • Menghitung Tenaga Penggerak Pompa
Wp
= Ws . Q . ρ 550
= (25,622 ft.lbf/lbm) . (0,229 ft3/det) . (62,43 lb/ft3) 550
= 0,666 Hp Untuk kapasitas (Q) = 102,76 gpm, maka :
ηpompa
= 38 %
BHP
= Wp ηpompa
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 520) = 0,666 = 1,753 Hp 0,38
ηpompa = 80 % Hp (Daya aktual pompa)
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521) = BHP = 1,753 ηpompa 0,80 = 2,21 ≈ 2,5 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air lunak (F-222) ke peralatan
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Daya pompa : 2,5 Hp
I-350
Jumlah
: 2 buah
25. Bak klorinasi (F-240) Fungsi
: Sebagai
tempat untuk membersihkan air dari kuman dengan
penambahan gas Cl2 sebanyak 100 ppm Bentuk
: persegi panjang
Rate bahan masuk (W)
46835,734 kg/jam 2 = 23417,86 kg/jam
Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Waktu tinggal
= 5 jam
Rate volumetrik (Q)
= 23417,86 kg/jam = 23,486 m3/jam 997,08 kg/m3 = 23,486 m3/jam x 5 jam
Volume air
= 117,432 m3 Direncanakan : • 90 % bak berisi air, sehingga
Volume bak
= 117,432 m3 = 130,48 m3 0,9
• Bak berbentuk persegi panjang dengan V : P x L x T
Ditetapkan T untuk semua bak sama yaitu 3 m, maka dipakai ukuran bak sebagai berikut : P
=2xL
V
=2xLxLx3
130,48 = 6 L2
I-351
L
=5m
P
= 2 x 5 = 10
T
=3m
Dimensi bak : Bentuk
: Persegi panjang
Ukuran
: (10 x 5 x 3) m3
Kapasitas
: 130,48 m3
Bahan kontruksi
: Beton
Jumlah
: 2 buah
26. Pompa Air Sanitasi (L-242) Fungsi
: Mengalirkan air dari bak klorinasi (F-240) ke bak sanitasi
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Rate bahan masuk (W)
= 46835,734 kg/jam 2 = 23417,86 kg/jam
= 51627,02 lb/jam
= 14,341 lb/detik Densitas (ρ)
= 997,08 kg/m3
Viskositas (µ)
= 0,8007 cp
Rate volumetrik (Q)
=
W ρliquida
= 62,43 lb/ft3
= 0,001 lb/ft,det = 14,341 lb/detik 62,43 lb/ft3
= 0,229 ft3/det = 102,76 gpm
I-352
Asumsi : aliran turbulen, dengan menggunakan persamaan 14, hal 496, Peter and Timehaus, diperoleh : ID optimum
= 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
Sehingga : ID optimum
= 3,9 x (0,229)0,45 x (62,43)0,13 = 1,38 in
Standarisasi ID = 1,5 in Sch. 40 Dari Geokoplis. App A.5, diperoleh : OD
= 1,9 in
= 0,158 ft
ID
= 1,61 in
= 0,134 ft
A
= 0,01414 ft3
= 0,041 m
• Menghitung kecepatan aliran fluida dalam pipa
V1
=Q A
= 0 (karena A1 terlalu besar)
V2
=Q A
=
∆v
= v2 – v1
0,229 ft3/det 0,01414 ft3
= 1,61 ft/det – 0
= 1,61 ft/det
= 1,61 ft/det
• Menghitung Reynolds Number
NRe = ρ x ∆v x D = (62,43 lb/ft3) (1,61 ft/det) (0,134 ft) µ 0,001 lb/ft.det = 13468,64 (aliran turbulen karena NRe > 2100) Faktor turbulensi (α) = 1 • Menentukan panjang pipa
Direncanakan : - Panjang pipa lurus = 50 ft
I-353
- Elbow 900 sebanyak 3 buah Dari Geokoplis tabel 2.10-1, hal 93, diperoleh : L = 35 in D Jadi L
= 35 x 3 x 1,61 12
= 9,392 ft
• Gate valve sebanyak 2 buah
L D
= 9 in
L = 9 x 2 x 1,61 D 12
= 2,415 ft
Sehingga total panjang pipa (∆L)
= (50 + 9,392 + 2,415 ) ft = 61,807 ft
• Menetukan Friction Loss
Bahan yang digunakan : Commercial Steel Dari Geokoplis, Fig 2.10-3 hal 88, diperoleh :
ε = 4,6 . 10-5 m ε D
= 4,6 . 10-5 m = 0,00112 0,041 m
Dengan NRe = 17751,846 diperoleh f = 0,007 1. Fraksi pada valve dan fitting
(61,807 ). (1,61) ∆L . v 2 = 4f = 4 (0,007 ) (0,134). (2). (32,174) D . 2 gc 2
F1
= 0,520 ft.lbf/lbm 2. Kontraksi A2
=0
I-354
A1
A = 0,55 1 − 2 A1
Kc
= 0,55 (1 - 0) = 0,55
= 0,55 F2 = Kc
(1,61) v2 = 0,55 2 .α . gc (2)(32,174)
2
= 0,022 ft.lbf/lbm 3.Sudden Enlargement =
F3
(
)
v 2 A2 1,612 1 − = (1 − 0) 2 . gc A1 (2 ). (32,174 )
= 0.04 ft.lbf/lbm Sehingga total friksi
= ∑F = F1 + F2 + F3 = (0,520 + 0,022 + 0.04) ft.lbf/lbm = 0,582 ft.lbf/lbm
• Menentukan Power Pompa
Ditentukan :
∆Z
= 30 ft dan ∆P = 0 (karena P1 = P2)
v1
=0
v2
= 1,61 ft/det
dengan menggunakan persamaan Bermouli :
∆v 2 2 .α . g c
∆Ζ . g + + ∆Ρ + ΣF = Ws gc
2 ( 32,174 ft / det 2 1,61) Ws = + 25 ft 32,174 lbm. ft / lbf . det 2 (2 ). (1). (32,174 )
= 25,622 ft.lbf/lbm
I-355
+ 0 + 0,582
• Menghitung Tenaga Penggerak Pompa
= Ws . Q . ρ 550
Wp
= (25,622 ft.lbf/lbm) . (0,229 ft3/det) . (62,43 lb/ft3) 550
= 0,666 Hp Untuk kapasitas (Q) = 102,76 gpm, maka :
ηpompa
= 38 %
BHP
= Wp ηpompa
(Peter and Timerhaus.Fig 14-37, hal 520)
= 0,666 = 1,753 Hp 0,38
ηpompa = 80 % Hp (Daya aktual pompa)
(Peter and Timerhaus.Fig 14-38, hal 521) = BHP = 1,753 ηpompa 0,80 = 2,21 ≈ 2,5 Hp
Spesifikasi pompa : Fungsi
: Mengalirkan air dari bak air lunak (F-222) ke peralatan
Tipe
: Centrifugal pump
Bahan
: Commersial steel
Daya pompa : 2,5 Hp Jumlah
: 2 buah
3 .Unit Penyediaan Listrik Untuk memenuhi listrik,direncanakan diperoleh dari PLN dan Generator Set. Tenaga listrik yang disediakan untuk menggerakan motor,instrumentasi dan lainlain. Perincian kebutuhan listrik : -
kebutuhan listrik untuk proses
I-356
No
Kode alat
Nama alat
Daya (Hp)
Total Daya
alat
(Hp)
1.
M-114
Mixer
15
4
60
2.
J-112
Buket elevator
2
1
2
3.
l-115
Pompa
1
1
1
4
l-117
Pompa
1
1
1
5
l-123
Pompa
12
1
1
6
J-142a
Screw conveyor
2
1
2
7
J-142b
Screw conveyor
2
1
2
8
J-122
Screw conveyor
2
1
2
9
J-112
Buket elevator
2
1
2
10
B-140
Rotary dryer
49
4
196
Total
No
Jumlah
Kode alat
296
kebutuhan listrik untuk utilitas Nama alat
Daya (Hp)
I-357
Jumlah alat
Total Daya (Hp)
1
L-212
Pompa air sungai
488
2
976
2
L-214
Pompa air sedimentasi
153
6
918
3
L-215
Pompa skimer
153
6
918
4
L-221
Pompa demineralizer
31
4
124
5
L-224
Pompa air pendingin
12
1
12
6
L226
Pompa peralatan
5,5
4
6
7
P-227
Cooling tower
3,5
4
14
8
L-231
Pompa kondensat
0,25
4
22
9
L-232
Pompa deaerator
6
4
2
10
L-235
Pompa boiler
6
4
24
11
L-228
Pompa air proses
2
2
4
12
L-241
Pompa klorinasi
2,5
1
5
13
L-242
Pompa air sanitasi
2,5
1
5 3030
Jadi kebutuhan total untuk motor penggrrak = (296 + 3030) Hp = 3326 Hp x 0,7454 kW/Hp = 2479,2 kW -
Kebutuhan listik untuk instrumen
Tenaga listrik yang dibutuhkan untuk instrumentasi 10% dari tenaga total yang dibutuhkan. Sehingga kebutuhan listrik untuk instrumentasi : 10% x 2479,2 kW = 247,92 kW
I-358
-
Kebutuhan listik untuk penerangan
Untuk kebutuhan penerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas bangunan dan areal tanah yang diperlukan dengan rumus : L
= (A x F) /(U x D)
Dimana : L = lumen outlet U = koefisien utilitas = 0,8 F = foot candle A = luas daerah D = efisiensi rata-rata penerangan = 0,75 Lokasi kebutuhan untuk daya penerangan : No
Lokasi
Ukuran
Luas Ft2
Candle Lumen
1
Pos keamanan
(4x4) x 2
344,2
4
1376,8
2
Taman
(30 x 10) x 2
600
25
15000
3
Parkir kendaraan tamu
20 x 20
400
10
4000
4
Parkir kendaraan karyawan
20 x 40
800
10
8000
5
Perkantoran administrasi
20 x 40
800
20
16000
6
Perpustakaan
10 x 10
100
10
1000
7
Aula
15 x 15
225
15
3375
8
Musholla
15 x 15
225
10
2250
9
Kantin
8x8
64
8
512
10
Perkantoran produksi
30 x 50
1200
20
24000
11
Quality control
15 x 15
225
10
2250
I-359
12
Laboratorium
15 x 15
225
4
900
13
Toilet
(4 x 4) x 2
32
8
256
14
Poliklinik
8x8
64
20
1280
15
Ruang kontrol
8x8
64
10
640
16
Area penyimpanan bahan baku
20 x 20
400
10
4000
17
Pos timbangan
10 x 10
100
4
400
18
Pemadam kebakaran
10 x 10
100
8
800
19
Area penyimpanan produk
11 x 12
140
10
1400
20
Area proses produksi
90 x175
15799
20
315980
21
Bengkel
30 x 30
900
5
4500
22
Daerah pembangkit listrik
20 x 20
400
8
3200
23
Ruang bahan bakar
20 x 20
400
20
8000
24
Ruang boiler
25 x 20
500
30
15000
25
Ruang generator
30 x 30
900
10
9000
26
Area pengolahan limbah
30 x 60
1800
10
18000
27
Area perluasan pabrik
70 x 100
7000
10
7000
28
Area pengolahan air
30 x 70
2100
10
376600
29
Jalan
-
-
20
20
35007
-
844748
Total
a. Penggunaan lampu merkuri 250 Watt dengan lumen output 10.000
I-360
No
Lokasi
Lumen
Jumlah lampu
1
Taman
15000
27
2
Parkir kendaraan tamu
4000
8
3
Parkir kendaraan karyawan
8000
15
4
Area penyimpanan bahan baku
4000
15
5
Area penyimpanan produk
1400
15
6
Area proses produksi
315980
533
7
Bengkel
4500
17
8
Daerah pembangkit listrik
3400
8
9
Ruang bahan bakar
8000
8
10
Ruang boiler
15000
9
11
Ruang generator
9000
17
12
Area pengolahaan limbah
18000
33
13
Area perluasan pabrik
7000
26
14
Area pengolahan air
376600
38
15
Jalan
-
-
Total
769
Listrik yang dibutuhkan = 769 x 250 Watt = 192,25 kW
I-361
b. Penggunaan lampu fluorescent 40 Watt dengan lumen output 1960 No
Lokasi
Lumen
Jumlah lampu
1
Perkantoran administrasi
16000
147
2
Perpustakaan
1000
10
3
Aula
3375
31
4
Musholla
2250
21
5
Perkantoran produksi
24000
220
6
Quality control
2250
21
7
Laboratorium
900
21
8
Ruang kontrol
9
Pemadam kebakaran
6 640
8
800 Total
485
Listik yang dibutuhkan = 485 x 40 Watt = 19,4 kW c. Penggunaan lampu fluorescent 20 Watt dengan lumen output 1960 No
Lokasi
Lumen
Jumlah lampu
1
Pos keamanan
1376,8
1
2
Kantin
3
Pos timbangan
4
Toilet
5
poliklinik
5 512
5 2
400
I-362
5
256 1280 Total
18
Listrik yang dibutuhkan = 18 x 20 Watt = 160 Watt = 0,16 kW Total kebutuhan listrik = (212,25 + 19,4 + 0,16) kW = 231,91 kW Kebutuhan listrik untuk lain-lain seperti pemakaian computer, mesin fotocopy, mesin fax, lemari es, dan lain-lain sebesar 10 kW Total kebutuhan listrik
= (108,87 + 10,89 + 231,81 + 10)kW = 361,57 kW
Safety factor
= 10 % = 0,1 x 361,57 = 36,12
Jadi total kebutuhan listrik
= 361,57 + 36,12 = 397,69 kW
Generator Fungsi : Menyediakan listrik dalam keadaan darurat Tipe
: Generator Stes
Listrik yang disupply dari generator = 15 % dari total kebutuhan fisik = 15 % x 397,69 = 59,65 kW Listrik dari PLN
= (397,69 – 59,65) kW = 338,04 kW
Efisiensi (power faktor)
= 80 %
Power yang harus dibangkitkan oleh generator adalah : =
59,65 = 74,56 kW 0,8
4. Unit penyediaan bahan bakar a. Kebutuhan bahan bakar boiler
I-363
untuk kebutuhan bahan bakar boiler sebesar 1109,219 kg/jam Volume solar =
1109,219 = 1,387 m3/jam 800 = 33276,57 L / hari
Tenaga generator = 74,56 kW 1 kW = 81891,6982 Btu/hari Bahan bakar yang digunakan adalah fuel oil, dengan : Hv = 19000 Btu/hari = 800 kg/m3
ρ
kebutuhan bahan bakar
=
74,56 x81891,6982 = 19000 x800
= 401,7 Ib/hari
= 182,21 kg/hari
= 0,228 m3/hari
= 228 L / hari
Total kebutuhan bahan bakar
= (33276,57 + 228) L / hari = 33504,57 L / hari
Kebutuhan untuk alat transportasi diperkirakan sebesar 1000 L / hari, sehingga kebutuhan bahan bakar per hari sebesar 34504,57 L / hari
5. Tangki Bahan Bakar Fungsi : Menyimpan bahan bakar yyang akan digunakan pada proses Tipe
: Fixed roof
Bahan : HAS SA 240 Grade A Dasar perencanaan : Suhu
= 300C
Tekanan
= 14,7 psi
I-364
Waktu
= 30 hari
Volume bahan bakar = 34504,57 L / hari = 1218,51 ft3/hari
µ bahan bakar
= 0,0011 Ib/ft.dt
ρ liquida
= 54, 998 Ib/ft3
volume bahan bakar
= 1218,51 ft3/hari x 30 hari = 36555,32 ft3
Dianggap tangki terisi 80 % liquida, sehingga : Volume total 45694,15 ft3 d
36555,32 = 45694,15 ft 3 0,8 = ¼ π d2 x H (diambil H = 0,4 d) = 52,6 ft = 631,2 in
maka diperoleh : H
= 0,4 x d = 0,4 x 52,6 ft = 21,04
Menentukan tebal tangki : Pdesign
= 14,7 psi
Phidrostatik
= =
Pdesign
ρ liquida ( H − 1) 144 54,998(21,04 − 1 = 7,65 144
= Poperasi + Phidrostatik = [(14,7 + 7,65) − 14,7)] psig
I-365
= 7,65 psig Menentukan tebal silinder
ts =
Pixdi +C 2( fE − 0,6 Pi )
Dimana : F
= 15600
E
= 0,85
di
= 1176,852
C
= 1 /16
ts =
=
(7,65 x631,2 1 + 2(15600 x0,85 − 0,6 x7,65 16
3,91 4 ≈ in 16 16
Menentukan tebal tutup atas (conis) Tha
=
Pixdi +C 2( fE − 0,6 Pi ) cos1 / 2α
=
(7,65 x631,2) 1 + 0 16 2(15600 x0,85 − 0,6 x7,65) cos 60
6,83 7 ≈ in 16 16
Spesifikasi tangki bahan bakar Fungsi
: menyimpan bahan bakar yang akan digunakan pada proses
Tipe
: Fixed roof
Bahan
: HAS SA 240 Grade A
Jumlah
:1 buah
I-366
4. Unit Penyediaan Bahan Bakar a. Kebutuhan bahan bakar boiler Untuk kebutuhan bahan bakar boiler sebesar 1109,219 kg/jam fuel oil
=1109,219 = 1,387 m3/jam = 33276,57 L/hari
b. Kebutuhan bahan bakar generator Tenaga generator = 74,56 k
I-367
APPENDIKS E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI
1.
Metode Penafsiran Harga Penafsiran harga peralatan setiap tahun mengalami perubahan sesuai
dengan kondisi perekonomian yang ada.
Untuk penafsiran harga peralatan,
diperlukan indeks yang dapat dipergunakan untuk mengkonversi harga peralatan masa lalu sehingga diperoleh harga saat ini maka digunkan persamaan:
X = Ck ×
Ix Ik
(Peter and Timmerhaus hal 164)
Dimana: X = Tafsiran harga saat ini k
= Tafsiran harga pada tahun k
Ix = Indeks harga saat ini Ik = Indeks harga tahun k Sedangkan untuk menaksir harga alat yang sama dengan kapasitas yang berbeda digunakan persamaan sebagai berikut: n
V A = VB ×
CA CB
(Peter and Timmerhaus hal 169)
Dimana: VA = Harga A VB = Harga alat B CA = Kapasitas alat A
I-368
CB = Kapsitas alat B n
= Eksponen harga alat Harga alat dalam Pra Rencana Pabrik garam kemurnian tinggi didasarkan
pada harga alat yang terdapat pada peters and Timmerhaus dan Ulrich, G.D. Tabel 11.1 Indeks Harga Alat Pada Tahun Sebelum Evaluasi No
Yi
Xi
Xi2
Xi.Yi
1
1982
314
98596
622348
2
1983
317
100489
628611
3
1984
323
104329
640832
4
1985
325
105625
645125
5
1986
318
101124
631548
6
1987
324
104976
643788
7
1988
343
117649
681884
8
1989
355
126025
706095
9
1990
356
126736
708440
∑
17874
2975
985549
5908671
Sumber: Peters and Timmerhaus hal 163 =
(∑ Yi)(∑ Xi ) − (∑ Xi )(∑ Xi × Yi) n(∑ Xi ) − (∑ Xi )
=
(17874)(985549) − (2975)(5908671) = 1937,0781 2 9(985549 ) − (2975)
2
a
b
=
2
2
n(∑ Xi × Yi ) − (∑ Yi )(∑ Xi )
(
)
n ∑ Xi 2 − (∑ Xi )
2
I-369
=
9(5908671) − (17874 )(2975) = 0,1496 2 9(985549 ) − (2975)
Kenaikkan harga tiap tahun merupakan fungsi linier, tahun dan indeks harga tahun yang merupakan persamaan garis lurus, sehingga: Y = a + bX Dimana: a
= Konstanta
b
= Gradien
Y = Tahun X = Indeks harga Indeks harga tahun 2010 adalah: 2010
= 1937,0781 + 0,1496 . X
X
= 487,4459
2. Harga Peralatan Dengan menggunakan rumus-rumus pada metode penafsiran harga diadapatkan harga peralatan proses seperti tabel 10.2 dan peralatan utilitas pada tabel 10.3. Contoh perhitungan peralatan: Nama alat : Screw Conveyor Type
: Horisontal Screw Conveyor
Daya
: 2 Hp
Bahan kontruksi
: Carbon steel SA 135Grade B
I-370
Dari fig. 4-49 hal 310 Ulrich diperoleh: FBM
:1
Cp
: $ 7,800
CBM
: FBM × Cp = $ 7,800
Jadi harga pada tahun 2010 adalah: =
Indeks harga tahun 2010 × Harga tahun 1982 Indeks harga tahun 1982
=
487,4459 × $ 7,800 314
= $ 12108,5287 Tabel 11. 2 Harga Peralatan Proses
No
Nama Alat
Kode
Harga/Unit ($)
Jumlah
Harga Total
1
Buket elevator
12887,7165 1
12887,7165
2
Bin penampung
10090,4406 1
10090,44067
3
Mixer
112873,21 4
451492,84
4
Centrifugal pump
3259,9885 1
3259,9885
5
Sand filter
1053,4799 1
20539,4799
7
Kristalizer 1
1566,6857 1
156634,6857
8
Centrifuge 1
7140,9272 2
14281,8544
9
Screw conveyor
1210,5287 1
12108,5287
10
Centrifugal pump
3259,9885 1
3259,9885
11
Evaporator
2095,1912 1
2095,1912
12
Kristalizer 2
1566,6857 1
156634,6857
16
Centrifuge 2
7140,9272 1
7140,9272
17
Bin penampung
10090,4406 1
10090,4406
I-371
18
Screw conveyor
3259,9885 2
6519,977
19
Screw conveyor
3259,9885 1
3259,9885
20
Rotary Dryer
153529,9348 4
614119,7391
21
Heater udara
53401,716 1
53401,716
22
Cyclone
3103,198 1
3103,198
23
Screen
14126,617 2
28253,234
24
Buket elevator
12884,716 1
12884,716
25
Bin produk
10090,4406 1
10090,4406
26
Gudang bahan
46571,264 1
46571,264
27
Mesin pengemas
14747,567 1
14747,567
28
Gudang produk
46571,264 1
46571,264
Total
856754,472
3.Harga Peralatan Utilitas
Tabel 11. 3 Harga Peralatan Utilitas No
Nama Alat
Kode
Harga/Unit ($)
Jumlah
Harga total
1
Pompa air sungai
L-212
1552,375
2
3104,751
2
Bak sedimentasi
F-213
11642,816
6
69856,897
3
Pomba air sedimentasi
L-214
1552,375
6
9314,25
4
Bak skimer
F-215
21733,257
6
130399,54
5
Pompa air skimer
L-215
1552,375
6
9314,25
6
Tangki clarifer
H-210
89882,54
4
359530,161
7
Sand Filter
H-217
20539,48
4
82157,919
8
Bak air bersih
F-218
11642,816
6
69856,897
9
Pompa demineralizer
L-221
1552,375
4
6209,5
I-372
10
Kation echanger
D-220A
18938,981
4
75755,923
11
Anion exchanger
D-220B
18938,981
4
75755,923
12
Bak air lunak
F-222
20028,748
4
80114,994
13
Pompa air pendingin
L-224
1552,375
1
1552,375
14
Bak air pendingin
F-225
9314,253
2
18628,506
15
Pompa keperalatan
L-226
1552,375
4
6209,5
16
Cooling Tower
P-227
7451,402
4
29805,609
17
Pompa kondesat
L-223
1552,375
4
6209,5
18
Bak kondesat
F-231A
11642,816
4
46571,264
19
Pompa Deaerator
L-232
1552,375
4
6209,5
20
Deaerator
D-223
1707,613
4
6830,452
21
Bak umpan air Boiler
F-231B
10090,441
4
40361,762
22
Pompa Boiler
L-235
1552,375
4
6209,5
23
Pompa air proses
L-228
1552,375
2
3104,75
24
Pompa klorinasi
L-241
6597,596
2
13195,192
25
Bak klorinasi
F-240
3259,988
2
6519,977
26
Boiler
Q-230
150425,184
8
1203401,471
27
Pompa air sanitasi
L-242
1552,375
2
3104,75
28
Bak air sanitasi
F-241
6442,358
2
12884,716
Total
2382169,829
Harga Peralatan total = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas = $ 9487081,828 + $ 2382169,829 = $ 11869251,66 Asumsi: $1 = Rp.10.000,00
I-373
Dengan faktor keamanan (safety factor) sebesar 20%, maka: Harga peralatan total = 1,2 × 11869251,66 = $ 14243101,99 = Rp.142.431.019.900
4.Biaya Bahan Baku Garam rakyat Kebutuhan garam/jam
= 69444,44 kg/jam
Harga garam rakyat
= Rp. 500
Biaya garam rakyat
= 69444,44 kg/jam × 24 jam × 300 × Rp. 500 = Rp 249.999.984,000
5.Perhitungan Biaya Utilitas Tabel 11. 5 Harga Bahan Utilitas No
Bahan Baku
Hagra (Rp)
Kebutuhan/Hari
1
Bahan bakar
2
Listrik
750 338,04 KW
3
Air
500 35544784,54
Biaya 1 Thn (Rp)
6.000 33504,57 L/hari
201.027.420 253.530 127.944.589.400
Total
201.280.950
6.Harga Tanah Dan Bangunan Luas tanah
= 35007 m2
Luas bangunan pabrik
= 28007 m2
Harga tanah/m2
= Rp.100.000
Harga bangunan/m3
= Rp.150.000
Harga tanah dan bangunan
= (35007 × 100.000) + (28007 × 150.000)
I-374
= Rp.7.701.750.000
7.Gaji Pegawai Tabel 11. 6 Gaji Pegawai No
Jabatan
Jumlah
1
Dewan Komisaris
2
9.000.000
18.000.000
2
Direktur Utama
1
8.000.000
8.000.000
3
Litbang
1
5.000.000
5.000.000
4
Direktur Teknik & Produksi
1
7.000.000
7.000.000
5
Direktur Atministrasi & Keuangan
1
7.000.000
7.000.000
6
Kabag. Produksi
1
5.000.000
5.000.000
7
Kabag. Teknik
1
5.000.000
5.000.000
8
Kabag. Pemasaran
1
5.000.000
5.000.000
9
Kabag. Keuangan & Administrasi
1
5.000.000
5.000.000
10
Kabag. Umum
1
5.000.000
5.000.000
11
Kasie. Proses
1
2.000.000
2.000.000
12
Karyawan Proses
76
600.000
45.600.000
13
Kasie. Penyediaan & gudang
1
2.000.000
2.000.000
14
Karyawan Penyediaan & gudang
4
600.000
2.400.000
15
Kasie.
2.500.000
Pengendalian
Gaji/BlnRp
proses
&
1
2.500.000
Proses
&
2
600.000
Total (RP)
jaminan Mutu 16
Kary.
Pengendalian
1.200.000
jaminan mutu 17
Kasie. Utilitas
1
18
Karyawan Utilitas
4
I-375
2.000.000 600.000
2.000.000 1.200.000
19
Kasie. Pembelian
1
2.500.000
2.500.000
20
Karyawan Pembelian
2
1000.000
2.000.000
21
Kasie. Penjualan
1
2.000.000
2.000.000
22
Karyawan Penjualan
4
600.000
2.400.000
23
Kasie. Promosi & Periklanan
1
24
Kary. Promosi dan Periklanan
2
1000.000
2.000.000
25
Kasie. Riset & Marketing
1
2.500.000
2.500.000
26
Karyawan Riset & Marketing
2
600.000
1.200.000
27
Kasie. Keuangan & akuntansi
1
2.500.000
2.500.000
28
Karyawan Keuangan & akuntansi
2
600.000
29
Kasie. Humas
1
2.500.000
30
Karyawan Humas
2
600.000
31
Kasie. Pesonalia & SDM
1
2.500.000
32
Karyawan Personalia & SDM
1
600.000
33
Kasie. Keamanan & kebersihan
1
1000.000
1000.000
34
Kary. Keamanan & kebersihan
4
400.000
1.600.000
35
Kasie. Transportasi
1
2.000.000
2.500.000
36
Karyawan Transportasi
5
600.000
3.600.000
37
Total
Total gaji pegawai
2.000.000
2.000.000
1.200.000 2.500.000 1.200.000 2.500.000 600.000
164.700.000
= Rp. 164.700.000 × 12 = Rp.1.976.400.000
8. Pengemasan Pengemasan dilakukan tiap 250 gram dengan menggunakan kantong plastik.
I-376
Harga kantong plastik = Rp 25,00/ buah Kapasitas
= 69444,44 kg/jam = 499.999.968 kg/tahun = 49.999.996.680 gram/tahun
Jumlah kemasan/tahun = 49.999.996.680 gram/tahun 250 gram = 1.999.999.872 buah kantong plastik Biaya pengemasan dalam 1 tahun =Rp 25,00 x 1.999.999.872
= Rp 4.999.999.680 9. Harga Penjualan a.
Garam Produksi/tahun
= 499.999.968 kg/thn
Harga jual/kg
= Rp.1200
Total penjualan
= Rp.1200 x 499.999.968 = Rp.599.999.961.600
I-377
I-378
I-379
PERALATA N Al2 (SO4)318 H2O SISTEM + O2 + GAS
D220A
IMPURITIES
D223 BUI N
D220B H210
F231A
L231A
FLU E GA S
DRAI FLUE OIL N AND AIR
Q220
F221 H217
L232
F231B L235
F215 L212
L215 L228
F213 L214
SUNG AI
AIR PROSES
F218
P227
L221
L224
DRAI N
PERAL A TA N
F225
F241 F240
F233 L242
I-380
AIR SANITASI
L243
30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 No
F-149 P-148 F-147 J-142C H-146B H-146A J-142B E-145 J-142A F-141 H-140 H-131 L-131 G-125 E-124 L-126 X-130 J-122 H-121 V-120 L-118 L-117 H-116 L-115 M-114 F-113 J-112 F-111 X-110 L-123 Kode
Gudang Produk Mesin Pengemas Bin Storage NaCl Bucet Elevator Screen Cyclone Screw Conveyor Heater Udara Screw Conveyor Bin Storage NaCl Rotary Dryer Centrifuge Pompa Jet Ejector Barometer Condensor Pompa Crystaliser Screw Conveyor Centrifuge Evaporator Pompa Pompa Sand Filter Pompa Mixer Bin Storage NaCl Buket Elevator Gudang Bahan Crystalizer Pompa Nama Alat
I-381
Water proses
11 10
B
Cooling Tower Water
9
Steam
8
Steam Condensat
7
Bin
6
Cooling Tower Water Retum
5
Solid Flow
4
Gas flow
3
Liquid Flow
2
Nomor Aliran
1
Temperatur
No
Symbol
Keterangan
I-382
WP CTW S
2 F-113 104,9 9
F-111 1 30
G-126 TC
TC 96 3
J-112
96 5
TC E-125 TC
M-116
X-110
TC
V-120 30 6 TC
M-114
30 8
M-122
X-130 17
L-117
100 10
L-115
11 30
L-121 H-146A
L-124
H-133 L-131
7 30 13
L-132 J-123
15
70 16
F-141
4
8-140
J-142A
12
70 14
TC
E-145
18
J-142B H-146B
F-147
G-144 H-143
P-148
19 J-142C
F-149
SC B CTWR
No
Komposisi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 2
NaCl CaSO4
541656,906 1956,351
-
541656,906 1956,351
5416,569 195,635
487491,215 1760,716
487491,215 1760,716
27038,246 2,906
460452,969 1757,81
-
3
MgSO4
11801,217
-
11801,217
1180,122
10621,195
10621,195
1,781
1766096,149
-
4 5
MgCl2 H2O
1199,054 39578,109
-
1199,054 1411736,088
119,905 141173,609
1079,149 12709,460
1079,149 12709,460
59,057 3477,718
35723,241 1267084,761
-
6 7
Kotoran Pelarut H2O (Uap)
34709,460 -
1371977,979 -
34709,460 -
34709,460 -
-
-
-
-
110167,753
I-383
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG FLOWSHEET PRA RENCANA PABRIK GARAM INDUSTRI DI SUSUN OLEH : DOSEN PEMBIMBING ROSALIA SALINA : 0305010015 POERWADI. MS
Ir. BAMBANG
NIRA TABUNI
Ir. TAUFIK ISKANDAR
: 0305010027
I-384
