View
503
Download
16
Embed Size (px)
Citation preview
PRA RENCANA PABRIK M95 DARI MINYAK JARAK DENGAN
PROSES TRANSTERIFIKASI
(KAPASITAS 900 TON / TAHUN)
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana
Teknik (Strata – 1)
Oleh :
Aquilio Doutel Conceicao (0305010001)
Yashinta Pamfilia Paul (0305010022)
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI
MALANG
2009
i
LEMBAR PERSETUJUAN
PRA RENCANA PABRIK M95 DARI MINYAK JARAK DENGAN PROSES
TRANSTERIFIKASI
(KAPASITAS 900 TON/TAHUN)
Diajukan Sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
( Strata – 1 )
Oleh
Aquilio Doutel Conceicao (0305010001)
Yashinta Pamfilia Paul (0305010022)
Menyetujui,
Dosen Dosen
Pembimbing I Pembimbing II
Bambang Ismuyanto, Ir. MS Zuhdi Ma’sum, ST.
Tgl. Tgl.
Mengetahui,
Dekan Ketua Program Studi
Fakultas Teknik Teknik Kimia
Nawir Rasidi, ST. MT. S.P. Abrina Anggraini,ST. MT.
Tgl. Tgl.
ii
LEMBAR PENGESAHAN
PRA RENCANA PABRIK M95 DARI MINYAK JARAK DENGAN PROSES
TRANSTERIFIKASI
(KAPASITAS 900 TON/TAHUN)
Oleh
Aquilio Doutel Conceicao (0305010001)
Yashinta Pamfilia Paul (0305010022)
Telah Dipertahankan Dihadapan Penguji Dan Telah Diterima Tim Penguji
Fakultas Teknik Universitas Tribhuwana Tunggadewi
Malang
Tim penguji :
1. Bambang Ismuyanto, Ir. MS :__________________________
2. Zuhdi Ma’sum, ST. :__________________________
3. Ir. Taufik Iskandar :__________________________
iii
LEMBAR PERYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :Nama : Aquilio Doutel Conceicao / Yasinta Pamfilia PaulNIM : 0305010001 / 0305010022Fakultas : TeknikProgram Studi : Teknik KimiaJudul Skripsi : pra rencana pabrik M95 dari minyak jarak dengan
proses transterifikasi (kapasitas 900 ton/tahun)
Merupakan karya tulis yang kami buat dan menurut pengamatan serta keyakinankami sendiri. Tugas ini tidak mengandung bagian skripsi atau karya tulis yang pernahditerbitkan atau ditulis oleh orang lain, kecuali kutipan referensi yang dimuat dalamskripsi ini.
Apabila ternyata dikemudian hari peryataan kami tidak benar, kami sanggup danbersedia menerima sangsi akademi apapun dari Universitas Tribhuwana TunggadewiMalang.
Malang, 07 Oktober 2009Yang membuat peryataan
Aquilio D. Conceicao / Yasinta P. Paul
Menyetujui;
Pembimbing I Pembimbing II
Bambang Ismuyanto, Ir. MS Zuhdi Ma’sum, ST.
Tgl. Tgl.
iv
KATA PENGANTAR
Hatiku memuliakan Tuhan dan hatiku bersukacita karna Allah Juru Selamatku,
sebab Dia telah melakukan perbuatan-perbutan yang besar kepadaku dan nama-Nya
adalah Kudus. Atas Berkat dan Uluran Tangan Kasih-Nya penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini yang berjudul: Pra Rencana Pabrik M95 Dari Minyak Jarak Dengan
Proses Transterifikasi (Kapasitas 900 Ton/thn)
Dalam pelaksanaan penelitian ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan dari
berbagai pihak. Oleh sebab itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada:
1. Bambang Ismuyanto,Ir.MS. Selaku Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan, arahan dan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Zuhdi Ma’sum,ST. Selaku Pembimbing II yang telah memberikan bingbingan
dan dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. S.P. Abrina Anggraini, ST,MT. Ketua program Studi Teknik Kimia.
4. Nawir Rasidi,ST.MT. selaku DEKAN fakultas teknik.
5. Kedua orang tua kami ( Aquilio & Yasinta), yang telah mendukung kami dalam
Do’a dan membantu kami baik materi maupun moril.
6. Kakak- Adik , K’ Fina,K’ Eja,K’ Ato,Dik Adou,Dik Tina (Aquilio) & K’ Deti,
K’ Tina, K’ Yos, Dik Emen, Adi Bubu, Ade Ariel.
7. Kekasih tercinta, Agostinha Maria Da silva (Aquilio) dan My lovely Apolinaris
Ruba (Yasinta)
8. Teman teknik kimia seangkatan ( Peter Pulang, Beni SO, Ati,Filipe) dan Jhones
Artsitek.
9. Dan semua pihak yang juga telah membantu kami dalam menyelesaikan skripsi
ini.
Penyusun menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam
menyusun laporan skripsi ini, oleh karena itu penyusun sangat mengharapkan kritik dan
saran yang bersifat positif dan membangun dari para pembaca.
v
Akhir kata, penyusun berharap laporan penelitian ini dapat bermanfaat bagi
rekan-rekan mahasiswa khususnya mahasiswa jurusan Teknik Kimia Universitas
Tribhuwana tunggadewi Malang.
Malang, Agustus 2009
Penulis
vi
ABSTRAKSI
PraRencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak ini rencananya akan di dirikan di
Sayung , Semarang, Ja,va Tengah dengan lahaa seluas 14.500 m2.
Proses yang digunakan adalah dengan transesteritikasi mitnyak dengan katalis basa,
adapun kriteria produksi adalah sebagai berikut :
Kapasitas : 900 Ton / Th
Waktu Operasi : 24 Jam Hari, 330 Hari / Th
Produk. : M95
Bahan Baku : Minyak Jarak
Bahan Pembantu : 2,2 Dimethoxypropane ( sebagai pereaksi )
Na0H ( sebagai katalis )
HCI ( sebagai penetral pH basa)
Ulitilitas : Air 6557,8219 Kg /Jam
Steam = 52,1108 Kg / Jam
Listrik = 100 kWh
Bahan Bakar = 60,2839 L / Hari
Struktur Organisasi : Bentuk = Perseroan Terbatas ( PT )
Sruktur = Ciaris dan Staff
Jumlah Tenaga Kerja = 172 Orang
Atudisa Ekonorni
TCI : Rp. 25.409.301.176,-
BEP : 53,4 %
POT : 3,3289 Tahun
IRR : 23,70 %
ROI BT : 31,4862 %
ROI AT : 22,0403 %
NPV : Rp. 27.381.428.118,- (positif)
vii
DAFTAR ISI
Lembar Persetujuan ......................................................................................... i
Lembar Pengesahan ......................................................................................... ii
Lembar Pernyataan .......................................................................................... iii
Kata Pengantar .................................................................................................................... iv
Lembar Persembahan .......................................................................................................... v
Abstraksi ...................................................................................................... vi
Daftar Isi .............................................................................................................................. vii
Daftar Tabel ..................................................................................................... ix
Daftar Gambar .......................................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... I-1
BAB II URAIAN PROSES ........................................................................... II-1
BAB IIINERACA MASSA ............................................................................ III-1
BAB IV NERACA PANAS ........................................................................... IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN .......................................................................................V-1
BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA ..............................................................VI-1
BAB VII INSTRUMFNTASI DAN KESELAMATAN KERJA .......................... VII-1
BAB VIII UTILITAS PABRIK ............................................................................... VIII-1
BAB IX LOKASI DAN TATA lETAK PABRRIK ..................................................... IX-1
BAb X STRUKTUR ORGANISAS1 PERUSAHAAN ..............................................X-1
BAB XI ANALISA EKONOMI ..............................................................................................................XI-1
BAB XII KESIMPULAN .......................................................................................... XII-1
Daftar Pustaka
viii
APPENDIKS
APPENDIKS A ................................................................................................. APP A-1
APPENDIKS B ................................................................................................. APP B-1
APPENDIKS C ................................................................................................. APP C-1
APPENDIKS D ................................................................................................. APP D-1
APPENDIKS E .................................................................................................. APP E-1
ix
DAFTAR TABEL
1.1 Komposisi gasoline .......................................................................................... 1-5
1.2 Data import dan eksport minyak mentah Indonesia ......................................... 1-8
1.3 Data produksi dan konsumsi minyak Indonesia ............................................... I-10
1.4 Perosentase pengolahan minyak mentah Indonesia .......................................... I-11
2.1 Perbandingan proses transesterifikasi ............................................................... II-2
3.1 Neraca massa pada mixer I ............................................................................... III-2
3.2 Neraca massa pada reactor I ............................................................................. III-3
3.3 Neraca massa pada decanter I ........................................................................... III-4
3.4 Neraca massa pada reactor II ............................................................................ III-5
3.5 Neraca masaa pada tangki asidulasi ................................................................. III-6
3.6 Neraca massa pada reactor II ............................................................................ III-7
3.7 Neraca massa pada reactor III .......................................................................... III-8
3.8 Neraca massa pada reactor III .......................................................................... III-9
3.9 Neraca massa pada kolom distilasi ................................................................... II-10
3.10 Neraca massa pada mixer II .............................................................................. III-11
4.1 Neraca panas pada reactor I .............................................................................. IV-1
4.2 Neraca panas pada reactor II ............................................................................ IV-2
4.3 Neraca penas pada reactor III ........................................................................... IV-3
4.4 Neraca panas pada kolom distilasi ................................................................... IV-4
4.5 Neraca panas pada cooler ................................................................................. IV-5
6.1 Perhitungan HV,HL, Cpl campuran feed ......................................................... VI-3
6.2 Data hasil kesetimbangan methanol-isopropylidene gliserol ........................... VI-5
6.3 Perhitungan beban ditilasi ................................................................................ VI-7
6.4 Perhitungan total T ........................................................................................... VI-11
6.5 Perhitungan Lw,How dan hl ............................................................................ VI-11
6.6 Perhitungan Ao ................................................................................................. VI-13
6.7 Data nozzle ....................................................................................................... VI-20
7.1 Instrumental peralatan pabrik ........................................................................... VII-4
7.2 Keselamatan kerja pada penrik M95 ................................................................ IX-10
x
9.1 Perincian luas daerah pabrik ............................................................................. X-14
10.1 Jadwal kerja karyawan pabrik .......................................................................... X-15
10.2 Jabatan dan tingkatan pendidikan tenaga kerja ............................................... X-19
10.3 Darfata gaji karyawan ....................................................................................... X-23
D.1 Total kebutuhan steam ...................................................................................... D-2
D-2 Total kebutuhan air pendingin .......................................................................... D-4
D-3 Total kebutuhan ait proses ................................................................................ D-5
D-4 Total kebutuhan air yang harus disuplay ......................................................... D-2
E.1 Index harga alat ................................................................................................ E-2
E.2 Harga peralatan proses ..................................................................................... E-4
E.3 Indeks harga utilitas ......................................................................................... E-5
E.4 Darftad gaji karyawan ...................................................................................... E-5
E-5 Cash flow untuk NPV ...................................................................................... E-17
E-6 IRR ................................................................................................................... E-17
xi
DAFTAR GAMBAR
9.1 Peta Indonesia ................................................................................................... 9-8
9.2 Peta jawa tengah ............................................................................................... 9-8
9.3 Peta satyung ...................................................................................................... 9-9
9.4 Master plot plan pra Rencana pabrik m95 ........................................................ 9-13
9.5 Tataletak alat pabrik m95 ................................................................................. E-16
E-1 Grafik gabungan antara indeks harga alat dengan tahun .................................. E-2
E-2 BEP ................................................................................................................... E-18
xii
LEMBAR PERSEMBAHAN
Persembahan
Segalah puji dan syukur kami haturkan kehadiratmu Tuhan, karma atas rahmat dan
kerkat-MU sehingga apa yang saya cita-citakan dan perjuangkan dapat saya raih……
Buat bapak dan mama yang tercinta…………
Tak ada syair yang lebih elok yang bisa kami tuliskan
Tak ada puisi yang lebih indah yang bias kuucapkan selain kata “ TRIMA KASIH” atas
semua pengorbanan, dan kasih saying yang sudah bapak dan mama berikan kepada
kami…………….
Buat kekasih kami tercinta Aris Ruba (Yasinta) dan Abatha (Aquilio), ma’kasih atas
dorongan yang kalian berikan, tanpa kalian disisi tidak mingkin ini semua bias kami
raih…..
Special to kakak dan adik kami berdua, k’ Ato, k’ Vina, k’ Eja,d’ Adou,d’ Atina dan
Anou (kel. Aquilio) dan k’ Deti, k’ Tina, k’ Yos, d’ Emen,d’Ady & Ariel,(kel. Yasinta)
ma’kasih atas dukungan dan do’a kalian…………..
Trima kasih tak terhingga buat teman-teman T-kimia angkatan 2003 dan adik-adik kos
Pink…semoga apa yang kita semua cita-citakan dapat terwujut…
Amin.
xiii
Special Persembahan
K’EJA ( Alm )
Kakakku ……………..Aku salut dan bangga padamu
Sebab kau adalah kebanggaan keluarga
Kakakku..Hidup ini bila terus diratapi akan terasa pahit
Perbanyak sabar, serta perdalam kesabaran
Niscaya makna hidup akan kita raih
Kakakku ………..Kau tinggalkan rumah dengan hati yang luka
Umpan dan makian mengiringi langkahmu
Cuman ibu sejatih yang merelakan anaknya
Pergi untuk selama-lamanya..
Kakakku………..Kau terlalu tertutup pada kami keluargamu sendiri
Seakan duka nestapa larut dalam diammu
Kakakku……..Dikehidupanmu yang baru kau tidak sendiri
Masih ada kami keluargamu yang selalu mendo’akan dan mengasihimu
Sebab kami belum mampu berbuat lebih
Jadilah kau kebanggan yang sejatih
Kakakku ….“ selamat jalan…………dan tidurlah dengan tenang”
“we love you”
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Ditengah krisis bahan bakar saat ini, bermuculan berbagai pemikirian
untuk mengembangkan sumber energi alternatif salah satunya adalah menciptakan
bahan baker bio-mass atau bahan baker dari tumbuhan menjadi salah satu bahan
baker alternatit untuk kendaraan bermotor.
Badan pengajian dan penerapan teknologi (BPPT) berharap presiden dapat
merealisasikan pengembangan bio-mass sebagai alternatif premium. Pasalnya
upaya ini dapat menghemat impor premium hingga 2,25 juta kilo liter sesuai US$
1,35 miliar dan impor methyl tertiary buthyl ether (MTBE) senilai US$ 23,14 juta.
Bio-mass yang biasa dipakai sebagai bahan bakar mobil atau kendaraan
adalah, bio-mass yang berupa gas atau cair. Sedangkan bi-mass yang berupa padat
atau bicket, hanya bisa dipakai untuk bahan bakar boiler atau pembangkit listrik
ukuran kecil. Jenis bahan bakar bio-mass untuk mobil ini, misalnya DNE ( Di-
Methyl Eter ), ethanol, atau kombinasi antara methanol dan DME, serta bio-
Diesel. Atau pencampuran antara beberapa bio-mass diatas, misalnya MTBE (
methyl Tertiary Butyl Ether ), ETBE ( Ethyl Tertiary Butyl Eter ), dan bio-diesel
fuel atau BDF.
1.2. Perkembangan Industri M95
Pertama kali methanol murni ditemukan oleh Sir. Robert Boyle pada tahun
1661 dari proses pemurnian kayu, yang belakangan dikenal “pyroxylic spirit”
pada tahun 1834, ahli kimia pracis J.B Dumas dan Eugene peligot membuat
komposisi factor dasarnya. Mereka memperkenalkan pada dunia methylene untuk
kimia organic, bentuk dari orang yunani yaitu methyl = anggur dan hyle = kayu.
Secara komersial, pertama kali methanol dihasilkan dalam jumlah yang
besar melalui proses destilasi kayu. Oleh karena itu, methanol sering disebut
sebagai alcohol kayu. Proses produksi methanol dari kayu hanya berlangsung
2
samapi dengan tahun 1923. selanjutnya methanol banyak dihasilkan dari proses
sintetik.
Pada tahun 1990, methanol banyak digunakan universitas Amerika dan
dikenalkan sebagai bahan tambahan gasoline atau MTBE (methyl – Tert – Buthyl
– Ether) campuran methanol denga bahan bakar baru dunia otomotif (M95).
Produksi methanol memegang peranan penting dalam memproduksi M95,
beberapa hal yang mendasari penggunaan M95 sebagai bahan bakar, yaitu :
1. mesin kendaraan dengan bahan bakar methanol akan sukar dihidupkan
dimusim dingin.
2. Mudah perawatannya.
3. Methanol adalah hasil bumi terutama dari batu bara atau didapatkan dari
bahan alami.
4. methanol mengadung racun sehingga kendaraan dirancang dengan
menambah bensin agar pembuatan methanol dapat dioperasikan.
1.3. Pengunaan M95
Kegunaan M95 antara lain:
Sebagai bahan bakar pengganti gasoline
1.4. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
1.4.1 Bahan Baku Utama
A. Minyak Jarak
Sifat fisik
1. Rumus Molekul :CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH
2. Calorific value : 9470 Kcal/kg
3. Flash point : 290oC
4. Density : 0,9181 g/ml
5. Viscosity : 50,80
Sifat Kimia
1. Minyak jarak pagar berwujud cairan bening berwarna kuning
2. Tidak menjadi keruh meski disimpan dalam waktu yang lama\
3
3. komposisi proksimat bungkil bebas minyak terdiri dari 12,9% serat
kasar dan bahan organic tak bernitrogen
B. 2,2-Dimethoxypropane
Sifat fisika
1. Rumus Kimia : C5H12O2
2. Berat Molar : 104 g/mol
3. Titik Lebur : (72-78)oC
4. Density : 1,066 g/ml
Sifat Kimia
1. Berbentuk liquid
2. Berwarna kuning
C. Gasoline
Sifat Fisika
1. Rumus kimia : C4H8
2. Berat molekul : 56 g/mol
Tabel 1.1 Komposisi Gasoline
Komposisi % Volume
Benzene 5
Toluene 35
Napthalene 1
Trimethylbenzene 7
MTBE 18
Lain-lain 10
Sifat Kimia
1. Dihasilkan dari proses destilasi langsung minyak mentah, reformasi,
alkalisasi, dan isometrisasi
2. Tersusun dari senyawa Hidrokarbon tak jenuh (olefin), hirokarbon
jenuh (paraffin) dan hidrokarbon siklik, aromatic.
3. Memiliki bilangan oktan tinggi.
4
D. Gliserol
Sifat Fisika
1. Rumus kimia : C3H8O3
2. Berat molekul : 92,09 g/mol
3. Density : 1,261 g/cm3
4. titik Lebur : 290°C
5. Titik didih : 18°C
6. Viscosity : 1,5 Pa.s
Sifat Kimia
1. Berbentuk liquid
2. Digunakan untuk sabun, kosmetik dan cream
E. Methanol
Sifat fisika
1. Rumus molekul : CH3OH
2. Berat Molekul : 32,037
3. Specific gavity / densitas : 791 g/cm
4. Viscositas : 0,55 cP pada 20°C
5. Titik didih : 64,7°C pada 760 mmHg
6. Titik Leleh : -98°C
Sifat Kimia
1. Bentuk : cair
2. Warna : tidak berwarna
A. Isopropylidine gliserol
Sifat fisika
1. Rumus molekul : C6H12O3
2. Berat molekul : 132, 16
3. Density : 4,56 g/cm
4. Titik lebur : (72-73)°C
Sifat Kimia
1. Berbentuk liquid
2. Berwarna kuning benig
5
1.4.2 Bahan Pembanta
A. Sodium Hidroksida
Sifat fisika
1. Rumus Kimia : NaOH
2. Berat molekul : 40 g/mol
3. density : 2,1 g/cm3
4. Titik Lebur : 1390°C
5. Titik didih : 323°C
Sifat Kimia
1. Berbentuk Padat
2. Berwarna putih
B. Hydrochloric acid
Sifat Fisika
1. Rumus kimia : HCl
2. Beratmolekul : 36.46 g/rnol
3. Density : 1.18 g/cm3
4. Titik lebur : -26
5. Titikdidih :110
Sifat kimia
1. Berbentuk liquid dan berbau tajam
2. Tidak herwarna atau bening kekuningan
1.4.3. Produk
A. M95
Sifat Fisika
1. Rumus kimia :C5H12O
2. Berat molar : 88,15 g/mol
3. Titik lebur : -109
4. Titikdidih :55,2
6
Sifat kimia
Secara kimiawi, M95 memiliki komponen methanol dan gasoline. Komposisi
dari M95 adalah methanol 95% volume dan gasoline 5% volume. Adapun
penambahan gasoline dilakukan untuk memenuhi kandungan butana yang tidak
dimiliki methanol dan berguna untuk membantu proses strarter mesin dan kondisi
dingin.
1.5. Perhitungan Kapasitas pabrik
Pada pembangunan suatu pabrik diperlukan perkiraan kapasitas pabrik
yang akan didirikan agar produk yang dihasilkan dapat memenuhi kebutuhan.
Khususnya didalam negeri dan juga memenuhi kebutuhan luar negeni. Perkiraan
kapasitas pabrik M95 ini dapat di tentukan menurut nilai konsumsi setiap tahun
dengan melihat perkembangn industri luar negeri
Dalam perencanaan pabrik bahan bakar M95. penentuan kapasitas
didasarkan pada data badan statistik tahun 2004 s.d 2008
Tabel 1.2 Data impor dan ekspor Minyak mentah indonesia
Tahun Impor
(barel/hari)
Kenaikanimpor
Ekspor(barel/hari)
KenaikanEkspor
2004 219,1 - 622,5
2005 326 48,79 599,2 -3,74
2006 327,7 0,5 639,9 6,79
2007 306,7 -6,41 433 -32,33
2008 330,1 7,63 412,7 -4,69
Total 50,51 -33,97
7
Dari tabel1.2 didapatkan % kenaikan rata-rata pertahun sebagai berikut:
% kenaikan import = 50,51 = 12,52 %4
% kenaikan eksport = -33,97 = -87,49%
4
Jadi untuk memperkirakan kapasitas produksi pabrik baru pada tahun 2013
dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
M1 + M2 + M3 = M +M5
Dimana:
M1 = Nilai Import pada tahun 2013
M2 = Nilai produksi pada tahun 2013
M3 = Kapasitas pabnik pada tahun 2013
M4 = Nilai Konsumsi pada tahun 2013
M5 = Nilai eksport pada tahun 2013
Dengan menggunakan tabel (1.2) diperoleh kenaikkan Impor dan ekspor
rata-rata pertahun adalah 12,52% dan -8,49%, maka perkiraan Impor dan ekspor
M95 pada tahun 2013 dapat dihitung dengan rumus:
M = P (1+i)”
Dimana:
M = jumlah yang diperkirakan
P = Nilai tahun terakhir
i = Kenaikan rata-rata
n = Selisih tahun (2013-2008)
8
Sehingga perkiraan Nilai Impor dan ekspor tahun 2013 sebesar:
Nilai Impor pada tahun 2013:
M1 = 330,1 (1+0,1252)5
= 595,3799 barel/hari
Nilai ekspor pada tahun 2013
M5 = 412,7 (1-0,0849)5
= 264,8361 barel/hari
Tabel 1.3 Data Produksi dan Konsumsi Minvak Indonesia
Tahun Produksi(barel/hari)
Kenaikan Konsumsi(barel/hari)
Kenaikan
2004 1272,5 - 996,4 -
2005 1214,2 -4,58 1026 2,97
2006 1125,4 -7,31 1075,4 4,81
2007 1139,6 1,26 1112,9 3,49
2008 1094,4 -3,97 1143,7 2,77
Total -14,59 14,04
Dari tabel 1.3 didapatkan % kenaikkan rata-rata pertahun sebagai berikut:
% Kenaikan Produksi = -14,59 = -3.65%
4
% Kenaikan Konsumsi= 14,04 = 3.5l%
4
Dengan rnenggunakan tahel (1.3) diperoleh kenaikan Produksi dan
Konsumsi rata-rata perahun adalah -3,65% dan 3,51%, maka perkiraan Produksi
dan Konsumsi M95 pada tahun 2013 dapat dihitung:
9
• Nilai Produksi pada tahun 2013
M2 = 1094,4 (1 - 0,0365)5
908,7296 baret/hari
• Nilai konsumsi pada tahun 2013
M5= 1143,7(1 +0,0351)5
= 1359,0 132 bareL/hari
Dan data diatas, kapasitas pabrik pada tahun 2013 dapat dihitung dengan
rumus:
M1+M,+M3= M4+M5
595,3799 + 264.8361 + M3= 908,7296 + 1359,0132
M3 = (908.7296 + 1359,0132) —(595.3799 +264,8361)
= 1407.5268 bareL/hari
= 162687,4 L/hari
= 153,4906 ton/hari x 335hari
1tahun
= 51.419,351 ton/th
Karena pemerintah pusat hanya mendapatkan 70% dan 100% minyak
mentah yang akan diproses. maka yang didapatkan pemerintah pusat adalah:
70% x 51.419351 ton/th = 35.993.5457 ton/th
10
Dari data diatas dapat ditentukan kapasitas pabnik baru M95 tahun 2013
adalah sebagai berikut:
Tabel 1.4 Prosentase pengolahan minyak mentah Indonesia
Jenis BBM dan peruntukkan Volume (%)
Minyak tanah rumah tangga 19,45%
Premium 24,73%
Minyak solar transportasi 20,65%
Minyak solar industri 19,49%
Minyak bakar industri 9,24%
Minyak diesel industri 1,75%
Minyak tanah industri 0,07%
Lain-lain 4,62%
Total 100%
Dari data diatas dapat ditentukan kapasitas pabrik baru M95 tahun 2013adalah sebagai berikut:
Kapasitas pabnik tahun 2013 = 24,73% x 35.993,5457 ton/th
= 8901.2039 ton /th
Dengan asumsi pabrik baru akan menggantikan 10% kebutuhan bahanbakar diperoleh kapasitas pabrik baru:
Kapasitas pabrik baru tahun 2013 =10% (890 1,2039)
=890.1204 ton/th
Sehingga Kapasitas pabnik baru tahun 2013 = 900 ton/th
11
BAB II
MACAM DAN URAIAN PROSES
1.1 Macam Proses
Proses untuk menghasilkan M95 dan minyak jarak terbagi rnenjadi dua
macam ditinjau dari jenis katalis yang digunakan dan kondisi operasinya. Kedua
macam jenis proses tersebut, antara lain:
1. Transesterifikasi dengan katalis basa
2. Transesterifikasi dengan katalis asani
2.2 Pemilihan Proses
1. Transesterifikasi dengan katalis basa Dalam proscs mi mernerlukan katalis
NaOH atau KOH dan temperatur (30- 60) dengan konversi reaksi 98%.
2. Transesterifikasi dengan katalis asam Dalam proses mi memerlukan
katalis HCl atau H2SO4 dan temperatur (30- 60) dengan konversi reaksi
94%.
Untuk mendapatkan proses terbaik dan optimum perlu menyeieksi macam-
macam proses yang ada. dengan cara niembuat perbandingan dan masingmasing
proses.
Dan uraian dan tabel 2.1 maka pra rencana pabrik bahan hakar M95 mi
dipilih proses sintetis M95 dan minvakjarak pada transesterifikasi dengan katalis
basa. I3eberapa pertimbangan yang melatarbelakangi pemilihan proses ini adalah:
1. Konversi reaksi lebih besar
2. Reaksi lebih cepat
12
Tabel 2.1 Perbandingan Proses Transesteriflkasi
Parameter Trasesterifikasi basa Transesterfikasi asam
Katalis NaOH HCl
Suhu reaksi (30-60)oC (30-60)oC
Produk Methanol 99,9% Methanol 99,9%
Konversi reaksi 98% 94%
Lama reaksi 2 Jam 4 Jam
13
2.3 Proses Flow Diagram
Minyak Jarak
NaOHMixer 1
Reaktor 1
Dekanter 1
Reaktor 2
Tangki asudilasi
Dekanter 2
Reaktor 3
Dekanter 3
Asam Lemak
KolomDistilasi
Mixer 2
M95
Sabun dan FFA
HCl
Dimethoxypropane
Isopropylidine glyserol
gasoline
14
Uraian Proses
Proses produksi M95 dan minyak jarak dengan poses transesterifikasi
terbagi meniadi 5 tahap, yaitu:
1. Tahap periakuan awal bahan baku
2. Tahap reaksi kirnia
3. Tahap Pernisahan
4. Tahap pemurnian
5. TahapM95
2.4.1. Tahap Perlakuan Awal Bahan Baku
Minyak jarak dan PT. Kirnia Farma Tbk. disimpan dalarn storage minyak
(F-10I). Penyimpanan ml juga berfungsi untuk mengendapkan kotoran yang
terikut dalarn ininyakjarak selama transportasi.
2.4.2. Tahap Reaksi Kimia
Sete!ah mendapatkan minyak jaraL minyak jarak tersebut dialirkan
kernixer I (M-103) untuk direaksikan dengan penambahan NaOH sebagni katalis.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai benikut:
C57H104O6 NaOH C57H103O6Na + H20
Output produk berupa sabun dan aquades. Sabun dan aquades tersebut
dialirkan kereaktor I (R-1 10). Dan terjadi reaksi sebagai berikut:
C57H104O6 C3H8O3 + C54H96O3
C57H103O6Na +H20O C57H104O6 + NaOH
FFA + NaOH Sabun + Air
15
Hasil keluaran berupa gliserol, asam lemak, trigliserida, NaOH, sabun dan
aquades. Kemudin hasilnya dialirkan kedekanter I (H-I 11) untuk memisahkan
asam lemak Trg!iserda yang tersisa dialirkan ke reactor 2 (R-120) untuk
direaksikan kembali menjadi gliserol dan asam lemak. Dengan reaksi sebagai
berikut:
C57H104O6 C3H8O3+ C54H96O3
Hasil dan reactor I (R-110) dan reactor 2 (R-120) kemudian dialirkan dalam
tangki asidulasi (M-130) untuk menetralkan katalis basa. Dan tangki asidulasi (M-
130) gliserol dan sisa asam lemak dialirkan kedekanter 2 (H-131) untuk
memisahkan sabun dan FFA. Dan decanter 2 (H-131) gliserol dialirkan dalam
reactor 3 (R-140) untuk direaksikan.dengan 2,2 dimethoxypropane, dengan reaksi
sebagai benikut: GAMBAR
Output yang keluar dan reactor 3 (R-140) berupa methanol dan
isopropylidine liserol.
2.4.3 Tahap Pemisahan
Methanol dan isopropylidine glycerol dialirkan kedekanter 3 (H-141)
untuk memisahkan isopropylidine gliserol dan methanol.
CH2OH CH3
CHOH +
CH2OH
C-(OCH3)2
CH3
O O + 2 CH3)2
CH3 CH3
CH2OH
H
Gliserol 2,2 Dimethoxypropane Isopropylidine Glycerol Methanol
16
2.4.4 Tahap Pemurnian Methanol
Dalam tahap terjadi proses pemurnian methanol dan komponen
impuritiesnya. Sehingga methanol dimasukkan dalam kolom distilasi (D-150).
Dan proses ini diperoleh methanol dengan kemurnian 99,9 % sebagai produk
distilan.
2.4.5 Tahap M95
Methanol yang dihasilkan dan kolom distilasi (D-150) dengan kemurnian
99,9 % dialirkan ke dalam mixer 2 (M-160) dan dicampur dengan gasoline
(bensin). Dengan reaksi kirnia sebagai berikut:
CH3OH + C4H8 C5H12O
Dengan komposisi 95 % volume methanol dan 5 % volume gasoline pada suhu
35oC. Selanjutnya produk M95 ini siap dipasarkan sebagai jenis bahan bakar baru
pengganti premium.
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 1 -
BAB III
NERACA MASSA
Basis Perhitungan :
Jumlah hari kerja = 330 hari / tahun
Jumlah jam operasi = 24 jam / hari
Kapasitas produksi = 111,9403 kg/jam
Berat molekul :
Berat Molekul:
C57H104O6 (Trigliserida) = 884
NaOH = 40
C57H103O6Na (Sabun) = 906
H2O = 18
C3H8O3 (Gliserol) = 92
C54H96O3 (Asam Lemak) = 792
C5H12O2 (Dimethoxypropane) = 104
C6H12O3 (Isopropylidene gliserol) = 132
C4H8 (Gasoline) = 56
M95 (C5H12O) = 88
FFA minyak jarak (rata2) = 264
NaCl = 58
HCl = 36
CH3OH (Methanol) = 32
Perhitungan neraca massa ditampilkan pada appendiks A
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 2 -
1. MIXER (M-103)
Fungsi : Untuk mereaksikan Trigliserida dengan natriumhidroksida
Reaksi yang terjadi :
C57H104O6 + NaOH C57H103O6Na + H2O
C57H104O6
2. REAKTOR I (R-110)
Fungsi : mereaksasikan trigliserida menjadi gliseroi dan asam lemak
Reaksi yang terjadi :
C57H104O6 C3H8O3 + C54H96O3
C57H103O6Na + H2O C57H104O6 + NaOH
FFA + NaOH Sabun + Air
STORAGE MIXERMinyak jarak
DEKANTER
Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Reaktor IMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Input dari mixer 1 : Output ke dekanter I :
C57H104O6 = 1420,8686 C57H104O6 = 131,5802
C57H103O6Na = 106,7012 C3H8O3 = 144,9184
H2O = 2,1006 C54H96O3 = 1247,5584
Unsaponificable = 23,3396 Sabun = 8,4270
FFA = 7,7798 FFA = 0,7779
NaOH = 3,6079
H2O = 23,3396
Total input = 1560,7898 Total output = 1560,7898
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 3 -
3. DEKANTER I (H-111)
Fungsi : memisahkan gliserol dari asam lemak.
REAKTOR II
REAKTOR IS
TANGKI ASAM LEMAK
Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Dekanter IMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Input dari reaktor 1 : Output ke dekanter I :
C57H104O6 = 131,5802 C57H104O6 = 131,5802
C3H8O3 = 144,9184 Sabun = 0,4214
C54H96O3 = 1247,5584 C3H8O3 = 144,9184
Sabun = 8,4270 C54H96O3 = 62,3779
FFA = 0,7779 FFA = 0,0187
NaOH = 3,6079 NaOH = 0,1804
H2O = 0,4770 H2O = 0,0239
Unsaponificable = 23,3396 Unsaponificable = 1,1669
Total = 340,6892
Output ke tangki asam lemak :
C54H96O3 = 1185,1804
Sabun = 8,0057
FFA = 0,7390
NaOH = 3,4275
Unsaponificable = 22,1726
Total = 1219,9785
Total input = 1560,7898 Total output = 1560,7898
4. REAKTOR II (R-120)
Fungsi : mereaksikan trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak
Reaksi yang terjadi :
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 4 -
DEKANTER I
TANGKI ASIDULASI
Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Reaktor IIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Input dari dekanter I : Output ke dekanter I :
C57H104O6 = 131,5802 C57H104O6 = 2,6316
Sabun = 0,4214 Sabun = 0,4214
C3H8O3 = 141,9184 C3H8O3 = 152,8949
C54H96O3 = 62,3779 C54H96O3 = 183,5693
FFA = 0,0187 FFA = 0,0187
NaOH = 0,1804 NaOH = 0,1804
H2O = 0,0239 H2O = 0,0239
Unsaponificable = 1,1669 Unsaponificable = 1,1669
Total input = 340,6892 Total output = 340,6892
5. TANGKI ASIDULASI (M-130)
Fungsi : untuk menetralkan sisa katalitas basa dan memisahkan sabun dengan
penambahan HCI.
TANGKI AIRASAM
DEKANTER II
REAKTOR II
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 5 -
Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Tangki AsidulasiMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Input dari REAKTOR II : Output to dekanter II :
C57H104O6 = 2,6316 C57H104O6 = 2,6316
Sabun = 0,4214 Sabun = 0,4214
C3H8O3 = 152,8949 C3H8O3 = 152,8949
C54H96O3 = 183,5693 C54H96O3 = 183,5693
FFA = 0,1804 FFA = 0,0187
NaOH = 0,1804 H2O = 0,0810
H2O = 0,0239 Unsaponificable = 1,1669
Unsaponificable = 1,1669 NaCl = 0,2610
Total = 340,6892
Input dari tangki air asam :
Larutan HCI = 0,451
Total input = 341,1786 Total output = 341,1786
6. DEKANTER II (H-131)
Fungsi : Memisahkan sabun AS lemak dan FFA dari gliserin input dari tangki
asidulasi
TANGKI SABUN
TANGKI ASDULASI
REAKTOR III
Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Dekanter IIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Input dari tangki asidulasi : Output ke tangki sabun :
C57H104O6 = 2,6316 C57H104O6 = 2,5000
Sabun = 0,4214 Sabun = 0,1933
C3H8O3 = 152,8949 C54H96O3 = 174,3908
C54H96O3 = 183,5693 FFA = 0,0178
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 6 -
FFA = 0,0187 NaCl = 0,2479
H2O = 0,0810 H2O = 0,0769
Unsaponificable = 1,1669 Unsaponificable = 1,1086
NaCl = 0,2610 Total = 178,8988
Output ke reaktor III :
C57H104O6 = 0,1316
C3H8O3 = 152,894
C54H96O3 = 9,1785
Sabun = 0,0102
FFA = 0,0009
NaCl = 0,0013
H2O = 0,0041
Unsaponificable = 0,0583
Total = 162,2798
Total input = 341,1786 Total output = 341,1786
7. REAKTOR II (R-140)
Fungsi : mereaksikan gliserol dan DMP menjadi methanol dan ISP.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
STORAGE2,2 DMP
DEKANTER III
DEKANTER II
Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Reaktor IIIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Input dari dekanter II : Output ke dekanter II :
C57H104O6 = 0,1316 CH3OH = 106,4472
C3H8O3 = 152,894 C6H12O3 = 214,9884
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 7 -
C54H96O3 = 9,1785 C57H104O6 = 0,1316
Sabun = 0,0102 C3H8O3 = 1,0579
FFA = 0,0009 C54H96O3 = 9,1785
NaCl = 0,0013 Sabun = 0,0102
H2O = 0,0041 H2O = 0,0041
Unsaponificable = 0,0583 NaCl = 0,0013
Total = 162,2798 Unsaponificable = 0,0583
Input dari storage 2,2 DMP : FFA = 0,0009
2,2 DMP = 169,3848
Total input = 341,1786 Total output = 341,1786
8. DEKANDER III (H-141)
Fungsi : memisahkan gliserol dan asam lemak dari methanol
KOLOM DESTILASI
REAKTOR III
TANGKI ISP & ASAMLEMAK
Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Dekanter IIIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Input dari reaktor III: Output ke kolom destilasi :
CH3OH = 106,4472 CH3OH = 106,4472
C6H12O3 = 214,9884 C6H12O3 = 214,9884
C57H104O6 = 0,1316 Total = 321,4356
C3H8O3 = 0,0579 Output ke tangki isp & asam lemak :
C54H96O3 = 9,1785 C3H8O3 = 1,0579
Sabun = 0,0102 C57H104O6 = 0,1316
H2O = 0,0041 C54H96O3 = 9,1785
NaCl = 0,0013 Sabun = 0,0102
Unsaponificable = 0,0583 NaCl = 0,0013
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 8 -
FFA = 0,0009 FFA = 0,0009
H2O = 0,0041
Unsaponificable = 0,0583
Total = 10,229
Total input = 331,6646 Total output = 331,6646
9. KOLOM DISTILASI (D-150)
Fungsi : Memisahkan Isp dari methanol
DEKANTER III
Mixer II
Tabel 3.9 Neraca Massa Pada Kolom DistilasiMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Input dari dekanter IV: Output ke mixer II :
CH3OH = 106,4472 CH3OH = 106,4472
C6H12O3 = 214,9884 C6H12O3 = 214,9884
Total = 321,4356
Output ke pengolahan limbah :
CH3OH = 5,3224
C6H12O3 = 209,6660
Total = 214,9884
Total input = 321,4356 Total output = 321,4356
10. MIXER II (M-160)
Fungsi: Untuk mencampur Methanol dengan Gasoline
Reaksi yang terjadi:
CH3OH + C4H8 C5H12O
Bab III
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 9 -
CH3OH C4H8
Ke STORAGE M95
Tabel 3.10 Neraca Massa Pada Mixer IIMassa masuk (kg/jam) Massa keluar (kg/jam)
Dari kolom destilasi:
CH3OH = 101,1248
C6H12O3 = 5,3224
Total = 106,4472
Dari storage Gasoline:
C4H8 = 5,4931
Output ke dtorage M95:
C5H12O = 111,9405
Total input = 111,9403 Total output = 111,9403
IV-1
BAB IV
NERACA PANAS
Suhu referensi = 250 C
Basis perhitungan : ∆H = kkal/jam
Cp = kkal/kg. 0 C
T = 0 C
1. REAKTOR I ( R-110 )
Fungsi : mereaksikan minyak jarak dengan natriummetoksida menjadi metil ester
T2 = 30 0 C ∆H2
Qloss
Qloss
∆H1
T1= 30 0 C ∆H3
T3= 30 0 C
Q steam
∆HR
IV-1
IV-2
Overall heat balance :
∆H1 = ∆H1 + ∆H2 + Q = ∆H3 + Qloss
∆H1 = panas yang dibawa minyak jarak
∆H2 = panas yang dibawa katalis (NaOH )
∆H3 = panas output produk
∆HR = panas reaksi
Q = panas yang diberikan steam
Q loss = heat loss
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
∆H1 = 74225,78468
∆H2 = 15492,45821
∆HR = 12205,98364
Q = 539249,5801
∆H3 = 614211,3276
Q loss = 26962,4790
Total =641173,8066 kkal/jam Total 641173,8066 kkal/jam
IV-3
2. REAKTOR II ( R-120 )
Fungsi : mereaksikan sisa trigliserida
T2 = 30 0 C ∆H2
Qloss
Qloss
∆H1
T1= 60 0 C ∆H3
T3= 60 0 C
Q steam
Overall heat balance :
∆H1 = ∆H1 + ∆H2 + Q = ∆H3 + Qloss
∆H1 = panas yang dibawa minyak jarak
∆H2 = panas yang dibawa katalis (NaOH )
∆H3 = panas output produk
∆HR = panas reaksi
Q = panas yang diberikan steam
Q loss = heat loss
∆HR
IV-4
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
∆H1 = 497597,1486
∆H2 = 5768,719677
∆HR = 311,1875
Q = 2225638,5949
∆H3 = 715183,7209
Q loss = 11131,92975
Total = 726315,6507 kkal/jam Total 726315,6507 kkal/jam
3. WASHING COLUMN ( D-210 )
Fungsi : menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan
penambahan HCl
Qloss
∆H1 = 70 0C ∆H3 = 240 0C
∆H4 = 60 0C
∆H2 = 60 0C
∆H1 = panas input air pencuci
∆H2 = panas feed ( crude metil ester)
∆H3 = panas output campuran ( crude metil ester + air pencuci )
∆H4 = panas yang diserap air pencuci
Q loss = heat loss
∆HR
IV-5
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
∆H1 = 292045,8333
∆H3 = 0
∆H2 = 72125,03569
∆H4 = 74818,5059
Q loss = 145102,2917
Total = 292045,8334 Total = 292045,8334
4. EVAPORATOR (V-320)
Fungsi : memekatkan gliserin dengan memisahkan H2O dan CH3OH
Vapor V,T1,YV,HV
96,675 0C
50 0C
Feed FTF,XF,hF
Steam steam condensate STs,Hs TshsT = 110 0C 110 0C
Concentrated liquid LT1,XL,hL
TF = suhu fedd masuk = 500C
XF = fraksi massa feed
Ts = suhu steam = 1100C
Hs = entalpi steam
hs = entalpi setam kondensat
T1= suhu uap dan liquid terkondensasi = 96,675 0C
IV-6
yv = fraksi berat uap
Hv = entalpi uap
Overral heat balance :
F.HF + S. λ = L.HL + V.HV ( Geankoplis. Pers 8.4-7 hal 497 )
F.HF = panas yang dibutuhkan feed untuk memastikan suhunya dari 50 0C menjadi
96,675 0C
S. λ = panas yang diberikan steam
L.HL = panas steam yang diambil oleh liquid
V.HV = panas steam yang diambil oleh uap
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
F.HF = 346589,7671
S.λ = 3417963,0970
L.Hl = 0
V.Hv = 3071373,562
Total =3071373,562 Total =3071373,562
5. COOLER ( E-322)
∆H3
∆T3 = 30 0C
∆H1 ∆H2
∆T1 = 96,675 0C ∆T2 = 40 0C
∆H4
∆T4 = 50 0C
IV-7
∆H1 = panas yang dibawa gliserin masuk, = 96,675 0C
∆H2 = panas yang dibawa gliserin keluar, = 40 0C
∆H3 = panas yang dibawa air pendingin masuk, = 30 0C
∆H4 = panas yang dibawa air pendingin keluar, = 50 0C
Overall heat balance :
∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4
∆H1 = ∆H2 + Qc
Qc = panas yang diserap oleh air pendingin
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
∆H1 = 509423,6404
∆H3 = 118654,8457
∆H2 = 34507,24245
∆H4 = 593571,2416
Total = 628078,4861 Total = 628078,4861
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
Seleksi, spesifikasi dan desain peralatanharus dilakukan terhadap tiap unit.
Operasi agar dapat melakukan proses yang telah ditetapkan dengan baik. Dasar
pemilihan, spesifikasi dan desain peralatan yang digunakan dalam pabrik M95ini
diuraikan di bawah ini.
1. STORAGE MINYAK JARAK (F-104)
Fungsi Untuk Menyimpan Minyak Jarak
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas minyak jarak
Volume liqiut
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Silinder tegak dengan tutup atas standart
dished dan tutup bawah datar.
2 buah
Kasrbon steel SA-240 grade M tipe 316
30 hari.
1555,9072 kg/ jam= 3430,29191b/ jam
57,3095 lb/ft¯³
359,33327 ft³
4489.166587 ft³
146, 625 in
147 in
248,71427 ft
3/16 in
3/16 in
38,77677 in
2. POMPA SENTRIFUGAL (L-102)
Fungsi Untuk mengalirkan minyak jarak dari storage
minyak jarak ke reactor
Tipe
Jumlah
Bahan kontruksi
Densitas minyak jarak
Input massa
Rate volumetrik
Power
Pompa sentrifugal
1 buah
Karbon steel
57,3095 lb/ ft¯³
1555,9702 kg/ jam = 3430,29190 lb/jam
3,5958 gal/min
10,48336 HP
3. MIXER (M-103)
Fungsi Untuk mengalirkan minyak jarak dari storage
minyak jarak ke reactor 1
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campur
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk
standar dished dan tutup bawah conical,
dilengkapi pengaduk
1 buah
Carbon steel
30 menit
1524,8508 kg/jam
51,90743 lb.ft¯³
32,31398 ft³
40,392475 ft³
3,11397 ft = 37,36759 in
38 in
5,46989 ft = 65,63868 in
3/6 in
3/16 in
0,52626 ft = 65,63868 in
3/16 in
Tinggi tutup bawah (hb)
Jenis impeller
Jumlah impeller
Diameter impeller (Da)
Lebar blade (W)
Panjang blade (L)
Kecepatan rotasi (N)
Power
0,89893 ft = 10,787108 in
Turbin dengan 6 flat blade
12 buah
1,03799 ft = 12,45588 in
0,20759 ft = 2,497118 in
0,25949 ft = 3,11397 in
1,25 rps (rotasi per detik)
0,014827 HP
4. POMPA SENTRIFUGAL (L-104)
Fungsi Untuk mengalirkan / memompa
trigliserida dan NaOH dari mixer I ke
reactor I
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Densitas NaOH
Input massa
Rate volumetrik
Power
Pompa sentrifugal
1 buah
Carbon steel
131,103 lb/ft¯³
4,6679 kg/jam = 10,29085 lb/jam
0,04719 gal/min
0,01496 HP
5. REAKTOR I (R-110)
Fungsi Untuk mmereaksikan minyak jarak
dengan larutan natrium metoksida.
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campur
Dimensi silinder :
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Bagian pengaduk :
Jenis impeller
Jumlah impeller
Diameter impeller (Di)
Lebar blade (W)
Panjang blade (L)
Kecepatan rotasi (N)
Power
silinder tegak dengan tutup atas standar
dished dan tutup bawah conical dengan
pengaduk dan coil pemanas.
1 buah
Carbon steel
60 menit
1560,7898 kg/jam = 3440,91719 lb/jam
57,03657143 lb/ft³
60,32826
56,10276 ft³/jam
46,61748 ³/jam
47 in
106,91984 in
3/16
3/16 in
9,53277 in
3/16
23,76599 in
Turbin with 4 flat blade
2 buah
1,90104 ft= 22,125 in
0,12674 ft = 1,520833 in
0,316840 ft = 3,80208 in
1,25 rps
0,5 HP
Bagian Nozzle :
Nozzle pemasukan minyak jarak
- Diameter dalam (di)
- Diameter luar (do)
- Schedule
- Luas (A)
Nozzle pemasukan larutan gliserin
- Diameter dalam (di)
- Diameter luar (do)
- Schedule
- Luas (A)
Nozzle pengeluaran produk
- Diameter dalam (di)
- Diameter luar (do)
- Schedule
- Luas (A)
Flage
- Bahan konstruksi
- Tensile strength minimum
- Allowable stress (f)
- Tebal flange
- Diameter dalam (Di)
Flange
- Diameter luar (Do)
Flange
- Type flange
Bolting
- Bahan konstruksi
- Tensile strength
0,824 in
1,050 in
40
0,00371 ft²
0,824 in
1,050 in
40
0,00371 ft²
0,824 in
1,050 in
40
0,000371 ft²
High alloy stell SA 240 grade O Type 405
60000 psia
15000 psia
1 in
30 in
32,9801 in
Ring flange loose type
HAS SA 193 grade B8 Type 315
Minimum
- Allowable stress (f)
- Ukuran baut
- Jumlah baut
- Bolting circle diameter
(C)
- Edge distance (E)
- Minimum radial (R)
Gasket
- Bahan konstruksi
- Gasket factor (m)
- Min design seating
stress (y)
- Tebal gasket
Penyangga
- Jenis
- Ukuran
- Berat
- Luas penyangga (b)
- Tinggi (h)
- Lebar penyangga (b)
- Jumlah penyangga
Base Plate
- Bahan
- Panjang (P)
- Lebar (L)
- Luas (A)
- Tebal (t)
- Ukuran baut
- Root area
- Bolt spacing min
75000 psia
15000 psia
1 ¹/8 in
9 buah
1 ³/8 in
15/8 in
13/8 in
Flat metal, jacketed, asbestos filled
3,75
9000 psia
3/16
1 beam
1x23/
8
5,7
1,64 in ²
3 in
2,33 in
4 buah
Beton
5 in
4 in
20 in²
1 in
½ in
0,126 in ²
1 ¼ in
- Min radial distance
- Edge distance
- Nut dimension
- max filled radius
lug
- lebar (L)
- Tebal (t)
- Tinggi (h)
Gusset
Lebar (L)
Tebal (t)
Tinggi (h)
Pondasi
- bahan
- Luas atas (A)
- Luas bawah (A)
- Tinggi pondasi (h)
13/16 in
5/8
7/8
¼
9,5
0,5785 in
11,157 in
7,5 in
7,5 in
10 in
Cemented sand and gravel
25 in
40x40 in
20x20 in
6. DEKANTER I (H-111)
Fungsi Untuk memisahkan asam lemak dari
gliserin
Tipe
Jumlah
Bahan kontruksi
Waktu tinggal
Input massa campuran
Massa gliserin
Massa asam lemak
Densitas campur
Densitas gliserin
Densitas asam lemak
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi dekanter (hl)
Tebal dekanter (ts)
Tebal tutup atas
Tinggi tutup atas
Horizontal dekanter
1 buah
Carbon steel
60 menit
1487,8715 kg/jam
1247.5584 kg/ jam
62,6779 kg/jam
917,3539044 kg/m³
1272,676254 kg/m³
886,0404301 kg/m³
57,15674 ft³
67.24322 ft³
2,38129 ft = 28,5748 in
29 in
5,16502 ft = 61,98024 in
3/16
3/16
0,403135 ft = 4,83762 in
7. STORAGE ASAM LEMAK (F-112)
Fungsi Untuk menyimpan produk As lemak
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campuran
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutu[ bawah (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Silinder tegak dengan tutup atas standard
dished dan tutup bawah conical
2 buah
Carbon steel
30 hari
62,3779 kg/jam
55,20114286 lb/ft³
1789,937463 ft³
2237,42183 ft³
9,42149 ft = 113,05791 in
10 in
27,16932 ft = 326,03184 in
5/16 in
½ in
1,591118 ft = 32,63699873 in
9/16 in
2,719749 ft= 32,63699873 in
8. POMPA SENTRIFUGAL (L-113)
Fungsi Untuk mengalirkan asam lemak dari
decanter I menuju reactor II
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Densitas campur
Viskositas campuran
Input massa
Pompa sentrifugal
1 buah
Carbon steel
55,72285714 lb/ft³
11,4844 cP
69001,45 kg/jam
Rate volumetrik
Power
339,67032 gal/min
0,0127 HP
9. REAKTOR II (R-120)
Fungsi Untuk mereaksikan trigliserida menjadi
gliserin dan As lemak
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campuran
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Jenis impeller
Jumlah impeller
Silinder tegak dengan tutup atas standard
dished dan tutup bawah conical, dengan
pengaduk dan jaket pemanas.
1 buah
Carbon steel
60 menit
340,6892 kg/jam
55,68514286 lb/ft³
13,45989 ft³
16,82487 ft³
2,325581 ft = 27,90694 in
28 in
3,84156 ft = 46,09872 in
3/16 in
3/16 in
0,39302 ft = 4,71627 in
3/16 in
0,61999 ft = 7,43988 in
Turbin dengan 6 flat blade
2 unit
10. POMPA SENTRIFUGAL (L-121)
Fungsi Untuk mengalirkan gliserin dan As lemak
dari reactor II menuju tangki asidulasi.
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Densitas campur
Viskositas campur
Input massa
Rate volumetrik
Power
Pompa sentrifugal
1 buah
Carbon steel
55,15084714 lb/ft³
7,2058 cP
144,9184 kg/jam
0,7161 gal/min
0,03363 HP
11. TANGKI ASIDULASI (M-130)
Fungsi Menetralkan sisa katalis basah dan
memisahkan sabun dengan penambahan
HCL
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campur
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Silinder tegak dengan tutup atas standard
dished dan tutup bawah conical,
dilengkapi pengaduk
1 buah
Carbon steel
15 menit
340,6892 kg/jam
78,90457143 lb/ft³
2,3746 ft³
2,96844 ft³
1,304337 ft = 15,652045 in
16 in
6,69529 ft =80,34358 in
3/16 in
3/16 in
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Impeller
Jumlah impeller
Diameter impeller (Da)
Lebar blade (W)
Panjang blade (L)
Kecepatan rotasi (N)
Power
0,2204329 ft = 2,64519 in
3/16 in
0,37653 ft = 4,51836 in
Turbin dengan 6 flat blade
3 buah
0,34765 ft = 4,51836 in
0,08696 ft = 1,04347 in
0,10869 ft = 1,304337 in
1,25 rps
2,22653 10-4HP
12. DEKANTER II (H-131)
Fungsi Untuk memisahkan sabu As dan FFA dari
gliserin input dari tangki asidulasi
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Massa campur
Mass FFA
Mass As lemak
Densitas campuran
Densitas FFA
Densitas As lemak
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Dekanter horizontal
1 buah
Carbon steel
60 menit
341,1786 kg/jam
0,0187 kg/jam
183,5693 kg/jam -3
891,980928 kg/m -3
1272,676254 kg/m-3
886,0404301 kg/m -3
13,47923 ft3
15,85792 ft3
2,08905 ft = 25,06861 in
26 in
Tinggi dekanter (hl)
Tebal dekanter (ts)
Tebal tutup atas
Tinggi tutup bawah
4,53115 ft = 54,3738 in
3/16 in
3/16 in
0,35305 ft = 4,2366 in
13. STORAGE SABUN (F-132)
Fungsi Untuk menyimpan FFA dan sabun
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campuran
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam ( di )
Diameter luar ( do )
Tinggi tangki ( hl )
Tebal tangki ( ts )
Tebal tutup atas ( tha )
Tinggi tutup atas ( ha)
Tebal tutup bawah ( thb )
Tinggi tutup bawah (hb)
Silinder tegak dengan tutup atas standard
dished dan tutup bawah conical
1 buah
Carbon steel
30 hari
0,0187 kg/jam
47,14914286 lb/ft3
0,628236 ft3
0,78529 ft3
0,83732 ft = 10,04784 in
48 in
1,497694 ft = 17,972328 in
3/16 in
3/16 in
0,67072 ft = 8,048625 in
3/16 in
1,14568 ft = 13,74815 in
14. POMPA SENTRIFUGAL (L-133)
Fungsi Untuk mengalirkan sabun FFA dari storage FFA
menuju ke reactor II
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Densitas FFA
Viskositas FFA
Input massa
Rate Volumetrik
Power
Pompa sentrifugal
1 buah
Carbon steel
47,08629 lb/ft3
0,55 cP
0,01875 kg/jam
1,092289 gal/min
9,5 . 10-3 HP
15. Storage DMP (F-134)
Fungsi Untuk menyimpan produk DMP
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas DMP
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (od)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Silinder tegak dengan tutup atas standart dished dan
tutup bawah conical
1 buah
Carbon Steel
30 hari
159,5297 kg/jam
67,00571 lb/ft3
3771,24643 ft3
2357,02902 ft3
12,07819 ft = 144,93828 in
145 in
23,64517 ft = 283,74204 in
5/16 in
5/16 in
2,041214 ft = 24,49457 in
5/16 in
3,48667 ft = 41,84008 in
16. POMPA SENTRIFUGAL (L-135)
Fungsi Untuk mengalirkan DMP dari storage DMP menuju
reactor III
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Densitas DMP
Viskositas DMP
Input massa
Rate Volumetrik
Power
Pompa sentrifugal
1 buah
Cast Iron
67,00571 lb/ft3
0,55 cP
159,5297kg/jam
0,65307 gal/menit
0,027935 HP
17. REAKTOR III (R-140)
Fungsi Untuk mereaksikan gliserin dan DMP menjadi
methanol
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campuran
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Silinder tegak dengan tutup atas standard dished
dan tutup bawah conical, dengan pengaduk dan
jaket pemanas.
1 buah
Carbon Steel
60 menit
162,2798 kg/jam
55,68514286 lb/ft3
6,411325 ft3
8,014156 ft3
1,81621 ft = 21,79454 in
22 in
9,3227889 ft = 111,87348 in
3/16 in
3/16 in
0,306939 ft = 3,683273 in
bawah Tebal tutup (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Jenis impeller
Jumlah impeller
Diameter impeller (Da)
Lebar blade (W)
Panjang blade (L)
Kecepatan rotasi (N)
Power
3/16 in
0,663254 ft = 7,95905 in
Turbin dengan 6 flat blade
2 unit
0,605403 ft = 7,26484 in
0,102918 ft = 1,235022 in
0,201801 ft = 2,421612 in
1,25 rps
0,00963 HP
18. DEKANTER III (H-141)
Fungsi Untuk memisahkan isopropyl dari
methanol
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Massa campuran
Massa methanol
Massa gliserin
Densitas campuran
Densitas gliserin
Densitas methanol
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi dekanter (hl)
Tebal dekanter (ts)
Tebal tutup atas
Tinggi tutup atas
Dekanter horizontal
1 buah
Carbon steel
10 menit
331,6646 kg/jam
106,4472 kg/jam
3,0579 kg/jam
189,7938876 kg/m3
1272,676254 kg/m3
886,0400301 kg/m3
10,26362 ft3
12,07485 ft3
1,907629 ft = 22,89155 in
23 in
0,32238 ft = 4,11564 in
3/16 in
3/16 in
0,32238 ft = 3,868673 in
19. STORAGE ISOPROPILIDINE (F-142)
Fungsi Menampung produk isopropilidine dan
tutup bawah conical
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campuran
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
2 buah
Carbon steel
30 hari
211,7181 kg/jam
55,20114286 lb/ft3
9269,03948 ft3
3797,03948 ft3
14,16 ft = 169,906 in
204 in
33,1752 ft = 398,14224 in
5/16 in
5/16 in
2,8642 ft = 34,37038 in
4,89244 ft = 58,70932 in
20. POMPA SENTRIFUGAL (L-143)
Fungsi Untuk mengalirkan isopropilidine dari
storage Isp ke kolom distilasi
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Densitas campuran
Viskositas campuran
Input massa
Rate volumetrik
Power
Pompa sentrifugal
1 buah
Cast Iron
79,53942857 lb/ft3
10,1438 cP
211,7181 kg/jam
0,730 gal/min
0,0845 HP
21. KOLOM DESTILASI (D-150)
Fungsi Untuk memisahkan methanol dari
isopropylidine gliserol
Tipe
Dimensi silinder :
Bahan konsrtuksi
Diameter dalam
Diameter luar
Tinggi shell
Tinggi kolom total
Tebal shell
Tinggi tutup atas dan bawah
Crown radius
Tebal tutup atas dan bawah
Dimensi tray :
Bahan konstruksi
Jumlah tray
Tray spacing
Susunan pitch
Dimensi downcomer :
Bahan konstruksi
Lebar (Wd)
Luas
Dimensi nozzle :
Diam nozzle feed
Diam nozzle top kolom
D nozzle refkuks kondesor
Diam nozzle uap reboiler
Diam nozzle botton kolom
Sieve tray
Carbon steel SA 135grade B
15,625 in
16 in
270 in = 22,5 ft
278,112 in
1/8 in
4,056 in
15,625 in
1/8 in
Carbon steel SA 135 grade B
18 tray
15 in
Segitiga
Carbon steel SA 135 grade B
1/18 in
1,33 ft2
1,5 in
2 in
1,5 in
0,5 in
1 in
Dimensi nozzle :
Diam nozzle feed
Diam nozzle top kolom
D nozzle refluks kondesor
Diam nozzle uap reboiler
Diam nozzle bottom kolom
Dimensi flange dan gasket :
Diameter flange
Tebal flange
Bahan konstruksi flange
Diameter gasket
Lebar gasket
Bahan konstruksi gasket
Dimensi baut :
Ukuran baut
Bolting minimal
Diameter bolt circle
Bahan konstruksi
Dimensi skirt support :
Tinggi
Tebal
Bahan konstruksi
Dimensi bearing plate :
Tipe
Diameter dalam
Tebal bearing plate
Tinggi gusset
Jumlah gusset
1,5 in
2 in
1,5 in
0,5 in
1 in
19,531 in
11/4 in
High alloy steel SA 336 grade F8 tipe 304
16,0625 in
1/16 in
Solid flat metal iron
3/4 in
10 buah
18,0310 in
High alloy steel SA 193 Grade B8 304
24 in
0,1875 in
High alloy steel SA 240 Grade M tipe 316
Eksternal bolting chair
16 in
1/16
12 in
8 buah
Tebal gusset
Tebal compression plate
Bahan konstruksi
Dimensi anchor bolt :
Panjang
diameter
Jumlah
Dimensi pondasi :
Kandungan air
Luas pondasi atas
Luas pondasi bawah
Bahan konstruksi
1/16 in
1/8 in
Carbon steel SA 135 Grade B
12 in
4 in
8 buah
6 US gal/94 lb sack cement
40 x 40 = 1600 in2
24 in
Cement sand and gravel
22. COOLER (E-151)
Fungsi Umtuk mendinginkan distilat dari kolom
destilasi
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Tipe HE
Shell
IDs = 10 in
n’ = 1
B = 24”
de = 1,23
1 = 12 ft
Shell and tube
1 buah
Carbon steel
1-4
Tube
1” OD BWG 16
id = 0,870”
PT = 1 1/4 ‘ angular system
a’ = 0,594 in2
a” = 0,26 18 ft2/ft
1N 624
1212121
B
C’= Pr – OD = 11/4 -1 = 1/
4 “
1 = 12 ft
Nt = 26
n = 4
23. STORAGE GOSOLINE (F-153)
Fungsi Untuk menyimpan produk Gosoline
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas campur
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Silinder tegak dengan tutup atas standard
dished dan tutup bawah conical.
1 buah
Carbon Steel
30 hari
5,4931 kg/jam
55,20114286 ft3
157,62482 ft3
197,03103 ft3
4,19 ft =50,29 in
51 in
21,50761 ft = 258,09132 in
5/16
1/2
1,4277 ft = 17,13238 in
9/16
1,295488 ft = 14,5145 in
24. POMPA SENTRIFUGAL (L-155)
Fungsi Untuk mengalirkan gasoline dari storage
gasoline menuju mixer II
Tipe
Jumlah
Pompa sentrifugal
1 buah
Bahan konstruksi
Densitas campuran
Viskositas campuran
Input massa
Rate volumetrik
Power
Cast Iron
79,53942857 lb/ft3
10,1438 cP
5,4931 kg/jam
0,0189 gal/menit
8,45 . 10-3 HP
25. KONDESOR (E-155)
Fungsi Untuk mendinginkan distilat dari kolom
destilasi
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Tipe HE
Shell
IDs = 10 in
n’ – 1
B = 24”
de = 1,23
1 = 12 ft
624
12121211
BN
C’ = PT – OD = 1 1/4 – 1 = 1/4 “
Shell and Tube
1 buah
Carbon Stell
1-4
Tube
1” OD BWG 16
id = 0,870”
PT = 1 1/4 “ angular system
a’ = 0,594 in2
" = 0,2618 ft2/ft
Nt = 26
N = 4
26. REBOILER (E-156)
Fungsi Untuk menguapkan methanol sari Isp
(bottom)
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Tipe HE
Shell and tube
1 buah
Carbon Steel
1-4
Shell Tube
IDs = 10 in
n’ = 1
B = 24”
de = 1.23
1 = 12 ft
N + 1 = 624
12x1212x
B
I
C’ = PT - OD = 1 ¼ - 1 = ¼”
1” OD BWG 16
id = 0.870”
PT = 1 ¼ “. angular system
a’ = 0,594 in2
a” = 0,2618 ft2/ft
1 = 12 ft
Nt = 26
n = 4
27 .REBOILER (E-156)
Fungsi Untuk menguapkan methanol dari Isp
(bottom)
Tipe
Jumlah
Bahan Konstruksi
Tipe HE
Shell and tube
1 buah
Carbon steel
1 - 4
Shell Tube
IDs = 8 in
n’ = 1
1” OD BWG 16
id = 0.870”
PT = 1 ¼ “.ANGULAR SISTEM
a’ = 0,594 in2
a” = 0,2618 ft2/ft
1 = 12 ft
Nt = 14
n = 4
28. MIXER II (M-160)
Fungsi Mencampur CH3OH dan C4H8
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas Campuran
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Jenis Impeller
Jumlah Impeller
Diameter impeller
Lebar blade (W)
Panjang blade (L)
Kecepatan rotasi (N)
Power
Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk
standar dished dan tutup bawah conical,
dilengkapi pengaduk
1 buah
Carbon Steel
30 menit
106,4472 kg/jam
51,90743 lb.ft-3
2,25578 ft3
2,81973 ft3
1,2818 ft = 15,3861 in
16 in
2,51009 ft = 30,12109 in
3/16 in
3/16 in
0,216688 ft = 2,60026 in
3/16 in
0.370133 ft = 4,44160 in
Turbin dengan 6 flat blade
2 buah
0,427393 ft = 5,12872 in
0,08547 ft = 1,02574 in
0,10685 ft = 1,282179 in
1,25rps (rotasi per detik)
0,000075 HP
29. POMPA SENTRIFUGAL (L-161)
Fungsi Untuk mengalirkan methanol dan gasoline
ke storage M95
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Densitas Campuran
Input massa
Rate Volumetrik
Power
Pompa sentrifugal
1 buah
Cast Iron
66,16971429 lb/ft-3
106,44772 kg/jam
0,4413 gal/min
7,14286.10-4 HP
30. STORAGE M95 (F-162)
Fungsi Untuk menyimpan produk M95
Tipe
Jumlah
Bahan konstruksi
Waktu tinggal
Input massa
Densitas Campuran
Volume liquid
Volume tangki
Diameter dalam (di)
Diameter luar (do)
Tinggi tangki (hl)
Tebal tangki (ts)
Tebal tutup atas (tha)
Tinggi tutup atas (ha)
Tebal tutup bawah (thb)
Tinggi tutup bawah (hb)
Sinder Tegak dengan tutup atas standard
dished dan tutup bawah conical
1 buah
Carbon Steel
30 hari
111,9403 kg/jam
80,08 ft3
2214,20374 ft3
2767,75467 ft3
12,74255 in = 152,91057 ft
154 in
24,94576 ft = 299,34918 in
5/16 in
5/16 in
2,15349 ft = 25,84189 in
5/16 in
3,67845 ft = 44,142 in
Bab VI -1-
BAB VI
PERANCANGAN ALAT UTAMA
Nama alat : Reaktor
Kode alat : R-1 10
Fungsi : Mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan As lemak
Dengan reaksi sebagai berikut :
C57H104O6 C3H803 C54H9603
C57H103O6Na +H2O C571410406 NaOH
FFA + NaOH Sabun + Air
Tipe : Mixed Flow Reaktor dengan tutup atas berbentuk standard dished
dan tutup bawah berbetuk conical dengan sudut puncak 120° dan
dilengkapi dengan pengaduk 6 blade dan jaket pemanas.
Dasar Perencanaan
Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah reaksi endoterm sehingga
reaktor dilengkapi dengan coil pemanas yang berfungsi untuk menjaga temperatur
operasi pada reaktor, yaitu pada suhu 60° C. Untuk mengontrol kondisi operasi,
maka perlu dipasang instrumentasi yang meliputi level indikator dan temperatur
control.
Perlengkapan : pengaduk , coil pemanas
Kondisi Operasi : temperatur = 60° C = 140 °F
tekanan = 1 atm
waktu operasi= 60 menit
Bab VI -2-
fase = liquid - liquid
camp = 57,03657143 lb/ft3
Direncanakan
- Bahan konstruksi : Carbon Steel. SA 135 grade B (f = 12750)
(Brownell & Young, App. D-1 hal 335)
- Jenis pengelasan : Single welded but joint (E = 0,85)
(Brownell & Young, App. D-1 hal 335)
- Faktor korosi : 1/16 in
- Bahan masuk : 1560,7898 kg/jam x 2,2046 = 3440,91719 lb/jam
6.1. Rancangan dimensi reaktor
a. Menentukan volume reactor
Bahan masuk : 3440,91719 lb/jam
campuran : 57,03657143 lb/ft3
Rate volumetrik :
campuran
asukmasabahanm
=
03657143,57
91719,344= 60,32826 ft3 / jam
Volume liquid : 60,32826 ft3/jam x 1 jam = 60,32826 ft3 / jam
Diasumsikan
volume ruang kosong = 20% vol. liquid
volume jaket dan pengaduk = 10% vol. liquid.
Volume ruang kosong = 20% x 60,32826 ft3 = 12,065652 ft3
Volume jaket dan pengaduk = 10% x 60,32826 ft3 = 6,032826 ft3
Jadi volume total = v. liquid + v ruang kosong + v (jaket dan pengaduk)
Bab VI -3-
= 60,32826 ft3 + 12,065652 ft3+ 6,032826 ft3
= 78,42674 ft3
6.2. Menentukan dimensi vessel
a. Menghitung diameter vessel
Diasumsikan Ls = 1,5 di
Vol. total = v. tutup bawah + v. silinder + v. tutup atas
Vol. total = 32
21
3
0847,0.4
.
24
.diLs
di
tg
di
78,42674 ft3 =4
.
6024
. 23 di
tg
di . (1,5 di) + 0,0847 di3
78,42674 ft3 = 0,0755 di3 + 1,1775 di3 + 0,0847 di3
78,42674 ft3 = 1,3377 di3
di = 3,88479 ft = 46,61748 in
b. Menghitung vol. liquid dalam shell (Vs)
V liquid dalam shell = v. liquid - v. tutup bawah
= 60,32826 -
21
3
24
.
tg
di
= 60,32826 -
6024
82333,3.3
tg
= 56,10276 ft3
c. Menghitung tinggi liquid dalam shell.
Vs =4
.di2.11s
56,10276 =4
14,3. (3,82333)2 . 11s 11,47501
Bab VI -4-
11s = 3,88913 ft = 46,66956 in
d. Menentukan P design (Pi).
P hidrostatik = 144
1H=
144
188913,332826,60
= 1,21039
P operasi = 1 atm = 14,7 psia
P design = P operasi + P hidrostatik
= (14,7 + 1,21039) psi
= 15,91039 psi
e. Menentukan tebal silinder (ts)
ts = PiEf
diPi
.6,0.2
.
+ C
= 91039,15.6,085,0.127502
87999,46.91039,15
+
161
Standardisasi do
do = di + 2 ts
= 46,87999 + 2 (3/16)
= 47,25499 in
Bab VI -5-
Dengan pendekatan ke atas diperoleh do = 46, dari tabel 5-7 Brownel & young
didapatkan harga:
do = 47
Icr = 3
r = 48
Menentukan harga di baru.
di = do - 2 ts
= 47 - 2 (3/16)
= 46,625 in = 3,80208 ft
Cek hubungan antara Ls dengan di.
Volume total =
21
3
24
.
tg
di+
4
. 2di. Ls + 0,0847 (di)3
78,42674 ft3 =
6024
80208,3.3
tg
+
4
80208,3.2
. Ls + (3,80208)3
78,42674 ft3 = 4,15166 + 11,34781 Ls + 4,65529
78,42674 ft3 = 8,80695 + 11,34781 Ls
11,34781 Ls = 69,61979
Ls = 6,13509 ft = 73,62108 in
80208,3
13509,6
di
Ls= 1,6136 > 1,5 (memenuhi)
Bab VI -6-
6.3. Menentukan dimensi tutup
a. Menentukan tebal tutup atas berbentuk standart dished
r = 48 in ( Brownell & Young label 5.7 hal. 89 )
icr = 3 in ( Brownell & Young tabel 5.6 hal. 89 )
sf= 1,5 in ( Brownell & Young tabel 5.6 hal. 88 )
tha = PiEf
Pidi
1,0.
885,0
+ C (Brownell & Young Pers 13.12 hal 256)
= 16
1
91039,15.1,085,0.12750
625,46.91039,15.885,0
= 0,06058 x 1616 + 1/16
= 163
16
9694,1 in
tinggi tutup atas (ha) (Brownel & Young hal 87)
a = di 2 =2
625,46= 23,3125 in = 1,94271 ft
AB = a – icr = (23,3125 – 3) = 20,3125 in = 1,69271 ft
BC = r – icr = ( 48 – 3) = 45 in = 3,75 ft
AC = 22ABBC = 22
3125,1245
Bab VI -7-
= 40,15473 in = 3,3462275 ft
b = r – AC = 48 – 40,15473 = 7,84527 in = 0,65377 ft
ha = tha + b + sf =
16
3+ 7,84527 + 1,5
b. Menentukan tebal tutup bawah
Tebal tutup bawah (thb) berbentuk conical dengan a = 120°
thb = 21cos..6,0.2
.
PiEf
diPi
+ C
= 16
1
60cos.91039,15.6,085,0.127502
625,46.91039,15
= 0,068509 x 16/16 + 1/16 in
=16
3
16
09615,2 in
Dan Brownell & Young, Label 5.6 hal 88 untuk ts 3/16 maka sf 1,5 – 2 diambil
harga sf– 1,5 in
tinggi tutup bawah (hb) :
b =
120.21
625,46.21
21
.21
tgtg
di
= 22,26599 in
hb = b + sf = 22,26599 + 1,5 = 23,76599 in
Bab VI -8-
Dari perhitungan diatas, maka diperoleh dimensi reaktor sebagai berikut :
do = 47 in tha = 3/16 in
di = 46,625 in ha = 9,53277 in
Ls = 73,62108 in is thb = 3/16 in
ts = 3/16 in hb = 23,76599 in
Tinggi reaktor (H) = Tinggi (tutup bawah + silinder + tutup atas)
= hb + Ls + ha
= 23,76599 + 73,62108 + 9,53277
= 106,91984in
= 8,90999 ft
6.4. Perhitungan pengaduk
Perencanaan pengaduk:
Jenis pengaduk = axial turbin 4 blades
Bahan impeller = High alloy steel SA 240 Grade M type 316
Bahan poros = Hot Roller SAE 1020
Dari G.G Brown hal 507, dan Geankoplis tabel 34.1 hal 144 diperoleh data-
data sebagai berikut:
Dt/Di = 0,3 - 0,5
Zi/Di = 0,75 - 1,3
ZI/Di = 0,25
W/Di = 0,10
Bab VI -9-
Dimana :
Dt = Diameter dalam dari silinder
Di = Diameter impeller
Zi = Tinggi impeller dari dasar tangki
Z1 = Tinggi liquid dalam silinder
W = Lebar baffle (daun) impeller
a. Menentukan diameter impeller
Di/Dt = 0,5
Di = Dt x 0,5
Di = (45,625 in) x 0,5 = 22,8125 in = 1,90104 ft
b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki
Zi/Di = 0,75
Zi = 0,75 x Di
Zi = 0,75 x ( 15,20833 in) = 11,40625 in = 0,95052 ft
c. Menentukan panjang impeller
L/Di = 0,25
L = 1/4 . Di
L = (0,25) x (15,20833 in) = 3,80208 in = 0,316840 ft
d. Menentukan lebar daun impeller
W/Di = 0,10
W = 0,10 . Di
W = (0,10) x ( 15,20833 in) = 1,520833 in = 0,12674 ft
Bab VI -10-
e. Menentukan tebal blades
J/Dt = 1/12
J = Dt/12
J = (45,625 in )/12 = 3,80208 in = 0,31684 ft
f. Menentukan Jumlah pengaduk
n =22xDi
Lls
n = 2
20833,152
314395,102
ftx
ft
n = 0,221 1 buah
6.4.1. Penghitungan daya pengaduk
P =xgc
xDixnx
550
53
Dimana :
P = daya pengaduk
= power number
= densitas bahan = 57,03657143 lb/ft3
bahan= 0,0362380508 lb/ft detik
Di = diameter impeller = 15,20833 in = 1,26736 ft
gc = 32,2 lb . ft/dt2. lbf
n : Putaran pengaduk, ditetapkan n = 75 rpm = 1,25 rps
menghitung NRe
NRe =
..2 nDi(Geankoplis, pens 3.4.1 hal 144)
Bab VI -11-
NRe =
0362380508,0
03657143,57.25,1.26736,12
= 3160,8371 > 2100 (aliran laminar)
Dan Mc Cabe II hal 47, diketahui aliran liquid adalah turbulen (NRe >
2100). Dari Geankoplis fig 3.4 - 4 hal 145 diperoleh Np = 1,5
P =
.1det/.21,32550
26736,125,1/036571431,575,1
550
..2
5335.5
bfftbx
ftrpsxxftbx
xgc
Din
6.4.2.Perhitungan Poros Pengaduk
a) Diameter Poros
T =16
.. 2DS(Hesse,pers 16-1 hal. 465)
Dimana :
T = Momen punter =N
H.63025(Hesse, hal 469)
H = Daya motor pada poros = 0,5 Hp
N = Putaran pengaduk = 75 rpm
Sehingga :
T =75
,5)(63025).(0= 420, 16667 1b in
Dari Hesse tabel 16-1 hal 467, untuk bahan Hot Rolled Steal SAE 020
mengandung karbon 20% dengan batas = 36000 lb / in2
S = maksimum design shering stress yang diijikan
S = 20% x ( 36000) 1 b / in2
= 7200 lb/in2
Bab VI -12-
Maka didapatkan diameter poros pengaduk (D):
Dp =31
16
xS
xT
Dp =
31
720014,3
16667,42016
x
x = 0,66737 in
b) Panjang Poros
Rumus : L = h+ 1 —Zi
Dimana :
L = panjang poros (ft)
h = tinggi silinder + tinggi tutup atas = 83,15385 in
1 = panjang poros diatas bejana tangki = 1 ft = 12 in
Zi= jarak impeller dari dasar tangki = 7,604165 in
Jadi panjang poros pengaduk
L = (83,15385 + 12) — 7,604165 = 87,54968 in
Kesimpulan :
Type = axial turbin 4 blades sudut 450 angle
Di : Diameter impeller = 15,20833 in
J : tebal blades = 3,80208 in
Zi : Tinggi impeller dari dasar bejana = 7,604165 in
n : Jumlah pengaduk = 1 buah
W : Lebar impeller = 1,90104 in
daya = 0,5 Hp
L : Panjang impeller = 3,80208 in
Bab VI -13-
Diameter poros = 0,66737 in
Panjang poros = 87,54968 in
6.5. Perhitungan Nozzle.
Perencanaan :
Nozzle pada tutup atas standard dishead
- Nozzle untuk pemasukan minyak jarak
- Nozzle untuk pemasukan larutan gliserin
Nozzle untuk silinder reactor
- Nozzle untuk pemasukan steam
- Nozzle untuk pengeluaran steam
Nozzle pada tutup bawah conical
- Nozzle untuk pengeluaran produk
Digunakan flange standard type Welding neck pada :
- Nozzle untuk pemasukan bahan baku utama
- Nozzle untuk pemasukan dan pengeluaran steam
- Nozzle untuk pengeluaran produk
Dasar perhitungan
a) Nozzle pemasukan minyak jarak
Bahan masuk = 1555,9702 kg/jam = 3430,291903 lb/jam
minyak jarak = 57,3095 lb/ft3
Rate Volumetrik =31b/ft57,3095
1b/jam33430,29190
= 59,85555 ft3/jam = 0,16627 ft3/detik
Bab VI -14-
Di opt = 3,9 (Q)045 ( ) 13,0
= 3,9 (0,16627) 0,45 . (57,3095)0,13 = 2,94442 in
Dad Geankoplis App A5 hal 892, maka dipilih pipa 3/4 in IFS Sch 40
dengan ukuran
Di = 0,824 in
D0 = 1,050 in
A = 0,00371 ft2
b) Nozzle pemasukan Larutan Gliserin
Bahan masuk = 144,9184 kg/jam = 319,487105 lb/jam
Na-Metoksida= 49,72 lb/ft3
Rate Volumetrik =72,49
319,487105= 6,42573 ft3/jam = 0,0178 ft3/det
Di opt = 3,9 (Q)0,45 ( )0,13
= 3,9 (0,0178) 0,45. (49,72) 0,13
= 1,05755 in
Dari Geankoplis App A5 hal 892,maka dipilih pipa 3/4 in IPS Sch 40
dengan ukuran :
Di = 0,824 in
Do = 1,050 in
A = 0,00371 ft2
c) Nozzle pemasukan dan pengeluaran steam pemanas
rate steam masuk = 40,6043 kg/jam = 86,516239 lb/jam
steam = 62,16 lb/ft3
Bab VI -15-
Rate volume =3/161,62
/5162391,86
ftb
jamb
= 1,44009 ft3/jam
= 0,0040002 ft3/det
Di opt = 3,9 (Q)0,45 )( 0,13
= 3,9 (0,000121)0,45 (62,16)0,13
= 0,556106 in
Dari Geankoplis App AS hal 892,maka dipilih pipa 81 in IPS sch 40
dengan ukuran :
Di = 0,269 in
D0 = 0,405 in
A = 0,00040 ft2
d) Nozzle pengeluaran produk
bahan keluar = 3440,91719 lb/jam
campuran = 57,03657143 lb/ft3
rate volumetric =31b/ft357,0365714
1b/j3440,91719= 60,320826 ft3/jam
= 0,16758 ft3/det
Di opt = 3,9 (Q)0,45 ( )0,13
= 3,9 (0,015975)0,45 (57,03657143)0,13
= 2,97578 in
Bab VI -16-
Dari Geankoplis App AS hal 892,maka dipilih pipa 3/4 IPS sch 40 dengan
ukuran :
Di = 0,824 in
D0 = 1,050 in
A = 0,00371 ft2
Nozzle untuk handhole
Lubang handhole dibuat berdasarkan standart yang ada yaitu : 6 in
Berdasarkan fig. 12.2 brownell & Young hal 221, didapatkan dimensi pipa
Ukuran pipa nominal (NPS) : 6 in
Diameter luar pipa : 11 in V
Ketebalan flange minimum (T) : 1 in
Diameter bagian lubang menonjol (R) : 8 1/4 in
Diameter hubungan pada titik pengelasan (K): 6,63 in
Diameter hubungan pada alas (E) : 7 9/16 in
Panjang (L) : 3 21 in
Diameter dalam flange (B) : 6,07 in
Jumlah lubang baut : 8 buah
Diameter baut : 7/8 in
Dari Brownell dan Young tabel 12.2 hal 221 diperoleh dimensi flange
untuk semua nozzle, dipilih flange standard type welding neck dengan
dimensi nozzle sbb:
Nozzle A = Nozzle pemasukan minyak jarak
B = Nozzle pemasukan larutan gliserin
Bab VI -17-
C = Nozzle pemasukan dan pengeluaran steam
D = Nozzle pengeluaran produk
NPS = Ukuran pipa nominal, in
A = Diameter luar flange, in
T = Ketebalan flange minimum, i
R = Diameter luar bagian yang menonjol, in
E = Diameter hubungan atas, in
K = Diameter hubungan pada titik pengelasan, in
L = Panjang julakan, in
B = Diameter dalam flange, in
Nozzel NPS A T R E K L B
A 43 3 8
72
1 1 1611 1 2
1 1,05 2 161 0,82
B 43 3 8
72
1 1 1611 1 2
1 1,05 2 161 0,82
C 21 3 2
116
7 1 83 1 16
13 0,84 1 87 0,62
D 43 3 8
72
1 1 1611 1 2
1 1,05 2 161 0,82
E 6 11 1 8 21 7 9/16 6,63 3 1/2 6,07
6.6 Perhitungan Coil Pemanas
Dasar perancangan :
Reaksi yang terjadi di dalam reactor adalah reaksi endoterm dan beroperasi
pada suhu 600 C = 140 0F
Kebutuhan steam = 40,6043 kg/jam
Steam masuk pada suhu 30 0C dan keluar pada suhu 60 0C
Tekanan operasi = 1 atm
Bab VI -18-
Digunakan coil pemanas berbentuk spiral dengan kontruksi High Alloy Steel
SA grade C tipe 347. (Brownell & Young, tabel 13.1 hal. 251)
Menentukan ATLMID
t1 = suhu bahan masuk = 300 C = 860 F
t2 = suhu bahan keluar = 600 C = 1400 F
TLMTD =
2
1
21
1t
tn
tt
=
140
861
140860
n
F
= 110,815 °F
Menentukan suhu kaloric :
tc = 21 (t1 + t2) = 2
1 (86 + 140)°F = 113 °F
Direncanakkan ukuran pipa
Dari Pery 6th table 6-42
Ukuran pipa = 2 in sch 40
Do = 2,375 in
Di = 2,067 in
A = 0,02330 ft2
Menghitung panjang pipa :
NRe =42,2
2
NL
Dimana N = 150 putaran / menit x 1 menit / 60 detik = 2,5 putaran perdetik
L = 1/3 diameter silinder = 1/3 x 3,80208 = 0,95052 ft
NRe =42.2
det22
det.8670005213966,0
68514286,555,295052,0xlb
lbik
putaran
ft
ftft
Bab VI -19-
= 99682,34188 > 2100
Dari thimmerhause hal 525, diketahui alirannya adalah turbulen (NRe > 2100)
Didapat Jh = 8
Dimana k = 0,066 = 0,00658 lb/ft.det = 23,688 lb/ft.det
Cp = 1,0512
Diketahui :
hio steam= 1450 Btu/h.ft2.°F
(hio = koefisien perpindahan panas dari pipa luar yang dikoreksi terhadap diameter
pipa dalam, Btu/h.fi2.°F)
Ho = jh
066,0
77028072,180512,1
80208,3
066,08
.
k
cp
di
k
Ho = 860,4597955
Uc =hohio
hohio
=
4597955,8601450
4597955,8601450
= 2116,338376
Rd diasumsikkan 0,004
Rd =cDDc
Dc
UUUU
UU 11
DU
1= Rd -
DU
1= 0,004 -
338376,2116
1= 0,003527485769
UD = 283,4880324
A = 79942,0893,1144880324,283
1891,142393
.
tU D
L = 30984,3402330,0
79942,0
a
A
Bab VI -20-
Jumlah lilitan coil
N =collD
L
.
jika d pengaduk < d coil < d bejana, maka :
d pengaduk = 0,95052 ft
d bejana = 3,80208
Dirancang d coil = 1 ft
Jumlah lilitan (n) =114,3
30984,34
=10,8267 = 11 buah
Do = 1,067 in, jarak antara coil = 1,5 in
Tinggi coil = (n — 1) x ( do + jarak antara coil) + do
= (11 — 1) x (1,067 + 1,5) + 1,067
= 36,34 in = 3,028333 ft
Tinggi tangki = 5,16207
Tinggi coil < tinggi tangki
6.7 Rancangan flange dan Bolting
Untuk mempermudah perbaikan dan perawatan tangki maka tutup tangki
dihubungkan dengan bagian shell secara flange dan bolting :
1. Gasket
Gambar Gasket dan Bolting
Bab VI -21-
Bahan konstruksi : asbestos filled stainless steel
Dari Brownell & Young gb.12.11 hal 228 diperoleh
gasket faktor : 3,75
minimum design seating stress : 9000 psia
perhitungan tebal gasket
1
.
mpy
mpy
di
do………………………………B&Y pers 12.2 hal 226
dimana
y = minimum design seating stress = 9000 psia
p = internal pressure = 14,7 psia
m = gasket faktor = 3,75
do = diameter luar gasket
di = diameter dalam gasket
175,37,149000
75,3.7,149000
di
do
= 1,0008
di gasket = 46 in
do gasket = 1,0008 x 46 = 46,0368 in
Lebar gasket minimum ( A) =2
460368,46
2
dido
= 0,0368 in
Diameter gasket minimum ( G ) = di + A
= 46 + 0,0368
= 46,0368 in
Bab VI -22-
2. Bolting
Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA 193 grade B8 type 304
Dari Brownell & Young Apendik D hal 344 didapat
tensile min : 75.000 psia
Allowable stress : 15000 psia
a. Perhitungan jumlah dan ukuran baut
- Beban gasket
Wm2 = Hy = yGb ... ………………B & Y pers 12.88 hal 240
Dimana
b = lebar efektif gasket
G = diameter rata-rata gasket = 46,0368 in
y = yield stress = 9000 psia
Dari Brownell & Young fig.12.12 hal 229
Lebar setting gasket bawah = bo = A / 2
= 0,0368 /2
= 0,0184 in
bo < 0,25 in sehingga b = bo
Sehingga didapatkan
Hy = Wm2 = ( ) x (0,006) x (46,0368) x (9000)1b/in2
Hy = 7805,99981 lb
- Beban baut agar tidak bocor (Hp) :
Hp = 2. .b.G.m.p (Brownell & Young, pers. 12.90 hal. 240)
Hp = 2 x ( ) x (0,006) x (46,0368) x (3,75) x (14,7)
Bab VI -23-
Hp = 95,62349 lb
- Beban karena tekanan dalam (H) :
H = /4.G2.p (Brownell & Young, pers. 12.89 hal. 240)
= ( /4) x (46,0368)2 x (14,7)]
= 24456,66576 lb
- Total berat beban pada kondisi operasi (Wm1) :
Wm1 = H + Hp (Brownell & Young, pers. 12.91 12(11.24)
= 24456,66576 + 95,62349 = 24552,28925 lb
Karena Wm1 > Wm2, maka yang mengontrol adalah Wm1.
b. Perhitungan lugs minimum bolting area
Am1 =fb
Wm1 (Brownell & Young, pers. 12.92 hal.240)
Am1 =15000
524552,2892
= 1,63682 in2 = 0,01137 ft2
c. Perhitungan Bolting Optimum
- Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal. 188, dicoba :
Ukuran taut = l in
Root area = 0,551 in2
Bolt spacing minimum (Bs) = 2 41 in
Minimum radial distance (R) = 1 83 in
Edge distance (E) = 1 85 in
- Jumlah bolting optimum =551,0
7421,41 rootarea
Am
Bab VI -24-
= 9,6063 9 buah
- Bolting circle diameter (C)
C = di shell + 2 (1,4159. g0 x R)
Dimana :
di shell = 45,625 in
go = tebal shell (ts) = 3/16 in
Sehingga bolting circle diameter (C) :
C = (45,625) + 2[(1,4159).(3/16 in).(1 3/8 in)]
= 46,35507 in
- Diameter luar flange :
OD = C+ 2E
= (46,35507 in) + (2 x 1 165 in)
OD = 48,98007 in = A
- Check lebar gasket :
Ab actual = jumlah bolt x root area
= 9 x 0,551 in
Ab actual = 4,74206 in2
- Lebar gasket minimum :
L = Ab aktual xGy
F
...2
= 4,74206 x0368,4690002
15000
L = 0,042 in < 0,05738 in(L< n maka lebar gasket memadai)
Bab VI -25-
d. Perhitungan Moment
- Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam)
W =
2
AbAm x fa (Brownell & Young, pers. 12.94 12(11.242)
=
2
74206,463682,1 x 15000
= 47841,6 lb
- Jarak radial dari beban gasket yang bereaksi terhadap bolt circle :
hG = 21 . (C - G)
= 21 . (46,35507 - 46,0368)
= 0,31827 in
- Moment flange (Ma) :
Ma = W.hG
= (47841,6 lb) x ( 0,31827 in)
= 15226,54603 lb/in
- Dalam kondisi operasi :
W = Wm1
= 47841,6 lb
- Gaya hidrostatik pada daerah dalam flange (HD) :
HD = 0,785.B2 .p (Brownell & Young, pers. 12.96 hal.243)
Dimana :
B = do shell reaktor = 46 in
p = tekanan operasi = 14,7 lb/in2
Bab VI -26-
Maka :
HD = (0,785) x (46 in)2 x (14,7 lb/in2) = 24417,582 lb
- Jarak: radial bolt circle pada aksi (hp) :
hD = 21 . (C - B) (Brownell & Young, pers. 12.100 ha1.243)
= 21 ( 46,35507 - 46)
= 0,35507 in
- Moment komponen (MD) :
MD = HD x hD (Brownell & Young, pers. 12.96 hal.242)
= ( 24417,582 lb) x (0,35507 in)
= 8669,95084 lb.in
- Perbedaan antara beban baut flange dengan gaya hidrostatik total (HG)
HG = W - H = Wm1 — H
HG = (47841,6 lb) — (24456,66576) = 23384,93424 lb
- Moment MG :
MG = HG x hG (Brownell & Young, pers. 12.98 haL 242)
= (23384,93424 lb) x (0,35507 in) = 8303,28860 lb.in
- Perbedaan antara gaya hidrostatik total dengan gaya hidrostatik dalam area
flange :
HT = H - HD (Brownell & Young, pers. 12.97 haL 242)
= (24456,66576) — ( 24417,582 lb) = 39,08376 lb
hT = 21 (hD + hG) (Brownell & Young, pers. 12.102 haL242)
= 21 (0,35507 in + 0,31827 in) = 0,33667 in
Bab VI -27-
- Moment komponen (MT) :
MT = HT x hT (Brownell & Young, pers. 12.97 hal.242)
= (39,08376 lb) x (0,33667 in) = 13,15833 lb.in
- Moment total pada keadaan operasi (Mo) :
Mo = MD+ MG + MT
= (8669,95084 lb.in + 8303,28860 lb.in + 13,15833) lb.in
= 16986,39777 lb.in
Karena Ma < Mo, maka Mmax = Mo = 16986,39777 lb.in
3. Perhitungan Tebal Flange
Gambar Sketsa flange
Dimana :
A= Diameter luar flange
T= Tebal minimal flange
R= Diameter luar Raised Face
E= Diameter Hub pada dasar
K= Diameter Hub pada titik pengelasan
L = Panjang Hub
B= Diameter dalam dari dinding pipa standard
Bab VI -28-
Dari Brownell & Young, persamaan 12.85 hal. 239 :
fT =Bt
MoY
.
.2
Sehingga didapatkan rurnus :
t =Bf
MY
k = A/B
Dimana :
A = diameter ',liar flange (32,9801 in)
B = diameter dalam flange (46 in)
f = stress yang diijinkan untuk bahan flange (15000 psia)
Maka :
k = A/B = (32,9801 ft)/(46 ft) = 0,716958
Dari Brownell & Young, fig. 12.22 hal 238, didapatkan :
Y = 20
M = 16986,39777 lb.in
Sehingga tebal flange :
t = inpsia
inb
4615000
.397771,1698620
t =690000
9554,339727= 0,72 in 1 in
Jadi digunakan tebal flange 1 in
Bab VI -29-
Kesimpulan Perancangan
1. Flange
Bahan konstruksi : High Alloy Steel. SA 240 Grade O Type 405
Tensile Strength minimum : 60000 psia
Allowable stress (f) : 15000 psia
Tebal flange : 1 in
Diameter dalam (Di) flange : 46 in
Diameter luar (Do) flange : 32,9801 in
Type flange
2. Bolting
Bahan konstruksi : High Alloy Steel SA 193 Grade B8 Type 315
Tensile Strength minimum : 75000 psia
Allowable stress (f) : 15000 psia
Ukuran baut : 1 81 in
Jumlah baut : 9 buah
Bolting circle diameter (C) : 46,35507 in
Edge distance (E) : 1 5/8 in
Minimum radial (R) : 1 3/8 in
3. Gasket
Bahan konstruksi : flat metal, jacketed, asbestos filled
Gasket factor (m) : 3,75
Min design seating stress (y) : 9000 psia
Tebal gasket : 3/16 in
Bab VI -30-
6.8. Perhitungan Sistem Penyangga
a. Berat Shell Reaktor
Ws =4
(do2 – di2) H.
dimana :
Ws : berat shell reaktor, lb
do : diameter luar shell = 46 in = 3,8 ft
di : diameter dalam shell = 46,25496 in = 3,85458 ft
H : tinggi shell reaktor (Ls) = 5,81220 ft = 69,7464 in
: densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3
(Perry, edisi 6 tabel 3-118 hal. 3-95)
Berat shell reaktor :
WS =
4
x)3,82 – 3,854582) x 5,81220 x 489
= 23638,19204 lb
= 10722,04753 kg
b. Berat tutup atas standar dished
Wd = A.t.
A = 6,28.1.h (Hesse, persamaan 17 - 36 hal. 92)
Dimana :
Wd = berat tutup atas reaktor, lb
A = luas tutup atas standard disved, ft2
t = tebal tutup atas (tha) = 3/16 = 0,1875 in
= densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3 (steal)
Bab VI -31-
L = Crown radius (r) = 46 in = (perry's, edisi tab. 3.18 hal 3-95)
h = tinggi tutup atas reaktor (ha) = 9,284125 in
luas tutup atas :
A = 6,28 x ( 46 in) x 9,284125 in
= 2681,99803 in2
= 18,62499 ft2
Berat tutup atas :
Wd = A.t.
= 18,62499 x
12
1875,0x489
= 142,30656 lb = 64,54883 kg
c. Berat tutup bawah conical
Wd = A.t.
A = 0,785 (D + m) 22 78,04 dmDh
(Hesse, persamaan 4-16 hal. 92)
Dimana :
Wd = berat tutup bawah reaktor, lb
A = luas tutup bawah canical, ft2
t = tebal tutup bawah (thb) = 3/16 in = 0,1875 in = 0,0156 ft
= densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3
D = diameter dalam silinder = 45,625 in = 3,80208 ft
h = tinggi tutup bawah reaktor (hb) = 23,28387 in = 1,94032 ft
m = flat spot diameter = 21 D = 2
1 .45,625 = 22,8125 in 1,90104 ft
Bab VI -32-
Luas tutup bawah :
A = 0.785 ( D + m) 22 78,04 dmDh
=
0.785(3,80208+1,90104) 22)80208,3.(78,090104,180208,380676,2.4
= 19,91383 ft2 = 2867,59177 in2
Berat tutup bawah
Wd = A.t.
= 19,91383 x0,0156 x 489
= 151,91066 lb
= 68,90516 kg
d. Berat larutan dalam reaktor
W1 = m.t
Dimana :
m = berat larutan dalam reaktor = 3280,161509 lb/jam
t = waktu tinggal dalam reaktor = 1 jam
maka :
W1 = (3280,161509 lb/ jam) x 1 jam
= 3280,161509 lb
= 1487 84846 kg
e. Berat poros pengaduk dalam reaktor
W = V.
V =4
.D2L
Bab VI -33-
Dimana :
WP = berat poros pengaduk dalam reaktor, lb
V = volume poros pengaduk, ft3
= densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3
D = diameter poros pengaduk = 0,66737 in = 0,05561 ft
L = panjang poros pengaduk = 83,42637 in = 6,95219 ft
Volume poros pengaduk :
V =
4
x (0,05561 ft)2 x 6,95219 = 0,01689 ft3
Berat poros pengaduk
WP = 0,01689 x 489
= 8,25921 lb = 3,74629 kg
f. Berat Impeller dalam reaktor
Wi = V.
V = 6 (p.l.t)
= Di/2
Dimana :
Wi = berat impeller dalam reaktor, lb
V = volume dari total blades, ft3
= densitas dari nahan konstruksi = 489/lb/ft3
P = panjang 1 kupingan blade, ft2
1 = lebar 1 kupingan blade = 1,90104 in 0,15842 ft
t = tebal 1 kupingan blade = 3,80208 in = 0,31684 ft
Bab VI -34-
Di = diameter pengaduk
P =2
Di=
2
26736,1= 0,63368 ft
V = 6 (0,63368 x 0,31684 x 0,10286)
= 0,12391 ft3
Berat impeller pengaduk
Wt = 0,12391 x 489
= 60,59199 lb
= 27,48392 kg
g. Berat Atttaehment (1b)
Berat attachment merupakan berat dari seluruh perlengkapan seperti
nozzle dan sebagian dari Brownell & Young, hal 157:
wa = 18% ws
dimana :
Wa = berat attachment, lb
Ws = berat shell raktor = 23638,19204 lb = 10722,04753 kg
Wa = 18% x 23638,19204 lb
= 4254,87547 lb
= 1929,96856 kg
h. Berat Jaket pemanas dalam reaktor
Wj =4
(Do2 – di2)G
Bab VI -35-
Dimana :
Wj = berat jaket, lb
Do = diameter luar pipa jaket pemanas = 32 in= 2,6667 ft
Di = diameter dalam pipa jaket pemanas = 31,625 in = 2,63542 ft
H = panjang jaket pemanas = 5,10251 ft
densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3
Wj =4
(1.66672 – 1,635422) 4,6771 . 489
= 288,71869 lb
= 130,95991 kg
i. Berat steam pemanas
W steam = m.t
Dimana
m = berat steam pemanas yang masuk jaket pemanas = 27,05375 lb/jam
t = waktu tinggal = 1 jam.
W steam = 27,05375 lb/jam x 1 jam
= 27,05375 lb
= 12,2715 kg.
j. Berat total penyangga.
Wt = WS + Wda + Wdb + W1+ WP+ WT + Wj + Wa + W steam
= 23638,19204 + 142,30656 + 151,91066 + 3280,161509 +
8,25921 + 60,59199 + 288,71869 + 4254,87457 + 27,05375
= 31852,15375 lb
= 14447,81842 kg
Bab VI -36-
Dengan faktor keamanan adalah 10 % , maka berat total atau beban
penyangga :
= (1,1)x ( 31852,15375) lb
= 35037,36913 lb
= 15892,60026 kg
6,9. rerhitungan Kolom Penyangga Reaktor (Leg)
Perencanaan :
Menggunakan 4 buah kolom penyangga (kaki penahan)
Jenis kolom yang digunakan : I beam
Dasar perhitungan :
a. Beban tiap kolom
Dari Brownell & Young, persamaan 10.76 hal. 197 :
P =
n
W
Dn
LHP
bc
w
.
.4
Dimana :
P = beban tiap kolom, lb
Pw = total beban permukaan karena angina
H = tinggi vessel dari pondasi, ft
L = jarak antara vessel dengan dasar pondasi, ft
Dbe = diameter anchor bolt circle, ft
n = jumlah support
W = berat total, lb
P = beban kompresi total maksimum untuk tiap leg, lb
Bab VI -37-
Reaktor diletakkan didalam ruangan, sehingga tidak dipengaruhi adanya
tekanan angin (beban tekanan angin tidak dikontrol).
Maka berlaku rurnus :
PW = 0
P =n
W
P =4
369131,35037 b= 8759,34228 1b
Direncanakan :
Jarak kolom penyangga dari tanah (L) = 3 ft
Tinggi reaktor (H) = 102,314395 in = 8,526 ft
Panjang penyangga = 21 (H+L)
= 21 (8,52619 + 3 )ft
= 5,76309 ft = 69,15719 in
b. Trial ukuran I beam
Trial ukuran I beam 3” ukuran 3 x 2 3/8 dengan pemasangan memakai
beban eksentrik (terhadap sumbu).
Dari Brownell & Young, App. G-3 hal. 355, didapatkan :
Nominal size = 3 in
Berat = 5,7 lb
Area of section (Ay) =1,64 in2
Dept of beam = 3 in
Width of flange (b) = 2,33
Axis (r) = 1,23
Bab VI -38-
Analisa terhadap sumbu Y-Y
Dengan :
L/r = (102,314395/1,23)
= 83,69501
Karena L/r antara 20 — 60 maka, digunakan fc aman = 15000 psia
fc =A
P
A =fc
P=
2/150001
342281,8759
inb
b
= 0,5839 in2 < 1,64 in2 (memadai)
karena A < A yang tersedia, berarti trial I beam sudah memadai.
Kesimpulan perancangan penyangga (leg) :
Ukuran I beam = 3 x 2 3/8 in
Berat = 5,7 lb
Jumlah penyangga = 4 buah
Peletakan beban dengan beban eksentrik.
6.10. Base Plate
Perencanaan :
Dibuat base plate dengan toleransi panjang adalah 5 % dan toleransi
lebar 20 %
Digunakan besi cor sebagai bahan konstruksi dan base plate.
Bab VI -39-
Dasa perhitungan
a. Luas base plate
Rumus :
Abp = luas base plate, in2
Dimana :
Abp = luas base plate,
P = beban dari tiap-tiap base plate = 8759,34228 1b
fbp = stress yang diterima oleh pondasi (bearing capacity yang terbuat
dari beton = 600 lb/in2)
Sehingga :
Abp =2/6001
3422,8759
inb
= 14,5989 in2
b. Panjang dan lebar base plate
Abp = px1
Dimana :
Abp = luas base plate
= 14,5989 in2
P = panjang base plate, in
= 2m + 0,95h
1 = lebar base plate, in
= 2n + 0,8b
Bab VI -40-
Diasumsikan m = n
B = 2,33 in
h = 3 in
Maka :
Abp = [2m + 0,95h] x [2n + 0,8b]
14,5989 = [2m + (0,95 x 3)] x [2n + (0,8 x 2,33)]
= (2m + 2,85) x (2m + 1,864)
14,5989 = 4m2 + 9,428 m + 5,3124
0 = 4m2+ 9,428 + 9,2865
Dengan menggunakan rumus abc, didapatkan :
m1 = 0,7006
m2 = -1,6564
diambil = 0,7006
sehingga :
Panjang base plate (p) = 2m + 0,95h
= 2.(0,7006) + (0,95 x 3)
= 4,2512 in 5 in
Lebar base plate (1) = 2n + 0,8b
= 2.(0,7006) + (0,8 x 2,33)
= 3,2652 in = 4 in
Dari perhitungan didapatkan panjang base plate 5 in dan lebar base plate 4 in,
maka ditetapkan ukuran base plate yang digunakan adalah 5 x 4 in dengan luas
(A) 20 in2.
Bab VI -41-
c. Peninjauan terhadap bearing capacity
F =A
P
Dengan :
- f = bearing capacity, lb/in2
- p = beban tiap kolom = 8759,34228 lb
- A = luas base plate = 20 in2
Maka :
f =A
P
= 8759,34228
= 437,96711 lb/in2 < 600 lb/in2
Karena f < fbp , maka dimensi base plate sudah memenuhi
d. Peninjauan terhadap harga m dan n
Panjang base plate (p)
P = 2m + 0,95
5 = 2m + (0,95 x 3)
5 = 2m + 2,85
2,15 = 2m
m = 1,075
Lebar base plate (1)
1 = 2n+ 0,8 b
4 = 2n + (0,8 x 2,33)
4 = 2n + 1,864
Bab VI -42-
2n = 2,136
n = 1,068
Karena harga m > n, maka tebal base plate dihitung berdasarkan harga m.
e. Tebal base plate
t = 2..00015,0 mp
Dengan :
t = tebal base plate, in
p = actual unit pressure yang terjadi pada base plate = 445,41 psi
m = 1,075 in
Tebal base plate
T = 2
075,141,44500015,0
= 0,2097 in = 1 in
f. Ukuran Baut
Beban tiap baut :
Pbaut =bautn
P
=4
34224,8759= 2189,83557 1b
Abaut =baut
baut
f
P
Dimana fbaut = stress tiap baut max = 12000
Abaut =000.12
2189,83557
= 0,18249 in2
Bab VI -43-
Abaut =4
.db2
0,18249 in2 = 0,785 db2
db = 0,48215 in
Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal. 188 diperoleh ukuran baut 1/2 in
dengan dimensi baut sebagai berikut :
Ukuran baut : 1/2 in
Root area : 0,126 in2
Bolt spacing min : 1 41 in
Min radial distance : 1 163 in
Edge distance : 85 in
Nut dimension : 87 in
Max filled radius : 41 in
6.11. Perhitungan Lug dan Gusset
Perencanaan :
- Digunakan 2 buah plate horisontal (untuk lug) dan 2 buah plate vertikal
(untuk gusset).
Dasar Perhitungan :
Dari gambar 10.6, hal 191, Brownell diperoleh :
a. Lebar Lug
A = lebar lug = ukuran baut + 9 in
= 1/2 + 9 in
= 9,5 in
Bab VI -44-
B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in
= 1/2 + 8 in
= 8,5 in
b. Lebar Gusset
L = lebar gusset = 2 (lebar kolom – 0,5 x ukuran baut)
= 2 (4 - 0,5 x 1/2)
= 7,5 in
Lebar lug atas = a = 0,5 (L + ukuran baut) (Brownell & Young Hal 193)
= 0,5 (7,5 + 1/2)
= 4 in
Perbandingan tebal base plate =L
B
=5,7
5,8= 1,1333 =1,2
Dari table 10.6,hal 192, Brownell didapat 1 , = 0,350
e = 0,5 x nut dimension
= 0,5 x 87
= 0,4375 in
c. Tebal Plate Horizontal (Lug)
Menentukan maksimium bending moment sepanjang sumbu radial
Dari persamaan 10.40, hal 192, Brownell :
My =4
P
11
.
211
e
Ln
Bab VI -45-
Dimana :
P = beban tiap baut = 110,6313725 lb
= posson's ratio 0,3 (untuk Baja)
L = panjang horizontal plate bawah = 7,5
e = nut dimension = 0,25 in
1 = 0,350
jadi :
My =4
8357,2189
350,01
25,0
5,7213,01
n
= 669,28214 lb
My distubtitusikan ke persamaan 10.41, hal 193, Brownell diperoleh :
thp =12000
28214,6696
= 0,5785 in
maka digunakan plate dengan tebal 0,5785 in
d. Tebal Plate Vertikal (Gusset)
Dari ftg 10.6, hal 191, Brownell dan pers 10.47 hal 194, diperoleh tebal
gusset minimal =8
3x thp
=8
3x 0,5785 = 0,21694 in
e. Tinggi Gusset
Tinggi gusset = hg = A + ukuran baut
= 9,5 + 1/2 in
Bab VI -46-
= 10 in
f. Tinggi Lug
Tinggi lug = hg + 2 thp
= 10 + 2(0,5785)
= 11,157 in
g. Kesimpulan perancangan lug dan gusset :
Lug
- Lebar = 9,5 in
- Tebal = 0,5785 in
- Tinggi =11,157 in
Gusset
- Lebar = 7,5 in
- Tebal = 7,5 in
- Tinggi = 10 in
6.12. Perhitungan Pondasi
Perencanaan :
Beban total yang harus ditahan pondasi : - Berat reaktor total
- Berat kolom penyangga
- Berat base plate
Ditentukan :
- Masing-masing penyangga diberi pondasi
- Spesifik untuk semua penyangga sama
Bab VI -47-
Dasar Perhitungan :
- W = 35037,36913 lb
a. Beban yang harus ditanggung tiap kolom Rumus :
Rumus :
Wbp = p.l.t.p
Dimana :
- p = panjang base plate = 5 in = 0,417 ft
- ! = lebar base plate = 4 in = 0,333 ft
- t = tebal base plate = 1 in = 0,083 ft
- = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3
Bebar yang ditanggung tiap kolom :
Wbp = (0,417ft) x (0,333ft) x (0,083ft) x (4891b/ft3)
= 5,6597 lb
b. Beban tiap penyangga
Rumus :
Wp = L.A.F.
Dimana :
- L = tinggi kolom= 7 ft
- A = luas kolom I beam = 1,64 in2 =0,01139ft2
- F = faktor koreksi = 3,4
- = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft3
Beban tiap penyangga :
Wp = (7 ft) x (0,01139 ft2) x (3,4) x (489 lb/ft3)
Bab VI -48-
= 132,5590 lb
c. Behan total
Wr = W + Wbp+ Wp
= (35057,36913 + 5;6597 + 132,5590 ) lb
= 35195,58783 lb
Dianggap hanya ada gaya vertikal dan berat kolom itu sendiri bekerja pada
pondasi, maka ditetapkan :
- Luas atas = 20 x 20 in
- Luas bawah = 40 x 40 in
- Tinggi = 25 in
- Luas permukaan tanah rata-rata :
A =
2
4020
2
4020= 800 in2
- Volume pondasi :
V = A x t
= (800 in2) x (25 in)
= 20000 in3 = 11,57 ft3
- Berat pondasi
W = V x
Dimana
= densitas semen = 144 1b/ft3
maka :
W = (11,5741 ft3) x (144 lb/ft3)
Bab VI -49-
= 1666,667 lb
= 755,9950 kg
- Tekanan tanah :
Pondasi didirikan diatas seman sand dan gravel, dengan :
- Save bearing minimum = 5 ton/ft2
- Save bearing maximum = 10 ton/ft2
Kemampuan tekanan tanah sebesar :
P = 10 ton/ft2
= 22046 lb/ft2
= 153,097 lb/in2
Tekanan pada tanah :
PA
W
Dimana :
- W = berat beban total + berat pondasi
- A = luas bawah pondasi = (40 x 40) in2 = 1600 in2
Sehingga :
P =21600
6671,1666587831,35195
in
bb
= 23,041b/in2
Karena tekanan yang diberikan oleh tanah lebih kecil daripada
kemampuan tanah menahan pondasi, maka pondasi dengan ukuran (20 x
20) in luas atas dan (40 x 40) in luas bawah dengan tinggi pondasi 25 in
dapat digunakan.
Bab VI -50-
Spesifikasi alat :
Nama alat : Reaktor
Kode alat : R-110
Fungsi : Mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan As lemak
Tipe : Mixed Flow Reaktor dengan tutup atas berbentuk standard dished
dan tutup bawah berbetuk conical dengan sudut puncak 120° dan
dilengkapi dengan pengaduk 4 blade dan jaket pemanas.
1. Bagian Silinder
Diameter luar (do) = 47 in
Diameter dalam (di) = 46,625 in
Tinggi silinder (Ls) = 69,7464 in
Tebal silinder (ts) = 3/16 in
Tebal tutup atas (tha) = 3/16 in
Tinggi tutup atas (ha) = 9,53277 in
Tebal tutup bawah (thb) = 3/16 in
Tinggi tutup bawah (hb) = 23,76599 in
Tinggi reaktor (H) = 106,91984 in
Bahan konstruksi = Carbon steel SA 135 grade B
2. Bagian Pengaduk
Type = Axial turbin 4 blades sudut 45°
Diameter impeller (Di) = 22,8125 in
Tinggi impeller dari dasar bejana (Zi) = 11,40625 in
Bab VI -51-
Lebar impeller (W) = 1,520833 in
Panjang impeller (L) = 3,80208 in
Tebal blades (J) = 3 80208
Jumlah pengaduk = 1 buah
Daya = 0,5 Hp
Diameter poros (D) = 0,66737 in
Panjang poros = 83,42637 in
Bahan konstruksi = High alloy steel SA 240 grade M type 316
3. Nozzle
a. Nozzle pemasukan minyak jarak
Diameter dalam (di) = 0,824 in
Diameter luar (do) = 1,050 in
Schedule = 40
Luas (A) = 0,00371 ft2
b. Nozzle pemasukan larutan gliserin
Diameter dalam (di) = 0,824 in
Diameter luar (do) = 1,050 in
Schedule = 40
Luas (A) = 0,00371 ft2
c. Nozzle pemasukan dan pengeluaran steam pemanas
Diameter dalam (di) = 0,269 in
Diameter luar (do) = 0,405 in
Schedule = 40
Bab VI -52-
Luas (A) = 0,00040 ft2
d. Nozzle pengeluaran produk
Diameter dalam (di) = 0,824 in
Diameter luar (do) = 1,050 in
Schedule = 40
Luas (A) = 0,00371 ft2
4. Coil pemanas
Dimeter dalam = 1,067 in
Diameter luar = 1,375 in
Jumlah lilitan = 11 buah
Tinggi coil = 36,34 in
5. Flange
Bahan konstruksi = High Alloy Steel SA 240 Grade 0 Type 405
Tensile Strength minimum = 60000 psia
Allowable stress (f) = 15000 psia
Tebal flange = 1 in
Diameter dalam (Di) flange = 46 in
Diameter luar (Do) flange = 32,9801 in
Type flange = Ring flange loose type
6. Bolting
Bahan konstruksi = HAS SA 193 Grade B8 Type, 315
Tensile Strength minimum = 75000 psia
Allowable stress (f) = 15000 psia
Bab VI -53-
Ukuran baut = 1 1/8 in
Jumlah baut = 9 buah
Bolting circle diameter (C) = 46,35507 in
Edge distance (E) = 1 5/8 in
Minimum radial (R) = 1 3/8 in
7. Gasket
Bahan konstruksi = flat metal, jacketed, asbestos filled
Gasket factor (m) = 3,75
Min design seating stress(y) = 9000 psia
Tebal gasket = 3/16 in
8. Penyangga
Jenis = I beam
Ukuran = 3 x 2 3/8
Berat (W) = 5,7 lb
Luas penyangga (Ay) = 1,64 in2
Tinggi (h) = 3 in
Lebar penyangga (b) = 2,33 in
Jumlah penyangga = 4 buah
9. Base Plate
Bahan = beton
Panjang (p) = 5 in
Lebar (1) = 4 in
Luas (A) = 20 in2
Bab VI -54-
Tebal (t) = 1 in
Ukuran baut = 5/8 in
Root area = 0,202
Bolt spacing min = 1 1/2 in
Min radial distance = 1 5/16 in
Edge distance = 43 in
Nut dimension = 1 1/16 in
Max filled radius = 5/16 in
10. Lug dan Gusset
a. Lug
Lebar (L) = 9,5 in
Tebal (t) = 0,5785 in
Tinggi (h) = 11,157 in
b. Gusset
Lebar (L) = 7,5 in
Tebal (t) = 0,21694 in
Tinggi (h) = 10 in
11. Pondasi
Bahan = cemented sand and gravel
Luas atas (A) = 20 x 20 in
Luas bawah (A) = 40 x 40 in
Tinggi pondasi (h) = 25 in
1
BAB VI
PERANCANGAN ALAT UTAMA
Nama Alat : Kolom Distilasi
Tipe : Sieve tray
Kode Alat : D-150
Prinsip kerja :
Kolom Distilasi berupa bejana tegak, yang berdiri pada skirt dan pondasi
beton. Feed diumpankan ke dalam kolom yang memiliki plate yang tersusun secara
seri. Dalam operasi normal, uap bergerak keatas melalui lubang-lubang tray yang
terdispersi oleh liquida yang mengalir diatasnya. Akibat kontak tersebut, sejumlah
liquida diuapkan, kemudian uap yang terjadi akan dikondensasikan sebagai destilat.
Dari neraca massa Appendiks A dan neraca panas Appendiks B
1. Feed masuk
Rate : 321,4356 kg/jam = 4,9513 kg mol/jam
Temperatur : 67,10127 °C
2. Destilat
Rate : 106,4472 kg/jam = 3,1968 kg mol/jam
Temperatur : 64,75 °C
3. Bottom
Rate : 214,9884 kg/jam = 1,7545 kg mol/jam
Temperatur : 71,15 0C
Bab VI
2
Tahap Perancangan
1. Perancangan Kolom Distilasi
a. Jumlah plate yang dibutuhkan untuk mendapatkan hasil yang dikehendaki
b. Ukuran diameter kolom
c. Jarak antar tray (tray spacing)
d. Menentukan tipe tray
e. Konstruksi detail tray
2. Perencanaan nozzle
3. Perencanaan mekanis
4. Perencanaan skirt support dan pondasi
1. Menentukan Refulx Ratio
Reflux ratio ditentukan dengan metode grafik McCabe – Thiele :
Menghitung nilai q :
q =
LV
FBLLV
HH
TTVpHH
(Geankoplis, pers. 11.4 – 22, hal. 657)
HV = entalpi feed pada dew point
HL = entalpi feed pada bubble point
CpL = kapasitas panas feed liquid
TB = temperature bubble feed = 339,6 K
TF = temperature feed saat masuk = 340,2513 K
Bab VI
3
Tabel 6.1 Perhitungan HV, HL, CpL, Campuran feed
Komponen Fraksi HV (kJ/kmol) HL (kJ/kmol) CpL (kJ/kmol,K)CH3OH 0,67106 22534,79 22596,06 90,95297C6H12O3 0,32894 18176,8 18205,91416 34,75486
Total 1Hv campuran feed = 20010,26 kJ/kmol
HL campuran feed = 21133,84 kJ/kmol
Hv – HL = - 32,5775 kJ/kmol
CpL campuran liquid fed = 72,46707 kJ/kmol.K
q =5775,32
)6,3392513,340(4671,725775,32
= 2,45
Slope q line = 6902,11
q
q
Dari grafik diperoleh :
615,0
1
Rm
X D (terbaca)
Minimum reflux ratio = Rm = 0,6035
Jumlah plate teoritis minimum = 4 dengan sebuah reboiler parsial.
2. Menghitung jumlah plate teoritis pada kondisi operasi
Reflux ratio = Rop = 1,5 x Rm = 0,9053
Maka, XD/(R+1) = 0,9874/(0,9053+1) = 0,52
Jumlah plate teoritis = 11-1 = 10 (Reboiler parsial)
Untuk overall efficiency = 60 %
Eo = 60% =alNplateaktu
itisNplateteorx 100 %
Bab VI
4
N plate aktual = 17
Feed masuk pada plate ke : 4 / 0,6 = ke 7 plate aktual
3. Menentukan letak umpan masuk
Penentuan letak fed masuk dengan metode grafik (Geankoplis, hal. 656).
Feed masuk berupa liquid oleh karena itu dari grafik dapat dibaca :
Feed masuk pada plate ke – 4 dari atas dan ke -8 dari bawah.
4. Menentukan distribusi beban massa pada kolom
Aliran uap masuk kondensor (V)
V = (R+1) D
= (0,9053 + 1) 3,1968 kg mol/jam
= 6,3786 kg mol/jam = 14,0622 lb mol/jam
Aliran liquida masuk kondensor (L)
L = R x D
= 0,9053 x 3,1968 kg mol/jam
= 3,1818 kg mol/jam = 7,0145 lb mol/jam
Aliran liquida masuk reboiler
L = L + (q x F)
= 2,8941 + (2,45 x 4,9513) kg mol/jam
= 15,3065 kg mol/jam = 33,7448 lb mol/jam
Aliran uap masuk keluar reboiler
V = V x F (q – 1)
= 6,0909 x 4,9513 (2,45 – 1) kg mol/jam
Bab VI
5
= 45,7562 kg mol/jam = 100,8741 lb mol/jam
Enriching
V = 6,3786 kg mol/jam = 14,0622 lb mol/jam
L = 3,1818 kg mol/jam = 7,0145 lb mol/jam
Exhausting
V = 15,3065 kg mol/jam = 33,7448 b mol/jam
L = 45,7562 kg mol/jam = 100,8741 lb mol/jam
Menentukan BM Campuran
Dari grafik kesetimbangan methanol–isopropylidene (appendiks B, neraca panas)
Tabel 6.2 Data Hasil Grafik Kesetimbangan Methanol-Isopropylidene
Komponen XF XD XW YF YD YW BMCH3OH 0,6711 0,9874 0,0947 0,68 0,98 0,0975 32,03C6H12O3 0,3289 0,0126 0,9053 0,32 0,02 0,9025 132
Total 1 1 1 1 1 1Enriching
- Bagian atas :
BM liquida = (XD.BM)CH3OH + (XD . BM) C6H12O3
= 0,9874 x 32) + (0,0126 x 132)
= 33,2978 lb/lbmol
BM = (YD.BM)CH3OH + (YD.BM) C6H12O3
= (0,98 x 32) + (0,02 x 132)
= 32,9846 lb/lbmol
Bab VI
6
- Bagian bawah :
BM liquida = (XF.BM)CH3OH + (XF . BM) C6H12O3
= (0,671006 x 32) + (0,32894 x 132)
= 64,9190 lb/lbmol
BM uap = (YF . BM)CH3OH + (YF.BM)C6H12O3
= (0,68 x 32) + (0,32 x 132)
= 59,2458 lb/lbmol
Exhausting
- Bagian atas :
BM liquida = (XF.BM)CH3OH + XF.BM) C6H12O3
= (0,67106 x 32) + (0,32894 x 132)
= 64,9190 lb/lbmol
BM uap = (YF.BM)CH3OH + (YF.BM) C6H12O3
= (0,68 x 32) + (0,32 x 132)
= 59,2458 lb/lbmol
- Bagian bawah
BM liquida = (XW.BM)CH3OH + (XW.BM) C6H12O3
= (0,0947 x 32) + (0,9053 x 132)
= 122,5347 lb/lbmol
BM uap = (YW.BM)CH3OH + (YW.BM) C6H12O3
= (0,0975 x 32) + (0,9025 x 132)
= 119,8877 lb/lbmol
Bab VI
7
Tabel 6.3 Perhitungan Beban Kolom Distilasi
Rate Uap Rate Liquidalbmol/jam BM lb/jam lbmol/jam BM lb/jam
Enriching- Atas- BawahExhausting- Atas- Bawah
14,062214,0622
33,744833,7448
32,984659,2458
59,2458119,8877
463,83655833,12647
5976,367112093,572
7,01457,0145
100,8741100,8741
33,297864,9190
64,9190122,5347
233,56889455,377
2190,6774134,9049
Perhitungan beban destilasi terletak pada exhausting bagian bawah
V = 12093,572 lb/jam BM = 119,8877
L = 4134,9049 lb/jam BM = 122,5347
Perhitungan densitas campuran
V = 12093,572 lb/jam BM = 119,8877
L = 4134,9049 lb/jam BM = 122,5347
Perhitungan densitas campuran :
Densitas uap pada T = 67,1013 0C = 340,2513 K
2681,012513,340359
115,273887,119
010
10
PTV
PTBM lb/ft3
= 0,0043 g/cm3 = 0,00003582 mol/cm3
Densitas liquida pada T = 67,1013 0C = 340,2513 K
Massa (kg/j) Massa (lb/j) (kg/m3) (lbm/ft3)
CH3OH 106,4472 234,6735 0,791 49,38213C6H12O3 214,9884 473,96343 0,456 28,4681
Total 321,4356 708,63692
1121,33
4681,28
9634,473
3821,49
6735,234
6369,708
3
3
2
2
1
1
mmm
M total lb/ft3
Bab VI
8
= 0,5304 g/cm3 = 0,0043 mol/cm3
4. Menentukan Surface Tension Bahan (σ)
Feed masuk pada temperature T = 67,1013oC = 340,2513 K
σm1/4 = ψw. σm
1/4 + ψo. σo1/4 (Perry’s 7th ed., pers 2-171, hal. 2-373)
σm = surface tension campuran, mN/m
σw = surface tension isopropylidene gliserol, mN/m
σo = surface tension bahan methanol, dyne/cm
ψo = 1- ψw
ψw diperoleh dari persamaan 2-173, “Perry’s Chemical Engineering Handbook
7th ed., hal 2-373 diperoleh :
log10
3/23/2
1
10 1,44log1
wwooq
ooww
oo
ww
w
q
w Vq
V
T
qVxVx
Vx
Vx
xw = Fraksi mol isopropylidene gliserol murni,
xo = Fraksi mol methanol murni
Vw = Volume molar isopropylidene gliserol murni, m3/kmol
Vo = Volume molar methanol murni, m3/kmol
T = Temperature, K
Q = Konstanta
Kondisi feed :
T = 340, 2513 K
xw = 0,3289
Bab VI
9
xo = 0,6711
dari “Perry’s Handbook 7th ed., hal 2-373 diperoleh data sebagai berikut :
σw = 73,6597 mN/m
σo = 21,73 mN/m
Vw = 0,02354 m3/kmol
Vo = 0,04083 m3/kmol
q = 1
log10 w
q
w
1=
3/23/2
10 02354,06597,7304083,073,212513,340
1,44
04083,06711,0
02354,03289,0log
= 0,2826 – 0,0002 = 0,2824
w
q
w
1= 1,916
ψw = 0,6571
ψo = 1- ψw
ψo = 1- 0,6571 = 0,3429
σm1/4 = ψw. σm
1/4 + ψo. σo1/4
σm1/4 = 2,6654
σm = 50,47026 mN/m = 50,47026 dyne/cm
Bab VI
10
5. Dasar perancangan kolom distilasi
V = 12093,572 lb/jam BM = 119,8877
ρv = 0,2681 lb/ft3 = 0,0043 mol/cm3 = 0,00003582 kmol/m3
L = 4134,9049 lb/jam BM = 122,5347
ρL = 33,1121 lb/ft3 = 0,5304 mol/cm3 = 0,0043 kmol/m3
surface tension = σ = 50,47026 dyne/cm
susunan lubang segitiga
a. Menentukan diameter tray dan spacing kolom destilasi
Trial : T = 15,
Didapatkan C = 500 (Ludwig. Gbr. 8.36 hal. 56)
G = C vLv
= 500 2681,01121,332681,0
= 1483,6760 lb/j.ft2
d = 1,13 ftG
VM 289,1676,1483
572,1209313,1
Misal : Lw/d = 60% didapat Ad = 5,25% At (Ludwig. Gbr. 8.36 hal. 56)
Harga Shell = (π.d.T/12)($2,8)
Harga Tray = [(1-0,5).π/4.d2]($0,5)
Harga Total = Harga Shell + Harga Tray + harga Downcomer
Bab VI
11
Dengan cara yang sama didapatkan harga untuk T = 10-36 in :
Tabel 6.4 Perhitungan Harga Total Untuk T = 10-36 in
T(in) C G(lb/j.ft2) D(ft)Harga ($) Harga
Total ($)Shell Tray Downcomer10 193 572,6989 3,04 22,25 5,43 0,76 28,4412 342 1014,8344 2,2809 20,05 3,07 0,68 23,8015 500 1483,6760 1,89 20,73 2,10 0,71 23,5418 620 1839,7582 1,69 22,34 1,69 0,76 24,7920 665 1973,2890 1,64 23,97 1,58 0,82 26,3624 700 2077,1464 1,59 28,03 1,50 0,96 30,4930 700 2077,1464 1,59 35,04 1,50 1,20 37,7436 700 2077,1464 1,59 42,05 1,50 1,43 44,98
Diambil T = 15 dengan di = 1,89 ft ≈ 2ft, karena memiliki harga yang paling
murah.
b. Menentukan tipe aliran :
L = 0,2782 gpm
Tipe aliran : Reverse Flow (Ludwig gambar 8.63 hal. 96)
c. Pengecekan terhadap liquid head (hd)
Qmax = 1,3 x L = 1,3 x 0,2782 gpm = 0,3617 gpm
Qmin = 0,7 x L = 0,7 0,2782 gpm = 0,1947 gpm
3/2
max98,2
max
Lw
Qhow
3/2
min98,2
min
Lw
Qhow
hw = 1,5 in
hL max = hw + how max hL min = hw + how min
untuk d = 2 ft = 24 in, T = 15, sieve Tray dan Cross flow :
Bab VI
12
Table 6.5 Perhitungan Lw, dan hl pada 55-80%Lw/d 55% 60% 65% 70% 75% 80%Lw(in) 10,5226 13,5823 12,4358 13,3924 14,3490 15,3055How(max) 0,0510 0,0431 0,0457 0,0435 0,0415 0,0398how (min) 0,0338 0,0285 0,0302 0,0288 0,0275 0,0263hw 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5hl(max) 1,5510 1,54 1,55 1,54 1,54 1,54hl min 1,5338 1,53 1,53 1,53 1,53 1,53
Diambil optimalisasiu diameter kolom dstilasi sesuai dengan :
Lw/d = 60%
hw – hc = ¼ in
hc = 1,5 – ¼ = 1,25 in
Ac = Lw x hc = 13,5832 in x 1,25 in = 16,9779 in2 = 0,1176 ft2
Dari gambar 8.69, Ludwig, hal 88 didapatkan :
Ad = 5,25 %At = 0,0525 (1/4.d2)
= 0,0525(1/4.(2)2) = 0,16485ft2
Ap = 0,16485 ft2 (harga terkecil dari Ac dan Ad)
hd = 0,03 inAp
QL 00001,01649,0100
3617,0
100
max22
hd = 0,00001 in < 1 in (memadai)
d. Pengecekan Harga Tray Spacing (T)
Untuk Lw/d = 60% pada gbr. 8.48 ludwig didapatkan harga Wd = 10%d
D = 2ft = 24 in
T = 15 in
how = 1,2885 in
Bab VI
13
hd = 0,3868 in
Wd = 10%d = 2,4 in
r = ½d = ½ x 2 ft = 1 ft
Ws = 3 in
x =12
WsWdr
=12
34,21
= 0,55 ft
Aa =
r
xrxrx 1222 sin2
=
1
55,0sin155,0155,02 1222
= 0,7864 ft2
Untuk bentuk (segitiga) nAa
Ao 7864,0
Table 6.6 Perhitungan Ao
N 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5Aa 0,7864 0,7864 0,7864 0,7864 0,7864 0,7864Ao 0,1408 0,1141 0,0943 0,0792 0,0675 0,0582
Untuk n = 2,25 :
Uo max =Ao
V max
= ft5529,391408,0
2843,43,1
Ac = At – Ad = (1/4 d2)-(5,25%At)
Bab VI
14
= 2,9752 ft2
hp =
22
14,02
14,112Ac
Ao
Ac
Aor
gc
Uo
L
v
=
22
9752,2
1408,01
9752,2
1408,014,0
2,322
5529,3914,1
1121,33
2609,012
= 3,7363 in
hr = inL
9422,01121,33
2,312,31
hl = how + hw = 1,5431 in
ht = hp + hr + hl = 3,7363 in + 0,9422 in + 1,5431 in
= 6,2216 in
Hb = ht + hl + hd = 6,2216 in + 1,5431 in + 0,00001 in
= 7,7647 in
Pengedekan : 5,0 hwT
hb
T ≥ 2(7,7647 in) – 1,5 in
T ≥ 14,0294 in (memenuhi, Ttersedia = 15 in)
e. Stabilitas Tray dan Weeping
Syarat tray stabil : hpm ≥ hpw
Uomin = ftAo
V2977,21
1408,0
2843,47,0min
hpm =
22
14,02
14,112Ac
Ao
Ac
Aor
gc
Uo
L
v
Bab VI
15
=
22
9752,2
1408,01
9752,2
1408,014,0
2,322
2977,2114,1
1121,33
2609,012
= 1,0053 in
Hpw = 0,2 + 0,05 hl = 0,2 + 0,05 (1,5431) = 0,2772 in
Karena hpm ≥ hpw maka tray sudah stabil untuk n = 2,25
f. Pengecekan pada Entrainment
Syarat tidak terjadi entrainment : 1,0dimana,1 oo ee
e
Uc = detikftAc
V/872,1
9752,2
2843,43,1max
Tc = T – 2,5 hl = 15 – 2,5(1,5431) = 8,1423 in
Sehingga :
e = 0028,01423,8
872,1
4703,50
7322,0
7322,0
2,32,3
Tc
Uc
12526,350028,0
1,0
e
eo (memenuhi syarat / tidak terjadi entrainment)
g. Pelepasan Uap dalam Downcomer
Syarat pelepasan uap dalam downcomer : inwd
wl6,0
wl = )(8,0 hbhwThow
= in8177,0)7647,75,115(0431,08,0
Wd = 10% d (Ludwig, fig. 8.48 hal 77, dengan lw/d = 60%)
= 2,4 in
Bab VI
16
6,0340,04,2
8177,0
wd
wl(memadai)
h. Menentukan Dimensi Kolom
- Menentukan Tinggi Kolom
Jumlah tray actual = 17 tray (kondensor total)
Jumlah tray total = tray actual + 1 tray reboiler parsial
= 18 tray
Jarak antar tray (T) = 15 in
Tinggi shell = ls = 18 × 15 in = 270 in = 22,5 ft
D1 kolom distilasi = 2 ft = 24 in
- Menentukan Volume Kolom Destilasi
Umpan masuk = 321,4356 kg/jam = 708,6434 lb/jam
Densitas liquid = L = 33,1121 lb/ft3
Waktu tinggal volume selama 1 jam :
Vliquid = jamftftlb
jamjamlbF
L
/4013,21/1121,33
1/6434,708 3
3
Volume liquid = 80% volume total
Vkolom = jamftjamft
/7517,268,0
/4013,21 33
- Menentukan tinggi larutan di dalam kolom
Tutup atas dan tutup bawah berbentuk standard dished
Vdished head = 0,0847.di3 = 0,0847(2ft)3 = 0,6776 ft3
Tinggi tutup (La = Lb) = 0,169 di = 0,169(24 in) = 4,056 in
Bab VI
17
Jadi tinggi total kolom distilasi = La + Ls + Lb
= 4,056 in + 270 in + 4,056 in = 278,112 in
V liquid dlm shell = V liquid – V tutup bawah
= 21,4013 – 0,6776
= 20,7237 ft3
V liquid dlm shell = ¼ di2 hl
20,7237 ft3 = ¼ (3,14)(2ft)2(hl)
hl = 16,8958 ft
Tingi tutup bawah = 0,169 di = 4,056 in = 0,338 ft
Tinggi total liquida dalam kolom = hl + lb
= 16,8958 + 0,338 = 17,2338 ft
- Menentukan tekanan design
Pdesig = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlL
= 14,7 psig + psigftftlb
144
8958,16/1121,33 3
= 18,6628 psig = 33,3628 psia
- Menentukan tebal tangki
Berdasarkan brownel & young hal 254 dan 335, maka bahan yang
digunakan carbon steel SA 135 grade B :
F = 12750 ; E = 0,85 ; C = 1/16
Bab VI
18
ts = CPiEF
diPi
)6,0(2
= inin8
1
16
2
16
5921,1
16
1
)3628,336,085,012750(2
625,153628,33
Standarisasi : do = di + 2 ts = 15,625 + 2(1/8) = 15,875 in
do = 16 in (brownell & young table 5.7 hal 89)
Di = do-2 ts
= 16 – 2(1/8) = 15,75 in = 1,3125 ft
- Menentukan tebal tutup atas (tha) standar dished
r = d = 15,75 in = 1,3125 ft
Tha = CPiFE
rpi
1,0
885,0
= inin8
1
16
2
16
6768,1
16
1
3628,331,085,012750
75,153628,33885,0
6. Perancangan Nozzle
Nozzle pada kolom destilasi dibagi menjadi 5 macam :
a. Nozzle feed masuk
b. Nozzle top kolom
c. Nozzle refluks kondensor
d. Nozzle bottom kolom
e. Nozzle uap reboiler
Uraian :
a. Nozzle feed masuk (A)
Bab VI
19
Rate massa = 321,4356 kg/jam = 0,1968 lb/detik
liquida = 33,1121 lb/ft3
detikftftlb
detiklbmQ
L
/2432,0/1121,33
/1968,0 3
3
Di optimal = 3,9 × QL0,45 × 0,13 (Peters & Timmerhaus 4th, pers 15 hal.496)
= 3,9 × (0,2432)0,45 × (33,1121)0,13 = 1,2712 in 1,5 in
b. Nozzle top kolom (B)
Rate massa = 106,4472 kg/jam = 0,0652 lb/detik
uap = 0,2681 lb/ft3
detikftftlb
detiklbmQ
L
/2432,0/2681,0
/0652,0 3
3
Di optimal = 3,9 × QL0,45 × 0,13 (Peters & Timmerhaus 4th, pers 15 hal.496)
= 3,9 × (0,2432)0,45 × (0,2681)0,13 = 1,7394 in 2 in
c. Nozzle refluks kondensor (C)
Reflux ratio = 0,9953
Rate vapor = 106,4472 kg/jam = 0,0652 lb/detik
Rate reflux = detiklbVR
R/0652,0
)19953,0(
9953,0
)1(
Rate massa = 0,0325 lb/detik
reflux = 0,2681 lb/ft3
detikftftlb
detiklbmQ
L
/1213,0/2681,0
/0325,0 3
3
Bab VI
20
Di optimal = 3,9 × QL0,45 × 0,13 (Peters & Timmerhaus 4th, pers 15 hal.496)
= 3,9 × (0,1213)0,45 × (0,2681)0,13 = 1,2719 in 1,5 in
d. Nozzle bottom kolom (D)
Rate massa = 214,9884 kg/jam = 0,13176 lb/detik
liquida = 33,1121 lb/ft3
detikftftlb
detiklbmQ
L
/0039,0/1121,33
/1317,0 3
3
Di optimal = 3,9 × QL0,45 × 0,13 (Peters & Timmerhaus 4th, pers 15 hal.496)
= 3,9 × (0,0039)0,45 × (33,1121)0,13 = 0,5109 in 0,5 in
e. Nozzle reboiler (E)
Rate massa = 17,1991 kg/jam = 0,0105lb/detik
uap = 0,2681 lb/ft3
detikftftlb
detiklbmQ
L
/0393,0/1121,33
/0105,0 3
3
Di optimal = 3,9 × QL0,45 × 0,13 (Peters & Timmerhaus 4th, pers 15 hal.496)
= 3,9 × (0,0393)0,45 × (0,2681)0,13 = 0,7659 in 1 in
Dari brownell & young, fig. 12.3 didapat dimensi flange untuk semua nozzle,
dipilih flange standart tipe slip on dengan dimensi :
Table 6.7 Data NozzleNozzle NPS A T R E L B
A 1½ 5 1611
872 16
92 1672 1,61
B 2 6 43
853 16
13 2½ 2,07
C 1½ 5 1611
872 16
92 1672 1,61
D ½ 3½ 167
831 16
31 871 0,62
Bab VI
21
E 1 4½ 169 2 16
151 1611 1,28
Keterangan :
NPS : Ukuran nominal pipa, in
A : Diameter luar flange, in
T : Tebal minimal flange, in
R : Diameter luar bagian yang menonjol, in
E : Diameter hubungan, in
L : Panjnag hubungan, in
B : Diamter dalam flange, in
7. Sambungan antar tutup dengan shell
Untuk mempermudah pemeliharaan dan perbaikan dari kolom destilasi, maka
tutup menara dihubungkan dengan bagian shel menggunakan system flange dan
bolting.
a. Flange
Bahan : High Alloy Steel SA-336 grade f8 tipe 304
(brownell & young, App. D., Hal 344)
Tensile stress minimum : 75.000 psi
Allowable stress : 18.750 psi
Tipe flange : Ring Flange Loose Tipe
b. Bolting
Bahan : High Alloy Steel SA-193 grade f8 tipe 321
(brownell & young, App. D., Hal 344)
Bab VI
22
Tensile stress minimum : 75.000 psi
Allowable stress : 15.000 psi
c. Gasket
Bahan : Solid Flat Metal Iron
Gasket factor : 5,50
Minimum design seating stress (Y) : 18.000
(brownell & young, fig. 12. 11 hal 228)
i. Menentukan lebar gasket
Penentuan lebar gasket :
)1(
.
mpy
mpy
di
do(brownell & young, fig. 12. 12 hal 226)
0004,1)15,5(7,14000.18
5,57,14000.18
di
do
Di gasket = OD shell = 16 in
Do gasket = 1,0004 × 16 in = 16,00657 in
Lebar gasket minimum =
indido
16
1
16
0525,0
2
1600657,16
2
Diameter rata-rata gasket (G) = di + lebar gasket
= 16 + 0,0625 = 16,0625 in
ii. Perhitungan jumlah dan ukuran baut
Perhitungan beban baut
1. Beban supaya gasket tidak bocor (Hy)
Bab VI
23
Wm2 = Hy = b × × G × y (brownell & young, fig. 12. 12 hal 226)
dari fig. 12.12, hal 229 didapatkan lebar seating gasket bawah :
bo = inN
03125,02
16/1
2
untuk bo < 1/4 , b = bo = 1/32 = 0,03125 in
sehingga :
Hy = Wm2 = 0,03125 × 3,14 × 16,0625 × 18000 = 28370,39063 lb
2. Beban tanpa tekanan (Hp)
Hp = 2 × b × × G × m × p (brownell & young, fig. 12. 90 hal 240)
= 2 × 0,03125 × 3,14 × 16,0625 × 5,5 × 14,7
= 254,8607 lb
3. beban baut karena internal pressure (H)
H =4
2 pG (brownell & young, fig. 12. 89 hal 240)
= lb2361,29774
7,140625,1614,3 2
Jadi total berat pada kondisi operasi :
Wm1 = H + Hp = 2977,2361 + 254,8607 = 3232,0968 lb
karena Wm2 > Wm1, maka yang mengontrol adalah Wm2
Perhitungan luas minimum bolting area
fb
WmAm 2 (brownell & young, fig. 12. 92 hal 240)
Bab VI
24
= 28914,115000
39063,28370in
Perhitungan bolt minimum
Dari brownell & young, table 10,4, hal 188 dicoba :
Ukuran baut = 5/8 in
Root are = 0,202 in2
Maka jumlah bolting minimum = buaharearoot
Am1036,9
202,0
8914,1
dari brownell & young, table 10,4, hal 188 didapat :
Bolt spacing (Bs) = 1½ in
Minimum radial distance (R) = 15/16 in
Edge distance (E) = 3/4 in
Bolting circle diameter (C) = ID shell + 2 (1,415go+R)
dengan go = tebal shell = 3/16
ID shell = 15,625 in
C = 16,625 + 2(1,4159×3/16+15/16) = 18,0310 in
diameter luar flange :
OD = C + 2E = 18,0310 + 2(3/4) = 19,531 in
cek lebar gasket :
Ab actual = jumlah bolt × root area = 10 × 0,202 = 2,02 in2
lebar gasket minimum =GY
FaktualAb
2
Bab VI
25
= )(625,00167,00625,161800014,32
1500002,2memnuhi
jadi, lebar gasket = 0,0167 in = in16
1
16
267,0
Perhitungan Moment
Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam)
2
FaAmAbW
(brownell & young, fig. 12. 94 hal 24)
=
lb5,335.292
150008914,102,2
Jarak radial dari beban gasket terhadap bolt circle (hg)
2
IDChg
(brownell & young, fig. 12. 101 hal 242)
= in203,12
625,150310,18
moment flange (Ma) :
Ma = hg × W = 1,203 × 29.335,5 = 35.290,6065 lb.in
dalam keadaan operasi :
W = Wm2 = 28.370,39063 lb
moment & force pada daerah dalam flange (HD)
HD = 0,785 × B2 × p (brownell & young, fig. 12. 96 hal 242)
dimana :
B = diameter luar shell = 16 in
P = tekanan = (14,7) psi
Bab VI
26
HD = 0,785 × 162 ×14,7 = 2.945,112 lb
radial bolt circle pada aksi HD :
hD = inBC
0155,12
160310,18
2
moment MD :
MD = hD×HD (brownell & young, fig. 12. 96 hal 242)
= 1,0155 × 2.954,112 = 2.999,9007 lb.in
HG = W-H (brownell & young, fig. 12. 98 hal 242)
= 28.370,39063 – 2.977,2361 = 25.393,1545 lb
MG = HG×hG (brownell & young, fig. 12. 98 hal 242)
= 25.393,1545 × 1,203 = 30.547,9649 lb.in
HT = H-hG (brownell & young, fig. 12. 97 hal 242)
=2.977,2361 – 2.954,112 = 23,124 lb
hT = inhh GD 10925,1
2
203,10155,1
2
moment MT :
MT = HT × hT
= 23,1241 × 1,10925 = 25,6504 lb.in
Moment total pada keadaan operasi :
Mo = MD + MG + MT
= 2.999,9007 + 30.547,9649 + 25,6504 = 33.573,516 lb.in
M max = Ma karena Ma > Mo
Bab VI
27
iii. Perhitungan tebal flange
K =B
A
A = diameter luar flange = 19,531 in
B = diameter luar shell = 16 in
Maka :
K = 2207,116
531,19
Dari brownell & young fig. 12.22 hal 238
Dengan harga K = 1,2207 didapatkan harga y = 10
Sehingga tebal flange :
T =Bf
MY
max(brownell & young, fig. 12. 85 hal 242)
= inin 411
16
4,192126,1
16000.15
6065,3529010
iv. Perhitungan penyangga
Penyangga dirancang untuk menahan beban kolom destilasi dan
perlengkapannya. Beban-bebang yang ditahan oleh kolom penyangga terdiri
dari
a. Berat bagian sheel
- Berat shell
- Berat tutup
b. Berat kelangkapan bagian dalam
Bab VI
28
- Berat downcomer
- Berat tray
c. Berat kelengkapan bagian luar
- Berat pipa
- Berat attachment seperti nozzle, valve dan alat kontrol
1. Perhitungan beban yang harus ditahan kolom penyangga
a. Berat shell
Tebal shell = 3/16 in = 0,015625 ft
Tinggi shell = 240 in = 20 ft
Keliling shell = × do = 3,14 × 16 in = 50,24 in = 4,1867 ft
Luas shell = keliling × tebal shell = 4,1867 × 0,015625 = 0,065417 ft2
Volume shell = luas shell × tinggi = 0,065417 ft2 × 22,5 ft = 1,4719 ft3
steel = 487 lb/ft3 (perry’s 6th table 3-118 hal 3-95)
Berat shell (Ws) = volume × steel = 1,4719 × 487 = 716,8031 lb
b. Berat tutup
Wdi = A × t × steel
A = 6,28 × Rc × h
Dimana :
Wd = berat tutup standart dish (lb)
A = luas tutup standard dish (ft2)
T = tebal tutup standard dish = 1/8 in = 0,0104 ft
Bab VI
29
= densitas 487 lb/ft3
Rc = crown radius = 15,75 in = 1,3125 ft
H = tinggi tutup standard dish = 4,056 in = 0,338 ft
Maka :
A = 6,28 × 1,3125 × 0,338 = 2,7859 ft2
Sehingga berat tutup
Wdi = 8,2917 × 0,0104 × 487 = 14,1329 lb
Berat tutup total
Wtu = 2 Wdi = 2 × 14,1329 = 28,2659 lb
c. Berat downcomer
Dipakai dasar pehitungan dengan downcomer tanpa aliran uap
Luas downcomer = ¼ × × di2 = ¼ × 3,14 × (15,625/12) = 1,33 ft2
Volume = luas × tebal = 1,33 × 0,0104 = 0,0139 lb
Vat satu plate = volume × = 0,0139 × 487 = 6,7469 lb
Berat downcomer (Wd_ = jumlah plate × berat 1 plate
d. Berat tray
Ditetapkan berat tray = 25 lb/ft2
Luas tray = Ac - Ao = 2,9752 – 0,1408 = 2,8343 ft2
Jumlah tray = 18 buah
Berat tray (Wtr) = n × luas tray × berat tray
= 18 × 2,8343 ft2 × 25 lb/ft2 = 1275,4511 lb
Bab VI
30
Penyangga tray yang digunakan equal angles (Brownell, App G hal 358)
Ukuran = 1½” × 1½” × ¼“
Berat = 2,34 lb/ft
Wpt = 2,34 lb/ft × 18 × 1,5/12 ft = 5,265 lb
e. Berat larutan
Rumus : WI = m×t
Dimana :
WI = berat larutan dalam kolom destilasi
= 321,4356 kg/jam = 708,6434 lb/jam
T = waktu tinggal dalam kolom destilasi = 60 menit = 1 jam
Maka :
WI = 708,6434 lb/jam × 1 jam = 708,6434 lb
f. Berat pipa
Pipa yang ada mencakup untuk feed uap, reboiler, kondensor dan
botto, produk. Ditetapkan 2 × tinggi kolom destilasi.
= 2 × 278,112 in
= 556,224 in = 46,352 ft
Diambil rata-rata pipa 1,5 in sch 40 dengan berat 2,718 lb/ft
Berat pipa (Wp) = 46,352 ft × 2,718 lb/ft = 100,9547 lb
g. Berat attachment
Berat attachment meliputi nozzle, valve dan alat control
Bab VI
31
Rumus : Wa = 18%Ws (brownell & young, fig. 98 hal 157)
18% × 716,8013 lb = 129,0246 lb
Berat total yang harus ditopang penyangga :
Wtotal = Ws + Wtu + Wd + Wtr + Wpt + Wi + Wp + Wa
= 716,8013 + 28,2659 + 121,4456 + 1275,4511 + 5,265 +
708,6434 + 100,9547 + 129,0246
2. Perencanaan skirt support
- System penyangga yang digunakan adalah skirt support
- Kolom secara keseluruhan terbuat dari high alloy steel SA-240 Grade
M tipe 316
- Tinggi support = 2 ft = 24 in
Menentukan tebal skirt
- Stress karena angina
fwb =tDo
HDiDo
2
2
289,15
(brownell & young, fig. 9. 20 hal 183)
H = tinggi skirt ke top kolom = 2 + 23,176 = 25,176 ft = 302,112 in
fwb =tt
5189,296
16
112,3022
625,151689,15
2
- Stress dead weight
fdb =tdo
W
Bab VI
32
=tt
4222,61
1614,3
8534,3085
(brownell & young, fig. 9.6 hal 183)
- Stress kompresi maksimum
Fc max = 0,125 E (t/do) cos α
Dimana : E concrete = 2.106 psi (brownell & young, hal 183)
Fc max = 0,125 × 2.106 (t/do) = 15,625 t
Fc max = fwb + fdb (brownell & young, pers. 9.80 hal 183)
15,625 t =tt
4222,615189,296
t = in7863,4625,15
9412,357
diambil tebal skirt minimum yang diperbolehkan = 0,1875 in
3. Perhitungan bearing plate
Dari brownell & young, table 10.1 hal 184 diperoleh
Fc’ = 3000 psi
Fc max = 1200 psi
N – Es/Ec = (30.106 psi/3.105) = 10
Fs allowable untuk structural steel skirt = 54.000 psi
Diameter kolom = 16 in
Ditetapkan :
ID bearing plate = 16 in = 3,16667 ft
OD bearing plate = 1,25 × 16 = 20 in = 1,667 ft
Bab VI
33
Jumlah chair = 4 (brownell & young, table.10.5 hal 191)
Jumlah bolt = 8
Ukuran baut = 1 ¼ in (brownell & young, table.10.4 hal 188)
Luas bolt = 0,89 in2
pw = 0,0025 × Vw2
(brownell & young, table.9.11 hal 158)
dimana :
Mw = bending moment pada puncak kolom (lb.ft)
deff = diameter efektif vessel = (di + do)/2
H = tinggi skirt ke top kolom = 2 + 23,176 = 25,176 ft = 302,112 in
Maka :
Mw = ftlb.0545,10440122
16625,15176,2525
2
1 2
t3 =
inIDOD BP 2
2
1620
2
diperkirakan fc = 1.000 psi
K =
fcn
fs
.1
1
= 1818,0
100010
000.451
1
Fc (bolt circle) = fc max ×32
2
tDoK
DoK
Bab VI
34
= 1.200 ×2201818,02
201818,02
= 941,1562 < 1000 (memenuhi)
Dari brownell & young, table 10.2 hal 186
Untuk harga K = 0,1818 maka :
Cc = 1,1565 z = 0,4626
Ct = 2,7020 j = 0,7742
Tensile load (F) :
Ft =dj
dzWdwMw
(brownell & young, table.10.4 hal 188)
= lb9227,62477742,0
4626,08534,30850545,10440
1220
1220
Dimana :
A = root area = 0,89 in2(brownell & young, table.10.4 hal 188)
dbolt = 1 ¼ in
t1 = in814013,125,114,3
89,08
relation ship pada tension side :
Ft = fs × t1 × r × Ct (brownell & young, table.10.24 hal 186)
fs = psiCrt
F
t
t 8289,7647020,28140,1
9227,6247
1220
1
Ft + Wdw – Fc = 0 (brownell & young, table.10.27 hal 186)
Fc = Ft + Wdw = 6247,9227 + 3085,8533 = 3162,0693 lb
Bab VI
35
Kompresive stress sesungguhnya pada bolt circle (fc) :
Fc = (t2 + n.t1) × fc × Cc (brownell & young, table.10.18 hal 186)
t2 = t3 – t1 = 2 – 1,814013 = 0,185987 in
fc =Ccrntt
Fc
)( 12
= 5178,891565,18140,1101860,0(
0693,3162
1220
Pengecekan harga k
K =
fcn
fs
.1
1(brownell & young, table.10.3 hal 184)
= 5393,0
5178,8910
8289,7641
1
Untuk harga K = 0,5393 maka :
Cc = 2,113 z = 0,381
Ct = 1,884 j = 0785
Tensile load (F) :
Ft =dj
dzWdwMw
= lb9396,6481785,0
381,08534,30850545,10440
1220
1220
t1 = 1,814013 in
relation ship pada tension side :
Bab VI
36
fs = psiCrt
F
t
t 9889,1137884,18140,1
9396,6481
1220
1
Fc = Ft + Wdw = 6481,9396 + 3085,8533 = 9567,7929 lb
Kompresive stress sesungguhnya pada bolt circle (fc) :
t2 = t3 – t1 = 2 – 1,814013 = 0,185987 in
fc =Ccrntt
Fc
)( 12
= 2504,148113,2)8140,1101860,0(
7929,9567
1220
Pengecekan harga k
K =
fcn
fs
.1
1= 5657,0
2504,14810
9889,11371
1
% penyimpangan = %9092,4%1005393,0
5393,05657,0
(memenuhi)
fc max = Fc bolt circle ×dK
tdK
2
2 3
= 941,1562 ×205393,02
2205393,02
= 1028,4134 < 1200 psi (memenuhi)
Dari brownell & young, table 10.4 hal 188 didapatkan ukuran baut 1 ¼”
dengan dimensi :
Bolt circle (BC) = 2 13/16 in
Nut dimension = 2 in
Bab VI
37
Bearing plate yang digunakan tipe eksternal bolting chair, pada plate
dipasang compressing ring agar lebih kuat.
Ditetapkan tinggi gusset = 12 in
Bearing plate diperkuat dengan 8 buah gusset yang mempunyai spasi yang
sama (gusset spacing/b).
Dari gambar 10.6, brownell & young, hal 191, didapat :
Lebar gusset : A = 9+1,5 + 10,5
Jarak antara gusset : b = 8 + 1 1/4 “ = 9 ¼”
Luas area bolt ( Ab) = 0,890 in2(brownell & young, table.10.4 hal 188)
beban bolt (P) = fs × Ab = 1779,4605 × 0,89 = 1583,7198 lb
L = (ODBP - ODshell) = 20-16 = 4 in
3125,24
25,9
1
b
Dari brownell & young, table. 10.4, hal 188, didapat :
e = 12
2
µ = posison ratio = 0,3 (untuk steel)
= 0,565 (brownell & young, table.10.6 hal 192)
My =
11
211
4
ein
P(brownell & young, table.10.40 hal 192)
My = maximum bending moment
My =
565,01
114,3
21ln31
14,34
7198,1583
Bab VI
38
= 208,1513 in.lb
t5 = ininf
M y
8
1
16
6672,21667,0
000.45
1513,20866
max
Maka tebal compression plate adalah 1/8 in
t4 =
ininfbhdt
M
allow
y
8
3
16
0776,31923,0
000.4525,12
1513,2086
.
6
3
Maka tebal bearing plate = in16
3
t6 = inint16
1
16
75,0
8
1
8
3
8
35
Maka tebal gusset = in16
1
4. Dimensi anchor bolt
- Panjang = 12 in
- Diameter = 4 in
- Jumlah = 8 buah
5. Dimensi pondasi
Pondasi terdiri beban dengan kandungan air 6 US gal per 94 lb sak semen
(dari Brownell car Young, tabel 10.1, hal 184)
Beban total yang harus ditahan pondasi :
- Berat beban bejana total
- Berat kolom penyangga
- Berat base plate
Bab VI
39
Ditentukan
- Masing-masing kolom penyangga diberi pondasi
- Spesifikasi pondasi didasarkan atas berat beban setiap kolom
penyangga pada sistem pondasi
- Spesifikasi semua penyangga sama
Data :
- Beban yang ditanggung penyangga = 3085,8534 lb
- Beban tiap penyangga = berat x tinggi = 61 lb/in x 24 in = 1464 lb
Berat total : W = 3085,8534 + 1464 = 4549,853 lb
Gaya yang bekeria pada pondasi dianggap sebagai gaya vertikal berat total
kolom, sedangkan bidang kerja dianggap bujur sangkar dengan
perencanaan ukuran :
Luas tanah untuk atas pondasi = Luas pondasi atas
= 40 x 40 = 1600 in2
Luas tanah untuk dasar pondasi = luas pondasi bawah
= 60 x 60 = 3600 in2
Tinggi pondasi = 24 in
Luas rata-rata (A) = 1/2 (402+602) = 2.600 in2
Volume pondasi (Vp) = A x t = 2.600 in x 24 in = 62.400 in2
Densitas untuk gravel = 126 lb/ft3 (Perry's 6th label 3-118)
Maka :
Bab VI
40
Wpondasi =V × = 62.400 in3 × 126 lb/ft3 × 5,787.104 ft3/in3 = 4.550 lb
Asumsi :
Tanah atas pondasi berupa cement sand & garvel dengan minimum safe
bearing power = 5 ton/ft3 dan maksimum safe bearing power = 10 ton/ft3.
(Hesse, label 12.2 hal 224)
Berat total keseluruhan :
Wtotal = 4549,853 + 4550 = 9099,853 lb
Tekanan dari sistem pondasi terhadap luas tanah (P)
P = 2/5277,23600
853,9099inlb
A
Wtotal
Acuan harga safety didasarkan pada minimum bearing power yaitu : 6000
kg/ft2 = 91,8617 lb/in2
Karena tekanan pondasi terhadap tanah = 2,5277 lb/in2 < 91,8617 lb/in2
berarti pondasi dapat digunakan.
Spesitikasi Kolom Destilasi :
1. Silinder
Diameter dalam : 15,625 in
Diameter luar : 16 in
Tinggi : 22,5 ft = 270 in
Tebal : 1/8 in
Bab VI
41
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 135 Grade B
Tinggi kolom total : 278,112 in
2. Tutup Atas dan Tutup Bawah
Crown radius : 15,625 in
Tinggi : 4,056 in
Tebal : 1/8 in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 135 Grade B
3. Tray
Jumlah Tray : 18 tray
Tray spacing : 15 in
Susunan Pitch : Segitiga
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 135 Grade B
4. Downcomer
Lebar : 1/8 in
Luas : 1,33 ft2
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 135 Grade B
5. Nozzle
Diameter nozzle feed masuk : 1,5 in
Diameter nozzle top kolom : 2 in
Diameter nozzle refluks kondensor : 1,5 in
Diameter nozzle uap reboiler : 0,5 in
Diameter nozzle bottom kolom : 1 in
Bab VI
42
6. Flange dan Gasket
Diameter Flange : 19,531 in
Tebal Flange : 1,2126 in 11/4 in
Bahan Konstruksi : High Alloy Steel SA 336 Grade F8 tipe 304
Lebar Gasket : 1/16 in
Diameter Oaslet : 16,0625
Bahan konstruksi : Solid Flat Metal Iron
7. Baut
Ukuran Baut : 3/4 in
Bolting minimal : 10 buah
Diameter Bolt Circle : 18,0310 in
Bahan kontruksi : High Alloy Steel SA 193 Grade B8 tipe 304
8. Skirt Support
Tinggi : 24 in
Tebal : 0,1875 in
Bahan kontruksi : High Alloy Steel SA 240 Grade M tipe 316
9. Bearing Plate
Tipe : Eksternal Bolting Chair
Diameter Dalam : 16 in
Tebal bearing plate : 3/16 in
Tinggi gusset : 12 in
Jumlah gusset : 8 buah
Bab VI
43
Tebal gusset : 1/16 in
Tebal compresion plate : 1/8 in
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 135 Grade B
10. Anchor Bolt
Panjang : 12 in
Diameter : 4 in
Jumlah : 8 buah
11. Pondasi
Tipe : 6 US ga1/94 lb sack cement
Luas pondasi atas : 40 x 40 = 1600 in2
Luas pondasi bawah : 60 x 60 = 3600 in2
Tinggi Pondasi : 24 in
Bahan konstruksi : Cement Sand and Gravel
- 1 -
BAB VII
ISTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
Instrumentasi dan kesemalatan kerja adalah dua factor yang penting dalam suatu
industri guna meningkatkat kualitas dan kuantitas produk. Instrumentasi digunhakan
untuk mengontrol jalannya suatu proses agar dapat dikendalikan sesuai yang diinginkan.
Sedangkan keselamatan kerja juga harus diperhatikan untuk mencegah kerugian nyawa,
materi, alat-alat, sarana, dan prasarana yang dapat timbul sewaktu-waktu. Dengan
pertimbangan tersebut perlu adanya suatu bagian yang berfungsi untuk mengontrol
peralatan proses dan manajemen tentang keselamatan kerja.
Dalam peraturan dan pengendalian kondisi operasi dan peralatan proses sangatlah
diperlukan adanya peralatan (instrumentasi) control. Di mana instrumentasi ini
merupakan suatu alat penunjuk atau indicator, suatu perekam, atau suatu pengontrol
(controller). Dalam industri kimia banyak variable yang perlu diukur dan dikontrol,
seperti tekanan, temperature, ketinggian cairan, kecepatan aliran, dan sebagainya.
7.1. Istrumentasi
Intrumentasi merupakan bagian yang penting dalam pengendalian proses suatu
pabrik industri. Dengan adanya instrumentasi yang memadai, maka bagian-bagian dari
pabrik yang penting memerlukan pengendalian operasi/proses. Pengendalian
opersi/proses meliputi keseluruhan unit pabrik maupun hanya pada beberapa unit pabrik
yang benar-benar diperlukan secara cermat dan akurat. Pengetahuan akan pemilihan alat-
alat pengendalian proses ini sendiri yang cukup mahal.
Umumnya instrumantasi dibagi berdasarkan proses kerjanya menjadi:
1. Proses manual
Untuk proses manual, peralatan yang digunakan hanya terdiri atas interumen
penunjuk dan pencatat saja.
2. Proses Otomatis
Sedangkan untuk pengaturan secara otomatis, peralatan instrumentasi dihubungkan
dengan suatu alat control. Peralatan tersebut antara lain :
a. Sensing element/Primary
Bab VII
- 2 -
Merupakan elemen yang dapat mendeteksi adanya perubahan dari variable yang
diukur.
b. Elemen pengukur
Merupakan elemen yang menirima keluaran dari elemen primer dan melakukan
pengukuran. Yang termasuk dalam elemen pengukur adalah alat-alat
penunjuk/indikator dan alat-alat pencatat.
c. Elemen pengontrol
Merupakan elemen yang menunjukan haraga perubahan dari variable yang
dirasakan oleh sensing elemen dan diukur oleh pengukur untuk mengatur sumber
tenaga yang sesuai dengan perubahan. Tenaga yang diatur dapat berupa tenaga
mekanis, elektris, maupun pneumatic.
d. Elemen proses sendiri
Merupakan elemen yang mengubah imput ke dalam proses, sehingga variable
yang diukur tetap berada pada range yang diinginkan.
Pada pra rencana pabrik ini, instreumen yang digunakan adalah alat control
manual dan alat control otomatis. Hal ini tergantung dari sistem peralatan dan factor
pertimbangan teknis maupun ekonomis. Tujuan penggunaan instrumentasi ini diharapkan
akan tercapai hal-hal berikut ini:
- Menjaga variabel proses pada batas operasi aman.
- Kualitas produksi lebih terjamin.
- Memudakan pengoperasian suatu alat.
- Kondisi berbahaya dapat diketahui lebih awal dengan menggunakan alarm
peringatan.
- Efisien kerja akan lebih meningkat.
Factor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumentasi yaitu:
- Level Indikator
- Range yang diperlukan untuk pengukuran
- Ketelitian yang diperlukan
- Bahan konstruksi
- Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
- Factor ekonomi
Bab VII
- 3 -
Dengan adanya instrumentasi ini, diharapkan semua proses akan dapat berjalan
dengan lancer sesuai dengan apa yang diharapkan.
Pada pra rencana pabrik M95 dari minyak jarak ini dipasang beberapa alat control
sebagai berikut:
1. Level Controller (LC)
Alat ini dipasang pada peralatan proses yang bekerja secara kontinu. Alat ini
berfungsi untuk menjaga dan mengatur ketinggian fluida yang ada dalam tangki agar
tidak melebihi batas yang telah ditentukan.
2. Level Indikator (LI)
Berfungsi sebagai penunjuk untuk mengetahui tinggi dari bahan dalam alat yang
beroperasi
3. Temperatur Contriller (TC)
Alat ini dipasang pada peralatan yang perlu pengaturan dan penjagaan suhu agar
beroperasi pada temperatur konstan.
4. Flow Controller (FC)
Dipasang pada alat untuk mengendalikan laju alir fluida melalui perpipaan sehingga
aliran yang masuk keperalatan proses tetap konstan
5. Ratio controller
Dipasang pada alat untuk perbandingan rate masuk
6. Pressure Controller (PC)
Dipasang pada alat yang perlu penjagaan tekanan, agar beroperasi pada tekanan
konstan.
Secara keseluruhan, instrumentasi peralatan pabrik M95 dapat dilihat pada tabel
7.1. Instrumentasi peralatan pabrik
Tabel 7.1. Instrumentasi peralatan pabrik
No. Nama Alat Kode Alat Kode Instrumen
1 Reaktor I R-110 TC, RC, LI
2 Reaktor II R-120 TC, FC, LI
3 Reaktor III R-140 TC, RC, LI
4 Mixer I M-103 RC, LC
5 Mixer II M-160 RC, LC
Bab VII
- 4 -
6 Tangki Asidulasi M-130 RC, LC
7 Kolom Distilasi D-150 PC, FC
8 Storage minyak jarak F-101 LI
9 Storage 2,2 DMP F-134 LI
10 Storage gasoline F-153 LI
7.2. Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja ini merupakan usaha untuk memberikan rasa aman dan tenang
pada karyawan dalam bekerja, sehingga kontinuitas dan kefektifan kerja dapat terjamin.
Bahaya-bahaya yang dapat terjadi pada pabrik, sehingga harus diperhatikan cara
untuk mengatasinya. Adapun cara untuk mengatasinya adalah sebagai berikut:
1. Keselamatan konstruksi
- Konstruksi bangunan, peralatan produksi baik langsung maupun tak langsung,
harus harus cukup kuat,serta pemilihan bahan konstruksinya harus tepat.
- Pada tempat-tempat berbahaya harus diberi peringatan yang jelas.
- Jarak antara peralatan, mesin-mesin serta alat proses harus diperhatikan.
2. Berbahaya yang disebabkan oleh adanya api, listrik dan kebekaran
- Tengki bahan bakar harus cukup jauh dari tempat yang depat menyebabkan
kebakaran.
- Untuk mencegah dan mengurangi bahaya-bahaya yang timbul, maka digunakan
isolasi-isolasi panas, isolasi listrik dan pada tempat bertekanan tinggi harus
diberipenghalau atau pagar.
3. Memberikan penjelasan-penjelasan mengenai bahaya-bahaya yang dapat terjadi dan
memberikan cara pencegahannya.
4. Memasang tanda-tanda bahaya, seperti alarm peringatan, jika terjadi bahaya.
5. Penyediaan alat-alat pencegahan kebakaran, baik akibat listrik, maupun api.
6. Ventilasi
Ruang kerja harusmendapatkan ventilasi yang cukup, sehingga pekerja dapat leluasa
untuk dapat menghirup udara segar yang berarti ikut serta menjamin kesehatan dan
keselamatan pekerja.
7. Tangki-tangki
Bab VII
- 5 -
Bahaya yang paling besar adalah tengki-tengki yang bnertekanan tinggi hal-hal yang
perlu diperhatikan untuk mencegah kecelakaan adalah:
- Perencanaan tengki harus sesuai dengan aturan yang berlaku termasuk pemilihan
bahan konstruksi, memperhitungkan factor korosi dan lain-lain
- Penempatan boiler pada tempat yang jauh dari kerumunan pekerja
- Pemasangan alat control yang baik dan sesuai yaitu pressure control, level control
dan temperatur control
8. Reaktor
Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk mencegah kecelakaan adlah
- Perencanaan reactor harus sesuai dengankesatuan-kesatuan yang berlaku
mengenai bahan konstruksi, factor korosi dan lain-lain
- Perencanaan isolasi harus baik dengan memperhatikan perpindahan panas yang
terjadi karena reaksi bersifat eksotermis
- Pemasangan alat control yang baik dan sesuai yaitu pressure control, level control
dan temperatur control
9. Perpipaan
- Jalur proses yang terletak di atas permukaan tanah lebih baik daripada diletakan di
bawah tanah, karena hal ini menyangkut timbulnya bahaya akibat kebocoran.
- Pengaturan dari perpipaan dan valve penting untuk mengamankan operasi. Jika
terjadi kebocoran pada check valve sebaiknya diatasi dengan pemasangan block
valve di samping check valve tersebut.
- Sebelum pipa-pipa dipasang, sebaiknya dilakukan tes hidrostatik yang bertujuan
untuk mencegah terjadinya stress yang berlebihan pada bagian-bagian tertentu,
atau pada bagian fondasi.
10. Karyawan
- Para karyawan terutama operator perlu diberikan bimbingan atau pengarahan agar
karyawan dapat melaksanakan tugasnya dengan baik dan tidak membahayakan.
11. Listrik
- Pada pengoperasian peralatan listrik perlu dipasang peralatan pengaman berupa
pemutus arus, jika sewaktu-waktu terjadi hubungan singkat (konsleting) yang
Bab VII
- 6 -
dapat menyababkan kebakaran. Juga perlu diadakan pemerikasaan adanya kabel
yang terkelupas, yang dapat membahayakan pekerja jika tersentuh kabel tersebut.
12. Pencagahan dan penanggulangan kebakaran
- Bangunan seperti work shop, laboratorium, dan kantor, hendaknya diletakkan
berjauan dengan unit operasi.
- Antara unit yang satu dengan yang lain hendaknya dipisahkan dengan jalan
sehingga dapat menghambat jalannya api ketika terjadi kebakaran.
- Pengamanan bila terjadi kebakaran harus dilengkapi dengan baju tahan api dan
alat-alat Bantu pernapasan.
- Penempatan bahan-bahan yang mudah terbakar dan meledak ditempat yang
tertutup dan jauh dari sumber api.
- Larangan merokok dilingkungan pabrik, kecuali pada tempat-tempat yang telah
disediakan.
- Penempatan kabel dan kawat listrik yang diatur rapi dan jauh dari tempat yang
panas.
- Pemasangan alat pemadam kebakaran disetiap tempat yang paling rawan dan
pemasangannya harus pada tempat yang mudah dijangkau.
7.2.1. Pengamanan Alat
Untuk menghindari kerusakan alat, seperti peledakan atau kebakaran, maka pada
alat tertentu perlu dipasang suatu pengaman, seperi safety valve, isolasi, dan pemadam
kebakaran.
7.2.2. Keselamatan Kerja Karyawan
Pada karyawan, terutama operator, perlu diberikan bimbingan atau pengarahan
agar karyawan dapat melaksanakan tugasnya dengan baik dan tidak membahayakan
keselamatan jiwanya maupun jiwa orang lain. Alat prlindung yang diperlukan pada pra
rencana pabrik dapat terlihat pada tabel berikut ini:
Tabel 7.2 Peralatan Keselamatan Kerja Pabrik M95 dari minyak jarak dengan
Proses Transterifikasi
No Alat Pelindung Lokasi Pengamanan
1. Masker Gudang, bagian proses, storage
Bab VII
- 7 -
2. Helm pengaman Gudang,bagian proses, storage
3. Sarung tangan Gudang,bagian proses ,storage
4. Isolasi panas Reaktor,perpipaan,kolom destilasi
5. Pemadam Kebakaran Gudang,bagian proses, storage
Disamping itu, perusahaan juga melakukan upaya untuk menunjang dan
menjamin keselamatan kerja para karyawan dengan tindakan:
Memasang penerangan dan ventilasi yang baik, sistem pemipaan yang teratur dan
menutup motor – motor yang bergerak.
Memasang tanda – tanda bahaya dan instruksi keselamatan kerja ditempat yang
rawan .
Menyediakan sarana pemadam kebakaran yang mudah dijangkau.
Pengaturan peralatan yang baik sehingga para pekerja dapat mengoperasikan
peralattan dengan baik.
VIII- 1
BAB VIII
UTILITAS
Utilitas adalah salah satu bagian yang sangat penting dan diperlukan untuk
menunjang jalannya proses produksi dalam suatu industri kimia. Unit utilitas yang
diperlukan pada Pra Rencana Pabrik M95 dari minyak Jarak ini yaitu:
Air yang berfungsi sebagai air proses, air pendingin, air sanitasi dan air untuk
pemadam kebakaran.
Listrik yang berfungsi untuk menjalankan alat-alat produksi, utilitas dan untuk
penerangan.
Bahan bakar untuk mengoperasikan boiler.
Dari kebutuhan unit utilitas yang diperlukan, maka utilitas tersebut dibagi
menjadi 4 unit yaitu :
1. Unit penyediaan air
2. Unit penyediaan steam
3. Unit pembangkit tenaga listrik
4. Unit penyediaan bahan bakar
8.1 Unit Penyediaan Air
Unit penyediaan air bertugas untuk memenuhi kebutuhan air baik ditinjau dari
segi kuantitas maupun kualitas. Segi kuantitas air merupakan jumlah kebutuhan air
yang harus dipenuhi sedangkan segi kualitas air menyangkut syarat air yang harus
VIII- 2
dipenuhi. Di dalam Pra Rencana Pabrik M95 dari minyak Jarak keperluan air
dipergunakan untuk:
a. Air Umpan Boiler
Air umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi
sebagai media pemanas. Kebutuhan steam sebesar 1990.755 kg/jam. Air umpan
boiler disediakan dengan excess 20 % sebagai pengganti steam yang hilang yang
diperkirakan karena adanya kebocoran akibat dari transmisi sebesar 10 % sedangkan
faktor keamanan sebesar 15 %, sehingga kebutuhan air umpan boiler sebanyak
27387,35 kg/jam.
Air untuk keperluan ini harus memenuhi syarat-syarat agar air yang digunakan
tidak merusak ketel (boiler). Persyaratan yang harus dipenuhi adalah air tidak
mengandung kation-kataion seperti Ca2+, Mg2+ dan anion-anion seperti SO42-, Cl-,
SO32-. Untuk itu diperlukan treatment secara lebih sempurna.
Dari Perry, ed.6, Hal 976 didapat bahwa air umpan boiler tersebut
mempunyai syarat sebagai berikut:
Total padatan (total disolved solid) : 3500 ppm
Alkalinitas : 700 ppm
Padatan terlarut (suspended solid) : 300 ppm
Silika : 60-100 ppm
Besi : 0,1 ppm
Tembaga : 0,5 ppm
VIII- 3
Oksigen : 0.007 ppm
Kesadahan (hardness) : 0
Kekeruhan (turbidity) : 175 ppm
Minyak : 7 ppm
Residual fosfat : 140 ppm
Setelah memenuhi persyaratan tersebut, air umpan boiler harus bebas dari:
- Zat-zat yang menyebabkan korosi yaitu: gas-gas terlarut seperti O2, CO2,
H2S dan NH3
- Zat-zat yang dapat menyebabkan busa yaitu zat organik, anorganik dan
zat-zat yang tidak terlarut dalam jumlah yang besar.
Untuk memenuhi syarat tersebut dan untuk mencegah kerusakan pada boiler,
maka sebelum digunakan air umpan boiler harus diolah dahulu, melalui:
demineralizer, untuk menghilangkan ion-ion pengganggu dan deaerator, untuk
menghilangkan gas-gas terlarut.
Spesifikasi alat:
Nama Alat : Boiler
Type : Fire tube boiler
Fungsi : Menghasilkan steam
Rate steam : 1886,5135 lb/jam
Heating surface : 20232,169 ft2
Jumlah tube : 584 buah
Ukuran tube : 6 in ips = 20 ft,
VIII- 4
Bahan bakar : Fuel oil 33o API
Rate diesel oil : 31,5027 kg/jam
Jumlah : 1 buah.
b. Air Sanitasi
Air sanitasi digunakan untuk keperluan para karyawan di lingkungan pabrik
untuk konsumsi, cuci, mandi, masak, laboratorium, perkantoran dan lain-lain.
Syarat-syarat yang perlu dipenuhi:
1. Syarat Fisik
- Suhu : Dibawah suhu kamar
- Warna : Tidak berwarna/jernih
- Rasa : Tidak berasa
- Bau : Tidak berbau
- Kekeruhan : <1 mg SiO2 / liter
- pH : Netral
2. Syarat Kimia
- Tidak mengandung logam berat seperti Pb, As, Cr, Cd, Hg, dan
sebagainya.
- Tidak mengandung zat-zat kimia beracun.
3. Syarat Mikrobiologis
Tidak mengandung bakteri terutama bakteri patogen yang dapat merubah
sifat-sifat fisik air. Untuk memenuhi persyaratan tersebut, setelah proses
penjernihan, air harus diberi desinfektan seperti klor cair atau kaporit.
VIII- 5
Kebutuhan air sanitasi pada Pra Rencana Pabrik Sodium nitrat ini adalah :
1. Untuk kebutuhan karyawan
Menurut standar WHO kebutuhan air untuk tiap karyawan = 120 kg/hari.
2. Untuk laboratorium dan taman
Direncanakan kebutuhan air untuk taman dan laboratorium adalah sebesar
30 % dari kebutuhan karyawan.
3. Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air
Air sanitasi untuk pemadam kebakaran dan air cadangan direncanakan sebesar
40 % dari kebutuhan air sanitasi.
c. Air pendingin
Air pendingin berfungsi sebagai media pendingin pada alat perpindahan panas.
Hal ini disebabkan karena:
- Air merupakan materi yang banyak didapat
- Mudah dikendalikan dan dikerjakan
- Dapat menyerap panas
- Tidak mudah menyusut karena pendinginan
- Tidak mudah terkondensasi
Sebagai media pendingin, air harus memenuhi persyaratan tertentu, yaitu tidak
mengandung:
- Kesadahan (hardness), yang dapat memberikan efek pembentukkan
kerak
- Besi, penyebab korosi
VIII- 6
- Silika, penyebab kerak
- Minyak, penyebab terganggunya film corrosion inhibitor yang dapat
menurunkan efisiensi perpindahan panas dan merupakan makanan
mikroba yang dapat menyebabkan terbentuknya endapan.
Mengingat kebutuhan air sebagai pendingin cukup besar dan untuk
menghemat pemakaian air, maka air pendingin yang digunakan didinginkan kembali
(disirkulasi) dalam Cooling Tower, sehingga tidak perlu dilakukan penggantian air
pendingin, kecuali bila ada kebocoran atau kehilangan karena penguapan, maka
disediakan penambahan air sebesar 20 % dari kebutuhan air pendingin.
d. Air Proses
Air proses adalah air yang digunkan dalam proses.
Proses Pengolahan Air
Proses pengolahan air pada Pra Rencana Pabrik Sodium nitrat ini dilakukan sbb:
Air dari sungai dipompa dengan pompa air sungai (L-211) ke dalam Bak
Sedimentasi (F-213) yang berfungsi sebagai bak pengendap kotoran-kotoran yang
terikut, kemudian dipompa (L-213) ke Bak Skimmer (F-215) untuk menghilangkan
kotoran yang belum hilang pada bak sedimentasi. Dengan menggunakan Pompa
Skimmer (L-215) dipompa menuju Tangki Clarifier (H-216), disini terjadi proses
koagulasi dan flokulasi dengan penambahan alum sebagai zat koagulan dan diadakan
pengadukan dengan kecepatan yang cepat dan lambat agar alum dan air dapat
tercampur secara homogen.
VIII- 7
Setelah terjadi koagulasi dan flokulasi dalam bak clarifier, kemudian dialirkan
ke Sand Filter (F-217) untuk menyaring air dari kotoran-kotoran yang masih tersisa..
Selanjutnya air yang sudah bersih ditampung dalam Bak Penampung air bersih (F-
218) dan diolah dengan fungsinya masing-masing yaitu :
a. Pengolahan air sanitasi
Air dari bak air bersih (F-218) dialirkan dengan pompa (L-240) menuju bak
Klorinasi (F-241) dan ditambahkan desinfektan klor (Cl2) sebanyak 1 ppm yang
diinjeksikan langsung ke dalam pipa. Selanjutnya dipompa ke bak air sanitasi (F-
243) dengan menggunakan pompa (L-242) dan siap untuk dipergunakan sebagai
air sanitasi.
b. Pelunakan air umpan boiler
Proses pelunakan air umpan boiler dilakukan dengan pertukaran ion dalam
demineralizer yang terdiri dari dua tangki, yaitu tangki kation exhanger (D-221A)
dan tangki anion exhanger (D-221B). Kation exhanger yang digunakan adalah
resin zeolit (H2-Z) dan anion exhanger yang digunakan adalah deacidite (DOH).
Air dari bak air bersih (F-218) dialirkan dengan pompa (L-220) menuju kation
exchanger (D-221A). Dalam tangki kation exhanger terjadi reaksi sebagai berikut
(Punmia, Hal 362) :
Ca(HCO3)2 + H2Z CaZ + 2CO2 + 2H2O
Na2(HCO3)2 + H2Z Na2Z + 2CO2 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + H2Z MgZ + 2CO2 + 2H2O
VIII- 8
Ca SO4 + H2Z Ca Z + H2SO4
Na2SO4 + H2Z Na2Z + H2SO4
Mg SO4 + H2Z MgZ + H2SO4
CaCl + H2Z Ca Z + 2HCl
2NaCl + H2Z Na2Z + 2HCl
MgCl + H2Z Mg Z + 2HCl
Ion- ion bikarbonat, sulfat dan klor diikat dengan ion Z membentuk CO2 dan air,
H2SO4 dan HCl. Selanjutnya air yang bersifat asam ini akan dimasukkan ke dalam
anion exhanger untuk menghilangkan anion-anion yang mengganggu proses.
Resin yang digunakan De-acidite (DOH). Reaksi yang terjadi: (Punmia, Hal 362)
2DOH + H2SO4 D2SO4 + 2H2O
2DOH + 2HCl 2DCl + 2H2O
Sehingga keluaran dari tangki demineralisasi adalah garam-garam kalsium,
natrium, magnesium yang terikat pada kation exchanger dalam bentuk CaZ, Na2Z,
MgZ. Sedangkan H2SO4, HCl, dan HNO3 terikut pada anion exchanger dalam
bentuk D2SO4, DCl dan DNO3 . Setelah keluar dari demineralizer, air umpan
boiler telah bebas dari ion-ion yang mengganggu dan siap untuk digunakan.
Setelah keluar dari tangki demineralisasi, air lunak ini digunakan sebagai air
umpan boiler. Untuk memenuhi kebutuhan umpan boiler, air lunak ditampung
dalam bak air lunak (F-222) yang selanjutnya dipompa (L-232) ke Deaerator
(D-233) untuk menghilangkan gas-gas impuritis pada air umpan boiler dengan
VIII- 9
sistem pemanasan. Dari deaerator air siap diumpankan ke boiler (Q-236) dengan
pompa (L-225). Steam yang dihasilkan boiler didistribusikan ke peralatan dan
kondensat yang dihasilkan di recycle.
c. Pengolahan air pendingin
Untuk memenuhi kebutuhan air pendingin dari bak air bersih (F-218), air
dipompa (L-224) ke bak air pendingin (F-225) kemudian dialirkan ke peralatan
dengan pompa (L-226). Setelah digunakan air direcycle ke cooling tower (P-227)
dan selanjutnya dari cooling tower, air direcycle ke bak air pendingin kembali.
d. Proses regenerasi
Regenerasi hydrogen / kation exhanger dilakukan dengan menggunakan asam
klorida dengan reaksi sebagai berikut:
CaZ+ H2SO4 H2Z + CaSO4
Na2Z + H2SO4 H2Z + Na2SO4
MgZ+ H2SO4 H2Z + MgSO4
CaZ+ HCl H2Z +CaCl2
Na2Z + HCl H2Z + Na2Cl
MgZ + HCl H2Z + MgCl2
Pemakaian resin yang terus-menerus menyebabkan resin tidak aktif lagi. Hal ini
dapat diketahui dari pemeriksaan kesadahan air umpan boiler yang dilakukan
terus-menerus. Jika terdapat kenaikan kesadahan air umpan boiler, maka hal ini
menunjukkan bahwa resin sudah jenuh dan perlu diregenerasi (setelah ± 17 jam).
VIII- 10
Sedangkan regenerasi anion exchenger dengan menggunakan larutan Na2CO3
atau NaOH.
Reaksi yang terjadi :
D2SO4+ Na2CO3 + H2O 2 DOH + Na2 SO4 + CO2
2 DCl + Na2CO3 + H2O 2 DOH + Na2Cl2 + CO2
2 DNO3 + Na2CO3+ H2O 2 DOH + Na2(NO3)2+ CO2
8.2 Unit Penyediaan Steam
Unit ini berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam yang digunakan
sebagai pemanas pada heater dan reboiler. Kebutuhan steam dipenuhi dengan jalan
menguapkan air di dalam sebuah ketel (boiler). Untuk itu maka kesadahan air pengisi
ketel (boiler feed water) harus benar-benar diperhatikan dan diperiksa dengan teliti
serta harus bebas dari kotoran yang mungkin akan mengganggu jalannya operasi
pabrik. Steam yang dibutuhkan dalam proses ini mempunyai kondisi :
Tekanan = 1 atm
Temperatur = 120o C
Zat-zat yang terkandung dalam air umpan boiler (bahan baku pembuatan
steam) yang dapat menyebabkan kerusakan pada boiler:
- Kadar zat terlarut (solute matter) yang tinggi
- Zat padat terlarut (suspended solid)
- Garam-garam kalsium dan magnesium
- Zat organik (organik matter)
VIII- 11
- Silika, sulfat, Asam Bebas dan Oksida
Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler:
a. Tidak boleh membuih / berbusa
Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended matter dan kebasaan yang
tinggi.
Kesulitan yang dihadapi dengan adanya busa adalah:
- Kesulitan pembacaan tinggi permukaan pada boiler
- Dapat menyebabkan percikan yang kuat yang mengakibatkan adanya solid-
solid yang menempel dan terjadinya korosi dengan adanya pemanasan lebih
lanjut
b. Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler
Kerak dalam boiler ini disebabkan oleh garam-garam Ca2+, Mg2+, CO32+, SiO2
dan Al2O3.
Kerak yang terbentuk di dinding boiler akan menyebabkan:
- Isolasi terhadap panas sehingga proses perpindahan panas terhambat
- Kerak yang terbentuk dapat pecah sewaktu-waktu, sehingga dapat
menimbulkan kebocoran karena boiler mendapat tekanan yang kuat
c. Tidak boleh menyebabkan korosi pada pipa
VIII- 12
Korosi pada pipa boiler disebabkan oleh keasaman (pH rendah), minyak dan
lemak, bikarbonat dan bahan-bahan organik dan gas CO2, O2,. H2S, SO3, NH3
yang terlarut dalam air.
Reaksi elektrokimia antara besi dan air akan membentuk lapisan pelindung
anti korosi pada permukaan baja, yaitu:
Fe 2+ + 2H2O Fe (OH)2 + 2H+
Tetapi bila terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hidrogen yang terbentuk akan
bereaksi dengan oksigen membentuk air, akibat hilangnya lapisan pelindung tersebut
terjadi korosi menurut reaksi:
4H+ +O2 2H2O
4Fe (OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Adanya bikarbonat dalam air akan menyebabkan terbentuknya CO2, karena
pemanasan dan adanya tekanan. CO2 yang terjadi bereaksi dengan air menjadi asam
karbonat. Asam karbonat akan bereaksi dengan metal dan besi membentuk gram
bikarbonat. Dengan adanya pemanasan (kalor), garam bikarbonat ini membentuk CO2
lagi.
Reaksi yang terjadi :
Fe 2+ + 2H2CO3 Fe (HCO)2 + 2H
Fe (HCO)2 + H2O + panas Fe (OH)2 + 2H2O + 2CO2
8.3 Unit Penyediaan Listrik
VIII- 13
Kebutuhan listrik pabrik Sodium Nitrat ini direncanakan disediakan oleh PLN
dan generator set. Tenaga listrik yang disediakan dipergunakan untuk menggerakkan
motor, penerangan, instrumentasi dan lainnya.
Berdasarkan peraturan menteri kesehatan no 7 tahun 1964 tentang syarat-
syarat kesehatan dan kebersihan serta penerangan dalam tempat kerja, dimana untuk
area kerja yang dituntut tingkat ketelitian tinggi dalam waktu yang lama, syarat
intensif penerangan tiap m2 area kerja 500-1000 Lux atau sama dengan
500-1000 Lumen/m2.
Untuk memenuhi kebutuhan listrik direncnakan listrik dipenuhi dari PLN
sebesar 99,375 kW dan dari generator sebesar 489,10366 kW.
Jadi total kebutuhan listrik dalam Pra Rencana Pabrik Sodium Nitrat adalah
588,47866 kW dengan daya yang harus dihasilkan oleh generator adalah 250 kW
8.4 Unit Penyediaan Bahan Bakar
Bahan bakar pada Pra Rencana Pabrik Sodium nitrat digunakan sebagai bahan bakar
Boiler : 797.04 liter/hari dan Generator : 933,03 Liter /hari
Jadi kebutuhan total bahan bakar adalah 1730,07 liter/hari.
Bahan bakar yang digunakan dalam Pra Rencana Pabrik Sodium Nitrat adalah
solar (diesel oil). Pemilihan bahan bakar tersebut berdasarkan pertimbangan sebagai
berikut:
- Harga relatif murah
- Mudah didapat
VIII- 14
- Viskositas relatif rendah
- Heating valuenya relative rendah
- Tidak menyebabkan kerusakan pada alat
- 1 -
BAB IX
LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
9.1 PENENTUAN LOKASI
Penentuan lokasi pabrik merupakan suatu hal yang penting, karena akan
mempengaruhi kedudukan dalam persaingan dan menentukan kelangsungan hidup
perusahaan tersebut.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi penentuan lokasi pabrik adalah sebagai
berikut:
9.1.1. Faktor-faktor Utama
a. Letak sumber bahan baku
Suatu pabrik hendaklah didirikan di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku
sehingga pengadaan dan transportasi bahan baku mudah dilakukan.
Hal-hal yang perlu ditinjau mengenai bahan baku ini adalah sebagai berikut :
Jarak pabrik dengan sumber bahan baku
Kapasitas sumber
Cara penanganan bahan baku tersebut
Kemungkinan mendapatkan sumber bahan baku lain
b. Pemasaran
Sebaiknya lokasi pabrik dekat dengan pemasarannya. Hal-hal yang perlu diperhatikan
mengenai pemasaran ini adalah sebagai berikut :
Kebutuhan konsumen terhadap produk
Jarak daerah pemasaran dari lokasi pabrik
Berapa banyak produk sejenis yang beredar di pasaran
Sistim pemasaran yang dipakai
c. Tenaga Listrik dan Bahan Baku
Listrik dan bahan baku industri mempunyai peranan yang sangat penting terutama
sebagai motor penggerak, selain sebagai penerangan dan untuk memenuhi kebutuhan
yang lain. Ada pun hal-hal yang perlu diperhatikan sehubungan dengan pengadaan listrik
dan baku dalam penentuan lokasi pabrik adalah :
Kemungkinan pengadaan listrik di daerah lokasi yang dipilih
Bab IX
- 2 -
Berapa harga listrik dan bahan baku
Bagaimana persediaan tenaga listrik dan bahan baker dimasa mendatang
d. Sumber air
Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam suatu industri kimia. Air digunakan
untuk kebutuhan media pendingin, air umpan boiler, air sanitasi dan kebutuhan lainnya.
Untuk memenuhi kebutuhanair di pabrik dapat diperoleh melalui dua sumber :
Dari sumber langsung (sungai maupun air tanah)
Dari instalasi penyediaan air
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan sumber-sumber air adalah :
Sampai seberapa lama sumber air tersebut dapat memenuhi kebutuhan pabrik
Bagaimana kualitas airnya
Bagaimana pengaruh musim terhadap kemampuan penyediaan
Polusi air tidak melebihi ambang batas yang ditetapkan
e. Iklim dan Alam Sekitarnya
Keadaan alam (topografi,menyangkut konstruksi bangunan dan peralatan)
Keadaan angin (kecepatan dan arah) pada situasi terburuk yang pernah terjadi
pada suatu tempat tersebut diperkirakan tidak akan mengganggu jalannya proses
produksi.
Kemungkinan untuk perluasan dimasa yang akan dating amat besar mengingat
luasnya lahan kosong di daerah sekitar pabrik
9.1.2. Faktor-faktor Khusus
a. Transportasi
Masalah pengangkutan ( transportasi) perlu diperhatikan agar kelancaran suplai bahan
baku dan pemasaran produk dapat terjamin dengan biaya operasi serendah mingkin dan
dalam waktu singat. Fasilitas –fasilitas yang ada untuk menunjang transportasi ini
meliputi :
Jalan raya
Adanya pelabuhan dan lapangan udara
b. Pembuangan Limbah Pabrik
Hal ini berkaitan dengan usaha pencegahan terhadap pencemaran lingkungan yang
disebabkan oleh buangan pabrik yang berupa gas,cair maupun padatan dengan
Bab IX
- 3 -
memperhatikan ketentuan-ketentuan dari pemerintah.
Apabila buangan pabrik (waste disposal) berbahaya bagi kehidupan disekitarnya, maka
yang harus diperhatikan adalah :
Masalah polusi yang akan timbul dengan adanya pabrik dan penangannya
Cara pengeluaran bentuk buangan, terutama berhubungan dengan pengaturan
setempat
Analisa mengenai dampak lingungan
c. Tenaga kerja
Kebutuhan tenaga kerja baik secara tenaga kasar maupun tenaga ahli berpengaruh
terhadap kinerja dan kelancaran dari perusahaan.
Tingkat pendidikan masyarakat dan tenaga kerja juga menjadi pendukung pendirian
pabrik ini. Pertimbangan dari segi ketenaga kerjaan dalam pemilihan lokasi :
Tenaga kerja dengan tingkat pendidikan minimal sekolah menengah mudah
didapat
Keahlian dan pendidikan tenaga kerja yang tersedia cukup tinggi dan dapat
memenuhi kebutuhan
Tingkat penghasilan tenaga kerja setempat memadai
Tingkat produktivitas tenaga kerja memadai
d. Undang-undang dan Peraturan Pemerintah ( Pusat maupun Daerah)
Hal-hal yang perlu diperhatikan :
Ketentuan-ketentuan mengenai daerah industri
Ketentuan-ketentuan jalan umum bagi industri di daerah ini
Perpajakan dan asuransi
e. Karakteristik lokasi
Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :
Apakah lokasi berada di daerah bekas sawah, rawa, atau berair
Harga tanah dan fasilitas lainnya
f. Masalah Lingkungan
Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :
Apakah daerah pedesaan atau perkotaan
Fasilitas rumah, sekolah dan fasilitas ibadah
Bab IX
- 4 -
Tempat rekreasi dan kesehatan
9.2 Tata Letak Pabrik ( Plant Lay Out)
Tata letak pabrik adalah suatu rencana dari pengaturan yang paling efektif dan
fasilitas-fasilitas fisik dan tenaga kerja untuk menghasilkan produk. Tata letak pabrik
memliputi perencanaan kebutuhan ruangan untuk semua aktivitas dalam suatu pabrik
yang meliputi kantor,gudang,kamar dan semua fasilitas lain yang ada hubungannya
dengan keseluruhan proses dalam rangka menghasilkan produk.
Tujuan utama perencanaan tata letak pabrik adalah untuk memperoleh laba maksimum
dengan jnalan pengaturan semua fasilitas pabrik untuk memanfaatkan yang sebesar-
besarnya dari keseluruhan perangkat produksi meliputi, manusia, bahan mesin dan modal.
Hal-hal khusus yang harus diperhatikan dalam pembuatan plant lay out adalah :
- Distribusi secara ekonomis dari kebutuhan sarana utilitas meliputi steam,
air,listrik dan bahan bakar.
- Kemungkinan timbulnya bahaya-bahaya seperti kebakaran, ledakan, timbulnya
gas/asap dan lainnya.
- Kemungkinan perlusan pabrik di masa depan
- Masalah penyaluran zat-zat buangan pabrik
- Adanya ruangan yang cukup untuk pergerakan pekerja dan pemindahan barang-
barang
- Pondasi, bentuk dan kerangka bangunan dan mesin-mesin
- Peneranagan ruangan, ventilasi pendingin ruangan dan fasilitas-fasilitas lain sperti
menara pendingin, peralatan udara tekan, sistem pengolahan air limbah, peralatan
tenaga listrik darurat, pemadam kebakaran dan lain-lain.
Tata letak Pabrik ini dibagi menjadi 2 bagian yaitu :
1. Master Plot Plant
2. Process Lay Out
1. Master Plot Plant
Master Plot Plant adalah suatu perletakan peralatan dan bangunan secara
keseluruhan yaitu meliputi areal proses,areal penyimpanan serta areal material handling
sedemikian rupa sehingga pabrik bisa beroperasi secara efektif dan efisien.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengaturan peralatan dalam pabrik :
Bab IX
- 5 -
Letak ruangan yang cukup antara peralatan yang lainnya untuk memudahkan
pengoperasian,pemeriksaan,perawatan serta dapat menjamin kerja menurut
fungsinya masing-masing.
Adanya kesinambungan antara alat yang satu dengan alat yang lain.
Diusahakan dapat menimbulkan suasana kerja yang menyenangkan.
Master plot plan pabrik minyak jarak ini dapat dilihat pada gambar
2. Process Lay Out
Dalam perencanaan process layout ada beberapa hal yang harus diperhatikan, yaitu :
Aliran bahan baku dan produksi yang tepat dapat menunjang kelancaran dan
keamanan produksi.
Aliran udara dan ventilasi di sekitar area proses harus pada alat agar tidak terjadi
stagnasi udara pada tempat yang dapat menyebabkan akumulasi bahan-bahan
kimia yang berbahaya. Terutama di sekitar aliran proses yang memerlukan
metanol, yaitu disekitar mixer II (M-160), reaktor III (R-140), dan kolam destilasi
( D-150 ).
Penerangan seluruh area pabrik terutama daerah proses harus memadai khususnya
pada tempat – tempat yang proses atau bahannya berbahaya, antara lain tangki
asidulasi (M-130) dan kolom destilasi (D-150).
Dalam perencanaan Process Lay Out perlu memperhatikan ruang gerak pekerja
agar dapat mencapai seluruh alat proses dengan mudah dan cepat sehingga
penanganan khusus seperti kerusakan peralatan alat dapat segera teratasi.
Jarak antar alat proses diatur sedemikian rupa sehingga alat proses bertekanan
tinggi atau bersuhu tinggi seperti kolom destilasi ( D-150 ) sebaiknya ditempatkan
berjauhan dari alat lainnya agar bila terjadi ledakan atau kebakaran tidak cepat
merambat pada alat proses lainnya.
9.3.Tata Letak Peralatan Proses
Tata letak peralatan proses ini secara garis besar berorientasi pada keselematan dan
kenyamanan pekerja sehingga dapat meningkatkan produktivitas kerja. Tata letak
peralatan proses dapat dilihat pada Gambar 9.5.
Bab IX
- 6 -
Gambar 9.1. Peta Nusa Tenggara Timur
Gambar 9.2. Peta Kabupaten Ende
Bab IX
- 7 -
Gambar 9.3. Peta Kecamatan Ende Selatan
Lokasi Pabrik M95
Bab IX
- 8 -
Gambar 9.4. master plot plan pra rencana pabrik M95
Keterangan :
1. Parker tamu 13. Garasi
2. Pos keamanan 14. Bengkel
3. Parker pegawai 15. Pemadam Kebakaran
24
21 2124
20
19
18
9
8
6
3
10
2323
17
16
15
14
13
12
7
23 234 12
1242 2
JALANUTAMA
Bab IX
- 9 -
4. Taman 16. Generator
5. Aula 17. Ruangan Bahan Bakar
6. Kantin 18. Laboratorium
7. Perkantoran dan tata usaha 19. Gudang produk samping
8. Poliklinik 20. Gudang produk
9. Musholla 21. Areal pengolahan air dan utilitas
10. Ruang proses produksi 22. Areal pengelohan limbah
11. Ruang kepala pabrik 23. Halaman dan jalan
12. Ruang bahan baku 24. Areal perluasan pabrik
Table 9.1. perincian luas daerah pabrik
No Daerah Ukuran (m) Luas (m3)1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Parker tamu
Pos keamanan
Parker pegawai
Taman
Aula
kantin
Perkantoran dan TU
Poliklinik
Musholla
Ruang proses produksi
Ruang kepala pabrik
Ruang bahan baku
Garasi
Bengkel
Pemadam kebakaran
Ruang generator
Ruang bahan bakar
Laboratorium
Gudang produk samping
3 × 15
2(4 × 5)
3 × 30
15 × 40
20 × 20
4 × 10
50 × 10
5 × 10
5 × 10
40 × 60
4 × 5
15 × 15
10 × 10
10 × 15
8 × 10
15 × 15
15 × 15
10 × 15
10 × 20
45
40
90
600
400
400
500
50
50
2400
20
225
100
150
80
225
225
150
200
Bab IX
- 10 -
20.
21.
22.
23.
24.
Gudang produk
Areal pengolahan
Air & utilitas
Areal pengolahan limbah
Halaman dan jalan
Areal perluasan pabrik
15 × 30
30 × 40
10 × 50
1160
70 × 80
450
1200
500
1160
5600
Total 14.500
Tahappersiapan
Tahap reaksiutama
Tahappemisahan
Tahappemurnianproduk
Tahappenyimpanan
Gambar 9.5. Tata Letak Alat Pabrik M95
Keterangan :
1. F-101 : Storage Minyak Jarak
2. M-103 : Mixer I
3. R-110 : Reaktor I
F-101
F-134
F-153
M-103
R-110
H-111
R-120
M-130
H-131
R-140
H-141
D-150
F-112
F-132
F-142
F-162
Bab IX
- 11 -
4. H-111 : Decanter
5. R-120 : Reaktor II
6. M-130 : Tangki Asidulasi
7. H-13 : Decanter II
8. F- 134 : Storage DMP
9. R-140 : Reaktor III
10. H-141 : Dekanter III
11. D-150 : Kolom Distilasi
12. F-153 : Storage Gasoline
13. M-160 : Mixer II
14. F-112 : Storage As Lemak
15. F-132 : Storage Sabun + FFA
16. F-142 : Storage Isopropilidine
17. F-162 : Storage M95
- 1 -
BAB X
STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN
Kelancaran dan kontinuitas suatu pabrik merupakan hal yang penting dan menjadi
tujuan utama setiap perusahaan. Hal tersebut dapat ditujang dengan adanya struktrur
organisasi yang baik.
Struktur organisasi dapat memberikan wewenang pada setiap perusahaan untuk
melaksanakan tugas yang dibebankan kepadanya. Juga mengatur sistem dan hubungan
strukturalantar fungsi atau orang-orang dalam hubungan satu dengan yang lainnya pada
pelaksanaan fungsi mereka.
10.1. Dasar Perusahaan
Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas
Lokasi pabrik : Ende – Flores - NTT
Kapasitas produksi : 900 ton/tahun
Modal : Penanaman Modal Dalam Negeri
Dalam pengolahan perusahaan agar mencapai sasaran secara efektif dan hasil
produksi yang besar, maka harus diperhitungkan elemen dasar sebagai alat
pelaksanaannya. Elemen dasar itu adalah :
- Manusia (man)
- Uang (money)
- Bahan (material)
- Masin (machine)
- Metode (method)
- Pasar (market)
Elemen dasar tersebut menjadi faktor utama untuk menjalankan suatu perusahaan
dalam mencapai tuijuannya secara bersama-sama dalam organisasi perusahaan.
10.2. Bentuk Perusahaan
Pabrik merupakan perusahaan swasta berskala nasional yang berbentuk Perseroan
Terbatas (PT), bentuk ini digunakan dengan alasan :
a. Kedudukan antara pimpinan perusahaan dan para pemegang saham terpisah satu sama
lain.
Bab X
- 2 -
b. Tanggung jawab para pemegang saham terbatas karena segala sesuatu yang
menyangkut perusahaan dipegang oleh pimpinan perusahaan.
c. Mudah mendapatkan modal, selain dari bank, modal juga diperoleh dari penjualan
saham.
d. Kehidupan PT. lebih terjamin karena tidak berpengaruh, oleh berhentinya salah
seorang pemegang saham, direktur atau karyawan.
10.3. Struktur Organisasi Perusahaan
Struktur organisasi yang digunakan adalah sistem organisasi garis dan staf, alasan
pemakaian sistem ini adalah :
1. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar dengan produksi terus-menerus
dan berproduksi secara missal.
2. Terdapat satu kesatuan pimjpinan dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik.
3. Masing-masing Kepala Bagian secara langsung bertanggung jawab atas aktivitas yang
dilakukan untuk mencapai tujuan.
4. Pimpinan tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung jawab
kepada Dewan Komisaris. Anggota Dewan Komisaris merupakan wakil-wakil dari
pemegang saham dan melengkapi dengan staff ahli yang bertugas memberikan saran
kepada direktur.
5. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya staff
ahli.
6. Perwujudan “The Right Man in The Right Place” lebih mudah dilaksanakan.
10.4. Pembagian Kerja Dalam Organisasi
Pembagian kerja dalam organisasi perusahaan merupakan pembagian tugas,
jabatan dan tanggung jawab antara satu pengurus dengan pengurus yang lain sesuai
dengan strukturnya. Penjelasan dari setiap jabatan dalam organisasi perusahaan ini
diterangkan sebagai berikut :
a. Pemegang Saham
Pemegang saham adalah beberapa orang yang ikut mengumpulkan modaluntuk
pendirian pabrik melalui pembelian saham perusahaan. Pemegang saham adalah
pemilik perusahaan dimana jumlah yang dimiliki tergantung dengan jumlah besarnya
saham yang dimilikinya, sedangkan kekayaan pribadi pemegang saham tidak
Bab X
- 3 -
dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan. Penanam
saham harus menanamkan sahamnya paling sedikit satu tahun. Rapat Umum
Pemegang Saham (RUPS) adalah rapat dari pemegang saham yang memiliki
kekuasaan tertinggi dalam mengambil keputusanuntuk kepentingan perusahaan.
RPUS biasanya diadakan paling sedikit dalam setahun, atau selambat-lambatnya
enam bulan sejak tahun buku yang bersangkutan berjalan (neraca telah aktif).
b. Dewan Komisaris
Dewan komosaris terdiri dari para pemegang saham perusahaan. Pemegang saham
adalah pihak-pihak yang menanamkan modalnya untuk perusahaan dengan cara
membeli saham perusahaan. Besarnya kepemilikikan pemegang saham terhadap
perusahaan tergantung dengan besarnya modal yang ditanamkan., sedangkan
kekayaan pribadi dari pemegang saham tidak dipertanggungjawabkan sebagai
jaminan atas hutang-hutang perusahaan. Pemegang saham harus menanamkan saham
paling sedikit 1 (satu) tahun.
Tugas dan wewenang dewan komisaris meliputi :
Memilih dan memberhentikan Direktur.
Mengawasi Direktur Utama dan berusaha agar tindakan direktur utama tidak
merugikan perusahaan.
Menetapkan kebijaksanaan perusahaan dan memberikan nasehat kepada Direktur
Utama.
Mengadakan evaluasi atau pengawasan tentang hasil yang diperoleh perusahaan.
Menyetujui atau menolak rancangan yang diajukan oleh Direktur Utama.
c. Direktur Utama
Direktur utama merupakan pimpinan tertinggi perusahaan secara langsung dan
penanggung jawab utama dalam perusahaan secara keseluruhan selama perusahaan
berdiri. Tugas direktur utama adalah :
Bertanggung jawab kepada Deawan Komisaris.
Menetapkan kebijaksanaan peraturan dan tata tertib baik ke luar maupun ke dalam
perusahaan.
Mengkoordinasi kerja sama antara Direktur Teknik dan produksi dengan Direktur
Keuangan dan Direktur Atministrasi.
Bab X
- 4 -
Mengatur dan mengawasi keuangan perusahaan.
Bertanggung jawab atas kelancaran perusahjaan.
d. Penelitian dan Pengembangan (Litbang)
Litbang bersifat independent, bertanggung jawab langsung kepada direktur utama.
Litbang bertugas mengembangkan secara kreatif dan inovatif segala aspek perusahaan
terutama yang berkaitan dalam peningkatan kualitas produksi. Tugas Litbang adalah :
Memberikan nasehat dan informasi mengenai masalah teknik dan ekonomi
kepada Direktur Utama.
Membantu Direktur Utama dalam bidang penelitian dan pengembangan teknik
proses, organisasi perusahaan dan sebagainya, sehingga dapat memajukan
perusahaan.
e. Direktur Teknik Produksi
Direktur Teknik dan Produksi diangkat dan diberhentikan oleh Direktur Utama.
Direktur Teknik dan Produksi bertanggung jawab kepada Direktur Utama dalam hal :
Pengawasan produksi.
Pengawasan peralatan pabrik.
Perbaikan dan pemeliharaan alat produksi dan utilitas.
Perencanaan jadwal produksi dan penyediaan sarana produksi.
f. Direktur Atministrasi dan Keuangan
Direktur Atministrasi dan Keuangan bertanggung jawab kepada Direktur Utama
dalam hal :
Biaya-biaya preoduksi
Laba rugi perusahaan
Neraca keuangan
Atministrasi perusahaan
g. Departemen Quality Control (Pengendalian Mutu)
Departemen Quality Control bertugas mengawasi mutu bahan baku yang diterima dan
produk yang dihasilkan. Selama mengawasi mutu produk, tidak hanya produk jadi
saja yang dianalisis tapi juga pada setiap tahapan preoses.
Devisi Jaminan Mutu
Bab X
- 5 -
Devisi Jaminan Mutu bertanggung jawab kepada Departemen Quality Control
yang bertugas untuk melakukan penganalisaan, pengujian dan pengawasan
terhadap bahan mentah yang dipasok dan produk yang sudah jadi agar sesuai
standar yang telah ditentukan.
Divisi Penbgendalian Proses
Divisi Pengendalian Proses bertanggunga jawab kepada Departemen Quality
Control untuk mengendalikan kualitas bahan selama proses produksi yang sedang
berlangsung, yaitu mengatur komponen bahan baku sehinhga didapat produk
dengan kualitas yang diinginkan.
h. Departemen Produksi
Kepala Departemen Produksi bertanggung jawab atas jalannya proses produksi sesuai
yang direncanakan, termasuk merencanakan kebutuhan bahan baku agar target
produksi terpenuhi.
Divisi Produksi
Divisi produksi bertanggung jawab kepada Departemen Produksi atas kelancaran
proses. Divisi ini juga mengatur shift dan kelompok kerja sesuai spesialisasinya
pada masing-masing tahap proses dan mengendalikan kondisi operasi sesuai
prosedurnya.
Devisi Bahan Baku
Bertanggung jawab kepada kepala Departemen Produksi atas ketersediaan bahan
baku yang dibutukan sesuai banyaknya produksi yang diinginkan sehingga tidak
terjadi kekurangan atau kelebihan, mengatur aliran distribusi bahan baku dari
storage ke dalam proses.
i. Departemen Teknik
Kepala Departemen Teknik bertanggung jawab atas kelancaran alat-alat proses
selama produksi berlangsung, termasuk pemeliharaan alat proses dan
instrumentasinya. Apabila ada keluhan pada alat penunjang produksi, maka
departemen teknik langsung mengatasi masalahnya.
Divisi Utilitas
Bertanggung jawab kepada kapala Departremen Teknik mengenai kelancaran
alat-alat utilitas.
Bab X
- 6 -
Divisi Bengkel dan Perawatan
Bertugas memperbaiki alat-alat atau instrumentasi yang rusak baik alat produksi
maupun peralatan utilitas. Divisi ini juga diharapkan menciptakan alat-alat yang
inovatif untuk menunjang kelancaran produksi.
j. Departemen Pemasaran
Kepala Departemen Pemasaran bertanggung jawab dalam mengatur masalah
pemasaran produksi, termasuk juga melakukan research marketing agar penentuan
harga dapat bersaing di pasaran, menganalisis strategi pemasaran perusahaan
maupun competitor, mengatur masalah distribusi penjualan produk ke daerah-daerah,
melakukan promosi pada berbagai media massa baik cetak maupun elektronik agar
produk dapat terserap konsumen.
Divisi Pembelian
Bertanggung jawab kepada Departemen Pemasaran mengenai pembelian bahan
baku, alat-alat yang menunjang.
Divisi Penjualan
Bertanggung jawab kepada Departemen Pemasaran mengenai penjualan produk
pada berbagai daerah distribusi sekaligus mensurvei kebutuhannya agar dapat
dipasok setiap saat.
Divisi Promosi dan Periklanan
Melakukan prososi keberbagai sumber tentang kelebihan produk perusahaan
minimal masyarakat konsumen mengetahui produk yang diproduksi perusahaan.
Divisi Research Marketing
Melakukan analisis pasar untuk memenangkan persaingan dengan competitor dan
selalu membuat strategi pemasaran setiap saat sesuai perkembangan di lapangan.
k. Departemen Keuangan dan Akuntansi
Kepala Departemen Keuangan dan Akuntansi bertanggung jawab mengatur neraca
perusahaan dengan melakukan pembukuan sebaik-baiknya baik pemasukan ataupun
penbelanjaan untuk kebutuhan perusahaan. Selain itu jugas membayar gaji ke
rekining bank tiap karyawan pada setiap akhir bulan. Danjuga membayarkan jaminan
sosial atas pemutusan hak kerja (PHK) karyawan.
Bab X
- 7 -
Depasrtemen Keuangan dan Akuntansi membawahi 2 divisi yaitu :
Divisi Pembukuan
Divisi Keuangan
l. Departemen Umum
Kepala Departemen Umum bewrtugas untuk merencanakan dan mengelola hal-hal
yang bersifat umum. Departemen ini mengatur mesalah administrasi, keamanan dan
keselamatan, lingkungan serta hubungan antara perusahaan dengan pihak lain, baik
dengan masyrakat, pemerintah maupun dengan perusahaan lain. Departemen ini
membawahi 4 divisi :
Divisi Humas
Divisi Humas bertugas menjalin hubungan kemasyarakatan baik di dalam
perusahaan, antar instansiataupun dengan masyarakat setempat ataupun dengan
pihak pemerintah, sehingga diharapkan dengan kerja sama yang baik
kelangsungan dan kelancaran perusahaan dapat berjalan dengan baik.
Divisi Personalia
Divisi Personalia bertugas untuk menyaring dan menyeleksi calon
pegawai/pekerja baru serta mendistribusikan pekerja sesuai dengan keahlian dan
kemampuan yang dimilikinya.
Divisi Atministrasi
Divisi ini bertugas untuk menjalankan kegiatan administrasi perusahaan, mulai
dari surat-menyurat, absensi karyawan, pendapatan sampai pendistribusian gaji.
Divisi Keamanan dan Keselamatan
Divisi keamanan bertugas untuk menjaga keamjanan perusahaan meliputi
pengontrolan setiap kendaraan yang masuk perusahaan baik kendaraan bahan
baku, produk sampai kendaraan tamu, dan juga menjagakeamanan dan ketertiban
di lingkungan kerja diseluruh area pabrik.
Divisi Kebersihan
Divisi Kebersihan bertugas menjaga kenyamanan, keindahan perusahaan dari
mulai keindahan taman, toilet sampai kebersihan gudang dan produksi.
Divisi Transportasi
Bab X
- 8 -
Divisi ini mengatur penggunaan transportasi mulai deari penyedian bahab baku
sampai ke transportasi untuk pemasaran produk-produk yang dihasilkan.
m. Departemen Sumber Daya Manusia (SDM)
Kepala Departemen SDM bertugas merencanakan, mengelola dan mendayagunakan
SDM baik yang telah bekerja ataupun yang akan dipekerjakan. Selain itu Departemen
SDM mengatur masalah jenjang karier dan masalah penempatan karyawan atau
pemindahan karyawan antar departemen atau antar divisi sesuai dengan tingkat
prestasinya.
Divisi Kesehatan
Bertugas memperhatikan kesehatan karyawan, apabila poliklinik yang tersedia
tidak dapat mengatasi masalah kesehatan karyawan, maka dapat diintensifkan ke
rumah sakit langganan perusahaan sesuai kebutuhan pengobatan.
Divisi Ketenagakerjaan
Mengatur kesejahteraan karyawan seperti pemberian fasilitas atau bonus
perusahaan untuk karyawan yang berprestasi. Divisi ketenagakerjaan juga perlu
memperhatikan prestasi-prestasi yang dibuat oleh karyawan guna meningkatkan
jenjang karier dan kebijakan lainnya.
10.5. Jaminan Sosial
Jaminan social adalah jaminan yang diterima oleh pihak karyawan jika terjadi
sesuatu hal yang bukan karena kesalahannya menyebabkan dia tidak dapat melakukan
pekerjaan.
Jaminan social yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan adalah :
a. Tunjangan
- Tunjangan di luar gaji pokok, diberikan kepada tenaga kerja tetap berdasarkan
prestasi yang telah dilakukannya dan lama pengabdiannya kepada perusahaan
tersebut.
- Tunjangan lembur yang diberikan kepada tenaga kerja yang bekerja di luar jam
kerja yang telah ditetapkan (khusus untuk tenaga kerja shift).
b. Fasilitas
Fasilitas yang diberikan berupa seragam kerja untuk karyawan, perlengkapan
keselamatan kerja (missal : helm, sarung tangan, sepatu boot, kacamata perlindungan
Bab X
- 9 -
dan lain-lain), antar jemput bagi karyawan, kendaraan dinas, tempat tingghal dan lain-
lainnya.
c. Pengobatan
Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan di pliklinik perusahaan
dan diberikan secara Cuma-Cuma kepada karyawan yang membutukan dengan
ketentuan sebagai berikut :
- Untuk pengobatan dan perawatan yang dilakukan pada rumah sakit yang telah
ditunjuk akan diberikan secara cuma-cuma.
- Karyawan yang mengalami kecelakaan atau terganggu kesehatannya dalam
menjalankan tugas perusahaan, akan mendapat penggantian ongkos pengobatan
penuh.
d. Insentif atau bonus
Insentif diberikan dengan tujuan untuk meningkat produktivitas dan merangsang
gairah kerja karyawan. Besarnya insentif ini dibagi menurut golongan dan jabatan.
Pemberian insentif untuk golongan operatif (golongan kepala seksi ke
bawah)diberikan setiap bulan, sedangkan untuk golongan di atasnya diberikan pada
akhir tahun produksi dengan melihat besarnya keuntungan dan target yang dicapai.
e. Cuti
- Cuti tahunan selama 12 hari kerja dan diatur dengan mengajukan permohonan
satu minggu sebelumnyauntuk pertimbangan ijinnya.
- Cuti sakit bagi tenaga kerja yang memerlukan istirahat total berdasarkan surat
keterangan dokter.
- Cuti untuk keperluan dinas atas perintah atasan berdasarkan kondisi tertentu
perusahaan.
10.6. Jadwal Jam Kerja
Pabrik M95 ini direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam setahun dan 24
jam sehari, sisa harinya digunakan untuk perbaikan dan perawatan atau dikenal dengan
istilah shut down.
Sesuai dengan peraturan pemerintah dalam jumlam jam kerja untuk karyawan
adalah 40 jam dalam satu minggu, yang dibedakan atas dua bagian, yaitu :
a. Untuk pegawai non shift
Bab X
- 10 -
Bekerja selama 6 hari dalam seminggu (total kerja 40 jam per minggu), sedangkan
hari minggu dan hari besar libur. Pegawai non shift ini termasuk karyawan yang tidak
langsung menangani operasi pabrik, misalnya : direktur, kepala departemen, kepala
divisi, karyawan kantor/administrasi dan divisi-divisi di bawah tanggung jawab non
teknik atau yang bekerja di pabrik dengan jenis pekerjaan tidak kontinu.
Ketentuan jam kerja adalah sebagai berikut :
Senin – Kamis : Pkl. 08.00 – 16.00 (istirahat pkl. 12.00 – 13.00)
Jum’at : Pkl. 08.00 – 16.00 (istirahat pkl. 11.00 – 13.00)
Sabtu : Pkl. 08.00 – 12.00
Minggu : Libur, begitu juga dengan hari-hari libur yang telah ditetapkan
oleh pemerintah sebagai hari libur.
b. Untuk pegawai shift
Sehari bekarja 24 jam yang terbagi dalam 3 shift. Karyawan shift ini termasuk
karyawan yang langsung menangani proses operasi pabrik, misalnya : kepala shift,
operator, karyawan-karyawan shift, gudang serta keamanan dan keselamatan kerja.
Ketentuan jam kerja pegawai shift sebagai berikut :
- Shift I : Pkl. 07.00 – 15.00
- Shift II : Pkl. 15.00 – 23.00
- Shift III : Pkl. 23.00 – 07.00
Jadwal kerja dibagi dalam empat minggu dan empat kelompok. Setiap kelompok
kerja akan mendapatkan libur satu kali dari tiga kali shift. Jadwal kerja karyawan shift
dapat dilihat pada tabel 10.1.
Tabel 10.1. jadwal Kerja Karyawan Pabrik
Regu
Minggu
Pertama Kedua Ketiga Keempat
I
II
III
IV
Pagi
Siang
Malam
-
Siang
Malam
-
Pagi
Malam
-
Pagi
Siang
-
Pagi
Siang
Malam
10.7. Penggolongan dan Tingkat Pendidikan Karyawan
Bab X
- 11 -
Penggolongan karyawan berdasarkan tingkat kedudukan dalam struktur organisasi
pada Pra Rencana Pabrik M95 yaitu :
1. Direktur Utama : Sarjana Teknik Kimia atau min. Strata 2
2. Direktur
a. Direktur Produksi : Sarjan Teknik Kimia
b. Direktur Administrasi dan Keuangan : Sarjana Ilmu Administrasi (FIA)
3. Penelitian dan Pengembangan : Sarjana Kimia (MIPA)
4. Kepala Departemen
a. Departemen Quality Control : Sarjana Kimia (MIPA)
b. Departemen Produksi : Sarjan Teknik Kimia
c. Departemen Teknik : Sarjan Teknik Mesin
d. Departemen Pemasaran : Sarjana Ekonomi
e. Departemen Keuangan dan Akuntansi: Sarjana Ekonomi
f. Departemen Sumber Daya Manusia : Sarjan Psikologi Industri
g. Departemen Umum : Sarjan Teknik Industri
5. Kepala Divisi
a. Divisi Produksi : Sarjan Teknik Kimia
b. Divisi Bahan Baku : Sarjan Teknik Kimia
c. Divisi Utilitas : Sarjan Teknik Mesin
d. Divisi Bengkel dan Perawatan : Sarjan Teknik Mesin
e. Divisi Jaminan Mutu : Sarjana Kimia (MIPA)
f. Divisi Pengendalian Proses : Sarjan Teknik Kimia
g. Divisi Kesehatan : Sarjana Kedokteran
h. Divisi Ketenagakerjaan : Sarjan Teknik Industri
i. Divisi Pembelian : Sarjana Ekonomi
j. Divisi Penjualan : Sarjana Ekonomi
k. Divisi Promosi Periklanan : Diploma Public Relation & Promotion
l. Divisi Research Marketing : Sarjana Ekonomi
m. Divisi Keuangan : Sarjana Ekonomi
n. Divisi Akuntansi : Sarjana Ekonomi
o. Divisi Humas : Diploma Public Relation & Promotion
Bab X
- 12 -
p. Divisi Personalia : Sarjan Hukum dan Psikologi
q. Divisi Atministrasi : Sarjana Ilmu Administrasi (FIA)
r. Divisi Keamanan dan Keselamatan :Diploma/SMU/SMK
s. Divisi Kebersihan : Diploma/SMU/SMK
t. Divisi Transportasi : Sarjana/ Diploma Teknik Mesin
6. Karyawan : Diploma SMA/SMK
10.8. Perincian Jumlah Karyawan Operasional
Perhitungan jumlah tenaga kerja operasional dilakukan berdasarkanpembagian
proses yang dilakukan pada Pra Perancangan Pabrik M95 proses yang dilakukan terbagi
dalam beberapa tahap yaitu :
a. Proses Utama
1. Penyedian bahan baku terdiri dari
- Degung
- Transportasi
2. tahap reaksi
3. tahap pemisahan
4. tahap penanganan produk
- tahap penyimpanan
b. Tahap tambahan pembantu
1. laboratorium
2. Utilitas terdiri dari
- Pengolahan air
- Boiler
- Pengolahan limbah
Sehingga jumlah proses hasil keseluruhan yang membutuhkan tenaga operasional
adalah 6 tahap. Dari Peter n Timmerhaus Fig 5-8 hal 196, maka dibutuhkan karyawan 20
orang jam/hari tahap untuk kapasitas 900 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari/tahun.
Kerene jumlah proses keseluruhan terbagi dalam 6 tahap, maka :
Karyawan proses = 20 orang jam/hari tahapan x 6tahap = 120 orang jam/hari
Karene satu hari terdapat 3 shft kerja, maka :
Bab X
- 13 -
Karyawan Proses = 40/3
/.120
harishift
harijamorangorang jam / shift
Karena setiap karyawan shift bekerja selama 8 jam / hari, maka :
Karyawan proses = 5/8
/.40
harijam
shiftjamorangorang hari / shift
Karena karyawan shift terdiri atas 4 regubekerja dan 1 regu libur, maka :
Jumlah karyawan proses keseluruhan = 5 orang hari/shift x 4 regu = 20 orang setiap hari
(untuk 4 regu).
Jumlah karyawan haria = 20 orang
Perincian kebutuhan tenaga kerja dapat dilihat pada tabel 10.2.
Tabel 10.2. Jabatan dan tingkat pendidikan tenaga kerja.
No. Jabatan (Tugas) SLTP SMU D3 S1 S2
1. Direktur Utama 1
2. Direktur Produksi dan Teknik 1
3. Direktur Atministrasi dan Keuangan 1
4. Sekretaris 3
5. Kepala Litbang 1
6. Karyawan Litbang 32
7. Kepala Dept. Quality Control 1
8. Kepala Dept. Produksi 1
9. Kepala Dept. Teknik 1
10. Kepala Dept. Pamasaran 1
11. Kepala Dept. Keuangan dan Atministrasi 1
12. Kepala Dept. SDM 1
13. Kepala Dept. Umum 1
14. Kepala Divisi Produksi 1
15. . Karyawan Divisi Produksi 15 5
16. Kepala Divisi Bahan Baku 1
17. Karyawan Divisi Bahan Baku 8 2
18. Kepala Divisi Utilitas 1
Bab X
- 14 -
19. Karyawan Divisi Utilitas 7 3
20. Kepala Divisi Bengkel & Perawatan 1
21. Karyawan Divisi Bengkel & Perawatan 10
22. Kepala Divisi Quality Control 1
23. Karyawan Divisi Quality Control 5
24. Kepala Divisi Pengendalian Proses 1
25. Karyawan Divisi Pengendalian Proses 5
26. Kepala Divisi Kesehatan 1
27. Karyawan Divisi Kesehatan 3
28. Kepala Divisi Ketenagakerjaan 1
29. Karyawan Divisi Ketenagakerjaan 3
30. Kepala Divisi Pembelian 1
31. Karyawan Divisi Pembelian 4
32. Kepala Divisi Penjualan 1
33. Karyawan Divisi Penjualan 6
34. Kepala Divisi Promosi dan Periklanan 1
35. Staff Divisi Promosi dan Periklanan 2
36. Kepala Divisi Research Merketing 1
37. Staff Research Merketing 2
38. Kepala Divisi Keuangan 1
39. Staff Divisi Keuangan 2
40. Kepala Divisi Akuntansi 1
41. Staff Divisi Akuntansi 2
42. Kepala Divisi Humas 1
43. Staff Divisi Humas 2
44. Kepala Divisi Personalia 1
45. Staff Divisi Personalia 2
46. Kepala Divisi Atministrasi 1
47. Staff Divisi Atministrasi 4
48. Kepala Divisi Transportasi 1
Bab X
- 15 -
49. Staff Transportasi 10 2
50. Kepala Divisi Keamanan dan Keselamatan 1
51. Staff Keamanan 18
52. Kepala Divisi Kebersihan 1
53. Staff Kebersihan 10
54. Dokter 1
JUMLAH 10 45 80 36 1
TOTAL TENAGA KERJA 172
10.9. Karyawan dan Sistem Pengupahan (Gaji)
Pabrik M95 ini mempunyai sistem pembagian gaji yang berbeda-bada kepada
karyawan. Hal ini berdasarkan pada criteria sebagai berikut :
1. Tingkat pendidikan.
2. Pengelaman kerja.
3. tanggung jawab dan kedudukan.
4. keahlian.
5. pengabdian pada perusahaan (lamanya bekerja)
berdasarkan criteria di atas, karyawan akan menerima gaji sesuai dengan status
kepegawaiannya dibagi menjadi 3 bagia, yaitu :
1. Karyawan regular
Karyawan regular adalah karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat
keputusan (SK) dan mendapat gaji bulanan berdasarkan kedudukan, keahlian dan nasa
kerjanya.
2. Karyawan borongan
Karyawan borongan adalah pekerjaan yang dipergunakan oleh pabrik bila diperlukan
saja, misalnya bongkar muat barang dan lain-lain. Pekerja ini menerima upah
borongan untuk pekerjaan tersebut.
3. Keryawan harian
Karyawan harian adalah pekerja yang diangkat dan diberhentikan oleh manejer pabrik
berdasarkan nota persetujuan manejer pabrik atas pengajuan kepala yang
membawahinya dan menerima upah harian yang dibayarkan setiap akhir pekan.
Bab X
- 16 -
Tabel 10.3. Daftar Upah (Gaji) Karyawan
No. Jabatan (Tugas) Jumlah Gaji/bulan
(Rp)
Total
(Rp)
1 Direktur Utama 1 15.000.000 15.000.000
2 Direktur Produksi dan Teknik 1 10.000.000 10.000.000
3 Direktur Atministrasi dan Keuangan 1 10.000.000 10.000.000
4 Sekretaris 3 2.500.000 7.500.000
5 Kepala Litbang 1 4.000.000 4.000.000
6 Staff Litbang 2 3.000.000 6.000.000
7 Kepala Dept. Quality Control 1 4.000.000 4.000.000
8 Kepala Dept. Produksi 1 4.000.000 4.000.000
9 Kepala Dept. Teknik 1 4.000.000 4.000.000
10 Kepala Dept. Pamasaran 1 4.000.000 4.000.000
11 Kepala Dept. Keuangan dan Atministrasi 1 4.000.000 4.000.000
12 Kepala Dept. SDM 1 4.000.000 4.000.000
13 Kepala Dept. Umum 1 4.000.000 4.000.000
14 Kepala Divisi Produksi 1 4.000.000 4.000.000
15 . Karyawan Divisi Produksi 5 2.500.000 12.500.000
15 1.600.000 24.000.000
16 Kepala Divisi Bahan Baku 1 3.000.000 3.000.000
17 Karyawan Divisi Bahan Baku 2 2.000.000 4.000.000
8 1.250.000 10.000.000
18 Kepala Divisi Utilitas 1 3.000.000 3.000.000
19 Karyawan Divisi Utilitas 3 2.000.000 6.000.000
5 1.400.000 7.000.000
20 Kepala Divisi Bengkel & Perawatan 1 3.000.000 3.000.000
21 Karyawan Divisi Bengkel & Perawatan 4 1.400.000 5.600.000
22 Kepala Divisi Quality Control 1 3.000.000 3.000.000
23 Karyawan Divisi Quality Control 2 2.000.000 4.000.000
24 Kepala Divisi Pengendalian Proses 1 3.000.000 3.000.000
Bab X
- 17 -
25 Karyawan Divisi Pengendalian Proses 2 2.000.000 4.000.000
26 Kepala Divisi Kesehatan 1 4.000.000 4.000.000
27 Karyawan Divisi Kesehatan 2 2.000.000 4.000.000
28 Kepala Divisi Ketenagakerjaan 1 3.000.000 3.000.000
29 Karyawan Divisi Ketenagakerjaan 2 1.600.000 3.200.000
30 Kepala Divisi Pembelian 1 3.000.000 3.000.000
31 Karyawan Divisi Pembelian 2 1.600.000 3.200.000
32 Kepala Divisi Penjualan 1 3.000.000 3.000.000
33 Karyawan Divisi Penjualan 4 1.600.000 6.400.000
34 Kepala Divisi Promosi dan Periklanan 1 3.000.000 3.000.000
35 Staff Divisi Promosi dan Periklanan 2 1.600.000 3.200.000
36 Kepala Divisi Research Merketing 1 4.000.000 4.000.000
37 Staff Research Merketing 2 2.000.000 4.000.000
38 Kepala Divisi Keuangan 1 3.000.000 3.000.000
39 Staff Divisi Keuangan 2 2.000.000 4.000.000
40 Kepala Divisi Akuntansi 1 3.000.000 3.000.000
41 Staff Divisi Akuntansi 2 2.000.000 4.000.000
42 Kepala Divisi Humas 1 3.000.000 3.000.000
43 Staff Divisi Humas 2 1.600.000 3.200.000
44 Kepala Divisi Personalia 1 3.000.000 3.000.000
45 Staff Divisi Personalia 2 1.600.000 3.200.000
46 Kepala Divisi Atministrasi 1 3.000.000 3.000.000
47 Staff Divisi Atministrasi 4 1.600.000 3.000.000
48 Kepala Divisi Transportasi 1 3.000.000 3.000.000
49 Staff Transportasi 2 1.600.000 3.000.000
3 1.300.000 3.000.000
50 Kepala Divisi Keamanan dan Keselamatan 1 3.000.000 3.000.000
51 Staff Keamanan 12 1.600.000 19.200.000
52 Kepala Divisi Kebersihan 1 2.000.000 2.000.000
53 Staff Kebersihan 5 1.500.000 7.500.000
Bab X
- 18 -
54 Dokter 1 3.000.000 3.000.000
TOTAL 172 301.200.000
- 1 -
BAB XI
ANALISA EKONOMI
Perencanaan suatu pabrik perlu ditinjau dari factor-faktor ekonomi yang
menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Factor-faktor yang perlu
dipertimbangkan dalam penentuan untuk rugi dalam mendirikan pabrik M95 adalah
sebagai berikut :
- Return on Investment (ROI)
- Pay Out Time (POT)
- Break Even Point (BEP)
- Internal Rate of Return (IRR)
Sedangkan untuk menghitung factor-faktor di atas perlu diadakan penaksiran
beberapa hal yang menyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses, yaitu :
11.1. Faktor-faktor penentu :
a. Total Capital Invesment (TCI)
Yaitu modal yang dipelukan untuk mendirikan pabrik sebelum berproduksi.
TCI ini terdiri atas :
1. Fixed Capital Invesment (TCI)
a. Biaya Langsung (Direct Cost), meliputi :
- Instansi Peralatan
- Instrumentasi dan alat control
- Perpipaan
- Listrik
- Bangunan dan tanah
- Pemasangan peralatan
- Servis fasilitas
b. Biaya Tak Langsung (Inderect Cost)
- Engincering
- Biaya KOnstruksi
- Kontraktor
Bab XI
- 2 -
- Biaya tak terduga
2. Working Capital Invesment (WCI)
Yaitu modal untuk menjalankanpabrik yang berhubungan dengan laju produksi,
meliputi :
a. Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu
b. Gaji dalam waktu tertentu
c. Pengemasan dalam waktu tertentu
d. Supervise
e. Utilitas dalam waktu tertentu
f. Laboratorium
g. Pemeliharaan
h. Patent dan royalty
i. Operating supplies
Maka: TCI = FCL + WCL
b. Biaya Total Produksi
Yaitu biaya yang digunakan untuk operasi pabrik dan biaya perjalanan produk.
Meliputi :
1. Biaya pembuatan, terdiri atas :
- Biaya Produk Langsung (DPC)
- Biaya Produk Tetap (FC)
- Biaya overhead pabrik
2. Biaya umum (general expenses)
- Administrasi
- Distribusi dan pemasaran
- Litbang
- Financing
Biaya produksi total terdiri dari :
a. Biaya variabel (VC), yaitu semua biaya yang pengeluarannya berbanding
lurus dengan laju produksi yang meliputi :
- Biaya bahan baku
Bab XI
- 3 -
- Biaya utilitas
b. Biaya semi variabel (SCV), yaitu semua biaya yang pengeluarannya yang tidak
berbanding lurus dengan laju produksi yang meliputi :
- Upah karyawan
- Pemeliharaan dan perbaikan
- Laboratarium
- Operating supplies
- Biaya umum
- Biaya overhead
- supervisi
c. biaya tetap (FC)
- Depresiasi
- Asuransi
- Pajak
- Bunga
c. Penaksiran Harga Alat
harga suatu alat setiap saat akan berubah, tergantung pada perubahan kondisi
ekonomi. Untuk itu digunakan beberapa cara konversi harga alat terhadap harga alat pada
beberapa tahun lalu, sehingga diperoleh harga yang ekivalen dengan harga sekarang.
Harga alat dalam Pra Rencana Pabrik M95 ini di dasarkan pada harga alat yang
terdapat dalam literature : Peter & Timmerhaus.
Untuk menaksir harga alat pada tahun 2012 digunakan persamaan :
VA = VB
n
B
A
CC
Di mana :
VA : Harga alat A
VB : Harga alat B
CA : Kapasitas alat A
CB : Kapasitas alat B
n : Eksponen harga alat
Bab XI
- 4 -
dari perhitugan appendiks E, diharapkan harga peralatan untuk Pra Rencana Pabrik M95
adalah $ 366960
11.2. Penentuan Total Capital Investment ( TCI )
a. Biaya langsung ( DC ) = $ 1108904
b. Biaya tak langsung ( IC ) = $ 200060
c. Fix capital Investment ( FCI ) = $ 2159790,6
d. Modal kerja ( WCI ) = $ 381139,5176
Maka TCI = $ 2540930,1176
11.3. Penentuan Total Production Cost ( TPC )
Dari perhitungan Appendiks diperoleh :
a. Biaya produksi langsung ( DPC ) = $ 2007976,8588
b. Biaya tetap ( Fixed cost/FC ) = $ 410360,2140
c. Biaya overhead = $ 452954,2516
d. Biaya umum ( General Expenses ) = $ 513721,4074
Maka TPC = $ 4529542,5162
11.4. Laba Perusahaan
Laba perusahaan yaitu keuntungan yang diperoleh dari penjualan produk.
Dari Appendiks E diperoleh :
Total penjualan = $ 5213611,48
Pajak penghasilan = $ 30% dari laba kotor
Laba kotor = $ 680036,2800
Laba bersih = $ 476025,3960
Cash flow ( CA ) = $ 648808,6440
A. Pay Out Time ( POT )
POT adalah masa tahunan pengembalian modal investasi dari laba yang dihitung di
kurangi penyusutan atau waktu yang diperlukan untuk mengembalikan modal investasi.
Bab XI
- 5 -
xtelahPajakCashFlowSe
FCIPOT 1 tahun
Dari Appendiks E diperoleh :
POT = 3,3289 tahun
B. Rate On Investment ( ROI )
ROI adalah peryataan umum yang digunakan untuk menunjukan laba tahunan
sebagai usaha untuk mengembalikan modal.
ROI sebelum pajak
ROIBT =FCI
LabaKotorx 100 %
Dari Appendiks E diperoleh :
ROIBT = 31,4862 %
ROI setelah pajak
ROIAT =FCI
LabaBersihx 100 %
Dari Appendiks E diperoleh :
ROIAT = 22,0403 %
C. Break Event Point ( BEP )
BEP adalah titik dimana jika tingkat kapasitas pabrik berada pada titik tersebut maka
pabrik tidak untung dan tidak rugi atau harga penjualan sama dengan biaya produksi.
BEP =VCSVCS
SVCFC
7,0(
)3,0(x 100 %
Dari Appendiks E diperoleh :
FC = $ 410360,2140
SVC = $ 3519763,3450
VC = $ 790600,6578
S = harga jual = $ 4982496,768
Maka nilai BEP = 53,4 %
Bab XI
- 6 -
(S) / Tahun
SVC - VC
0,3 SVC FC
0 53,4 100
Kapasitas produksi ( % )
D. Shut Down Point ( SDP )
SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik masih boleh
beroperasi.
SDP =VCSVCS
SVC
7,0
3,0x 100 %
Dari Appendiks E diperoleh :
SDP = 60,7532 %
Titik SDP terjadi pada kapasitas = 54677,92459 ton / tahun
E. Net Present Value ( NPV )
Metode ini digunakan untuk menghitung selisi dari nilai penerimaan kas bersih
dengan nilai investasi sekarang.
Langkah-langkah menghitung NVP :
a. Menghitung CAO(tahun ke-0) untuk masa konstruksi 2 tahun.
Dari Appendiks E diperoleh :
CA-2 = $ 1244039,3856
CA-1 = $ 1555049,2320
CA-0 = $ - 2799088,6176
s
Bab XI
- 7 -
b. Menghitung NPV tiap tahun
NPV = CA x Fd
Dimana : Fd = factor discon = 1/ ( 1+i )n
i = tingkat bunga
CA = cash flow setelah pajak
n = tahun ke – n
dari Appendiks E diperoleh :
NPV = $ 2737242,8118
Karna harga NPV = (+) maka pabrik M95 layak untuk didirikan.
F. Internal Rate Of Return ( IRR )
IRR = i1 +NPVNPV
NPV21
1
x ( i2 - i1)
Dari Appendiks E diperoleh :
IRR = 23,70 %
Karena IRR lebih besar dari bunga bank ( 20% ) maka pabrik M95 layak untuk didirikan.
- 1 -
BAB XII
KESIMPULAN
Berdasarkan seleksi proses pembuatan tata letak pabrik serta pertimbangan lainya,
maka pra rencana pabrik M95 dari minyak jarak yang direncanakan didirikan di Ende,
Flores - NTT pada tahun 2013 dengan kapasitas 900 ton/tahun dengan memperhatikan
beberapa aspek berikut :
XII. Segi Teknik
Ditinjau dari segi teknik proses pembuatan M95 ini menggunakan proses
transesterifikasi dengan katalis basa yang lebih cepat jika dibandingkan dengan proses
lain dan dapat menghasilkan produk yang berkualitas.
XII.2. Segi Sosial
Pendirian pabrik M95 ini dinilai menguntungkan karena :
- Merupakan solusi bagi kelangkaanBBMdi masa yang akan dating.
- Menciptakan lapangan kerja baru.
- Meningkatkan pendapatan per kapita daerah penduduk.
X11.3.Segi Lokasi Pabrik
Pendirian pabrik M95 di Ende Flores - NTT sangat mengutungkan karena :
- Dekat dengan bahan baku.
Bab XII
- 2 -
- Tersedianya kebutuhan air dan tenaga listrik dalam jumlah yang sangat
besar sehingga dapat mencukupi kebutuhan pabrik.
- Fasilitas sarana trasportasi yang memadai.
- Tersedianya tenaga kerja yang cukup.
X11.4. Analisa Ekonomi
- Masa kontruksi : 2 tahun
- Bunga bank : 20 %
- ROI : 22,043 %
- POT : 3,3289 tahun
- BEP : 53,4 %
- IRR : 23,70 %
Maka dapat disimpulkan bahwa pabrik M95 dari minyak jarak dengan proses
transesrifikasi dengan kapasitas 900 ton/tahun ini layak didirikan.
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 1 -Appendiks A
APPENDIKS A
NERACA MASSA
Kapasitas Produksi Gasoline = 900 ton/th
Kapasitas Produksi M95 = 900th
tonx 1000
hari
thx
ton
kg
335
= 900 x 1000 kg xjam
harix
hari 24
1
335
1
=jam
kg
8040
000.900
= 111,9403 kg/jam
= 1,2720 kg mol/jam
Berat Molekul:
C57H104O6 (Trigliserida) = 884
NaOH = 40
C57H103O6Na (Sabun) = 906
H2O = 18
C3H8O3 (Gliserol) = 92
C54H96O3 (Asam Lemak) = 792
C5H12O2 (Dimethoxypropane) = 104
C6H12O3 (Isopropylidene gliserol) = 132
C4H8 (Gasoline) = 56
M95 (C5H12O) = 88
FFA minyak jarak (rata2) = 264
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 2 -Appendiks A
NaCl = 58
HCl = 36
CH3OH (Methanol) = 32
Trigliserida Gliserol Asam lemak
Sumber: Kimia Organik edisi keenam hal 266
Kebutuhan minyak jarak = 13,9 x 111,9403 kg/jam
= 1555,9702 kg/jam
Komposisi minyak jarak:
Trigliserida 98% = 1524,8508 kg/jam
Unsoponificable 1,5% = 23,3396 kg/jam
FFA 0,5% = 7,7798 kg/jam
1555,9702 kg/jam
Basis = 1524,8508 kg/jam
1. MIXER 1 (M-103)
Fungsi: Untuk mereaksikan Trigliserida dg NaOH.
Reaksi yang terjadi:
NaOH
C57H104O6 C57H103O6Na + H2O
Input trigliserida = 1524,8508 kg / jam
= 1,7249 kL, mol/jam
Kebutuhan NaOH = 0,3% x Minyak jarak
= 4,6679 kg / jam
= 0,1167 kg mol/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 3 -Appendiks A
NaOH yang dibutuhkan adalah larutan NaOH 98%
Massa larutan NaOH yang dibutuhkan = 4,6679 : 0,98 = 4,7632 kg/jam
Massa air dalam larutan NaOH = 4,7632 – 4,6679
= 0,0953 kg/jam
C57H104O6 yang bereaksi = 0,1167 x 884
= 103,1628 kg/jam
C57H104O6 yang tidak bereaksi = 1524,8508 – 103,1628
= 1420,8686 kg/jam
kg mol C57H104O6Na yang terbentuk = 0,1167 kg mol/jam
C57H104O6Na yang terbentuk = 106,7012 kg/jam
kg mol H2O yang terbentuk = 0,1167 kg mol/jam
H2O yang terbentuk = 2,1006 kg/jam
Input dari storage Minyak jarak dan NaOH
C57H104O6 = 1524,8508 kg/jam
Unsoponificable = 23,3396 kg/jam
FFA = 7,7798 kg/jam
NaOH = 4,6679 kg/jam
H2O = 0,0953 kg/jam
1560,7898 kg/jam
Komposisi setelah pencampuran
C57H104O6 = 1420,8686 kg/jam
Unsoponificable = 23,3396 kg/jam
FFA = 7,7798 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 4 -Appendiks A
C57H104O6Na = 106,7012 kg/jam
H2O = 2,1006 kg/jam
1560,7898 kg/jam
2. REAKTOR I (R-110)
Fungsi: mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan As. lemak
Reaksi :
C57H104O6 C3H8O3 + C54H96O3
C57H103O6Na +1420 C57H104O6 + NaOH
FFA + NaOH Sabun+ Air
Input dari mixer 1:
C57H104O6 = 1420,8686 kg/jam
Unsoponificable = 23,3396 kg/jam
FFA = 7,7798 kg/jam
C57H104O6Na = 106,7012 kg/jam
H2O = 2,1006 kg/jam
1560,7898 kg/jam
Konversi reaksi = 98%
C57H104O6 = 1420,8686 kg/jam
C57H104O6 yang bcreaksi = 0,98 x 1420,8686 kg/jam
= 1392,4512 kg / jam
= 1,5752 kg mol/jam
C57H104O6 yang tidak bereaksi = 1420,8686 - 1392,4512
= 28,4174 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 5 -Appendiks A
C3H8O3 yang terbentuk = 1,5752 x 92
= 144,9184 k/jam
C54H96O3 yang terbentuk = 1,5752 x 792
= 1247,5584 kg/jam
Total = 1420,5942 kg/jam
NaOH diuraikan dari Trigliserida karena NaOH tidak ikut bereaksi dengan
Trigliserida
C57H103O6Na +H2O C54110406 + Na011
Input C57H103O6Na = 106,7012 kg/jam
Mol C57H103O6Na = 0,1167 kg mol/jam
Input H2O = 2,1006 kg/jam
Mol H2O = 0,1167 kg mol/jam
C57H104O6 yang terbentuk = 0,1167 x 884
= 103,1628 kg/jam
NaOH yang terbentuk = 0,1167 x 40
= 4,6679 kg/jam
Total = 107,8307 kg/jam
Terjadi reaksi samping antara FFA dan natriumhidroksida membentuk sabun
(saponifikasi / reaksi penyabunan).
FFA + natriumindroksida + sabun + air
Input FFA = 7.7798 kg/jam
= 0,0295 kg mol/jam
Input NaOH = 4,6679 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 6 -Appendiks A
= 0,1167 kg mol/jam
Konversi reaksi ini diasumsikan = 90%
Mol FFA yang bereaksi = 90% x 7,7798
= 7,0018 kg/jam
= 0,0265 kg mol/jam
FFA yang tidak bereaksi = 7,7798 - 7,0018
= 0,7779 kg/jam
NaOH yang bereaksi = 0,0265 kg mol/jam
= 1,06 kg/jam
NaOH yang tidak bereaksi = 4,6679 - 1,06
= 3,6079 kg/jam
Sabun yang terbentuk dari FFA minyak jarak = 318
= 0,0265 x 318
= 8,427 kg/jam
Air yang terbentuk = 0,0265 x 18
= 0,477 kg/jam
Total = 13,2898 kg/jam
Output ke dekanter I:
C57H104O6 = 131,5802 kg/jam
C3H8O3 = 144,9184 kg/jam
C54H96O3 = 1247,5584 kg/jam
Sabun = 8,427 kg/jam
NaOH = 3,6079 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 7 -Appendiks A
FFA = 0,7779 kg/jam
H2O = 0,477 kg / jam
Unsaponificable = 23,3396 kg/jam
Total output = 1560,7898 kg/jam
3. DEKANTER I (H-111)
Fungsi: memisahkan As. Lemak dari gliserin
Input dari reaktor I:
C57H104O6 = 131,5802 kg/jam
C3H8O3 = 144,9184 kg/jam
C54H96O3 = 1247,5584 kg/jam
Sabun = 8,427 kg/jam
NaOH = 3,6079 kg/jam
FFA = 0,7779 kg/jam
H2O = 0,477 kg/jam
Unsaponificable = 23.3396 kg/jam
Total input = 1560,7898 kg/jam
Output ke Reaktor II :
C57H104O6 = 131,5802 kg/jam
C3H8O3 = 144,9184 kg/jam
C54H96O3(5%) = 62,3792 kg/jam
Sabun (5%) = 0,4214 kg/jam
NaOH (5%) = 0,1804 kg/jam
FFA (5%) = 0,0187 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 8 -Appendiks A
H2O (5%) = 0,0239 kg/jam
Unsaponificable (5%) = 1,1669 kg/jam
Total = 340,6892 kg / jam
Output ke tangki Asam lemak:
C54H96O3 (95%) = 1185,1805 kg/jam
Sabun (95%) = 8,0057 kg/jam
NaOH (95%) = 3,4275 kg/jam
FFA (95%) = 0,7390 kg/jam
H2O (95%) = 0,4532 kg/jam
Unsaponificable (95%) = 22,1726 kg/jam
Total = 1219,9785 kg / jam
Total Output = 1560,7898 kg /jam
4. REAKTOR II (R-120)
Fungsi: mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan As. lemak.
Input dari Dekanter I:
C57H104O6 = 131,5802 kg/jam
C3H8O3 = 144.9184 kg/jam
C54H96O3 = 62,3792 kg/jam
Sabun = 0,4214 kg/jam
NaOH = 0,1804 kg/jam
FFA = 0,0187 kg/jam
H2O = 0,0239 kg/jam
Unsaponificable = 1,1669 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 9 -Appendiks A
Total = 340,6892 kg / jam
C57H104O6 C3H8O3 + C54H96O3
Konversi reaksi = 98%
Input C57H104O6 = 131,5802 kg/jam
= 0,1488 kg mol/jam
C57H104O6 = 0,98 x 131,5802
= 128,9486 kg/jam
= 0,1459 kgmol/jam
Sisa C57H104O6 = 131,5802 -- 128,9486
= 2,6316 kg/jam
C3H8O3 yang terbentuk = 0,1488 x 92
= 13,6896 kg/jam
C54H96O3 yang terbentuk = 0,1488 x 792
= 117,8496 kg/jam
Output ke tangki asidulasi
C57H104O6 = 2,6316 kg/jam
C3H8O3 = 152,8949 kg/jam
C54H96O3 = 183,5693 kg/jam
Sabun = 0,4214 kg/jam
NaOH = 0,1804 kg/jam
FFA = 0,0187 kg/jam
H2O = 0,0239 kg/jam
Unsaponificable = 1,1669 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 10 -Appendiks A
Total output = 340,6892 kg/jam
5. TANGKI ASIDULASI (M-130)
Fungsi: untuk menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan
penambahan HCl
Input dari reaktor 2:
C57H104O6 = 2,6316 kg/jam
C3H8O3 = 152,8949 kg/jam
C54H96O3 = 183,5693 kg/jam
Sabun = 0,4214 kg/jam
NaOH = 0,1804 kg/jam
FFA = 0,0187 kg/jam
H2O = 0,0239 kg/jam
Unsaponificable = 1,1669 kg/jam
Total input = 340,6892 kg/jam
Reaksi antara HCl dan NaOH
HCI + NaOH NaCl +H2O
Input NaOH = 0,1804 kg/jam
= 0,0045 kgmol/jam
NaOH habis bereaksi dengan HCl
HCl yang dibutuhkan = 0,0045 x 36
= 0,1624 kg/jam
HCI yang dibutuhkan adalah larutan HCl 36%
Massa larutan HCl yang dibutuhkan = 0,1624: 0,36 = 0,451 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 11 -Appendiks A
Massa air dalam larutan HC1 = 0,451 – 0,1624
= 0,327 kg/jam
Total input = 341,1786 kg/jam
NaCl yang terbentuk = 0,0045 x 58
= 0,261 kg/jam
H2O yang terbentuk = 0,0045 x 18
= 0,081 kg/jam
Output ke decanter 2
C57H104O6 = 2,6316 kg/jam
C3H8O3 = 152,8949 kg/jam
C54H96O3 = 183,5693 kg/jam
Sabun = 0,4214 kg/jam
FFA = 0,0187 kg/jam
Unsaponificable = 1,1669 kg/jam
H2O = 0,081 kg/jam
NaCl = 0,261 kg/jam
Total output = 341,1786 kg/jam
6. DEXANTER II (H-131)
Fungsi : Memisahkan sabun AS lemak dan FFA dari gliserin input dari tangki
asidulasi
Input dari tangki Asidulasi
C57H104O6 = 2,6316 kg/jam
C3H8O3 = 152,8949 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 12 -Appendiks A
C54H96O3 = 183,5693 kg/jam
Sabun = 0,2035 kg/jam
FFA = 0,0187 kg/jam
Unsaponificable = 1,1669 kg/jam
H2O = 0,081 kg/jam
NaCl = 0,261 kg/jam
Total input = 341,1786 kg/jam
Output ketangki sabun, As lemak dan FFA
C57H104O6 (95%) = 2,5000 kg/jam
C54H96O3 (95%) = 174,3908 kg/jam
sabun (95%) = 0,1933 kg/jam
NaCl (95%) = 0,2479 kg/jam
FFA (95%) = 0,0178 kg/jam
H2O (95%) = 0,0769 kg/jam
Unsaponificable (95%) = 1,1086 kg/jam
Total = 178,8988 kg / jam
Output ke rektor 3
C3H803 =152,8949 kg/jam
C57H104O6 (5%) = 0,1316 kg/jam
C54H96O3 (5%) = 9,1785 kg/jam
sabun (5%) = 0,0102 kg/jam
NaCI (5%) = 0,0013 kg/jam
FFA (5%) = 0,0009 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 13 -Appendiks A
H2O (5%) = 0,0041 kg/jam
Unsaponificitble (5%) = 0,0583 kg/jam
Total = 162,2798kg/jam
Total Output = 341,1786 kg/jam
7. REAKTOR III (R-140)
Fungsi : Untuk mereaksikan gliserin dan DMP menjadi methanol
C3H8O3+ C5H12O2 → 2CH3O11 + C6H12O3
Input dari decanter 2
C3H803 =152,8949 kg/jam
C57H104O6 (5%) = 0,1316 kg/jam
C54H96O3 (5%) = 9,1785 kg/jam
sabun (5%) = 0,0102 kg/jam
NaCI (5%) = 0,0013 kg/jam
FFA (5%) = 0,0009 kg/jam
H2O (5%) = 0,0041 kg/jam
Unsaponificitble = 0,0583 kg/jam
Total = 162 2798 kg/jam
C3H8O3+ C5H12O2 → 2CH3O11 + C6H12O3
Konversi reaksi 98 %
Input C3H8O3 = 0,98 x 152,8949
= 151,8370 kg/jam
= 1,6287 kg moI /jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 14 -Appendiks A
C3H8O3 yang tidak bereaksi = 152,8949- 151,8370
= 1,0579 kg/jam
Diperkirakkan DMP Habis bereaksi dengan gliserin
DMP yang dibutuhkan = 1,6287 x 104
= 169,3848 kg/jam
Total input = 162,2798 + 169,3848
= 331,6646 kg/jam
CH3OH yang terbentuk = 1,6287 x32 x2
= 106,4472 kg/jam
C6H12O3 yang terbentuk = 1,6287 x 132
= 214,9884 kg/jam
Output kedekanter 3
CH3OH = 106,4472 kg/jam
C6H12O3 = 214,9884 kg/jam
C3H8O3 = 1,0579 kg/jam
C57H104O6 = 0,1316 kg/jam
C57H96O3 = 9,1785 kg/jam
Sabun = 0,0102 kg/jam
NaCl = 0,0013 kg/jam
FFA = 0,0009 kg/jam
H2O = 0,0041 kg/jam
Unsaponificable = 0,0583 kg/jam
Total output = 331,6646 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 15 -Appendiks A
8. DEKANTER 3 (H-141)
Fungsi : Untuk memisahkan gliserol dan asam lemak dari methanol
Input dari reactor 3
CH3OH = 106,4472 kg/jam
C6H12O3 = 214,9884 kg/jam
C3H8O3 = 1,0579 kg/jam
C57H104O6 = 0,1316 kg/jam
C57H96O3 = 9,1785 kg/jam
Sabun = 0,0102 kg/jam
NaCl = 0,0013 kg/jam
FFA = 0,0009 kg/jam
H2O = 0,0041 kg/jam
Unsaponificable = 0,0583 kg/jam
Total output = 331,6646 kg/jam
Output ketangki gliserol dan Asam Lemak
C3H8O3 = 1,0579 kg/jam
C57H104O6 = 0,1316 kg/jam
C57H96O3 = 9,1785 kg/jam
Sabun = 0,0102 kg/jam
NaCl = 0,0013 kg/jam
FFA = 0,0009 kg/jam
H2O = 0,0041 kg/jam
Unsaponificable = 0,0583 kg/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 16 -Appendiks A
Total = 10,229 kg/jam
Output dari kolom distilasi
CH3OH = 106,4472 kg/jam
C6H12O3 = 214,9884 kg/jam
Total = 321,4356 kg/jam
Total output = 331,6646 kg/jam
9. KOLOM DISTILASI ( D-150)
Fungsi : Memisahkan Isp dari methanol
Input dari decanter 3
CH3OH = 106,4472 kg/jam = 3,3265 kg mol/jam
C6H12O3 = 214,9884 kg/jam = 1,6287 kg mol/jam
321,4356 kg/jam 4,9513 kg mol/jam
Direncanakan prosentase destilat 95% dan bottom 5%
Massa CH3OH dalam distilat = 0,95 x 106,4472 = 101,1248 kg/jam
Mol CH3OH dalam distilat = 101,1248 : 32 = 3,1565 kamol/jam
Massa C6H12O3 dalam distilat = x 101,1248 = 5,3224 kw/jam
Mol C6H12O3 dalam distilat = 5,3224 : 132 = 0,0403 kgmol/jam
Jumlah mol distilat = 3,1968 kgmol/jam
Jumlah massa distilat = 106,4472 kg/jam
Komposisi bottom produk
CH3OH = 106,4472 - 101,1248 = 5,3224 kg/jam = 0,1663 kgmol/jam
C6H12O3 = 214,9884 - 5,3224 = 209,6660 kg/jam = 1,5884 kgmol/jam
214,9884 kg/jam 1,7545 kgmol/jam
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 17 -Appendiks A
Fraksi mol CH3OH dalam feed = 0,67106 = XF
Fraksi mol CH3OH dalam distilat = 0,9874 = XD
F = D + W
4,9513 = 3,1968 + W
W = 1,7545 kgmoL/jam
F XF = D XD +NV, Aw
4,9513 (0,67106) = 3,1968 (0,9874) + 1,7545 (Xw)
Xw = 0,09469
Output ke mixer 2
CH3OH = 101.1248 kg/jam
C6H12O3 (5%) = 5,3224 kg/jam
Total = 106,4472 kg/jam
Output kepengolahan Iimbah
CH3OH = 5,3224 kg/jam
C6H12O3 (95%) = 209,6660 kg/jam
Total = 214,9884 kg/jam
Total output = 321,4356 kg/jam
10. MIXER II (M-I60)
Fungsi MencaMpur CH3OH dan C4H8
Input dari kolom distilasi
CH3OH = 101,1248 kg/jam
C6H12O3 (5%) = 5,3224 kg/jam
Total = 106,4472 kg/jam!j
Pra Rencana Pabrik M95 dari Minyak Jarak
- 18 -Appendiks A
CH3OH + C4H8 → C5H12O
Gasoline = x 106,4472
= 5,4931 kg/jam
Jadi total produksi M95 = Massa total top distilat + Massa Gasoline
= 106,4472 + 5,4931
= 111,9403 kg/jam
B-1
APPENDIKS B
NERACA PANAS
Suhu referensi = 250 C
Basis perhitungan : ∆H = kkal/jam
Cp = kkal/kg. 0 C
T = 0 C
1. REAKTOR I ( R-110 )
Fungsi : mereaksikan minyak jarak dengan natriummetoksida menjadi metil
ester
T2 = 300 C ∆H2
Qloss
Qloss
∆H1
T1= 300 C ∆H3
T3= 300 C
Q steam
Overall heat balance :
∆H1 = ∆H1 + ∆H2 + Q = ∆H3 + Qloss
∆H1 = panas yang dibawa minyak jarak
∆H2 = panas yang dibawa katalis (NaOH )
∆H3 = panas output produk
∆HR = panas reaksi
∆HR
B-1
B-2
Q = panas yang diberikan steam
Q loss = heat loss
Asumsi : heat loss 5% dari total fluida masuk
a. Menghitung panas yang dibawa minyak jarak (∆H1 )
∆H1 dihitung dengan persamaan : ∆H1 = m .Cp. ∆T
Inlet minyak jarak pada 300 C dan ∆T = 50C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H1 (kkal/ja)
Minyak jarak 28244,87816 0,5258 74255,78468
Total ∆H1 74255,78468
b. Menghitung panas yang dibawa katalis (∆H2)
∆H2 dihitung dengan persamaan : ∆H2 = m .Cp. ∆T
Inlet katalis pada 300 C dan ∆T = 50C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H2 (kkal/ja)
CH3OH 5014,7213 0,6131 15372,62827
NaOH 67,11282 0,3571 119,8299401
Total ∆H2 15492,45821
c. Menghitung panas output produk (∆H3)
∆H3 dihitung dengan persamaan : ∆H2 = m .Cp. ∆T
Inlet katalis pada 600 C dan ∆T = 350C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H3 (kkal/jam)
Metil ester 27527,52753 0,5043 485874,6246
Gliserin 2720,568993 0,6090 57988,92808
Minyak jarak 836,1602544 0,5258 15387,85716
NaOH 65,8894 0,3633 837,8166657
B-3
Sabun 135,1702337 0,5258 2487,537812
H2O 6,637268533 1,0001 267,3311291
CH3OH 2204,980776 0,6656 51367,23215
Total ∆H3 614211,3276
Konversi reaksi 90%
Panas pembentukan :
∆Hf minyak jarak = -183,2874 kkal/kgmol
∆Hf CH3OH = - 57,04 kkal/kgmol
∆Hf metil ester = -206,1811 kkal/kgmol
∆Hf gliserin = -159,16 kkal/kgmol
Dari neraca massa :
Input trigliserida = 29,53993564 kgmol
Input CH3OH = 88,61980692 kgmol
Produk metil ester = 88, 61980692 kgmol
Input gliserin = 29,53993564 kgmol
∆HR dihitung dengan persamaan ∆HR = ∆Hf produk - ∆Hf reaktan +∆H298,15
∆HR = -22973,30543-10469,17179 + 298,15
∆HR = 12205,98364 kkal
Overall heat balance :
∆H1 +∆H2 + ∆HR + Q = ∆H3 + 0,05 Q
74225,78468 + 15492,45821 + 12205,98364 + Q = 614211,3276 + 0,05Q
0,95Q = 101924,2265
Q = 539249,5801 kkal
B-4
Q loss = 0,05 x (539249,5801) = 26962,4790 kkal
λ steam = 2691,5 – 461,3 = 2230,20 kJ/kg = 533,0306 kkal/kg ( steam
saturated 110 0C,143 kPa)
Massa steam =
Q=
0306,533
5801,539249= 1011,6672 kg/jam
Total heat input = ∆H1 +∆H2 + ∆HR + Q
= 74225,78468 + 15492,45821 + 12205,98364 + 539249,5801
= 641173,8066 kkal/jam
Total heat output = ∆H3 + Q loss
= 614211,3276 + 26962,4790
= 641173,8066 kkal/jam
Neraca panas total reaktor I :Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
∆H1 = 74225,78468
∆H2 = 15492,45821
∆HR = 12205,98364
Q = 539249,5801
∆H3 = 614211,3276
Q loss = 26962,4790
Total =641173,8066 kkal/jam Total 641173,8066 kkal/jam
B-5
2. REAKTOR II (R-120)
Fungsi : mereaksikan sisa trigliserida
T2 = 300 C ∆H2
Qloss
Qloss
∆H1
T1= 600 C ∆H3
T3= 600 C
Q steam
Overall heat balance :
∆H1 = ∆H1 + ∆H2 + Q = ∆H3 + Qloss
∆H1 = panas yang dibawa minyak jarak
∆H2 = panas yang dibawa katalis (NaOH )
∆H3 = panas output produk
∆HR = panas reaksi
Q = panas yang diberikan steam
Q loss = heat loss
Asumsi : heat loss 5% dari total fluida masuk
a. Menghitung panas yang dibawa minyak jarak (∆H1)
∆H1 dihitung dengan persamaan : ∆H1 = m .Cp. ∆T
Inlet minyak jarak pada 600 C dan ∆T = 350C
∆HR
B-6
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H1 (kkal/jam)
Metil ester 27777,77778 0,5043 490291,6667
Gliserin 8,030844751 0,5761 162,04698
Minyak jarak 27,68557364 0,5258 509,4976117
NaOH 21,59012166 0,835 630,9713055
Sabun 7,3292332059 0,5258 134,8798576
H2O 0,122152139 0,9987 4,269766943
CH3OH 268,47216 0,6085 5717,785828
NaCl 3209,464334 0,0013 146,030582
Total ∆H1 497597,1486
b. Menghitung panas yang dibawa katalis (∆H2)
∆H2 dihitung dengan persamaan : ∆H2 = m .Cp. ∆T
Inlet katalis pada 600 C dan ∆T = 350C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H2 (kkal/jam)
CH3OH 268,47216 0,6131 5761,009845
NaOH 21,590122166 0,3571 93,2010
Total ∆H2 7,1709832445
c. Menghitung panas output produk (∆H3)
∆H3 dihitung dengan persamaan : ∆H2 = m .Cp. ∆T
Inlet minyak jarak pada 600 C dan ∆T = 350C
B-7
Komponen Massa ( kg.jam ) Cp ( kkal/kg.0C) ∆H1 ( kkal/jam )
Metil ester 27777,77778 0,7032 6833666,6667
Gliserin 8,030844751 0,006 1,687989398
Minyak jarak 27,68557364 0,9876 956,9795384
NaOH 21,59012166 0,1804 136,3200282
Sabun 7,3292332059 0,5258 134,8798576
H2O 0,122152139 1,0001 0,122164354
CH3OH 268,47216 07032 6607,636802
NaCl 3209,464334 0,2108 3679,422786
Total ∆H3 715183,7209
Konversi reaksi 99%
Panas pembentukan :
∆Hf minyak jarak = -183,2874 kkal/kgmol
∆Hf CH3OH = - 57,04 kkal/kgmol
∆Hf metil ester = -206,1811 kkal/kgmol
∆Hf gliserin = -159,16 kkal/kgmol
Dari neraca massa :
Input trigliserida = 29,53993564 kgmol
Input CH3OH = 88,61980692 kgmol
Produk metil ester = 88, 61980692 kgmol
Input gliserin = 29,53993564 kgmol
∆HR dihitung dengan persamaan ∆HR = ∆Hf produk - ∆Hf reaktan +∆H298,15
B-8
∆HR = [ ( 0,0924 x – 206,1811) + ( 0,0308 x – 159,160 ) ] - [ ( 0,00308 x -
183,2874) + ( 0,0924 x – 57,040 ) ] + 298,15
∆HR = 23,5785 + 298,15 = 321,7285 kkal/jam
Overall heat balance :
∆H1 + ∆H2 + ∆HR + Q = ∆H3 + 0,05Q
497597,1486 + 5768,719677 + 311,1875 + Q = 715183,7209+ 0,05Q
0,95Q = 211506,6651
Q = 2225638,5949 kkal
Q loss = 0,05 x (2225638,5949) = 11131,92975 kkal
λ steam = 2691,5 – 461,3 = 2230,20 kJ/kg = 533,0306 kkal/kg ( steam
saturated 1100 C,143 kPa)
Massa steam =
Q= 442449,4175
0306,533
5949,225638
Total heat input = ∆H1 + ∆H2 + ∆HR + Q
= 497597,1486 + 5768,719677 + 311,1875 + 2225638,5949
= 726315,6507 kkal/jam
Total heat input = ∆H3 + Qloss
= 715183,7209 + 11131,92975
= 726315,6507 kkal/jam
B-9
Neraca panas total reaktor II :
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
∆H1 = 497597,1486
∆H2 = 5768,719677
∆HR = 311,1875
Q = 2225638,5949
∆H3 = 715183,7209
Q loss = 11131,92975
Total = 726315,6507 kkal/jam Total 726315,6507 kkal/jam
3. WASHING COLUMN (D-210)
Fungsi : menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan
penambahan HCl
Qloss
∆H1 = 700C ∆H3 = 2400C
∆H4 = 600C
∆H2 = 600C
∆H1 = panas input air pencuci
∆H2 = panas feed ( crude metil ester)
∆H3 = panas output campuran ( crude metil ester + air pencuci )
∆H4 = panas yang diserap air pencuci
Q loss = heat loss
Asumsi : heat loss 5% dari total panas masuk
∆HR
B-10
a. Menghitung panas input air pencuci (∆H1)
∆H1 dihitung dengan persamaan : ∆H1 = m .Cp. ∆T
Inlet minyak jarak pada 600 C dan ∆T = 350C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H1(kkal/jam)
Air pencuci 8333,333333 1,0013 292045,8333
Total ∆H1 292045,8333
b. Menghitung panas feed (∆H2)
∆H2 dihitung dengan persamaan : ∆H1 = m .Cp. ∆T
Inlet minyak jarak pada 600 C dan ∆T = 350C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H2 (kkal/jam)
Metil ester 27777,77778 0,5043 70041,66666
Gliserin 8,038044751 0,575 23,10937866
Minyak jarak 455,9562866 0,5258 1198,709077
CH3OH 268,47216 0,6131 823,001406
NaOH 21,59012166 0,3571 38,54916222
Total ∆H2 72125,03569
Output campuran :
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H2 (kkal/jam)
Metil ester 27777,77778 0,5043 14008,33333
Gliserin 8,038044751 0,575 4,621875732
Minyak jarak 455,9562866 0,5258 239,7418155
B-11
CH3OH 268,47216 0,6131 164,6002813
NaOH 21,59012166 0,3571 7,7098322444
Air pencuci 21,59012166 1,0013 8344,166666
Total 22769,1738
c. Menghitung panas output campuran (∆H3 )
∆H3 = m x Cp x ∆T
∆H3 = m x 1,0013 x (25-25 )
d. Menghitung panas yang hilang
Q loss = 5% x ∆H1
= 0,05 x 292045,8333
= 145102,2917 kkal/jam
e. Menghitung panas yang diserap air pencuci (∆H4)
∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4 + Q loss
292045,8333 + 0 = 72125,03569 + ∆H4 + 145102,2917
∆H4 = 74818,5059 kkal/jam
f. Menghitung jumlah air pencuci
∆H4 = m x Cp x ∆T
74818,5059 = m x 1,0013 x 25
m = 2988,8547 kg/jam
B-12
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
∆H1 = 292045,8333
∆H3 = 0
∆H2 = 72125,03569
∆H4 = 74818,5059
Q loss = 145102,2917
Total = 292045,8334 Total = 292045,8334
4. EVAPORATOR (V-320)
Fungsi : memekatkan gliserin dengan memisahkan H2O dan CH3OH
Vapor V,T1,YV,HV
96,6750C
Feed FTF,XF,hF
50 0C
Steam steam condensate STs,Hs TshsT = 110 0C 110 0C
Concentrated liquid LT1,XL,hL
TF = suhu fedd masuk = 500C
XF = fraksi massa feed
Ts = suhu steam = 1100C
Hs = entalpi steam
hs = entalpi steam kondensat
T1 = suhu uap dan liquid terkondensasi = 96,6750C
yv = fraksi berat uap
Hv = entalpi uap
B-13
FEED : Dari neraca massa :
Komponen Massa (kg/j) Fraksi massa Kg mol/jam Fraksi mol
Gliserin 2600,21473 0,124 28,23312917 0,0289
CH3OH 1226,53182 0,1319 38,32911194 0,0883
NaCl 3209,464334 0,0044 54,6282503 0,0016
H2O 19,77000217 0,7397 122,288826 0,8812
Total 7055,980648 1,0000 122,288826 1,0000
Menghitung Cp feed campuran :
Komponen Fraksi mol Cp (kkal/kg.0C) Fraksi mol.Cp
Gliserin 0,0289 0,575 0,0166175
CH3OH 0,0883 0,6131 0,05413673
NaCl 0,0016 0,2079 0,00033264
H2O 0,8812 0,9987 0,88005444
Total 1,0000 2,3947 0,95114131
Dari neraca massa :
F = 7055,980648 kg/jam XF = 0,124 (Fraksi massa)
L = 10093,677 kg/jam XL = 0,8
V = 5962,303648 kg/jam
Menghitung T1 dari campuran uap (V )
Komponen Fraksi mol,x Titik didih,Tb (0C) x.Tb
CH3OH 0,094193 64,7 6,0942871
H2O 0,905807 100 90,5807
90,5807 T1 campuran 96,6749871
B-14
hf = CpF ( TF –T1)
= 96,64749871 ( 50-96,64749871)
= 4737,0744 kkal/jam
Steam yang digunakan : setam saturated 143,27 kPa
Ts = 1100C = 283,150 K
λ steam = 2691,5 – 461,3 = 2230,2 kJ/kg = 533,0306 kkal/kg
(Geankoplis app A hal 858)
Menghitung Hv campuran dalam uap :
Komponen Fraksi mol,x Hv (kkal/kg) x.Hv
CH3OH 0,094193 244,1345 22,99576096
H2O 0,905807 543,3125 492,1362657
Hv campuran 515,1320266
Overral heat balance :
F.HF + S. λ = L.HL + V.HV ( Geankoplis. Pers 8.4-7 hal 497 )
7055,9806 (-49,12) + S ( 533,0306) = 1093,677 x 0 + 5962,3036 x 515,1320
S = 6412,3206 kg
q = S.λ = 6412,3206 (533,0306) = 3417963,0970 kkal
q = 3417963,0970 x ( 418413600) = 3972432,6660 kkal
q = U.A.∆T = U.A ( TS-T1)
U = koefisien heat transfer evaporator = ( 1500 W.m-2 .K )
A = 198,7488 m2
Total heat in = F.hF + S.λ
= - 346589,7671 + 3417963,0970
= 3071373,3300 kka/jam
B-15
Total heat out = L.hL + V.Hv
= 0 + 3071373,562
= 3071373,562 kka/jam
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
F.HF = 346589,7671
S.λ = 3417963,0970
L.Hl = 0
V.Hv = 3071373,562
Total =3071373,562 Total =3071373,562
5. COOLER ( E-322)
∆H3
∆T3 = 300C
∆H1 ∆H2
∆T1 = 96,6750C ∆T2 = 400C
∆H4
∆T4 = 500C
∆H1 = panas yang dibawa gliserin masuk, 96,6750C
∆H2 = panas yang dibawa gliserin keluar, 400C
∆H3 = panas yang dibawa air pendingin masuk,300C
∆H4 = panas yang dibawa air pendingin keluar, 500C
B-16
Overall heat balance :
∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4
∆H1 = ∆H2 + Qc
Qc = panas yang diserap oleh air pendingin
a. Menghitung panas yang dibawa gliserin masuk (∆H1)
∆H1 dihitung dengan persamaan : m .Cp. ∆T
Inlet gliserin pada 96,6750C dan ∆T = 71,6750C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H1 (kkal/jam)
Gliserin 2600,21473 0,6397 119211,3796
NaCl 3209,464334 0,217 49918,32328
H2O 4716,002063 1,0067 340284,1782
Total ∆H1 509423,6404
b. Menghitung panas yang dibawa gliserin keluar (∆H2)
Outlet gliserin pada 400C dan ∆T = 50C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H2 (kkal/jam)
Gliserin 2600,21473 0,575 7475,617349
NaCl 3209,464334 0,217 3482,268802
H2O 4716,002063 0,9987 23549,3563
Total ∆H2 34507,24245
c. Menghitung panas yang dibawa air pendingin masuk
Inlet air pendingin pada 300C dan ∆T = 50C
B-17
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H3 (kkal/jam)
Air pencuci m 0,9987 4,9935
Total ∆H3 4,9935
d. Menghitung panas yang dibawa air pendingin keluar
Outlet air pendingin pada 500C dan ∆T = 250C
Komponen Massa (kg.jam) Cp (kkal/kg.0C) ∆H3 (kkal/jam)
Air pencuci m 0,9992 24,98
Total ∆H4 24,98
∆H1 + ∆H3 = ∆H2 + ∆H4
509423,6404 + 4,9935m = 34507,24245 + 24,98m
m = 23761,85915 kg
Jadi massa air pendingin yang dibutuhkan adalah 23761,85915 kg/jam
Total heat in = 509423,6404 + 118654,8457 = 628078,4861
Total heat out = 34507,24245 + 593571,2416 = 628078,4861
Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar(kkal/jam)
∆H1 = 509423,6404
∆H3 = 118654,8457
∆H2 = 34507,24245
∆H4 = 593571,2416
Total = 628078,4861 Total = 628078,4861
APPENDIKS
PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
1. Storage minyak jarak (F-10)
Fungsi : Menyimpan minyak jarak selama 30 hari
Direncanakan :
- Tipe : Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas bentuk standart dished
dengan tutup bahwa datar.
- Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 grade M tipe 316.
- Allowable stress : 18750
- Tipe pengelasan : DWBJ (E=0.8)
- Faktor korosi :1/16 in
- L/d = 3 (Ulrich, table 4-27, hal 249)
- Waktu tinggal : 30 hari
Dasar perencana :
- Masa bahan masuk = 1555,9702 kg/jam = 3430,29190 Lb/jam
- Densitas bahan : 47.3095 Lb/ft3
- Suhu operasi : 30°C
- Tekanan operasi : 1 atm
Perhitungan :
a. Menghitung volume tangki
Volume liquid selama waktu tinggal 30 hari
3
3lb
jamlb
L
ft7182,66654
/ft57,3095
hari5xjam24x/3430,29190
liquidρ
liquidmasaV
Storage direncanakan 2 buah, maka :
VL = 3591,33327 ft3
Liquid mengisi tangki sebesar 80% dari volume total
VT = VL+ VRK
VT = 3591,3327 + 0.2 VT
0.8 VT = 3591,3327
VT = 4489,166587 ft3
b. Menentukan diameter tangki
VT = Vshell + Vdish
32 di0.0847Lsdi4
4489,16659 = 0,785 di2 (3 di) + 0,0847 di3
4489,166587 = 2.355 di3 + 0.0847 di3
Di = 12,25396 ft = 147,04752 in
c. Menentukan tinggi silinder
Ls = 1,5 di
= 1,5 x 12,25369 ft = 220,57128 in
d. Menentukan tinggi liquid (hl)
VL = 0,25 di2 Li
3591,33327 ft = 0,785 (12,25396)2 Li.
Li = 30,46724 ft
e. Menentukan tekanan design
Phidostatis = 144
1)(hlρ
=144
)146724,30(3095,57
= 11,72745 psia
Pdesign = Poperasi + Phidrostatis
= (14.7 + 11,72745) psia - 14.7
= 11, 72745 psig
f. Menentukan tebal tengki (ts)
Ts =Pi)0.62(f.E
dixpi
+ C
= in3/1616
2,92016
16
1
11,72745)x0.60.8x(187502
147,04752x11,72745
Standarisasi do
do = ts2di
= 147,04752
= 147-2 (3/16)
= 146,625 in
Bedasarkan Brownel and Young, table 5-7, hal 91 diperoleh :
do = in147
= ts2do
= )16/3(147
= in146,625
Ls = 1,5 di
= 625,1465,1 x
= in9375,219
g. Menentukan tebal tutup (tha)
in3/1616
2,62337
16
1
72746)11,x(0.10.8)x(18750
625x146,11,72745x0.885
CPi0.1f.E
rxPix0.885tha
in146,625diR
h. Menentukan tebal tutup atas (ha)
Bentuk tutup atas adalah standart dished
Dari Brownell and Young, fig 5-8, hal 87 diperoleh :
sfbthaha
)AB(BCAC
ircrBC
ircdi/2AB
)AB(BCrb
2
dia
22
22
Dimana :
in12,51750.06rradiusknuckleicr
in146,625dir
in3/16atastutuptebaltha
in3/16silindertebalts
in146,625dalamdiameterdi
Sehingga :
in27,08927119,53573146,625b
in119,53573
60,795134,1075AC
in134,107512,5175146,625BC
in60,79512,517573,3125AB
in73,31252
146,625a
22
Dari Brownell and Young, table 5-6, hal 88 untuk ts = 16/3 diperoleh harga :
in28,71427in219,9375haLstangkitinggiJadi
in28,77677
1,5)27,08927(3/16ha
:makain1.5sf
Speseifikasi Storage
Fungsi : Menyimpan minyak jarak selama 30 hari
Tipe : Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas berbentuk standart dished
dengan tutup bawah datar.
Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-240 grade M tipe 316
Volume tangki : 4489,66587 ft3
Diameter : 146,625 in
Diameter luar : in147
Tebal silinder : in16/3
Tinggi silinder : in9375,219
Tebal tutup : in16/3
Tinggi tutup : in16/3
Jumlah : 2
2. Pompa Sentrifugal
Fungsi : Memompa minyak jarak dari storage minyak jarak ke reactor I
Tipe : Centrifugal Pump
Perhitungan :
Rate minyak jarak = 1555,9702 kg/jam = 3430,29190 lb/jam
minyak jarak: 3ft57.3095lb/
a. Menentukan Rate
/menitgal3.5958
/detft0,166270/jamft59,85556
/57,3095
/3430,29190
ρ)(Q
33
ft
lb
jamlb
f
3
m
b. Menentukan dimensi pipa :
Diasumsi aliran fluida turbulen maka (Timmerhaus hal. 525) :
in2,94424
(57.3095)x(0,16627)x3,0
)52516(ρzQx3,9D
0,180,36
0,130,45opt
Timmerhaus&Peterhalpes.
Dipilih pipa standart (Geankoplis App. A.5 hal 892) :
2
43
nominal
ft0,00371a
ft0,0875in1,050Do
ft0,06867in0,824Di
40schin/D
Menentukan laju aliran-aliran fluida (v) :
ft/det44,81672ft0,00371
/0,16627
a
Qv
2
det
3ftf
Pengecekan jenis aliran :
Turbulen)(aliran21006561,52021
/l0,02688
/57,3095x/44,81672x0,06867ftxvxDN
ft.detbm
ft
lbdet
ft
Re
3
Direncanakan :
(Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 dan hal 157 Fig 13.1 Peter & Timmerhaus)
didapatkan :
0,05ffaktorFriction
0,01240,06867
0,00085ε/D
0,00085m10x2,6ε 4
c. Tidak ada
d.
e. Menentukan panjang pipa
Direncanakan :
Panjang pipa lurus = 20 ft
2 buah elbow 90°, Kf = 0.9 (Mc.Cabe, hal 103)
ft18.19733.81.90.9613in11.536(ΔΔLpipaTotalPanjang
ft3.8L:valveExit
ft3.8L:valveEntrance
ft0,9613in11,5360,8242x7L
514)hals,(Timmerhauin7L/D
103)hal(Mc.Cabe,0.2Kvalve,gatebuah2
ft4,395in52,7360,824x32L
s)(Timmerhauin32L/D
f
f. Perhitungan friction loss( F )
- Friktion loss pada system perpipaan :
Pada elbow 90° = 2 x 0.9 = 1.8
Pada gate valve = 2 x 0.2 = 0.4
Σ 2.20.41.8K f
- Contraction loss pada tangki keluar
(Dari Geankoplis hal 93)
2.5686/x2
(2,1611)x0.55
a2
vxKch
0.550)(10.55A
A10.55K
21
22
c
1
2c
- Friksi pada pipa lurus
(Dari Geankolis hal 89)
321.7755
2
2,1611x
0,06867
18,1987x0,13x4
2
vx
D
ΔLx4fF
2
2
f
- Frikasi pada system perpipaan
5.13732
(2,1611)2.2KH
94halGeankoplis(Dari2
ff
- Expantion loss pada tangki masuk
lbf.ft/lbm331.8165
2.33512.56685.1373321.7755
94)hal18,2.10perss,(GeankoplihhhFF
lossfrictiontotalMaka
2.33512
2,1611x1
2
vKh
10)(1A
A1K
fcexf
2
exex
2
1
2
ex
g. Menentukan kerja pompa
Berdasarkan kerja pompa
ft.lbf/lbm338,85279
331,816555.999
0
32.174
32.174x7
32.174x2x2
(2.1611)Wp
ft/det32.174g.detlbm.ft/lbf32.1740gc
ft/det2.1611Δv0Δpft7Δz0,5α
:Dimana
0WFρ
ΔP
gc
Δz.g
2a.gc
Δv
2
p
2
h. Menentukan tenaga penggerak pompa
HP5,87068550
57,3095x3338,85279
550
ρxQxWpWHP
Efisiensi pompa untuk kapasitas 3.5958 gpm adalah 70%
Efisiensi pompa untuk power motor 0,2831 adalah 80%
Daya motor = HP10,483360.8x0.7
5,87068
Spesifikasi pompa
Fungsi : Mengalirkan minyak dari storage ke rektor I
Tipe : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Corbon steel
Kapasitas pompa : 3.5958 gal/menit
Daya : 10,48336
Jumlah : 1 buah
3. Mixer 1 (M-103)
Fungsi : Untuk meriaksikan Trigliserida dengan NaOH
Dasar Perancangan ;
Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standart dished dan tutup
bawah conial dilengkapi pengaduk
Jumlah : 1 Buah
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 30 menit
Massa masuk : 1524,8508 kg/jam
Densitas Campuran : 51,90743 lb/ft3
Menentukan Volume Tangki:
Volume liquid =ρ
m
= 3
ft
lb
Kglb
jamKg
ft32,31398/51,90743
jam30/60x/2,2x/1524,8508
3
33
Liquid
Tangki
Liquid
ft40,3924750,8
ft32,31398
0,8
VV
tangkiVolume80%V
Menetukan dimensi tangki :
in56,05146ft4,670955ft3,11397x1,5d1,5Ls
in37,367593,11397d
d1,3377ft40,39248
d0,0847VVVV
)120(αd0,0755α/tg24
diπ.V
d)1,5(Lsd1,1775Lsxdi4
πV
d0,0847V
33
3conisshelldishT
3
21
3
conis
32sheel
3dish
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb) :
ft0,8989360tg
3,11397x/
α/tg
d/hb 2
1
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
ft5,469890,898934,570955
psi1,97172144
ft5,46989x/51,9074314,7
144
hlxρP
PPP
3ft
lb
opersai
khidrostatioperasidesign
Menentukan tebal tangki (ts)
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12,750, E = 0,85, C =16
1
in16
316
1,0543916
11,971172)x0,60,85x2(12.750
37,36759x1,97172
Cpi)0,62(FE
dixPits
Standardisasi : do = di + 2 ts
in672,61662ft37,36759x1,5Ls
(memenuhi)1,51,95533,11347
1,70608
di
Ls
ft3,410914Ls
ft0,11051Ls1,012010,0847ft40,39248
d0,0755Lsxdi4
πd0,0847VVVV
ft3,13542in37,62516
3x238ts2dodi
in38dokePendekatan
in37,5439216
1x237,34759
33
323conisshelldishT
Menentukan tebal tutup atas standart dished (tha)
(tbh)conicalbawahtutuptabelmenentukan
inft0,526263,11397x0,16d.0,169ha
(ha)atastutupTinggi
in3/1616
1,0963616
11,97172)x0,10,85x(12.750
37,36757x1,97172x0,885
Cpi0,1FE
rxpix0,885tha
in37,36759ft3,11397dr
in3/1616
1,1087816
120,6x1,971785(12.750x0,602cos
x37,367571,97172
C0,6pi)α(FE/cos2
dixpithb
21
Tinggi tutup bawah (hb)
10,787108ft0,8989360tg
3,11397/
α/tg
d/hb 2
1
21
21
Tinggi Tangki (hl) = ha + Ls + hb
in689,7189ft57,476575
0,8989356,0513850,52626
Penghitungan Pengaduk
Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 flat blade
Diameter impeller (Da) = 1/3 x diameter shell
= 1/3 x 3,11397 = 1,03799 ft = 12,45588 in
Lebar Blade (W) = 1/5 x Da = 1/5 x 1,03799 = ft = 2,49118 in
Panjang Blade (L) = 1/4 Da = 1/4 x 1,03799 = 0,25949 ft = 3,11397 in
Kecepatan = tikputaran/de1,25detik60
menit1x
menit
putaran75N
Viskositas Campuran :0,55 cP x 2,4191
0,00037/3600
1,33051
jamdet
Lb/ft.det
2182024,977
000370
9074351251037991N
det
detdet222
Re
ft.
Lb
ft.lbputaran
/,
/,x/,xft,
μ
ρxDa
Diperoleh Np = 1,2
HP0,014827550
8,15521
32,174
1,03799x1,25x2,147904
gc
pxDaxNxNP
2,147904(0,05041)x1,2)(NNkoreksiN
0,0504132,174
1,00799x1,25
gc
DaxNN
0,1065140
2182024,977loga
244hal140)b1;(ab
logam
5353p
0,10651mftpp
22
fr
Re
CabeMc.N
Menentukan jumlah impeller
buah1212,113893,11397
0,8258x45,691377N
tan
gkid
sgxhl
4. Pompa Sentrifugal (L-104)
Fungsi: Memompa Trigliserida dan NaOH dari mixer 1 ke reactor I
Tipe: Centrifugal Pump
Perhitungan:
Rate NaOH = 4,6679 kg/jam = 10,29085 lb/jam
ρ NaOH = 131,103 lb/ft3
a. Menentukan rate volumetrik
(Qf) =jam
lb
jamlb
/,
/,
ρ
m
103131
2908510
= det
3ft3 /0.000218/jamft0,07849
= 0,04719 gal/jam
b. Menentukan dimensi pipa :
Disusun aliran flurida laminar maka (Timmerhaus hal. 525) :
Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 Peter & Timmerhaus hal. 525)
= 3,0 x (0.000218)0,36 x (131,103)0,18
= 0,45089 in
Dipilih pada standard (Geankoplis App. A.5 hal 892) :
Dnominal = ¾ in sch 40
Di = 0,824 in = 0,06867 ft
= 1,050 in = 0,0755 ft
a = 0,00371 ft2
Menentukan laju alir-aliran fluida (v) :
ft/det0,05876003710
0002180v
2
det
3
ft,
/,
a
Q ftf
Pengecekan jenis aliran :
det
3det
Re026880
131103058760068670ρxvxDN
ft.lbm
ftlbft
/,
/x/,xft,
= 19,680322 < 2100 (aliran laminar)
c. Menentukan panjang pipa
Direncanakan :
Panjang pipa lurus = 20 ft
2 buah elbow 90°, Kf = 0.9 (Mc. Cabe, hal 103)
L/D = 32 in (Temmerhaus, hal 514)
L = 32 in x 2 x 0,824 = 52,736 in = 4.395 ft
2 buah gate valve, Kf = 0.2 (Mc. Cabe, hal 103)
L/D = 7 in (Timmerhaus, hal 514)
L = 7 x 2 0,824 = 11,536 in = 0,9613 ft
Entrance valve : L = 3.8 ft
Exit valve : L = 3.8 ft
Panjang total pipa = (ΔL) = 11,536 + 0.9613 + 1.9 + 3.8 = 18.1973 ft
d. Perhitungan friction loss (ΣF)
- Friktion loss pada system perpipaan :
Pada elbow 90° = 2 x 0.9 = 1.8
Pada gate valve = 2 x 0.2 = 0.4
ΣKf = 1.8 + 0.4 = 2.2
- Contraction loss pada tangki keluar
Kc = 0.550)(10.55A
A10.55
1
2
hc = 2.5686/x2
(2,1611)x0.55
2α
vxKc
21
22
- Friksi pada pipa lurus
Ff =2
vx
D
ΔLx4f
2
=2
2,1611x
0,06867
18,1973x0,13x4
2
= 321.7755
- Friksi pada system perpipaan
Hf = 5.13732
(2,1611)2.2K
2
f
- Expantion loss pada tangki masuk
2.33512
2,1611x1
2
vKh
10)(1A
A1K
2
exex
2
1
2ex
Maka total friction loss
ΣF = Ff + hex + hc + hf (Geankoplis, pers 2.10 - 18, hal 94)
= 321.7755 + 5.1373 + 2.5686 + 2.3351
= 331.8165 lbf.ft/lbm
e. Menentukan kerja pompa
Bedasarkan persamaan Bernouli
0WsΣFρ
ΔP
gc
Δz.g
gc.2
Δv 2
Dimana :
ft/lbf/lbm7.0363
93,6468855.999
0
32.174
32.174x7
32.174x2x2
(2.1611)Ws
ft/det32.174g.detlbm.ft/lbf32.1740gc
ft/det2.1611Δv0Δpft7Δz0,5α
2
h. Menentukan tenaga penggerak pompa
HP0,005878550
57,3095x0.00802x7,0363
550
ρxQxWpWHP
Efisiensi pompa untuk kapasitas 0,04719 gpm adalah 70%
Efisiensi pompa untuk power motor 0,005878 adalah 80%
Daya motor = HP0.0104960.8x0.7
0,005878
Spesifikasi pompa
Fungsi : Mengalirkan ,inyak dari storage ke Reaktor I
Tipe : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commersial
Kapasitas pompa : 0,010496 gal/menit
Daya : 0,010496 HP
Jumlah : 1 buah
5. Rektor I (R-110) (Aquilio Doutel Conceicao)
6. Dekanter 1 (H-111)
Fungsi: Memisahkan asam lemak dari gliserin
Dasar perancangan
Tipe: Horizontal Dekanter
Jumlah:1 buah
Bahan konstruksi: Carbon steel
Residence time: 60 menit
Massa campuran masuk: 144.9184 kg/jam
Massa gliserin:144.9184 kg/jam
Massa asam lemak: 62,3779 kg/jam
Densitas campuran =mL
ft
gramLb
mLg
/0.000035
/0.00220x/0.911113
=3
3
3
ft
m
gramlb
ft
lb
/0.028317
/0.45359x/657.2691428
= 917.3539044 kg/m3
Densitas gliserin =mL
ft
gramlb
mLg
/0.000035
/0.00220x/1.26493
=3
3
3
ft
m
gramlb
ftlb
/0.028317
/0.45359x779.4514285
= 1272,676254 kg/m3
Densitas as lemak =mL
m
gramlb
mLg
/0.028317
/0.00220x/0.883
=3
3
3
ft
m
gramlb
ft
lb
/0.02831
/0.45359x/155.3142857
= 886,0404301 kg/ 3m
in28.5748ft2,38129di
di1.7394ft67.24322
d)2(Lsd0.0847Lsxdi4
πd0.0847V
VVVV
ft67.243220.85
57.15674
0.85
VV
ft57.15674/657.2691428
jam1x/2.2x/1487.8715V
33
323T
dishshelldishT
3LT
3
ft
lb
kglb
jamkg
L3
m
Menentukan tinggi silinder
ft0,402442.38129x0.169d0.169hb
ft3,5719352,38129x1,5d1,5Ls
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb = 4.76258 = 0,40244 = 5.16502 ft
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14.7 + psi75414.16144
16502.5x26914286.57
Berdasarkan Brownel & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
Menentukan tabel tangki
in16
316
1,35416
116,55707)x0.60.85x2(12.750
28.57548x16,75414
Cpi)0.62(f.E
dixpits
Standadisasi : do = di + 2 ts
= 28.57548 + 2 x 3/16 = 28.75048 in
Pendekatan ke do = 29 in
42,93756ft3,57813ft2,38542x1,5d1,5Ls
(memenuhi)2,83932,38755
5,38755
di
Ls
ft5,38755Ls
Ls3,579611,64954ft67,24322
d0.0847Lsdi4
πd0.0847
VVVV
ft2,38542in28.625/x229ts2dodi
3
323
dishshelldishT
163
Menentukan tebal tutup standartd dished (tha)
r = d = 2,38542 ft = 28,62504 in
in16
316
2,7854116
116,75414)x010.85x(12.750
28,62504x16,75414x0.885
Cpi0.1f.E
rxpix0.885tha
Tinggi tutup atas (Ha)
Ha = 0.169 d = 0.169 x 2,38542 = 0,403135 ft = 4,83762
Tinggi heavy liquid over flow dari datum
Z3 = 1/2 Ls + tinggi tutup
= (1/2 x 3,57813) + 0,403135 = 2,1922 ft = 26m3064 in
Tinggi light liquid over flow dari datum
Z1 = Ls + tinggi tutup
= 3,57813 + 0,403135 = 3,98127 ft = 47,77518 in
Sehingga :
Z2 = 3
2
131 )(Z
ZZ
= 72708,045142857.79
0877,62)1922,298127,3(
x
= 3,59028 ft
Setling velocity pada droplet fase terdispersi
sm
m
kg
jamkg
1
2
2
min
2
/0,051186
0,72708x/1886.040430
/62,3779
Axm
Ud
m0,72708/39.37
in28,62504x
4dx
4A
3
Kecepatan fase kontinyu
Jika Uc < Ud berarti memenuhi syarat
Lc = rate Volumetrik, fase kontinyu, m3/dt
/dt2m10x3,1630283600
jam1x
/41272.67625
/144,9184mLc 5
jamkg
jamkg
Sehingga :
syarat)(memenuhiUd10x4,92
0642759602
10x3,163028
a
LcLc
5
5
Dimensi Pipa
Diambil inlet velocity = 0.8 m/dt
Flow rate 4
jamkg
jamkg
10x4,5053dt3600
jam1x
/4917.353904
/1487,8715m
Luas pipa (A) :
in0.39842m0.01012
4
10x5,63164di
dixA
m10x5,631650.8
10x4,5053
0.8
rateflowA
21
4
2
244
7. Storage As Lemak (F-112)
Fungsi : Menampung produk As lemak
Dasar perncangan :
Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conial
Jumlah : 2 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Residence Time: 30 hari
Massa masuk : 62,3779 kg/jam
Densitas Campuran : lb/ft3655,2011428/0,000035
/0,00220x/0,8782
mLft
gramlb
mLg
3
Menentukan Volume Tangki :
Volume Liquid =
m
=3ft
lb
kglb
jamkg
/655,2011428
jam24xhari30x/2,2x/62,3779
= 3937463,1789 ft
VLiquid = 80 % Volume tangki
VTangki = 33
Liquidft2237,42183
0,8
ft1789,93746
0,8
V
Volume tiap tangki = 3ft1118,710912
2237,42183
Menentukan dimensi tangki :
Vdish = 0,0847 d3
Vshell = d)1,5(Lsd1,1775Lsxdi4
32
Vconis = )120(αd0,0755/tg24
di. 3
21
3
VT = Vdish + Vshell +Vconis + 0.0847 d3 + 1,1775 d3 + 0,0755 d3
1118,71091 ft3 = 1,3377 d3
d = 9,42149 ft = 113,05791 in
Ls = 1,5 x 9,42149 ft = 14,13224 ft = 169,58682 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)
Hb = ft2,7193260tg
9,42/
/tg
d/ 21
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 14,45 + 2,71932 = 27,16932 ft
Pdesign = Poperasi + Phisdrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14.7 +144
psi27,11515x/625,2011428 3ft
lb
Menentukan Tebal tangki (ts) :
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85,C =1/16
Ts = pi)0.6(f.E2
dixpiC
= in16/516
4,741616/1
25,11512)x0,60,85x(12.7502
9,42149x25,11512
Standardisasi : do = di + 2 ts
= 9,42149 + 2 x 5/16 10,04649 in
Pendekatan ke do = 10 in
di = do - 2 ts = 10 - 2 x 5/16 = 9,375 in =0,78125 ft
VT = Vdish = V shell + Vconis = 0.0847 d3 +4
d2 x Ls + 0,0755 d3
1118,71091 ft3 = 412,31832 + 225,4771 Ls + 367,5328 ft3
Ls = 37,93097 ft
1,52,9646029,42149
27,93097
di
Ls (memenuhi)
Ls = 1,5 d = 1,5 x 9,42149 ft = 14,132224 ft = 169,58682 in
Menentukan tebal tutup atas standart dished (tha)
r = d = 9,42149 ft = 113,05788 in
in/in8/1616
7,8776616
125,11512)x0,10,85x(12,750
113,05788x25,11512x0,885
Cpi0.1f.E
rxpix0.885tha
21
Tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169 d = 0,169 x 9,42149 = 1,591118 ft = 19,093417 in
Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)
in16
916
8,78066
161
25,11512)x0,60,85x(12.75060cos2
113,05788x25,11512
Cpi)0,6(f.E/cos2
dixpithb
21
Tinggi tutup bawah (hb)
in332,6369987ft2,71974960tg
9,42149x/
α/tg
d/hb 2
1
21
21
Tinggi tangki (H) = ha + Ls + hb
= 2,964602 + 25,11512 + 2,719749
= 30,79947 ft = 369,5936 in
8. Pompa Sentrifugal (L-113)
Fungsi : Mengalirkan asam lemak dari dekantar I meneju reaktor II
Dasar Perancangan :
Tipe : Centrifugal Pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Densitas Campuran : 55,7228574 lb/ft3
Viskositas Campuran : 11,4844 cP x 2,4191
= lb/ft.det77890,00771719/3600
/427,7819120
jamdet
ft.jamlb
Massa masuk = 69001,45 kg/jam
Rate Volumetrik (Qr) =
m
=jam
det
jamft
ft
lb
kglb
jamkg
/3600
/2724,25369
/455,7228571
/2,2x/69001,45413
3
= 0,75674 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 det/menit
= 339,67032 gal/menit
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 peter & Tommerhaus)
= 3,0 x (0,00376)0,36 x (55,72285714)0,18 = 0,82885 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 14 ft
Panjang pipa (L) = 16,4 bft
Bedasarkan Geankoplis App.A hal 892 didapatkan
Dnominal = ¾ in sch 40
Di = 0,824 in
Do = 1,050 in
a = 0,00371 ft2
Kecepatan linier (v) = ft/det1,01348ft0,00371
/0,000376
a
Qr2
detft3
24986,50
/7890,07717197
/l455,7228571x/1,01348xft12
0,824xvxD
Nft.det
lb
ft
bdet
ft
Re
3
Dari Geankolis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standart elbow = 3 x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 = 1
ΔL = 12,92 + 16,4 = 29,32 ft
ΣF = 4 x f x ΔL/D x v2/2gc
= 4 x 0,035 x 0,2324332,174x2
1,01348x
in/120,824
29,32 2
Dimana : = 0,5 (laminar) ; Δv = 1,01348 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 14 ft
p
Δ
g
gxΔz
2.α.α.
vWs
c
2
ΣF
= lbmlb.ft
2
/14,264350,2324301x1432,174x1/2x2
1,01348
WHP = HP2,035.103600x550
283,46x14,26435
550
mxWs 3
pompa = 70 %
BHP = HP0,010,7
2,035.10
pompaη
WHP 3
motor = 80 %
Daya pompa actual = HP0,01270,80
0,01
motor
BHP
9. Reaktor II (R-120)
Fungsi : Mereaksikan Trigliserida menjadi gliserin dan as lemak
Dasar perancangan :
Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standardt dished dan tutup bawah conical
dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas
Jumlah : 1 buah
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 60 menit
Massa masuk : 340,6892 kg/jam
Densitas campuran : 55.68514286 lb/ft3
Menentukan volume tangki
Volume liquid = 3
3
6060
kglb
ft13,45989lb/ft655.6851428
jam/x/2.2xkg/jam340,6892
m
Vliquid = 80 % volume tangki
Vtangki = 3liquidft16,82487
0.8
13,45989
0.8
V
Menentukan dimensi tangki :
Vdish = 0.0847.d3
Vshell = d)1.5(Ls1.1775.dLsxdi4
32
Vconis = )120(αd0.0755/tg.24
di. 3
21
3
VT =Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 d3 + 1,1775 d3 + 0,0755 d3
16,82487 ft3 = 1,3377 d3
d = 2,32558 ft = 27,90694 in
Ls = 1,5 d = 1,5 x 2,14771 ft = 3,22157 ft = 38,65878 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)
hb = ft0,6199960tg
ft2,14771x1/2
α/tg
d/
21
21
Tinggi larutan (hl) Ls + hb
= 3,22157 + 0,61999 = 3,841560
Pdesign + Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlxρ
= 14,7 + psi16,18554144
ft3,84156x/655,6851428 3ft
lb
Menentukan tebal tangki (ts)
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 grade B dengan f = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
ts =)6,0.(2 piEf
dixpi
= in3/1616
1,1295
16
1
16,18554)x0,60,85x(12.7502
27,90694x16,18554
Standarisasi : do = di + 2 ts
= 27,90694 + 2 x 3/16
= 28,28194 in
Pendekatan ke do = 28 in
Di = do - 2 ts = 28 - 2 x 3/16 = 27,625 in = 2,30208 ft
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 d3 +4
di2 x Ls + 0,0755 d3
16,82487 = 1,27443 + 4,78436.Ls + 1,36
Ls = 2,96601 ft
1,51,753832,32558
4,01777
di
Ls (memenuhi)
Ls = 1,5 x 2,32558 ft = 27,90696 in
tha = Cpi0,1f.E
rxpix0,885
= in/16
1,59025
16
1
16,18554)x0,10,85x(12.750
27,90696x16,8554x0,88516
3
Tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169.d = 0,169 x 2,32558 = 0,39302 ft = 4,71627 in
Menetukan tebal tutup bawah conical (thb)
thb =pi)0,6(f.E/cos2
dixpi
21
= in/16
1,66745
16
1
16,18554)x0,60,85x(12.75060cos2
27,90694x16,1855416
3
Tinggi tutup bawah (hb)
hb = in8,056045ft0,67133760tg
2,32558x/
/tg
d/ 21
21
21
Tinggi tangki (H) = ha + Ls + hb
= 0,39302 + 3,22157 + 0,671337
= 4,285927 ft = 51,431124 in
Perhitungan pengaduk
Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 flatblade
Diameter impeller (Da) = 1/3 x diameter shell
= 1/3 x 2,32558 = 0,77519 ft = 9,30232 in
Lebar blade (W) = 1/5 x 0,77519 = 0,155038 ft = 1,860456 in
Panjang blade (L) = ¼ x Da = ¼ x 0,77519 = 0,19379 ft = 2,32557 in
Dari Mc.Cabe gambar 9-13 hal 242 kurva D diperoleh
S1 0,33 ; S2 = 1 ; S3 = 0,25 ; S4 = 0,25
Kecepatan putar = N = detik/putaran1,25menit60
menit1x
menit1
putaran75
Viskositas campuran = 7,7592 cP x 2,4191
= ft.detlb
jamdet
ft.jamlb
/0,005214/3600
/18,77028
NRe =ft.det
lb
ft
lbdet
putaran2
/0,005214
/55,68514x/1,25xft20,775192ρx NxDa 3
NRe = 8022,2222106 > 2100 (aliran turbelen)
Diperoleh Np = 1,5
m = 40b;1adimanab
Nloga Re
= 072607,040
22106,8022log1
Nft = 0,07751932,174
0,77519x1,25
gc
DaxN 22
Np Koreksi = Np (Nfr)m = 1,5 x 0,77519-0,072607 = 1,52799
p =32,174
55,68514x0,77519x1,25x1,52799
gc
xDaxNxN 5353p
p = HP0,00263550
1,44586
Menentukan jumlah impeller
N = buah21,73432,135416
0,8859x4,180449
d
sgxhl
tangki
Perhitungan Coil Pemanas
Dasar perancanagan :
Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah reaksi endoterm dan beroperasi pada
suhu 60°C = 140°F
Kebutuhan steam = 1487,8716 kg/jam
Steam masuk pada suhu 30°C dan keluar pada suhu 60°C
Tekanan operasi = 1 jam
Digunakan coil pemanas berbentuk spiral dengan kontruksi High Alloy Steel SA
grade C tipe 347. (Brownell & Young, tabel 13.1 hal. 251)
Menentukan ΔTLMTD :
t1 = suhu bahan masuk = 30° C = 86° F
t2 = suhu bahan keluar = 60° C = 140° F
ΔTLMTD =
140
86in
F140)(86
Δt
Δtin
ΔtΔt
2
1
21
= 110,815°F
Menetukan suhu kaloric :
tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 140)°F = 113° F
Direncanakan ukuran pipa
Dari pery 6th table 6 - 42
Ukuran pipa = 2 in sch 40
Do = 2,375 in
Di = 2,067 in
A = 0,02330 ft2
Menghitung panjang pipa :
NRe =42,2x
xNxL 2
Dimana N = 150 putaran / menit x 1 menit / 60 detik = 2,5 putaran perdetik
L = 1/3 diameter silinder = 1/3 x 3,95052 ft
NRe =2.42x/668670,00052139
/8655,6685142x/2,5xft0,95052
ft.detlb
ftlb
detikputran22
= 99682,34188 > 2100
Dari thimmerhause hal 525, diketahui alirannya adalah turbulen (NRe > 2100)
Didapat jh = 8
Dimana k = 0,066 = 0,00658 lb/ft.det = 23,688 lb/ft.det
Cp = 1,0512
Diketahui :
hio steam = 1450 Btu/h.ft2.°F
(hio = koefisien perpindahan panas dari pipa luar yang dikoreksi terhadap diameter
pipa dalam, Btu/h.ft2.°F)
Ho = jh
0,066
218,7702807x1,0512
80208,3
066,08
5
.
di
kx
cp
Ho = 860,4597955
Uc = 62116,33837551450,45979
5860,459795x1450
x
x
hohio
hohio
Rd diasumsikkan 0,004
Rd =CDDC
DC
U
1
U
1
UxU
UU
5690,003527482116,33876
10,004
U
1Rd
U
1
CD
UD = 283,4880324
A = 0,79942114,893x4283,488032
1142393,189
.ΔΔU
σ
D
L = 30984,3402330,0
79942,0
a
A
Jumlah lilitan coil
n =coilD
L
.
jika d pengaduk < d coil < d bejana, maka :
d pengaduk = 0,95052 ft
d bejana = 3,80208
Dirancang d coil = 1 ft
Jumlah lilitan (n) buah1110,82671x3,14
34,30984
Do = 1,067 in, jarak antara coil = 1,5 in
Tinggi coil = (n-1) x (d0 + jarak antara coil) + do
= (11-1) x (1,067 + 1,5) + 1,067
= 36,34 in = 3,028333 ft
Tinggi tangki = 5,16207
Tinggi coil < tinggi tangki (memenuhi)
10.Pompa Sentrifugal (L-121)
Fungsi : mengalirkan gliserin dan As lemak dari Reaktor II menuju tangki asidulasi
Dasar rancangan :
Tipe : Centrifugal Pump
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Densitas campuran : 55,155084714 lb/ft3
Viskositas campuran : 7,2058 cP x 2,4191
= ft.detlb
jamdet
ft.jamlb
/4740,00484209/3600
/817,4315507
Massa masuk : 144,9184 kg/jam
Rate volumetric (Qf) =
m
=jam
det
jamft
ft
lb
kglb
jamkg
/3600
/5,74363
/455,1508571
/2,2x/144,91843
3
= 0,00159 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 det/menit
= 0,7161 gal/manit
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,0 x Q0,36 x18,0
c (pes.15 hal 525 peter & Timmerhaus)
= 3, x (0,00159)0,36 x (0,00484)0,18 = 0,11295 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 16,2 ft
Panjang pipa (L) = 18,2 ft
Berdasarkan Geankoplis App.A5 892 didapatkan
Dnominal = ¼ in sch 40
Di = 0,364 in
Do = 0,540 in
a = 0,00072 ft2
Kecepatan linier (v) = detft
2
detft
f /5,23611ft0,00072
/0,00377
a
Q3
NRe =ft.det
lb
ft
lbdet
ft
/7140,00484209
/455,1508571x/5,23611xft0,364xvxD 3
= 1809,03684 < 2100 (alira laminar)
Dari Geankolis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sembungan valve didapatkan :
Standad Elbow 90° = 1 x 0,75 = 0,75
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Globe valve = 1x 0,17 = 0,17
Tee = 1x 1 = 1
ΔL = 12,17 + 18,5 = 29,62 ft
ΣF = 4 x f x ΔL/D x v2/2gc
= 4 x 0,0009 x 14,9778732,174x2
5,23611x
/0,364
29,62 2
12in
Dimana : = ½ (laminar) ; Δv = 5,23611 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 16,2 ft
Ws = p
Δp
g
gxΔz
2.α.α
v2
cc
ΣF
= bmftlb lx
xx/34061,3197787,14012,16
174,32/2
236112,5 .
21
WHP = 35,38122.103600x550
339,9682x31,34061
550
mxWs
pompa = 20%
BHP = HP0,026910,2
5,38122.10
pompaη
WHP 3
motor = 80%
Daya pompa actual = HP0,033630,80
0,02691
motorη
BHP
11.Tangki Asidulasi (M-130)
Fungsi : Menetralkan sisa katalis basa dan memisahkan sabun dengan penambahan
HCL
Dasar perancangan :
Tipe : Silnder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical
dilengkapi pengaduk
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 15 menit
Massa masuk : 340,6892 kg/jam
Densitas campuran : 78,90457143 lb/ft3
Menentukan Volume Tangki :
Volume liquid =
m
= 3
ft
lb
6015
ft2,37476/378,9045714
jam/xlb/kg2,2xkg/jam340,6892
3
VLiquid = 80% Volume tangki
VT = 33
L ft2,968440,8
ft2,3746
0,8
V
Menentukan dimensi tangki
Vdish = 0,0847 d3
Vshell = d)1,5(Lsd1,1775Lsxdi4
32
Vconis = )120(αd30,0755/tg24
di.
21
3
VT = Vdish +Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 1,1775 d3 + 0.0755 d3
2,96844 ft3 = 1,3377 d3
d = 1,304337 ft = 15,652045 in
Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,23093 ft = 1,846395 ft = 22,15674 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)
hb = ft0,3553460tg
1,23093/
α/tg
d/ 21
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 1,95651 + 0,37653 = 2,33304 ft
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14.7 + psi15,97839144
ft2,33304x/378,9045714 3ft
lb
Menentukan tebal tangki (ts) :
Bedasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
ts = in/16
1,16569/
15,90622)x0,60,85x2(12.750
14,1477114x15,9062216
316
1
Standardisasi : do = di + 2 ts
= 14,1477114 + 2 x 3/16 = 14,52271 in
Pendekatan ke do = 15 in
di = do - 2 ts = 15 -2 x 3/16 = 14,625 in = 1,21875 ft
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.847 d3 +4
d2 x Ls + 0,0755 d3
2,49492 ft3 = 0,18698 + 1,3309 Ls + 0,16667 ft3
Ls = 1,98485 ft
5,152437,121875,1
98485,1
di
Ls(memenuhi)
Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,21875 ft = 1,828125 ft = 21,9375 in
Menentukan tebal tutup atas standard dished (tha)
r = d = 1,21875 ft = 14,625 in
tha = CpiEf
rxpix
1.0.
885.0
= in/16
1,3237416/1
15,90622)x0,10,85x(12,750
14,625x15,90622x0,88516
3
Tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169 d = 0,169 x 1,21875 = 0,20596 ft = 2,471625 in
Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)
thb =pi)0,6(f.E/cos2
dixpi
21
+ C
= 16/115,90622)x0,60,85x(12,75060cos2
14,625x15,90622
= 163 /
16
36607,1 in
Tinggi tutup bawah (hb)
Hb = 4,221874ft0,35182360tg
1,21875x1/2
/tg
d/
21
21
in
Tinggi tangki (hl) = ha + Ls + hb
= 0,20596 + 1,828125 + 0,351823
= 2,385908 ft = 28,66389 in
Penghitungan Pebgaduk
Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 flat blade
Diameter impeller (Da) = 1/3 x diameter shell
= 1/3 x 1,21875 = 0,40625 ft = 4,875 in
Lebar bkade (W) = 1/5 x Da = 1/5 x 0.40625 = 0,08125 ft = 0,975 in
Panjang blade (L) = ¼ x Da = ¼ x 0,40625 = 0,10156 ft = 1,21875 in
Dari Mc.Cabe gambar 9-13 hal 242 kurva D diperoleh
S1 = 0,33 ;S2 = 1 ; S3 = 0,25 ; S4 = 0,25
Kecepatan putar = N = 1,25detik60
menit1x
menit1
putaran75 putaran/det
Viskositas campuran : 10,06513935 cP x 2,4191
= ft.detlb
jamdet
ft.jamlb
/0560,00676349/3600
/24,3485786
NRe =ft.det
lb
ft
lbdet
putaran222
/40560,00676349
/378,9045714x/1,25xft0,40625xNxDa 3
= 5924,26449
Diperoleh Np = 1,3
m = )40;1(log Re
ba
b
NaMc.Cabe I hal 244
= 066932,040
226449,59924log1
NFr = 0,0157832,174
0,440625x1,252
gc
DaN 2
Np = koreksi = Np (NFr)m = 1,3 x (0,01578)-0,06932 = 1,73321
P =32,174
378,9045714x0,40625x1,25x1,73321
gc
ρxdaxNxN 5353p
= HP1,67025.10550
0,09186 4
Menentukan jumlah impeller
N = 2,457461,21875
1,2553x2,385908
d
sgxhl
tangki
3 buah
12.Dekanter II (H-131)
Fungsi : memisahkan sabun As lemak dan FFA dari gliserin input dari tangki
asidulasi
Dasar perancangan :
Tipe : horizontal decanter
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 60 menit
Massa campuran masuk = 286,4222 kg/jam
Massa FFA = 0,0187 kg/jam
Massa As lemak = 131,0443 kg/jam
Densitas campuran =mL
ft
glb
mLg
/0,000035
/0,00220x/0,88593
=3
3
3
ft
m
glb
ft
lb
/0,028317
/0,45359x/655,6851428
= 891,9809284 kg/m3
Densitas FFA =mL
ft
glb
mLg
/0,000035
/0,00220x/1,26493
=3
3
3
ft
m
glb
ft
lb
/0,028317
/0,045359x/779,4514285
= 1272,676254 kg/m3
Densitas As lemak =mL
ft
glb
mLg
/0,000035
/0,00220x/0,883
=3
3
ft
m /0,028317
lb/g0,45359xlb/ft3155,3142857
= 886,0404301 kg/m3
VL = 3
ft
lb
kglb
jamkg
ft211,3159239/655,6851428
1jamx/2,2x/286,4222m
3
VT = 3L ft13,312850,85
211,3159239
0,85
V
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 d3 +4
di2 x Ls + 0,0847 d3 (Ls = 2 d)
13,31285 ft3 = 1,7394 di3
di = 1,97072 = 23,64858 in
Menentukan tinggi silinder
Ls = 2 d = 2 x 1,97072 = 3,94144 ft
hb = 0,169 d = 0,169 x 1,97072 = 0,33305 = 4,27449 ft
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
H1x
= 14,7 + 35296,16144
27449,468514286,55
xpsi
Berdasarkan Brownell & Young App. D hal 335 bahan yang digunakan adalah
carbon steel SA 135 grade B dengan f = 12,750, E = 0,85, C = 1/16
Menentukan tebal tangki
ts = 0,6.pi)2(f.E
dixpiC
= 1,30766/1616
1
)23,x0,60,850,85x2(12.750
23,64858x16,46666
3/16 in
Standardisasi do = di + 2 ts
= 23,64858 + 2 x 3/16
= 224,02358 ft
Pendekatan ke do = 24 in
di = do - 2 ts = 24 - 2 x 3/16 = 23,625 in = 1,96875
VT = Vdish + Vshell +Vconis = 0,0847 d3 +4
di2 x Ls + 0,0847 d3
13,31285 ft3 = 1,64954 + 3,57961 Ls
Ls = 4,30586 ft
2,187101,96875
4,30586
di
Ls > 2 (memenuhi)
Ls = 2 d = 2 x 1,96875 ft = 3,9375 ft = 47,25 in
Menentukan tebal tutup standard dished (tha)
r = d = 1,996875 ft = 23,625 in
tha = Cpi0,1f.E
rxpix0,8885
=16
1
16,35296)x0,10,85x(12.750
23,625x16,35296x0,885
= 1,5514/16 3/16
Tinggi tutup atas (Ha)
Ha = 0,169 d = 0,169 x 1,96875 = 0,33272 ft = 3,99263 in
Tinggi heavy liquid over flow dari datum
Z3 = ½ Ls + tinggi tutup
= (1/2 x 3,9375) + 0,33272 = 2,30147 ft = 51,24264 in
Tinggi light liquid over flow dari datum
Z1 = Ls + tinggi tutup
= 3,9375 + 0,33272 = 4,27022 ft = 51,24264 in
Sehingga :
Z2 = 3
2
131 Zρ
ρ)Z(Z
Z2 = 2,30147776,4514285
155,3142857x2,30147)(4,27022
= 3,672 ft
Settling velocity pada droplet fase terdispersi
A = 2
2
min
2 m0,360091/39,37
in2,3625x
4
πdx
4
Ud = 1Axm
Ud =jam
det
jamm
2
m
kg
jamkg
/3600
/0,053257m0,360019x
/1886,040430
/131,0443
3
Ud = 1,475.10-5 m/s
Kecaptan fase kontinu
Jika Uc < Ud berarti memenuhi syarat
Lc = rate volumetric, fase kontinu, m3/det
Lc = detm4
m
kg
jamkg
/10.1,08899det3600
jam1x
/541.272,6762
/4,25111m 2
3
Luas pipa (A) :
A = 244
m1,36124.100,8
1,08899.10
0,8
flowrate
A = x di2
di = 0,01317/
1,6124.101/2
4π
4
m = 0,5185 in
13.Storage Sabun FFA (F-132)
Fungsi : Menampung FFA + sabun
Dasar perancangan :
Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 30 hari
Massa masuk : 0,0187 kg/jam
Densitas Campuran : 33 ft
lb
mLft
gramlb
/647,1491428/0,000035
/0,00220xg/mL0,7501
Menentukan Volume Tangki :
Volume Liquid =47,1491
jam24xhari30xlb/kg2,2xkg/jam0,00187
m
= 0,628236 ft3
VLiquid = 80% Volume tangki
VTangki = 33
Liquidft0,78529
0,8
ft0,628236
0,8
V
Menentukan dimensi tangki :
Vdish = 0,0847 d3
Vshell =4
di2 x Ls = 0,0755 d3 ( dLs 5,1 )
Vconis = )120(d30,0755/tg24
di.
21
3
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 1,1775 d3 + 0,0755 d3
0,78529 ft3 = 1,3377 d3
d = 0,83732 ft = 10,0478 in
Ls = 1,5 d = 1,5 x 0,83732 ft = 1,25598 ft = 15,07175 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)
hb = ft0,24171460tg
0,837321/2
/tg
d/
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 1,25598 + 0,241714 = 1,497694 ft
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14.7 + 15,190385144
ft1,497694x/647,1491428 3ft
lb
psi
Menentukan tebal tangki (ts)
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 3/16
ts = Cpi)0.6(f.E2
dixpi
= 3/1616
1,631661/16
15,19038)x0,60,85x(1.7502
45,51893x15,19038
in
Stadardisasi : do = di + 2 ts
= 45,51893 + 2 x 3/16 = 45,89393 ft
VT = Vdish + Vshell +Vconis = 0.0847 d3 + 32 0755,04
dLsxd
0,78598 ft3 = 5,29474 + 1,4976694 Ls + 4,71963 ft3
Ls = 6,05234 ft
1,51,5253,96875
6,05234
di
Ls (memenuhi)
Ls = 1,5 d = 1,5 x 3,96875 ft = 5,953125 ft = 71,4375 in
Menentukan tebal tutup atas standard dished (tha)
r = d = 3,96875 ft = 47,625 in
tha =pi0.1f.E
rxpix0.885
+ C
= 16/115,190385)x0,10,85x(12,750
15,190385x0,85
=16
16875,2
= 3/16 in
Tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169 d = 0,169 x 3,96875 = 0,67072 ft = 8,048625 in
Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)
thb = Cpi)0,6(f.E/cos2
dixpi
21
= 16/115,190385)x0,60,85x(12.75060cos2
47,625x15,190385
= 16/316
32177,2 in
Tinggi tutp bawah (hb)
hb = 13,74815ft1,1456860tg
3,96875x/
/tg
d/ 21
21
21
in
Tinggi tangki (hl) = ha + Ls +hb
= 0,67072 + 5,953125 + 1,14568
= 7,769525 ft = 93,1343 in
14.Pompa Sebtrifugal (L-133)
Fungsi : Mengalirkan sabun FFA dari storage FFA menuju ke reaktor II
Dasar perancangan :
Tipe : Centrifugal Pump
Jumlah : 1 buah
Bahan Konstruksi : Cast Iron
Fungsi : Mengalirkan sabun FFA dari storage FFA menuju ke reaktor II
Dasar perancangan :
Tipe : Centrifugal Pump
Jumlah : 1 buah
Bahan Konstruksi : Cast Iron
Densitas FFA : 33 ft
lb
mLft
gramlb
mLg
/47,0,8629/0,000035
/0,00220x/0,7491
Viskositas FFA : 0,55 cP x 2,4191
= det./l43,69585.10/3600
/1,33051
jamdet
ft.jamlb
ftb
Massa masuk = 0,01875 kg/jam
Rate volumetric (Qr) =
m
=jam
det
jamft
ft
lb
jamkg
/3600
/0,00087605
/47,08629
lb/kg2,2x/0,018753
3
= 2,43347.10-4 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 menit
= 1,092289.10-4 gal/menit
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 Peter & Timmerhaus)
= 3,0 x (2,43347.10-4)0,36 x (47,08629)0,18 = 0,30012 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) =15,2 ft
Panajang pipa (L) = -20,8 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th tabel 6-6 hal 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 1¼ in sch 40
Di = 0,364 in
Do = 0,540 in
a = 0,00072 ft2
Kecapatan linier (v) = det/f0,0003379ft0,00072
/2,43347.10
a
Q2
detft7
f
3
t
NRe =ft.det
lb4
ft
lbdet
ft
/3,69585.10
/47,08629x/91,0,000337xft0,364xvxD 3
= 15,673826 < 2100 (aliran laminer)
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk bahan cast iron didapatkan
= 2,6 x 10-4
/D = 0,02812
/39,370,364
2,6.10
inm
4
f = 0,015
Dari Geankolis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan standard
elbow = 2 x 0,75 = 1,5
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 = 1
ΔL = 12,17 + 20,8 = 32,97 ft
ΣP = 4 x f x ΔL/D x v2/2gc
= 4 x 0,015 x 1,4245232,174x2
1,18556x
/0,364
32,97 2
12in
Dimana : = 1 (turbulen) ; Δv = 1,18556 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 15,2 ft
Ws = p
Δp
g
gxΔz
.gc2.
v2
cΣF
= lbmlb.ft
2
/16,646361,4245201x15,232,174x1x2
1,18556
WHP = 410.339,53600550
7696,6507347,16
550
x
xmxWs
pompa = 70%
BHP = 34
7,6.100,7
5,339.10
pompaη
WHP
Daya pompa actual = HP0,59,5.100,80
9,5.10
motor
BHP 33
15.Sorage DMP (F-134)
Fungsi : Menampung DMP
Dasar Perancangan :
Tipe : Silinder Tegak tutup atas standard dished dan tutup bawah conical.
Jumlah : 2 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel
Residence Time : 330 hari
Massa masuk = 159,5297 kg/jam
Densitas DMP : 33 ft
lb
mLft
gramlb
mLg
/67,00571/0,000035
/0,00220x/1,066
Menentukan Volume Tangki :
Volume Liquid =3
3
ft
lb
ft
lbjam
kg
/67,00571
jam24x30x/2,2x/159,5297
m
= 3771,24643 ft3
Storage direncanakan 2 buah anak
VLiquid = 1885,62322 ft3
VLiquid =80% volume tangki
VTangki = 33
Liquidft223557,0290
0,8
ft1885,62322
0,8
V
Menentukan dimensi tangki :
Vdish = 0,08847 d3
Vshell = 1,5)(Lsd1,1775Lsxd4
32
Vconis = )120(d0,775/tg24
. 3
21
3
d
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 11,1775 d3 + 0,0755 d3
2357,02902 ft3 = 1,33377 d3
d = 12,07819 ft = 144,93828 in
Ls = 1,5 d = 1,5 x 12,07819 ft = 18,11172 ft = 217,40742 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)
hb = ft3,488667360tg
07819,12/
/tg
d/2
1
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 18,11729 + 3,486673 = 21,6033963 ft = 259,24755 in
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14,7 + psi24,75270144
ft221,603963x/67,00571 3ft
lb
Menentukan tebal tangki (ts) :
Bedasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
ts = Cpi)0.6(f.E2
dipi
= in3/1616
2,8491216/1
24,75270)x0,60,85x(12.7502
144,93828x24,75270
Standardisasi : do = di + 2 ts
= 144,93828 + 2 x 3/16=145,31328 in
Pendekatan ke do = 145 in
di = d0 - 2 ts = 145 - 2 x 3/16 = 144,625 in = 12,05208 ft
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 +4
+ d2 x Ls + 0,0755 d3
2357,02902 ft3 = 97,17799 + 86,03186 Ls + 86,662265 ft3
Ls = 18,83189 ft
1,51,5591612,07819
ft18,83189
di
Ls (Memenuhi)
Ls = 1,5 d = 1,5 x 12,07819 ft = 18,11729 ft = 217,40742 in
Menentukan tebal tutup atas standard dished (tha)
r = d = 12,07819 ft = 144,93828 in
tha = Cpi0.1f.E
rxpix0.885
= 16/357
1,6905716/1
24,75270)x0,10,85x(12,750
144,93828x24,75270x0,85
in
Tinggi tutup atas (ha)
Ha = 0,169 d = 0,196 d = 12,07819 = 2,041214 ft = 24,49457 in
Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)
thb = C)pi0,6f.E(/cos2
dixpi
21
= 16/124,75270)0,60,85x(12.75060cos2
144,93828x24,75270
= 3/1616
1,78104 in
Tinggi tutup bawah (ha)
hb = 41,84008ft3,4866760tg
12,078819x/
/tg
d/ 21
21
21
Tinggi tangki (hl) = ha + Ls + hb
= 2,04121 + 18,11729 + 3,48667
= 23,64517 ft = 283,74204 in
16. Pompa Sentrifugal
Fungsi : Melahirkan DMP dari strorage DMP menuju ke reaktor III
Dasar Perancangan :
Tipe : Centrifugal Pimp
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Cast Iron
Densitas DMP : 33 ft
lb
mLft
gramlb
mLg
/67,00571/0,000035
/0,00220x/1,066
Viskositas DMP : 0,55 cP x 2,4191
= ft.detlb4
jamdet
ft.jamlb
/3,69585.10/3600
/1,33051
Massa masuk = 159,5297 kg/jam
Rate volumetric (Qf) =
m
=jam
det
jamft
ft
lb
kglb
jamkg
/3600
/5,23784
/67,00571
/2,2x/159,52973
3
= 0,0014553ft /det x 7,481 gal/ft
3 x 60 det/menit
= 0,65307 gal/menit
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (Pers. 15 hal 525 Peter & Timmerhaus )
= 3,0 x (0,001455)0,36 x (67,00571)0,18 = 0,60877 in
Direncayanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 1,5 ft
Panjang pipa (L) = 20,8 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th tabel 6-6 hal 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 11/4 in sch 40
Di = 0,364 in
Do = 0,540 in
a = 0,00072 ft2
Kecepatan linier (v) = detft
2
detf /2,020833ft0,00072
/0,001455
a
Q3
ft
NRe =jam
lb4
ft
lbdet
ft
/3,69585.10
/67,00571x/2,020833xft0,364xvxD 3
= 33361,1358 < 2100 (aliran laminer)
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk bahan cast iron didapatkan
= 2,6 x 10-4
/D =
inm
in/37,39
364,0
10.6,2 4
f = 0,015
Dari Geankoplis tabel 2..10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan
Standard elbow = 2 x 0,75 = 1,5
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 = 1
ΔL = 12,17 + 20,8 = 32,97 ft
ΣF = 4 x f x ΔL/D x v2 /2gc
= 4 x 0,015 x 4,1848032,174x2
2,020833x
12in0,364
32,97 2
Dimana : = 1 (turbulen) ; Δv = 2,020833 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 15,2 ft
Ws = p
Δp
g
gxΔz
g..2
v
cc
2
ΣF
= lbmlb.ft
2
/19,416204,1848001x15,232,174x1x2
2,02833
WHP = 31.5644.103600x550
156,5297x19,41620
550
mxWs
pompa = 70%
BHP = HP0,022350,7
1,5644.10
Pompa
WHP 3
η
motor = 80%
Daya pompa actual = HP0,0279350,80
7,8.10
motor
BHP 3
17.Reaktor III (R-140)
Fungsi : Untuk mereaksikan gliserin dan DMP menjadi methanol
Dasar perancangan :
Tipe : Silinder tegak dengan tutup standart dished dan tutup bawah conical
dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas.
Jumlah : 1buah
Bahan kontruksi : Carbon steel
Residence Time : 60 menit
Masa masuk : 162,2798 kg/jam
Desintes campuran : 55,68514286 lb/ft3
Menentukan volume tangki :
Volume liquid = 3
ft
lb
kglb
jamkg
ft6,411325/655.6851428
jam60
60x/2.2x/162,2798
3
p
m
VLiquid = 80% volume tangki
VTangki = 3Liquidft8,01415625
0.8
12,97951
0.8
V
Menentukan dimensi tangki :
Vdish = 0.0847.d3
Vshell = )d1.5(Ls1.1775.d3Lsxdi4
2
Vconis = )120(d0.0755/tg.24
di. 3
21
3
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 + 1,1755 d3 + 0,0755 d3
8,01416 ft3 = 1,3377 d3
d = 1,81681 ft = 21,79454 in
Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,81621 ft = 2,724315 ft = 32,69178 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hl)
hb = ft0,5212960tg
1,81621x1/2
/tg
d/
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 2,724315 + 0,52429 = 3,248605
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14,7 + 15,95624144
ft3,248005x/655,6851428 3ft
lb
psi
Menentukan tebal tangki (ts) :
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon teel
SA 135 Grade B dengan f = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
ts = Cpi)0.6(f.E2
dixpi
= 16/316
1,25694
16
1
15,95624)x0,60,85x(12.7502
21,79454x15,95624
in
Standarisasi : do = di + 2 ts
= 21,79454 + 2 x 3/16
= 22,16954 in
Pendekatan ke do = 22 in
Di = do - 2 ts = 22 - 2 x 3/16 = 21,625 in = 1,80208 ft
VT = Vdish + Vshell + V conis = 0,0847 d3 +4
di2 x Ls + 0,0755 d3
8,01416 = 1,27443 + 4,78436 Ls +1,36
Ls = 3,1244 ft
1,720331,81621
ft3,12441
di
Ls1,5 (memenuhi)
Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,81621 ft = 2,7243315 ft = 32,69178 in
Menentukan tebal tutup atas standad dished (tha)
r = d = 1,81621 ft = 21,79452 in
tha = Cpi00,1f.E
rxpix0,885
= 16/316
1,71408
16
1
15,95624)x0,1x0,85x(12.750
21,79452x15,95624x0,885 in
Tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169.d = 0,169 x 1,81621 = 0,306939 ft = 3,683273 in
Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)
thb = C0,6)(f.E/cos2
dixpi
21
=
1,7144516
1
15,95624)x0,60,85x(12.75060cos2
21,79452x15,956243/16 in
Tinggi tutup bawah (hb)
hb =
60tg
1,81621x1/2
/tg
d/
21
21
= 0,52429 ft = 6,29154 in
Tinggi tangki (hl) = ha + Ls + hb
= 0,306939 + 2,724315 + 7,95905
= 9,3227889 ft = 111,8734799 in
Perhitungan pengaduk
Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 flat blade
Diameter impeller (Da) = 1/3 x diameter shell
= 1/3 x 1,81621 = 0,605403 ft = 7,26484 in
Lebar blade (W) = 0,17 x Da = 0,17 x 0,605403 = 0,102918 ft = 1,235022 in
Panjang blade (L) = 1/3 x Da = 1/3 x 0,605403 = 0,201801 ft = 2,42162 in
Dari Mc.Cabe gambar 9-13 hal 242 kurva D diperoleh
S1 = 0,33 ; S2 = 1 ; S3 = 0,25 ; S4 = 0,25
Kecepatan putar = N = tikputaran/de1,25detik60
menit1x
menit1
Putaran75
Viskositas campuran = 7,7592 cP x 2,4191
= 0,005214/3600
/18,77028
jamdet
ft.jamlb
= 0,005214 lb/ft.det
NRe =ft.det
lb
3det
putaran222
/005214,0
ft/68514,55/25,1605403,0xNxDa lbxxft
NRe = 8082,07489
Diperoleh NP = 1,5
m =b
Nloga Redimana a = 1 ; b = (Mc.Cabe I hal 244)
= 0726,040
07489,8082log1
Nfr = 029402,0174,32
60543,0252,1DaN 2
x
gc
x
NP = koreksi = NP (Nfr)m = 1,5 x 0,029402-0,726 = 1,6638878
P =174,32
68514,55x822925,0x253,16638878,153 x
gc
xDaxNxN P
Perhitungan Coil Pemanas
Dasar perancangan :
Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah reaksi endotem dan beropersi pada suhu
60° C = °F
Kebutuhan steam = 1487,8716 kg/jam
Steam masuk pada suhu 30 °C dan keluar pada suhu 60 °C
Tekanan operasi = 1 atm
Digunakan coil pemanas berbentuk spiral dengan konstruksi High Alloy Steel SA
grade C tipe 347 (Brownell & Young, tabel 13.1 hal. 251)
Menentukan ΔTLMDT :
t1 = suhu bahan masuk = 30° C = 86° F
t2 = suhu bahan keluar = 60° C = 140° F
ΔTLMTD =
140
861n
)14086(
1n2
1
21 F
t
t
tt
= 110,815 °F
Menentukan suhu caloric
tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 140)°F = 113 °F
Direncanakan ukuran pipa
Dari pery 6th tabel 6-42
Ukuran pipa = 2 in sch 40
Do = 2,375 in
Di = 2,067 in
A = 0,02330 ft2
Menghitung panjang pipa :
NRe =42,2
ρNL2
x
xx
Dimana N = 150 putaran/menit x 1 menit/60detik = 2,5 putaran perdetik
L = 1/3 diameter silinder = 1/3 x 3,80208 = 0,95052 ft
NRe =42.2/8670005213966,0
/68514286,55/5,295052,0
ft.detlb
ftlb
detikputaran22
x
xxft
= 99682,34188 > 2100
Dari thimmerhaus hal 525, diketahui aliranya adanya turbulen (NRe > 2100)
Didapat = 1,0512
Dimana k = 0,066 = 0,00658 lb/ft.det = 23,688 lb/ft.det
Cp = 1,0512
Diketahui :
hio steam = 1450 Btu/h.ft2.°F
(hio = koefisien perpindahan panas dari pipa luar yang dikoreksi terhadap dimeter
pipa dalam, Btu/h.ft2. °F)
Ho = jh
0,066
218,7702807x1,0512
3,80208
0,066x8
k
cp.μ
di
k
Ho = 860,4597955
Uc = 62116,338375860,459795x1450
5860,459795x1450
hoxhio
hoxhio
Rd = diasumsikkan 0,004
Rd =CDDC
DC
U
1
U
1
UU
UU
x
690035274857,0338376,2116
1004,0
U
1Rd
U
1
DD
UD = 283,4880324
A = 79942,0893,1144880324,283
1891,142393
.
xtU D
L = 330984,3402330,0
79942,00
a
A
Jumlah lititan coil
n =coilD.
L
Jika d pengaduk < d coil < d bejana, maka :
d pengaduk = 0,95052 ft
d bejana = 3,80208
Direncang d coil = 1 ft
Jumlah lilitan (n) = buahx
118267,10114,3
30984,34
Do = 1,067 in, jarak antara coil = 1,5 in
Tinggi coil = (n - 1) x (do + jarak antara coil) + do
= (11 - 1) x (1,067 + 1,5) + 1,067
= 36,34 in = 3,028333 ft
Tinggi tangki = 5,16207
Tinggi coil < tinggi tangki
18. Dekanter III (H-141)
Fungsi : untuk memisahkan Isopropilidine dari methanol
Dasar perancangan :
Tipe : Horisontal Dekanter
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 10 menit
Massa campuran masuk = 331,6646 kg/jam
Massa Methonal = 106,4472
Massa Gliserin = 3,0579
Densitas Campuran = 189.7938879
Densitas Gliserin = 1272.676254 kg/m3
Desintas Menthanol = 886,0404301 kg/m3
VL = 26362,10/84857143,11
jam//2,2/6646,331m
3ft
lb
6010
kglb
jamkg
xx
ft3
VT =85,0
26362,10
85,0
VL = 12,0748489 ft3
VT = Vdish + Vshell + Vdish = 0.0847 d3 + d)2(Lsd30.0847Lsxdi24
12,0748489 ft3 = 1,7394 di3
di = 1,90762972 ft = 22,89155 in
Menentukan tinggi silinder
Ls = larutan (hl) = Ls + hb = 3,81526 + 0,32238 = 4,11564 ft
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14.7 + 03864,15144
11564,4x84857143,11
Bedasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan xarbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
Menentukan tebal tangki
ts = Cpi)0.6-(f.E2
dixpi
= in16/316
38027,1/
15,03864)x0,6-0,85x(12.7502
22,89155x5,30864116
1
Standardisasi : do = di + 2 ts
= 22,89155 + 2 x 1/16 = 23,26655 in
Pendekatan ke do = 24 in
Di = do - 2 ts = 24 -2 x 3/16 = 23,625 in = 1,96875 ft
VT = Vdish + Vshell + Vdish = 0.0847 d3 + 32 d0.0847Lsxdi4
12,0748 ft3 = 4,43235 + 6,91858 Ls
Ls = 4,104626 ft
(memenuhi)22,15170090762,1
33264,6
di
Ls
Ls = 2d + 2 x 1,97062 ft = 3,821524 ft = 45,85829 in
Menentukan tebal tutup standartd dished (tha)
r = d = 1,9076972 ft = 22,89155 in
tha = Cpi0.1f.E
rxpix0.885
= 16/316
70168,116/1
)03864,151,085,0750,12(
89155,2203864,15885,0
xx
xx
Tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169 . d = 0,169 x 1,90762972 = 0,32238 ft =3,868673 in
Tinggi heavy liquid over flow dari datum
Z3 = ½ Ls + tinggi tutup
= (1/2 x 3,821524) + 0,322238 = 2,233142 ft = 3,26,797704 in
Z1 = Ls + tinggi tutup
= 3,821524 + 0,32238 = 4,143904 ft = 49,72685 in
Sehingga :
Z2 = 3
2
131 Z)Z(Z
=45142857,79
31428571,55x)233142,2143904,4( + 3,02081
= 4,411087342 ft
Settling Velocity pada droplet fase terdispresi
A = 0,64525/39,37
in31,625
4dx
4
2
min
2
x
m2
Ud = 1Axm
Ud =jam
det
jamm
2
m
kg
jamkg
/3600
/0,077219m0,64276x
/0404301,886
/4472,106
3
Ud = 2,14499.10-5 m/s
Kecepatan fase kontinyu
Jika Uc < Ud berarti memenuhi syarat
Lc =dt3600
jam1x
676254,1272
510.60674255m
= 5,674255.10-7 m3/dt
Sehingga :
Uc =2,1811
060674255.1
a
Lc 7
= 2,1285.10-8 < Ud (memenuhi syarat)
Dimensi pipa
Diambil inlet velocity = 0,8 m/dt
Flow rate = 4
jamkg
jamkg
4,81391.10dt3600
jam1x
/6189,793887
/328,9145
m
Luas pipa (A) :
A = 47,95223.100,8
46,36179.10
0,8
rateflow
A = x di2
di =
4
10.01739,6 4
19. Storage Isopropilidine (F-142)
Fungsi : Menentukan produk isopropilidine
Dasar perancangan :
Tipe : Silinder tegak tutup atas standard dished dan tutup bawah conical
Jumlah : 2 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 30 hari
Massa masuk : 211,7181 kg/jam
Densitas Campuran : 55,20114286 lb/ft3
Menentukan Volume Tngki :
Volume Liquid =
m
=3ft
lb
jamlb
jamkg
/655,2011428
jam24xhari30x/2,2x/211,7181
= 6075,26317 ft3
VLiquid = 80% Volume tangki
VTangki = 33
Liquidft7594,07897
0,3
ft9269,74912
0,8
V
Volume tiap tangki = 3ft3797,039482
7594,07897
Mnentukan dimensi tangki
Vdish = 0,0847 d3
Vshell = d)1,5(Lsd1,1775Lsxdi4
32
Vconis =a/tg24
di.
21
3π
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 1,1775 d3 + 0,0755 d3
3799,03948 ft3 = 1,3377 d3
d = 14,16 ft = 169,906 in
Ls = 1,5 d = 1,5 x 16,3 ft = 21,24 ft = 254,88 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)
hb = ft4,0876460tg
14,16/
a/tg
d/ 21
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 21,24 + 4,08764 ft
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poeprasi +144
hlx
= 14.7 + psi9,70913144
ft25,32764x/655,2011428 3ft
lb
Menentukan tebal tangki (ts) :
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
Ts = Cpi)0.6(f.E2
dixpi
= 5/1616
4,74161/16
25,32764)x0,60,85x2(12.750
169,906x25,32764
Standardisasi : do = di + 2 ts
= 169,906 + 2 x 5/16 = 170,531 in
Pendekatan ke do = 204 in
di = do - 2 ts = 204 - 2x 5/16 = 203,375 in = 16,94792 ft
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 32 d0,0755Lsxd4
11587,1864 ft3 ts = 412,31832 + 225,4771 Ls+ 367,5328 ft3
Ls = 47,93097
(memenuhi)1,52,8281316,94792
47,93097
di
Ls
Ls = 1,5 d = 1,5 x 16,94792 ft = 25,42188 ft = 305,06256 in
Menentukan tebal tutup atas standard dished (tha)
r = d =16,94792 ft = 203,375 in
tha = Cpi0.1f.E
rxpix0.885
= in/in8/1616
7,877661/16
9,70913)x0,1690,85x(12,750
203,375x9,70913x0,8852
1
Tinggi tutup atas (La)
La = 0,169 d = 0,169 x 16,94792 = 2,8642 ft = 34,37038 in
Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)
thb = Cpi)0,6(f.E/cos2
dixpi
21
= 1/1625,87647)x0,60,85x(12.75060cos2
203,375x25,87647
= in9/1616
8,78066
Tinggi tutup bawah (hb)
hb = in58,709932ft4,8924460tg
94792,16/
/tg
d/ 21
21
21
Tinggi tangki (hl) = La + Ls + Lb
= 2,8642 + 25,42188 + 4,89244
= 33,1752 ft = 398,14224
20. Pompa Sentrifugal (L-143)
Fungsi : Mengalir isopropilidence dari strorage Isp ke destilasi
Dasar Perancangan :
Tipe : Centrifugal Pump
Jumlah : 1 buah
Bahan Konstruksi : Cast Iron
Densitas Campuran : 79,53942857 lb/ft3
Viskositas Campuran : 10,1438 cP x 2,4191
= lb/ft.det18280,00618635/3600
/824,5388665
jamdet
ft.jamlb
Massa masuk = 211,7181 kg/jam
Rate volumetric (Qf) =
m
=jam
det
jamft
ft
lb
kglb
jamkg
/3600
/5,85596
/779,5394285
/2,2x/211,71813
3
= 0,00163 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 det/menit
= 0,730 gal/menit
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,0 x Q0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 peter & Timmerhaus)
= 3,0 x (0,00163)0,36 x (79,5394857)0,18 = 0,65405 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 20,8 ft
Panjang pipa (L) = 26,4
Berdasarkan Geankpolis App.A.5 hal 892 didapatkan
Dnominal = ½ in sch 40
Di = 0,622 in
Do = 0,840 in
a = 0,00211 ft2
Kecepatan linier (V) = ft/det0,7725ft0,00211
/0,00163
a
Q2
detft
f
3
NRe =ft.det
lb
detft
/18280,00681635
/53942857,79/0,7725xft12
0,622ρxvxD 3ft
lbx
= 552,95<2100 (aliran laminar)
Dari Geankolis tabel 2.10-2 hal 94 untuk sambungan valve didapatkan :
f = 0,035
Standard elbow = 3 x 0,85 = 2,55
Globe valve = 1 x 10 = 10
Gate valve = 1 x 3,2 = 3,2
Tee = 1 x 1,4 = 1,4
ΔL = 17,15 + 26,4 = 43,55 ft
ΣF = 4 x f x ΔL/D x v2/2gc
= 4 x 0,035 x 0,838632,174x2
0,7725x
12in0,622
43,55 2
Dimana : ;(laminar)2/1 Δv = 0,9147 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 20,8 ft
Ws = p
Δp
g
gxΔz
g.α.2
v
cc
2
ΣF
= lbmlb.ft
21
/21,66460,838601x20,832,174x/x2
0,91472
WHP = HP4,732.103600x550
432,51x21,6646
550
mxWs 3
pompa = 70%
BHP = HP0,06750,7
34,732.10
pompa
WHP
motor = 80%
Daya pompa actual = HP0,08450,80
0,024
motor
BHP
21. Kolom Dentilasi (D-150) (Pada perencanaan alat utama, Neny Zulian)
22. Cooler (E_151)
Fungsi : Untuk mendinginkan hasil bawah D-150
Jenis : Shell and Tube
1. Neraca Panas
Dari perhtungan neraca massa dan panas didapatkan :
Rate yang masuk = 328,9145 kg/jam = 725,124906 lb/jam
Pendingin yang digunakan adalah air
Rate air masuk = 276704,1227 kj/jam = 262263,8738 BTU/jam
Masa air yang dibutuhkan = 6618,1325 kg/jam = 14590,2393
2. ΔTLMTD
Δt1 = (298,9-104 °F = 194,922 °F)
Δt2 = (257-86 °F = 171 °F)
ΔTLMTD = F182,7
171
194,922in
F171)(194,922
Δt
Δtin
ΔtΔt
2
1
21
Δt = ΔTLMTD x Ft (Ft diperoleh dari Kern, hal 828 s/d 833, dengan trial harga S
dan T, Ft = 0,98)
Harga S dan T, = 0,98
Type HE = 1-2
3. Suhu Caloric
Tc = 0,5 x (t1 + t2)
= 0,5 x (104 + 86) °F = 95 °F
Tc = 0,5 x (T1 x T2)
= 0,5 x (298,9 + 257) °F = 277,961 °F
4. Menghitung UD
Karena umpan ligh organics sebagao hotfluid dan air sebagao cold fluid, maka
dari kern, hal. 840 tabel 8 didapat harga UD = (75-150) Btu/j.ft2.°F
Trial up UD = 75 Btu/j.ft2.°F
Bagian Shell (benzene) Bagian Tube (Steam)
IDS = 8 in OD = 0,75 “
n’ = 4 BWG = 16
B = 1,6 1 = 6 ft
De = 0,72 in = 0,06 ft a” = 0,1963 ft2
Tringular pitch Nt = 16 buah
PT = 1,25
n = 4
ID = 0,62 in = 0,0517 ft
a’ = 0,302 in2 = 0,0021 ft2
Nt = buah1615,5896x0,1963
19,5304
"
Lxa
A
Dari tabel 9 hal 842, kern didapat :
Nt standard = 16
Sehingga harga UD koreksi :
UD = 7516
75x16
standard
Nt
trialUxNt D
Karena UD terletak di antara (75-150) Btu/j.ft2.°F, maka kesimpulan sementara
rancangan HE type = 1-2
Trial B = (1/5) x 8 = 1,6
= (1/5) x 8 = 1,6
N + 1 = 456,1
812
x
B
I
Evaluasi RD
Bagian Shell
5. C = PT -do = (1,25 - 0,75) in
= 0,5 in
Bagian Tube (Steam)
5’. at’ = 0,302 in2 (tab. 10 hal 843, Kern)
as =144xP
CxBx
T
IDS
=14425,1
5,06,18
x
xx
= 0,0356 ft2
Gs =0356,0
121906,725
sa
M
= 20368,59287 lb/j.ft2
Pada tc = 95 0F
FBTU/lb7,0471cP0,169μ
2,42x
GSxRe
deN
=2,42x0,169
)320979,591x(0,72/12
= 46835,5402
6. Jh = 125 (Fig.28,Kern, hal 838)
7. Ho = Jh x3/1
De
k
k
cpxx
= 125 x
3/1
07,0
169,00417,7
06,0
07,0
xx
= 504,4816 BTU/jam ft2°F
at =144x4
at'xNt
=144x4
0,302x16
= 0,0084 ft2
6’. Gt =0084,0
2393,14590
1
a
m
= 788916,4651
Pada Tc = 277,961 °F
jamlb/ft0,9694μ
N Re =
Gtxdi
=9694,0
4651,7889160517,0 x
= 42047,3324
Jh = 120 (Fig 28, Kern, hal 838)
7’ hi = Jh x13/1
De
k
k
cpxx
= 120 x
13/1
3643,0
169,07983,0
06,0
3643,0
xx
= 975,6362
hio = hi x (ID/OD)
= 975,6362 x (0,62/0,75)
= 1336,6216
8.hohio
hox
hioU C
= BtuF /.j.ft2483,366504,48161336,6216
504,4816x1336,6216 2
9.D
D
Ux
U
C
CD
U
UR
= (memenuhi)0,0010,010675x366,2483
75366,2483
Bagian Shell (benzene)
1. NRe = 46835,5402
Dari fig. 29, hal. 839, Kern
Nilai f = 0,0016
2.Sgxdex5,22.10
)1(IDSxGxfΔP
10
2
ss
Nx
=0,78x(0,72/12)x5,22.10
(8/12)(45)91)(320979,560,001610
2
= 2,2688 psi < 10 psi (memenuhi)
Bagian Tube (Steam)
NRe = 42047,3324
Dari fig. 26, hal. 839. Kern
Nilai f = 0,0018
Sgxdix5,22.10
LxGxfΔP1
10
2
t nx
=1x(0,62/12)x5,22.10
46x51)(788916,46x0,001810
2 x
= 7,6972 psi
2gxS
vxnx4ΔP
2
n
=2gx1
vxnx4 2
= ),837,27.(05,02g
v 2
Kernhalgb
Pn = 0,8 psi
n1T ΔPΔPΔP
= 7,6972 + 0,8
= 8,4873 psi < 10 psi (memenuhi)
23. ….
24. Storage
Fungsi : Menampung produk Gasoline
Dasar Perancangan :
Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical
Jumlah : 2 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 30 hari
Massa masuk : 5,4931 kg/jam
Densitas Campuran : 55,20114286 lb/ft3
Menentukan Volume Tangki :
Volume Liquid =
m
=3ft
lb
kglb
jamkg
/655,2011428
jam24xhari30x/2,2x/5,4931
= 157,62482 ft3
VLiquid = 80% Volume tangki
VTangki = 33
Liquidft197,03103
0,8
ft157,62482
0,8
V
Volume tiao tangki = 3ft98,515512
197,03103
Menentukan dimensi tangki :
Vdish = 0,0847 d3
Vshell = d)1,5(Lsd1,1775Lsxdi4
32
Vconis = 333
21
3
d0,0755d1,1775d0,0755/tg24
di.
98.51551 ft3 = 1,3377 d3
d = 4,19 ft = 50,29 in
Ls = 1,5 d = 1,5 x 4,19 ft = 6,285 ft = 75,42 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)
hb = ft20955,160tg
19.4/
2/1tg
d/ 21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 6,28 + 1,20955 = 7,48955 ft
Pdesign = Poeperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14.7 + psi17,57105144
ft7,48955x/655,2011428 3ft
lb
Menentukan tebal tangki (ts) :
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
ts = Cpi)0.6(f.E.2
dixpi
= in5/1616
4,744161/16
17,57105)x0,60,85x(12.7502
50,29x17,57105
Standardisasi : do = di + 2 ts
Pendekatan ke do = 51 in
di = do- 2 ts = 51 - 2 x 5/16 = 50,375 in = 4,197916 ft
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 +4
d2 x Ls + 0,0755 d3
98,54511 ft3 = 412,31832 + 225,4771 Ls + 367,5328 ft3
Ls = 47,93097 ft
(memenuhi)1,52,8281316,94792
47,93097
di
Ls
Ls = 1,5 d = 1,5 x 4,19 ft = 6,285 ft = 75,42 n
Menentukan tebal tutup atas standard dished (tha)
r = d = 4,197916 ft = 50,37499 in
tha = Cpi0.1f.E
rxpix0.885
= in/in8/1616
7,877661/16
17,57105)x0,1x0,85x(12,750
50,374992x17,57105x0,8852
1
Tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169 d = 0,169 x 4,14 = 0,70811 ft = 8,49732 in
Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)
thb = Cpi)0,6(f.E/cos2
dixpi
21
= 1/1617,57105)x0,60,85x(12.75060cos2
50,29x17,57105
= in9/1616
8,78066
Tinggi tangki (hb)
hb = in14,5145ft1,209548860tg
4,19x/
/tg
d/ 21
21
21
Tinggi tangki (hl) = ha + Ls + hb
= 0,70811 + 6,285 + 14,5145 in
= 21,50761 ft = 258,09132
25. Pompa Sentrifugal (L-155)
Fungsi : Mengalirkan gasoline dari storage gasoline menuju mixer II
Dasar Perancangan :
Tipe : Centrifugal Pump
Jumlah 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon steel
Densitas Campuran : 79,53942857 lb/ft3
Viskositas Campuran : 10,1438 cP x 2,4191
= lb/ft.det18280,00618635/3600
lb/ft.jam824,5388665
jamdet
Massa masuk = 5,4931 kg/jam
Rate volumetrik (Qr) =
m
=jam
det
jamft
ftlb
jamkg
/3600
/0,15193
/779,5394285
lb/kg2,2x/5,49313
3
= 4,22028.10-05 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 det/menit
= 0,0189 gal/menit
Dopt = 3,0 x Q 0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 525 Peter & Timmerhaus)
= 3,0 x (4,22028)0,36 x (79,53942857)0,18 = 11,07513 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 20,8 ft
Panjang pipa (L) = 26,4 ft
Berdasarkan Geankpolis App. A.5 hal 892 didapatkan
Dnominal = ½ in sch 40
Di = 0,622 in
Do = 0,840 in
a = 0,00211 ft2
Kecepatan linier (v) = ft/det0,021ft0,00211
/4,22028
a
Q
2
detft
f
3
NRe =
ft.detlb
ft
lbdet
ft
/18280,00681635
/779,5394285x/0,021xft12
0,622xvxD 3
= 552,95 < 2100 (aliran linier)
Dari Geankolis tabel 2.10-2 hal 94 untuk sambungan valve didapatkan :
f = 0,035
Standard elbow = 3 x 0,85 = 2,55
Globe valve = 1x 10 = 10
Gate valve = 1 x 3,2 = 3,2
Tee = 1 x 1,4 = 1,4
ΔL = 17,15 + 26,4 = 43,55 ft
ΣF = 4 x f x ΔL/D x v2/2gc
= 4 x 0,035 x 0,838632,174x2
4,22028.10x
12in0,622
43,55 2
Dimana : = ½ (laminar) ; ΔL = 0,9147 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 20,8 ft
Ws = p
Δp
g
gxΔz
.g2.
v
cc
2
ΣF
= lbmlb.ft
2
/21,66460,838601x20,832,174x1/2x2
0,9147
WHP = HP4,732.103600x550
432,51x21,6646
550
mxWs 3
pompa =70%
BHP = HP36,76.100,7
4,732.10
pompa
WHP 3
motor = 80%
Daya pompa actual = HP8,45.100,80
36,76.10
motor
BHP 3
26.Kondensor (E-155)
Fungsi : MEndinginkan destilat dari kolom destilasi
Dasar perancangan :
Tipe : Shell and Tube
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Faktor kekotoran gabungan (Rd) = 0,003 j.ft2.°F/BTU (Kern hal 840)
Suhu uap masuk = 64,65 °C = 148,37 °F
Suhu liquida keluar = 39,65 °C = 103,37°F
Suhu air pendingin keluar = 50 °C = 122 °F
Fluida panas masuk shell
Fluida dingin masuk tube
Perhitungan :
1) Neraca massa dan panas (dari Appendiks A & B)
massa uap = 106,4472 kg/jam = 234,67349 lb/jam
Cp air = 1 BTU/lb.°F
Dari :812.9.Fig.. didapatkanhalKernQD
Hv = 260
HI = 130
Q = m . Cp . Δt = M (Hv - HI)
Q = m . 1 . (122-86) = 385,91259 x (260-130)
Q = 50168,6367 Btu/jam
m = 1393,57324
2) Menghitung Δt LMTD
Δt1 = 148,37 °F - 122 °F = 26,37°F
Δt2 = 122°F - 86°F = 36 °F
ΔtLMTD = F
in
93578,30
36
37,26
3637,26
3) Menghitung suhu caloric
Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (148,37 + 122) = 135,185 °F
tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 122) = 104 °F
4) Trial UD
Dari :memilkigasesuntuk840hal.8tabel.. KernQD
UD = 2-50 Btu/j.ft2.°F
A = 2
D
ft81,0851330,93578x20
50168,6367
.ΔΔU
Q
Dari diperoleh843hal10tabel.. KernQD
a” = 0,2618
Nt = 26:25,810142)(0,2618)(1
81,08513
1a"
A
Dari tabel 9 (Kern) didapat Nt standard = 10
UDkoreksi = F.Btu/jam.ft2020x26
23 2
Kesimpulan sementara :
Type HE : 1-4
Bagian Shell Bagian Tube
IDs = 140 in 1” OD BWG 16,di = 0,870”
n’ = 1 PT = 1 ¼ “,susunan segiempat
B = 24” a’ = 0,594
de = 1,23 a” = 0,2618 ft2/ft
1 = 12 ft 1 = 12 ft
N + 1 = 624
12x1212x
B
INt = 26
C’ = PT - OD = 1 ¼ = ¼’’ n = 4
Bagian Rd
Bagian Shell Bagian Tube
5.as =
41
41
T /1x144
24x/x10
144.P
IDs.C'.B 5’. at =
144x4
0,594x10
n.144
.a'N t
= 0,3333 ft2 = 0,0167
Gs =0,3333
234,67349
as
M Gt =
0167,0
57324,1393
at
m
= 704,09088 lb/jam.ft2 = 135.134,3748
NRes =2,42x
Gsxde
NRet =
2,42x
Gtxdi
=2,42x0,01
704,09088x/121,23
=2,42x0,75
48135.134,37x12
0,870
= 2982,20311 = 5397,92957
6. G” =
3/2
2/1
t(10)x12
234,67349
1.N
M 6’. V =
64,4x3600
48135.134,37
3600.
Gt
= 3,90196 = 0,60156
Dari gambar 25 hal. 835 Kern
didapat : hi = 350 Btu/jam.ft2.°F
hio = hi xdo
di
= 350 x 5,3041
870,0
Trial ho = 250
Tw = tc + )tcTc(hohio
ho
trial
trial
= 104 + F117,99504104)(135,041250304,5
250
tf = F126,518022
117,99504134,041
2
twTc
sf = 0,79 (table 6, hal 808, Krn)
kf = 0,01489 (table 5, hal 801, Kern)
µf = 0,012 (gambar 14, hal 823, Kern)
Dari gambar 12.9 hal 267 didapat ho = 230
Uc = 137,28584250304,5
250x304,5
hohio
hoxhio
Rd = F/BTU.J.ft0,0030,00427220x137,28584
20137,28584
UxU
UU 2
DkoreksiC
DkoreksiC
(memenuhi syarat)
Evaluasi ΔP
NRes = 2982,20311 NRet = 5397,92957
f = 0,0025 (gb.29 hal 839, Kern) f = 0,0003 (gb.26 hal 836, Kern)
N + 1 = 624
12x12
B
12.1 ΔP1 =
1x1x/x10x5,22
n.1.Gtf.
120,87010
2
BM = 32,5 =1x1x/x10x5,22
4x12x748)(135.134,3x0,0003
120,87010
2
ρ = )541,590(1545
.144. BMP= 0,06948
=(590,541)1545
32,5x144x14,7 ΔPn = 783hal27,gb.dari,
2gc
v4n 2
= 0,075 Kern didapat harga :
Sg = 0012,04,62
075,0
4,62
0,001
2gc
v2
ΔPs = ..sg..de5,22.10
1)(NIDs..Gsf..
2
1
10
2
s
ΔPn = psi0,0160,001x
1
4x4
=.1/2.15,22.10
.1.1,3210/12.,09880,0025.704.
2
1
10
2
ΔPt = ΔP1 + ΔPn = 0,06948 + 0,016
= 8,99.10-5 < 10 Psi (memenuhi) 0,08548 psi < 10 (memenuhi)
27.Reboiler (E-156)
Fungsi : Menguapkan methanol dari Isp (bottom)
Dasar Perancangan :
Tipe : Shell and Tube
Jumlah : 1 buah
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
Faktor kekotoran gabungan (Rd) = 0,003 J.ft2.°F/BTU (Kern hal 845)
Pressure drop pada bagian tube max = 1 psi
Suhu liquida masuk = 63,95 °C = 147,11 °F
Suhu liquisa keluar = 100 °C = 212 °F
Suhu uap keluar = 100 °C = 212 °F
Fluida dingin masuk shell
Fluid panas masuk tube
Perhitungan :
1) Neraca masa dan panas (dari App. B)
M = 10,7492 kg/jam = 23,69769 lb/jam
Q = m. Cp. Δt + M (Hv-H1)
= m . 0,6092. (212-211,018)
= 2172,07102 BTU/jam
2) Menghitung Δt LMTD
Δt1 = 358,42 °F - 212 °F = 146,42 °F
Δt2 = 358,42 °F - 147,11 °F = 211,31 °F
ΔtLMTD = F176,08974
211,31
146,42in
211,018146,42
3) Menghitung suhu caloric
TC = ½ (T1 + T2) = ½ (358,42 + 358,42) = 358,42 °F
tc = ½ (t1 + t2) = ½ (147,11 + 212) = 179,555 °F
4) A = 2ft0,18100512.000
2172,07102
12.000
Q
Dari diperoleh843hal10tabel.. KernQD
a” = 0,2618
Nt = 10,05762)(0,2618)(1
0,181005
1a"
A
Dari tabel 9 (Kern) didapat Nt satandard = 14
Kesimpulan sementara :
Type : 1-4
Bagian shell Bagian tube
IDs = 8 in 1” OD BWG 16, di = 0,870”
n’ = 1 PT = 1 ¼ “susunan segiempat
a’ = 0,594 in2
a” = 0,2618 ft2/ft
1 = 12 ft
Nt = 14
N = 4
Evaluasi Rd
Bagian shell (liquida) Bagian tube (steam)
5) - 5’) at =144x4
0,594x14
144.n
a.N 1t
= 0,0144 ft2
Gt =0,0144
127,86075
at
M
= 8879,21875 lb/jam.ft2
NRet =2,42x
Gtxdi
=2,42x0,0155
8879,21875x12
0,87
= 17161,91307
6). Trial ho = 100 6’). hio = 1500 (steam)
tw = tc + )tcT(hohio
hioC
trial
= 179,555 + F347,24094179,555)(358,421001.500
1.500
Δt = tw - tc = 347.24094 - 179,555 = 167,68594 °F
hv = 300
hs = 80
qv = 23.099,25531
qs = 173.855,4655
ho = 2,2455
3003123.099,255
8055173.855,46
5052,80245
hsqs
hvqv
Q
Uc = 2,242142,242141.500
2,2455x1.500
hohio
hoxhio
UD = 2
LMTD
ft0,65241176,0897412)0,2618(14
5052,80245
A.Δ.
Q
xxx
Rd =65241,024214,2
65241,024214,2
UU
UU
DC
DC
x
= 00,03 > 0,003 J.ft2.°F/BTU (memenuhi syarat)
Evaluasi ΔP
1. NRet = 17161,91307
f = 0,00025
2. ΔP1 =di.sg.Φi.5,22.10
n.1.Gtf.
2
1
10
2
=.0,028.15,22.10
4x12x5)(8879,2187x0,00075
2
1
12
0,8710
2
= 0,0045 psi
3. ΔPn= hal27gb.dari,2gc
v
sg
4n 2
837, Kern didapat harga :
001,0gc2
v2
4. ΔPt = ΔP1 + ΔPn = 0,0045 + 0,5714
= 0,5759 < 1 psi (memenuhi)
28. Mixer II (M-160)
Fungsi : Mencampur CH3OH dan C4H8.
Dasar Perancangan :
Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical
dilengkapi pengaduk
Jumlah : 1 buah
Bahan Konstruksi : Carbon Steell
Residence Time : 30 menit
Massa masuk : 106,4472 kg/jam
Dnsitas Campuran : 51,90743 lb/ft3
Menentukan Volume Tangki :
Volume liquid =
m
=
3ft
lb
kglb
jamkg
51,90743
jam30/60/2,2/106,4472 xx
VLiquid = 80% Volume Tangki
VTangki = 33
ft81973,28,0
ft25572,2
8,0
V
Liquid
Menentukan dimensi tangki :
Vdish = 0,0847
Vshell = d)1,5(Lsd31,1775Lsxd4
2i
Vconis = )120(αd0,01775/tg24
di.π 3
21
3
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 d3
2,81973 ft3 = 1,3377 d3
d = 1,28218 = 15,386179
Ls = 1,5 d x 1,28218 ft = 1,92327 ft = 23,0792 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb) :
hb = ft0,5552060tg
1,92327x/
/tg
d/ 21
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 1,92327 + 0,55520 = 2,47847 ft
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
hlx
= 14,7 + psi15,59341144
ft4,47847x/51,90743 3ft
lb
Menentukan tebal tangki :
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
ts = Cpi)0,6(FE2
dixpi
= in3/1616
1,1498116
1)59341,156,085,0750.12(2
3861,1559341,15
xx
x
Standardisasi : do = di + 2 ts
= 15,3861 + 2 x 3/16 = 15,7611
Pendekatan ke do = 16 in
di = do - 2 ts = 16 - 2 x 3/16 = 15,625 in = 1,30208 ft
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0,0847 d3 +4
di2 x Ls + 0,0755 d3
2,81973 ft3 = 0,12398 + 1,01201 Ls + 0,11051 ft3
Ls = 1,98176 ft
(memenuhi)1,51,545621,28218
1,98176
di
Ls
Ls = 1,5 d = 1,5 x 1,2,8218 ft = 23,07924 in
Menentykan taebal tutup atas standard dished (tha)
r = d = 1,28218 ft = 15,38616 in
tha =pi0,1FE
rxpix0,885
= in3/1616
1,2741516
115,59341)x0,10,85x(12.750
15,38616x15,59341x0,885
Tinggi tutup atas (tha)
ha = 0,169 . d = 0,169 x 1,28218 = 0,216688 ft = 2,60026 in
Menentukan tebal bawah conical (thb)
thb = Cpi)0,6(FE/cos2
dixpi
21
= in3/1616
1,3099916
115,59341)x0,60,85x(12.75060cos2
15,3861x15,59341
Tinggi tutup bawah (hb)
hb = in4,44160ft0,37013360tg
1,28218/
/tg
d/ 21
21
21
Tinggi tangki (hl) = Ha + Ls +hb
= 0,216688 + 1,92327 + 0,370133
= 2,51009 ft = 30,12109 in
Perhitungan Pengaduk
Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 flat blade
Diameter impeller (Da) = 1/3 x diameter shell
= 1/3 x 1,28218 = 0,427393 ft = 5,12872 in
Lebar blade (W) = x Da = 0,17 x 0,427393 = 0,07266 ft = 0,87188 in
Panjang blade (L) = 1/3 x Da = 1/3 x 0,427393 = 0,14246 ft = 1,709572 in
Dari Mc.Cabe gambar 9-13 hal 242 kurva D diperoleh
S1 = 0,33 ; S2 = 1 ; S3 = 0,25 ; S4 = 0,25
Kecepatan putar = N = tikputaran/de1,25detik60
menit1x
menit1
putaran75
Viskositas Campuran : 0,55 cP x 2,4191
= Lb/ft.det0,00037/3600
/1,33051
jamdet
ft.jamlb
NRe =ft.det
Lb
detputaran2
/0,000037
/1,25xft0,4273932xNxDa2
= 32032,63208
Diperoleh Np = 1,2
m = 244hal1.)40;1(log Re CabeMcba
b
Na
= 088,040
63208,32032log1
Nfr = 0,0207632,174
0,427393x1,252
gc
DaxN2
Np = koreksi = Np (Nfr)m = 1,2 x (0,02076)-0,088 = 1,6875
P =32,174
51,90743x0,427393x1,25x1,6875
gc
ρxDaxNxN 5353p
= HP0,000075550
0,41512
Menentukan jumlah impeller
N =1,28218
0,8258x2,51009
d
sgxhl
Tangki
29. Pompa Sentrifugal (L-161)
Fungsi : Mengalirankan methanol dan gasoline ke storage M95
Dasar Perancangan :
Tipe : Centrifugal Pump
Jumlah : 1 buah
Bahan Konstruksi : Carbon steel
Densitas Camp[uran : 66,16971 lb/ft3
Viskositas Campuran : 3,6027 cP x 2,4191
= lb/ft.det0,00242091/3600
/8,71522
jamdet
ft.jamlb
Massa masuk = 106,44772 kg/jam
Rate volumetric (Qf) =
m
=
jamdet
jamft
flb
kglb
jamkg
/3600
/3,53916
/966,1697142
/2,2x/106,447723
3t
= 0,00098 ft3/det x 7,481 gal/ft3 x 60 det/menit
= 0,4413 gal/menit
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,0 x Q 0,36 x ρ0,18 (pers. 15 hal 514 Peter & Timmerhaus)
= 3,0 x (0,00098)0,36 x (66,16971429)0,18 = 00,52684 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 30,8 ft
Panjang pipa (L) = 34 ft
Berdasarkan Geankoplis App. A.5 892 didapatkan
Dnominal = ½ in sch 40
Di = 0,622 in
Do = 0,840 in
a = 0,00211 ft2
Kecepatan linier (v) = ft/det2,0678ft0,00211
/0,00098
a
Q
2
det
3
f ft
NRe =
det.
ft
lbdet
ft
/0024209,0
/66,169712x/2,0678xft0,6622/12xvxD 3
ftlb
= 1551,029 < 2100 (aliran laminar)
Dari Geankolis tabel 2.10-2 hal 94 untuk sambungan valve didapatkan :
Standard elbow 90° = 3x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 = 1
ΔL = 12,17 + 18,2 = 29,62 ft
ΣF = 4x f x ΔL/D x v2/2gc
= 4 x 0,013 x 0,8767632,174x2
1,09479x
0,622
29,62 2
12
in
Dimana : = ½ (laminar) ; Δv = 1,09479 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 30,8 ft
Ws = p
Δp
gc
gxΔz
.g2.
v
c
2
ΣF
= lbmlb.ft /317140,876761x30,8
32,174x/x2
1,09479
21
2
WHP = 0,0043600x550
249,6632x31,714
550
mxWs
pompa = 70%
BHP = HP5,7149.100,7
0,004
pompaη
WHP 4
motor = 80%
Daya pompa actual = HP7,14286.100,80
5,7149.10
motor
BHP 44
30.Storage M 95/Produk (F-162)
Fungsi : Menampung produk akhir M95
Dasar Perancangan :
Tipe : Silinder Tegak dengan tutup atas standard dished dan tutup bawah conical
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Residence Time : 30 hari
Massa masuk : 111,9403 kg/jam
Densitas Campuran : 80,08 lb/ft3
Menentukan volume tangki :
Volume liquid =
3ft
lb
kglb
jamkg
/80,08
jam24xhari30x/2,2x/11,9403
m
VLiquid = 80% Volume tangki
VTangki = 3Liquidft2767,75467
0,8
ft32214,20374
0,8
V
Menentukan dimensi tangki :
Vdish = 0,0847 d3
Vshell = d)1,5(Lsd1,1775Lsxdi4
32
Vconis = )120(30755,0/tg24
di.
21
3
d
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 1,1775 d3 + 0,00755 d3
2767,75467 ft3 = 1,3377 d3
d = 12,74255 ft = 152,91057 in
Ls = 1,5 d = 1,5 x 12,74225 ft = 19,113825 = 229,3659 in
Tinggi larutan dalam tutup bawah (hb)
hb = ft3,6784660tg
12,742551/2
/tg
d/
21
21
Tinggi larutan (hl) = Ls + hb
= 19,113825 + 3,67846 = 22,79228 ft
Pdesign = Poperasi + Phidrostatis
= Poperasi +144
hlx
= 14,7 + psi27,37504144
ft22,79228x/80,088 3ft
lb
Menentukan tebal tangki (ts) :
Berdasarkan Brownell & Young, App. D hal 335 bahan yang digunakan carbon steel
SA 135 Grade B dengan F = 12.750, E = 0,85, C = 1/16
ts = Cpi)0.6(f.E2
dixpi
= 5/1616
4,394031/16
27,3750)x0,60,85x(12.7502
152,91057x27,37504
Standardisasi : do = di + 2 ts
= 152,91057 + 2 x 5/16 = 153,53557 in
Pendekatan ke do = 154 in
di = do - 2 ts = 154 - 2 x 5/16 = 12,78125 ft
VT = Vdish + Vshell + Vconis = 0.0847 d3 + 32 d0,0755Lsxd4
2767,75467 ft3 = 51,066 + 56,02337 Ls + 45,51938 ft3
Ls = 14,83257 ft
(memenuhi)1,51,64012,74255
14,83257
di
Ls
Menentukan tebal tutup atas standard dished (tha)
r = d 12,74255 ft = 152,9106 in
tha = Cpi0.1f.E
rxpix0.885
= in5/1616
4,338941/16
27,37504)x0,10,85x(12,750
152,9706x27,37504x0,885
Tinggi tutup atas (ha)
ha = 0,169 d = 0,169 x 12,74255 = 2,15349 ft = 25,84189 in
Menentukan tebal tutup bawah conical (thb)
thb = Cpi)0,6(f.E/cos2
dixpi
21
= in5/1616
4,442751/16
27,37504)x0,60,85x(12.75060cos2
12,74255x27,37504
Tinggi tutup bawah (hb)
hb = in44,141488ft3,6784560tg
12,74255x/
/tg
d/ 21
21
21
Tinggi tangki (hl) = ha + Ls + hb
= 2,15349 + 19,113825 + 3,67845
= 24,94576 ft = 299,34918 in
D-1
APPENDIKS D
PERHITUNGAN UTILITAS
Unit utilitas merupakan salah satu bagian yang sangat penting untuk menunjang
jalannya proses produksi dalam suatu industri kimia. Unit utilitas yang diperlukan
pada pra rencana pabrik biodiesel dari minyak jarak ini yaitu :
- Air yang berfungsi sebagai air proses,air pendingin,air umpan boiler,air
sanitasi dan air untuk pemadam kebakaran.
- Steam yang berfungsi sebagai media pemanas dalam proses produksi.
- Listrik yang berfungsi untuk menjalankan alat-alat produksi,utilitas, dan
untuk penerangan.
- Bahan bakar untuk mengoperasikan boiler dan generator.
Dari kebutuhan unit utilitas yang diperlukan, maka utilitas tersebut dibagi menjadi
4 unit, yaitu :
1. Unit penyediaan steam
2. Unit penyediaan air
3. Unit penyediaan listik
4. Unit Penyediaan bahan bakar
D.1. Unit penyediaan steam
Pada pabrik biodiesel dari minyak jarak ini, dari perhitungan bab-bab sebelumnya,
kebutuhan steam adalah sebagai berikut :
D-1
D-2
Tabel D.1 Kebutuhan Steam Pabrik Biodisel dari Minyak jarak
Nama Alat Kebutuhan steam ( kg/jam)
Reaktor I (R-110) 1011,6672
Reaktor II (R-120) 4175,4424
Evaporator Gliserin (V-320 ) 553,0306
Total 5740,1402
Untuk factor keamanan dan kebocoran direncanakan steam berlebih 20% sehingga
steam yang dihasilkan :
Kebutuhan steam = 5740,1402kg.jam x 20%
= 1148,02804 kg/jam = 0,03189 kg/detik
= 2530,9426 lb/jam
Steam yang digunakan mempunyai kondisi :
- Tekanan 143,27 kPa = 20,78 psia
- Suhu 1100 C = 2300 F
Dari Savaren hal 171 didapat :
Kapasitas Boiler =1000
)( hLhvms =
1000
)01320,515(9426,2530
= 1303,7695 lb/jam
Air umpan boiler =3,960
hLhv x 658,251943
= 692,1708lb/jam
= 313,9666 kg/jam
Air umpan boiler disirkulasi dan diperkirakan 10% hilang selama sirkulasi. Maka
make up air umpan boiler = 10% x 313,9666 = 31,3966 kg/jam
Maka kebutuhan air umpan boiler total = 1,1 x 313,9666 = 345,3622 kg/jam
D-3
D.2. Unit Penyediaan Air
D.2.1. Air Sanitasi
Air sanitasi digunakan untuk memenuhi kebutuhan karyawan, laboratorium,
taman dan kebutuhan yang lain.
Air sanitasi yang diperlukan harus memenuhi syarat kualitas air sebagai berikut :
a. Syarat fisik
- Tidak berbau
- Tidak berasa
- Berada di bawah suhu udara
- Warnanya jernih
b. Syarat kimia
- Tidak mengandung zat-zat kimia beracun
- Tidak mengandung logam berat seperti Pb,As,Cr,Cd,Hg
c. Syarat mikrobiologis
- Tidak mengandung kuman maupun bakteri, terutama bakteri pathogen
Kebutuhan air sanitasi pada Pra Rencana Pabrik Biodiesel dari Minyak jarak ini
adalah :
1. Untuk kebutuhan karyawan
Menurut standart WHO kebutuhan air untuk tiap orang = 120 L/ hari
Jumlah karyawan pabrik = 172 orang
Kebutuhan air = 120 L/hari x 172 = 20.640 L/hari
Jumlah jam kerja karyawan pabrik = 8 jam / hari
Kebutuhan air per jam = 2580 L/jam = 2580 kg/jam
D-4
2. Untuk laboratorium dan taman
Direncanakan kebutuhan air untuk taman dan laboratorium adalah sebesar
50% dari kebutuhan karyawan.
Sehingga kebutuhan air untuk laboratorium dan taman :
= 50 % x 2580 = 1290 lg/jam
Jadi kebutuhan air sanitasi adalah :
= 2580 + 1290 = 3870 kg/jam
3. Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air
Kebutuhan air untuk pemadam kebakaran dan air cadangan direncanakan
sebesar 40 % dari kebutuhan air sanitasi.
Jadi kebutuhan air santasi total adalah :
= 1,4 x 3870 = 5418 kg/jam
D.2.2. Air Pendingin
Air pendingin yang dibutuhkan digunakan pada alat-alat sebagai berikut :
Tabel D.2 Kebutuhan Air Pendingin Pada PeralatanNama alat Laju alir (kg/jam)
Cooler ( E-322 ) 23761,85915
Total 23761,85915
Untuk menghemat pemakian air, maka air pendingin yang digunakan
didinginkan kembali (disirkulasi) dalam cooling tower. Sehingga tidak perlu
dilakukan penggantian air pendingin, kecuali ada kebocoran atau kehilangan
karena penguapan. Maka disediakan penambahan air sebesar 20% dari kebutuhan
air pendingin.
D-5
Make up untuk kebutuhan air pendingin direncanakan 20% excess, sehingga :
Direncanakan banyaknya air pendingin yang disuplay dengan excess 20%
Kebutuhan air pendingin = 1,2 x 23761,85915 kg/jam = 4752,3738 kg/jam
D.2.3. Air Proses
Air proses yang dibutuhkan untuk pabrik biodiesel dari minyak jarak ini
dipanaskan sampai 700C melalui fired heater untuk digunakan kembali pada alat-
alat sebagai berikut :
Tabel D.3 Kebutuhan Air Proses
Nama alat Laju alir (kg/jam)
Tangki air asam (M-201) 8387,96183
Washing Column ( D-210 ) 2988,8547
Total 11376,8165
Total kebutuhan air yang perlu disuplai pada pra rencana pabrik biodisel dari
minyak jarak ini adalah :
Tabel D.4 Kebutuhan Air Total
Keterangan Jumlah (kg/jam)
Air umpan boiler 5740,1402
Air sanitasi 5418,0000
Air pendingin 28514,2429
Air proses 11376,8165
Keterangan 51049,2096
Air yang disirkulasi adalah air umpan boiler ( 5740,1402 kg/jam) dan air
pendingin (28514,2429 kg/jam)
Kehilangan selama sirkulasi diperkirakan 10%
Kehilangan selama sirkulasi = 10% x (5740,1402 + 28514,2429 )
D-6
= 3425,4383kg/jam
Jadi air yang disirkulasi = 34254,3831 – 3425,4382 = 30828,9448 kg/jam
Untuk memenuhi kebutuhan air kawasan pra rencana pabrik minyak jarak ini
digunakan air kawsan. Jumlah air kawasan yang harus ditambahkan :
= air yang hilang selama sirkulasi + air sanitasi + air proses + air
= 3425,4383 + 5418 + 11376,8165
= 20220,2548 kg/jam
Untuk safety faktor (faktor keamanan) ditambahkan 20 % dari jumlah air ini,
sehingga jumlah air kawasan total yang ditambahkan :
= 20.220,2548 + (20 % x 20220,2548)
= 24.264,3057 kg/jam
Sebelum digunakan, air kawasan tersebut masih perlu diproses ( water treatment)
untuk memenuhi air sanitasi, air pendingin, air umpan boiler dan juga air proses.
SPESIFIKASI ALAT-ALAT PADA UNIT-UNIT UTILITAS
1. BAK AIR KAWASAN ( F-210)
Fungsi : Tempat menampung air kawasan
Dasar perancangan :
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : beton
Residence time : 12 jam
Massa air masuk = 4044,0509 kg/jam
Densitas air = 997,08 kg/m3
Volume air =3.08,997
12/4044,0509
mkg
jamjamxkg= 48,06707 m3
Direncankan bak akan terisi 80%
D-7
Volume bak =8,0
48,06707 3m= 60,8384m3
Bak akan dirancang dengan perbandingan :
Panjang : lebar : kedalaman = 2 : 1 : 1,5
Maka, volume bak = panjang x lebar x tinggi
102,0201 m3 = 313
1 = 3,2398n m = 3,5 m
Lebar 1 = 3,5 m
Panjang = 21 = 7 m
Kedalaman = 1,51 = 5,25 m
2. POMPA KE BAK KLORINASI ( L-211)
Fungsi : Mengalirkan air dari bak air kawasan ke bak klorinasi
Dasar perancangan :
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : cast iron
Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Rate volumetric (Qf) =
m
=3/6736,62
/5228,11944
ftlb
jamlb
= 190,583 ft3/jam
= 0,05294 ft3/detik x 7,431 gal/ft3 x 60 detik/menit = 23,7625 gpm
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,9 x Q 0,45 x ρ 0,13
= 3,9 x ( 0,05294 ) 0,45 x ( 62,6736 ) 0,13
D-8
= 1,78 in
Direncakan :
Ketinggian pipa ( Z ) = 36,8 ft
Panjang pipa ( L ) = 59,2 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6.6 hal 6-42 didapatkan
Dnominal = 2 in sch 40
Di = 2,067 in
Do = 2,375 in
a = 0,02330ft2
Kecepatan linear ( v ) =a
Qf=
2
3
02330,0
det/005294,0
ft
ft= 2,2721 ft/det
NRe =
Dxvx=
det./4100056,6
/6736,62det/2721,212/067,2 3
ftlbx
ftlbxftftx
NRe = 40,842,75 > 2100 ( aliran turbulen )
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk bahan cast iron didapatkan
έ = 2,6 x 10-4
έ/D = inmin
x
/37,39/067,2
106,2 4
f = 0,008
Dari Genkoplis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standart elbow = 4 x 0,75 =3
Glove valve = 1x 9,5 = 9,5
Gate vslve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1x 1= 1
∆L = 13,67 + 59,2 = 72,87 ft
D-9
ΣF = 4 x D
Lfx=
gc
xv
2
2
ΣF = 4 x 174,32212/067,2
)271,2(87,72008,0 2
xxin
xx= 1,0861
Dimana : ά = 1 ( aliran turbulen ) : ∆v = 2,26735 ft/det ; ∆p = 0 ; ∆z = 36,8 ft
Ws = Fp
p
gc
g
D
z
gc
v
..2
2
Ws = lbmftlbxx
/.96633,3710)81,36(174,32212
)271,2( 2
WHP = HPx
xWsxm229.0
3600500
5228,11944966633,37
500
Dari Timmerhaus 5th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 25%
BHP = 916,025.0
229,0
pompa
WHP
Dari timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh
η motor = 80%
Daya pompa actual = HPpompa
WHP5,1145,1
8,0
916,0
3. BAK KLORINASI ( F-212 )
Fungsi : tempat pembersih air sanitasi dari kuman dengan penambahan Cl2 1 ppm
Dasar peracangan :
Jumah : 1 buah
Bahan konstruksi : beton
Waktu kostruksi : 5 jam
Massa air masuk : 5418 kg/jam
D-10
Volume bak = 33
9617,338,0
1693,27m
m
Densitas air : 997,08 kg/m3
Volume air : 3
31963,27
.08,997
5/5418m
mkg
jamjamxkg
Direncanakan baka kan terisi 80%
Volume bak = 33
9617,338,0
1693,27m
m
Bak akan dirancang dengan perbandingan :
Panjang : lebar : kedalaman = 2 : 1 : 1,5
Maka, volume bak = panjang x lebar x tinggi
33,9617 m3 = 313
1 = 2,2454 m ≈ 2,5 m
Lebar 1 = 2,5 m
Panjang = 21 = 5 m
Kedalaman = 1,51 = 3,75 m
4. POMPA KE BAK SANITASI ( L-213 )
Fungsi : mengalirkan air dari klorinasi ke bak sanitasi
Dasar perancangan :
Tipe : pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : cast iron
Densitas air : 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191
=jamdt
ftjamlb
/3600
/1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt
D-11
Massa masuk = 5418 kg/jam
= 11944,5228 lb/jam
Rate volumetric ( Qf )=
m=
3/6736,62
/5228,11944
ftlb
jamlb
= 190,583 ft3/jam
= 0,05294 ft3/detik x 7,481 gal/ft3 x 60 detik/menit
= 23,7625 gpm
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 ( pers.15 hal 496 peter & Timmerhaus )
= 3,9 x ( 0,05294 )0,45 x ( 62,6736 )0,13
= 1,78 in
Ketinggian pipa (Z) = 7,6 ft
Panjang pipa (L) = 20ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 2 in sch 40
Di = 2,067 in
Do = 2,375 in
a = 0,02330 ft2
Kecepatan linear (v) =a
Qf=
2
3
02330,0
det/05294,0
ft
ft= 2,2721 ft/det
NRe =
Dxvx=
det./100056,6
/6736,62det/2721,212/067,24
3
ftlbx
ftlbxftftx
NRe = 40,842,75 > 2100 ( aliran turbulen)
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk cast iron didapatkan
ε = 26 x 10-4
D-12
ε/D = inmin
x
/3937/067,2
106,2 4
= 0,005
f = 0,008
Dari Geankoplis table 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standard elbow = 3 x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 =1
ΔL = 12,92 + 20 = 32,92 ft
ΣF = 4 x 0,008 x 4900645,0174,322
2721,2
12/067,2
92,322
xx
in
Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 2, 2721 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 7,6 ft
Ws = Fp
p
gc
gz
gc
v
.
..2
2
Ws =
174,3212
2721,22
xx+ ( 76,1 x 1 ) + 0 + 0,490645 = 8,170871 lb.ft/lbm
WHP = HPx
xWsxm0493,0
3600550
5528,1194496633,37
550
Dari Timmerhaus 5 th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 80%
Daya pompa actual = HPmotor
BHP5,02462,0
8,0
1971,0
5. BAK SANITASI ( F-214)
Fungsi : tempat menampung air sanitasi
Dasar perancangan :
Jumlah : 1 buah
D-13
Bahan konstrksi : beton
Waktu tinggal : 5 jam
Massa air masuk : 5418 kg/jam
Densitas air : 997,08 kg/m3
Volume bak = 33
9617,338,0
1693,27m
m
Densitas air : 997,08 kg/m3
Volume air : 3
31963,27
.08,997
5/5418m
mkg
jamjamxkg
Direncanakan baka kan terisi 80%
Volume bak = 33
9617,338,0
1693,27m
m
Bak akan dirancang dengan perbandingan :
Panjang : lebar : kedalaman = 2 : 1 : 1,5
Maka, volume bak = panjang x lebar x tinggi
33,9617 m3 = 313
1 = 2,2454 m ≈ 2,5 m
Lebar 1 = 2,5 m
Panjang = 21 = 5 m
Kedalaman = 1,51 = 3,75 m
6. POMPA AIR SANITASI ( L-215 )
Fungsi : mengalirkan air sanitasi
Dasar perancangan :
Tipe : pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : cast iron
D-14
Densitas air : 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 =jamdt
ftjamlb
/3600
/1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk = 5418 kg/jam = 11944,5228 lb/jam
Rate volumetric ( Qf )=
m
=3/6736,62
/5228,11944
ftlb
jamlb
= 190,583 ft3/jam
= 0,05294 ft3/detik x 7,481 gal/ft3 x 60 detik/menit
= 23,7625 gpm
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 ( pers.15 hal 496 peter & Timmerhaus )
= 3,9 x ( 0,05294 )0,45 x ( 62,6736 )0,13
= 1,78 in
Ketinggian pipa (Z) = 7,6 ft
Panjang pipa (L) = 20ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 2 in sch 40
Di = 2,067 in
Do = 2,375 in
a = 0,02330 ft2
Kecepatan linear (v) =a
Qf=
2
3
02330,0
det/05294,0
ft
ft= 2,2721 ft/det
NRe =
Dxvx=
det./4100056,6
/6736,62det/2721,212/067,2 3
ftlbx
ftlbxftftx
D-15
NRe = 40,842,75 > 2100 ( aliran turbulen)
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk cast iron didapatkan
ε = 26 x 10-4
ε/D = inmin
x
/3937/067,2
106,2 4
= 0,005
f = 0,008
Dari Geankoplis table 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standard elbow = 3 x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 =1
ΔL = 12,92 + 20 = 32,92 ft
ΣF = 4 x 0,008 x 4900645,0174,322
2721,2
12/067,2
92,322
xx
in
Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 2, 2721 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 7,6 ft
Ws = Fp
p
gc
gz
gc
v
.
..2
2
Ws =
174,3212
2721,22
xx+ ( 76,1 x 1 ) + 0 + 0,490645 = 8,170871 lb.ft/lbm
WHP = HPx
xWsxm0493,0
3600550
5528,1194496633,37
550
Dari Timmerhaus 5 th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 80%
Daya pompa actual = HPmotor
BHP5,02462,0
8,0
1971,0
D-16
7. POMPA KE KATION EXCHANGER ( L-221)
Fungsi : mengalirkan air dari bak kawasan ke kation exchanger
Dasar perancangan :
Tipe : pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : cast iron
Densitas air : 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 =jamdt
ftjamlb
/3600
/1610,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk : 5418 kg/jam = 11944,5228 lb/jam
Rate volumetric (Qf) =
m
=3/6736,62
/5228,11944
ftlb
jamlb
= 190,583 ft3/jam
= 0,05294 ft3/detik x 7,431 gal/ft3 x 60 detik/menit = 23,7625 gpm
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,9 x Q 0,45 x ρ 0,13
= 3,9 x ( 0,05294 ) 0,45 x ( 62,6736 ) 0,13
= 1,78 in
Direncakan :
Ketinggian pipa ( Z ) = 36,8 ft
Panjang pipa ( L ) = 59,2 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6.6 hal 6-42 didapatkan
D-17
Dnominal = 2 in sch 40
Di = 2,067 in
Do = 2,375 in
a = 0,02330ft2
Kecepatan linear ( v ) =a
Qf=
2
3
02330,0
det/005294,0
ft
ft= 2,2721 ft/det
NRe =
Dxvx=
det./4100056,6
/6736,62det/2721,212/067,2 3
ftlbx
ftlbxftftx
NRe = 40,842,75 > 2100 ( aliran turbulen )
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk bahan cast iron didapatkan
έ = 2,6 x 10-4
έ/D = inmin
x
/37,39/067,2
106,2 4
f = 0,008
Dari Genkoplis tabel 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standart elbow = 4 x 0,75 =3
Glove valve = 1x 9,5 = 9,5
Gate vslve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1x 1= 1
∆L = 13,67 + 59,2 = 72,87 ft
ΣF = 4 x D
Lfx=
gc
xv
2
2
ΣF = 4 x 174,32212/067,2
)271,2(87,72008,0 2
xxin
xx= 1,0861
D-18
Dimana : ά = 1 ( aliran turbulen ) : ∆v = 2,26735 ft/det ; ∆p = 0 ; ∆z = 36,8 ft
Ws = Fp
p
gc
g
D
z
gc
v
..2
2
Ws = lbmftlbxx
/.96633,3710)81,36(174,32212
)271,2( 2
WHP = HPx
xWsxm229.0
3600500
5228,11944966633,37
500
Dari Timmerhaus 5th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 25%
BHP = 916,025.0
229,0
pompa
WHP
Dari timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh
η motor = 80%
Daya pompa actual = HPpompa
WHP5,1145,1
8,0
916,0
8. KATION EXCHANGER (D-22A)
Fungsi : menghilang ion – ion positif yang menyebabkan kesadahan air
Dasar perancangan :
Bentuk : silinder tegak
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : carbon steel SA 240 grade M tipe 316
Resin yang digunakan adalah Zeolite ( H2Z). Dimana untuk tiap m3 Zeolite dapat
menghilangkan 6500-9000 gram hardness
Rate : 627,7843 kg/jam = 1384,0133 lb/jam
Densitas = 997,08 kg.m3 = 62,2455 lbm/ft3
D-19
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 =jamdt
ftjamlb
/3600
/1610,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk = 627,7843 kg/jam = 1384,0133 lb/jam
Rate volumetric = jamftft
jamlb
rDensitasAi
Rateair/247,22
2455,62
/0133,1384 3
3
= 0,0018 m3/s = 27,8852 gpm
Direncanakan tangki berbentuk silinder dengan tutup atas dan tutup bawah
berbentuk standard dished, dengan :
Kecepatan air (v) = 5 gpm/ft2
Tinggi bed = 5 m = 16,404 ft
Luas penampang bed ( A ) =5
8852,27
v
Q= 5,5770 ft3
= 0,5181 m2
Volume bed = luas bed x tinggi bed
= 5,5770 x 16,404 ft
= 91,4199 ft3 = 2,5907 m3
Luas A =4
2xdi
di2 = 5,5770 x14,3
4= 7,1044 ft2
di = 2,6655 ft
Direncanakan : H/d = 3
Sehingga :
H = 3 x d = 3 x 2,6655 = 7,9965 ft
Volume tangki = A x H = 5,5770 ft2 x 7,9965 ft = 44,5965 ft3 = 1,2629 m3
Asumsi :
D-20
Tiap 1 gallon air = 27,8852 x 10 grain/gall
= 278,820 grain/menit
= 16.731,12 grain/jam
Dalam 1,2629 m3/H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak :
1,2629 m3 x 7.500 g/m3 = 9,471,3943 g x 7000 grain/lb
= 20,8810 lb/ 7000 grain/lb
= 146.166,7147 grain
Umur resin =7362,8
47146.166,71= 8,7362 jam
Jadi setelah 8,7362 jam resin harus diregenerasi dengan HCl.
9. ANION EXCHANGER (D-22B)
Fungsi : menghilangkan ion – ion negatif yang menyebabkan kesadahan air.
Dasar perancangan :
Bentuk : silinder tegak
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : carbon steel SA grade M tipe 316
Resin yang digunakan adalah De-acidite (DOH)
Direncanakan De-acidite (DOH) dengan kapasitas 10000 g/m3
Rate : 627,7843 kg/jam = 1384,0133 lb/jam
Densitas = 997,08 kg.m3 = 62,2455 lbm/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 =jamdt
ftjamlb
/3600
/1610,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk = 627,7843 kg/jam = 1384,0133 lb/jam
Rate volumetric = jamftft
jamlb
rDensitasAi
Rateair/247,22
2455,62
/0133,1384 3
3
D-21
= 0,0018 m3/s = 27,8852 gpm
Direncanakan tangki berbentuk silinder dengan tutup atas dan tutup bawah
berbentuk standard dished, dengan :
Kecepatan air (v) = 5 gpm/ft2
Tinggi bed = 5 m = 16,404 ft
Luas penampang bed ( A ) =5
8852,27
v
Q= 5,5770 ft3
= 0,5181 m2
Volume bed = luas bed x tinggi bed
= 5,5770 x 16,404 ft
= 91,4199 ft3 = 2,5907 m3
Luas A =4
2xdi
di2 = 5,5770 x14,3
4= 7,1044 ft2
di = 2,6655 ft
Direncanakan : H/d = 3
Sehingga :
H = 3 x d = 3 x 2,6655 = 7,9965 ft
Volume tangki = A x H = 5,5770 ft2 x 7,9965 ft = 44,5965 ft3 = 1,2629 m3
Asumsi :
Tiap 1 gallon air = 27,8852 x 10 grain/gall
= 278,820 grain/menit
= 16.731,12 grain/jam
Dalam 1,2629 m3/H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak :
D-22
1,2629 m3 x 7.500 g/m3 = 9,471,3943 g x 7000 grain/lb
= 20,8810 lb/ 7000 grain/lb
= 146.166,7147 grain
Umur resin =7362,8
47146.166,71= 8,7362 jam
Jadi setelah 8,7362 jam resin harus diregenerasi dengan HCl.
10. BAK AIR LUNAK (F-220)
Fungsi : tempat menampung air lunak untuk umpan boiler, air proses dan air
pendingin.
Dasar perancangan :
Jumlah : 1 buah
Bahan kontruksi : beton
Waktu tinggal : 6 jam
Massa air masuk : 997,08 kg/m3
Volume air =308,997
5/7843,627
kgm
jamjamxkg= 3,7777 m3
Direncanakan bak akan terisi 80%
Volume bak =8,0
37777,3 m= 4,72217 m3
Bak akan dirancang dengan perbandingan :
Panjang x lebar x kedalaman = 2 : 1 : 1,5
Maka,volume bak = panjang x lebar x tinggi
4,72217 m3 = 31 m3
1 = 1,16325 m ≈ 1,5 m
Lebar = 1,5 m
D-23
Panjang = 21 = 3 m
Kedalaman = 1,51 = 2,25 m
11. POMPA KE BAK AIR PENDINGIN (L-225)
Fungsi : mengalirkan air lunak ke bak air pendingin
Dasar perancangan :
Tipe : pompa sentrifugal
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : cast iron
Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 =jamdt
jamftlb
/3600
./1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk 23761,85915 kg/jam = 10778,3036 lb/jam
Rate volumetric ( Qf ) =
m
=3/6736,62
lb/jam10778,3036
ftlb
= 171,9752 ft3/jam
= 0,4477 ft3/detik x 7,481 ga/ft3 x 60 detik/menit
= 21,4424 gpm
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
= 3,9 x ( 0,04777 )0,45 x ( 62,6736)0,13
= 1,6983 in
Direncanakan :
D-24
Ketinggian pipa (Z) = 42,8 ft
Panjang pipa (L) = 58 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 3/8 in sch 40
Di = 0,493 in
Do = 0,675 in
a = 0,00133 ft2
Kecepatan linear (v) = det/8646,3500133,0
det/04777,02
3
ftft
ft
a
Qf
NRe =
Dxvx=
det./100056,6
/6736,62det/8646,3512/493,04
3
ftlbx
ftlbxftftx
NRe = 3914,629 > 2100 ( aliran turbulen )
Dari Geankoplis table 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standard elbow = 3 x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 =1
ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft
ΣF = 4 x f x gc
vx
D
L
2
2
ΣF = 4 x 0,015 x
174,322
8646,35
12/493,0
70922
xx
in= 0,782
Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 0,6970 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 42,8 ft
Ws = Fp
p
gc
gz
gc
v
.
..2
2
D-25
Ws =
174,3212
8646,352
xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 0,782 = 55,571 lb.ft/lbm
WHP =3600550
3086,10778571,55
550 x
xWsxm = 0,302505 HP
Dari Timmerhaus 5th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 10%
BHP =1,0
302505,0
pompa
WHP
= 3,0250
Dari Timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh
η pompa = 80%
Daya pompa aktual = HPmotor
BHP47813,3
8,0
0250,3
12. BAK AIR PENDINGIN (F-226)
Fungsi : tempat menampung air pendingin
Dasar perancangan :
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : beton
Waktu tinggal : 5 jam
Massa air masuk = 94,8754,7843 kg/jam
Densitas air = 997,08 kg/m3
Massa air masuk = 23761,85915 kg/jam
Volume air =3/08,997
5/85915,23761
mkg
jamjamxkg= 119,1572 m3
Direncanakan bak akan terisi 80%
Volume bak = 8,0
1572,119 3m148,9465 m3
D-26
Bak akan dirancang dengan perbandingan :
Panjang x lebar x kedalaman = 2 : 1 : 1,5
Maka,volume bak = panjang x lebar x tinggi
0,5947 m3 = 31 m3
1 = 0,8409 m ≈ 1 m
Lebar = 1 = 1 m
Panjang = 21 = 3 m
Kedalaman = 1,51 = 2,25 m
13. POMPA KE PERALATAN (L-227)
Fungsi : mengalirkan air pendingin dari bak air pendingin ke peralatan
Dasar perancangan :
Tipe : pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : cast iron
Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 =jamdt
jamftlb
/3600
./1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk 23761,85915 kg/jam = 10778,3036 lb/jam
Rate volumetric ( Qf ) =
m
=3/6736,62
lb/jam10778,3036
ftlb
= 171,9752 ft3/jam
= 0,4477 ft3/detik x 7,481 ga/ft3 x 60 detik/menit
= 21,4424 gpm
D-27
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
= 3,9 x ( 0,04777 )0,45 x ( 62,6736)0,13
= 1,6983 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 42,8 ft
Panjang pipa (L) = 58 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 3/8 in sch 40
Di = 0,493 in
Do = 0,675 in
a = 0,00133 ft2
Kecepatan linear (v) = det/8646,3500133,0
det/04777,02
3
ftft
ft
a
Qf
NRe =
Dxvx=
det./100056,6
/6736,62det/8646,3512/493,04
3
ftlbx
ftlbxftftx
NRe = 3914,629 > 2100 ( aliran turbulen )
Dari Geankoplis table 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standard elbow = 3 x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 =1
ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft
ΣF = 4 x f x gc
vx
D
L
2
2
D-28
ΣF = 4 x 0,015 x
174,322
8646,35
12/493,0
70922
xx
in= 0,782
Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 0,6970 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 42,8 ft
Ws = Fp
p
gc
gz
gc
v
.
..2
2
Ws =
174,3212
8646,352
xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 0,782 = 55,571 lb.ft/lbm
WHP =3600550
3086,10778571,55
550 x
xWsxm = 0,302505 HP
Dari Timmerhaus 5th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 10%
BHP =1,0
302505,0
pompa
WHP
= 3,0250
Dari Timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh
η pompa = 80%
Daya pompa aktual = HPmotor
BHP47813,3
8,0
0250,3
14. COOLING TOWER (P-228)
Fungsi : mendinginkan air
Dasar perancangan :
Jenis Counter Flow Induced Draft Cooling Tower ( Perry’s,6 th ed.Hal 12-15)
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : carbon steel
Waktu tinggal : 1 jam
Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
D-29
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 =jamdt
jamftlb
/3600
./1620,2= 6,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk = 23761,85915 kg/jam = 10778,3086 lb/jam
Rate volumetric (Qf) =
m
=3/6736,62
/3086,10778
ftlb
jamlb
= 171,9752 ft3/jam
= 0,47777 ft3/detik x 7,481 gal/ft3 x 60 detik/menit
= 21,4424 gpm
Volume yang dibutuhkan = 3,3373 ft3/jam x 1 jam = 3,3373 ft3
Suhu wet bulb udara ( kelembaban 70%) = 250C
Suhu air masuk menara = 450C
Suhu air keluar menara = 300C
Volume cooling tower = ¼.π.d2.l
Jika 1 = 4d, maka :
Volume coolinh tower = ¼. π.d2.(4d)
3,3373 ft3 = π.d3
d = 1,020524 ft
l = 4d = (1,020524) = 4,082096
Luas cooling tower = ¼.π.d2 = ¼ (3,14) (1,020524)2 = 0,817553 ft2
Dari fig 12-15,Perry’s 6th ed.Hal 12-15 diperoleh :
Persentase standart tower performance sebesar 100%,maka :
HP fan/luas tower area(ft2) = 0,041HP/ ft2
HP fan = 0,041HP/ft2 x luas tower (ft2)
D-30
= 0,041HP/ft2 x 0,817553ft2
= 0,0335 HP ≈ 0,5 HP
15. POMPA KE DE-AERATOR (L-229)
Fungsi : mengalirkan air lunka ke deaerator
Dasar perancangan :
Tipe : pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : cast iron
Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 = jamdt
jamftlb
/3600
./1620,26,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk = 345,3632 kg/jam = 762,2695 lb/jam
Rate volumetric ( Qf )=
m
=3/6736,62
/2695,762
ftlb
jamlb
= 12,1625 ft3/jam
= 0,00337 ft3/detik x 7,481 gal/ft3 x 60 detik/menit
= 1,5164 gpm
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
= 3,9 x ( 0,00337 )0,45 x ( 62,6736)0,13
= 0,5153 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 42,8 ft
D-31
Panjang pipa (L) = 58 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 3/8 in sch 40
Di = 0,493 in
Do = 0,675 in
a = 0,00133 ft2
Kecepatan linear ( v ) = det/9083,000371,0
det/00337,02
3
ftft
ft
a
Qf
NRe =
Dxvx=
det//100056,6
/6736,62det/9088,312/824,04
3
ftlbx
ftlbxftftx
NRe = 6508,6078 > 2100 ( aliran turbulen )
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk cast iron didapatkan
ε = 26 x 10-4
ε/D = 012423,0/37,39/824,0
106,2 4
inmin
x
f = 0,015
Dari Geankoplis table 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standard elbow 900 = 3 x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 =1
ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft
ΣF = 12.92 + 44,8 = 57,72 ft
ΣF = 4 x f x gc
vx
D
L
2
2
D-32
ΣF = 4 x 001 x
38175,0174,322
8547,0
12/824,0
72,572
x
xin
Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 0,8547 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 35,2 ft
Ws = Fp
p
gc
gz
gc
v
.
..2
2
Ws =
174,3212
9083,02
xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 0,782 = 64,348 lb.ft/lbm
WHP =3600550
2695,762348,64
550 x
xWsxm = 0,01370 HP
Dari Timmerhaus 5th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 10%
BHP =1,0
01370,0
pompa
WHP
= 1,1370
Dari Timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh
η pompa = 80%
Daya pompa aktual = HPmotor
BHP5,017125,0
8,0
1370,1
16. DE-AERATOR (D-230)
Fungsi : menghilangkan gas – gas terlarut dalam umpan boiler dengan pemanasan
steam
Dasar perancangan :
Tipe : silinder horizontal dengan tutup hemispherical
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : carbon steel SA 240 grade M tipe 316
Waktu tinggal : 30 jam
Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
D-33
Massa air masuk = 324,5398 kg/jam = 715,4804 lb/jam
Menentukan volume tangki :
Volume air =
m=
6736,62
60/30/4804,715 jamjamxlb= 5,707989ft3
Vliquid = 80% Vtangki
Vtangki =8,0
Vliquid= 3
3
135,78,0
707989,5ft
ft
Menentukan dimensi tangki :
Vhemispherical = 0,2618d3
Untuk Ls = 1,5d
Vsheell = ¼.π.d2.Ls = 1,1775d3
Vtotal = Vhemispherical + Vsheell + Vhemispherical
= 0,2618d3 + 1,1775d3 + 0,2618d3
7,135ft3 = 1,7001d3
d = 1,6127 ft = 19,3524 in
Ls = 1,5d = 2,41905 ft = 29,0286 in
Menentukan tinggi liquid:
Vliquid = ½ Vbola + ¼ . π.d2.hl
= ½ (4/3. π.r3) + (¼ . π.d2.hl)
= 0,2618 d3 + 0,7854 d2.hl
5,707989ft3 = 0,2618 ( 1,6127 ft)3 + 0,7854 ( 1,6127 ft)2 .hl
hl = 2,257961 ft = 27,095532 in
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
xhl
D-34
= 14,7 +144
2580,23/6736,62 xftlb
= 15,68274 psi
Menentukan tebal tangki :
Bahan konstruksi : carbon steel SA 135 grade B
F = 12.750
E = 0,85
C = 1/16
ts =)6,0(2 piFE
Cpixdi
=3524,196,085,012750(2
3524,1968274,15
xx
x
16
1
=16
2242,1≈
16
3in
Standarisasi do :
Do = di + 2ts
= 19,3524 + 2(3/16)
= 19,7274 in
Pendekatan ke do = 20 in
Di = do – 2ts = 20 - 2(3/16) = 19,7274 in = 1,6354 ft
Menentukan tinggi sheel baru :
Vtotal = Vtutup atas + V shell + V tutup bawah
= 0,2618d3 +4
.d2.Ls + 0,2618d3
Vtotal = 0,5236d2 +4
.d2.Ls
D-35
7,135ft = 0,5236 (1,6354)3 +4
.(1,6354)2 .Ls
Ls = 2,3075 ft = 27,69 in
Menentukan tinggi liquid baru :
Vliquid = ½ Vbola + ¼.π.d2.hl
= ½ (4/3. π.r3) + (¼ . π.d2.hl)
= 0,2618 d3 + 0,7854 d2.hl
5,707989ft3 = 0,2618 ( 1,6127 ft)3 + 0,7854 ( 1,6127 ft)2 .hl
hl = 2,257961 ft = 27,095532 in
Pdesign = Poperasi + Phidrostatik
= Poperasi +144
xhl
= 14,7 +144
2580,23/6736,62 xftlb
= 15,68274 psi
Menentukan tebal tangki :
ts =)6,0(2 piFE
Cpixdi
=3524,196,085,012750(2
3524,1968274,15
xx
x
16
1
=16
2242,1≈
16
3in
Menentukan tebal tutup hemispherical :
Menentukan tebal tangki :
ts =)6,0(2 piFE
Cpixdi
D-36
=3524,196,085,012750(2
3524,1968274,15
xx
x
16
1
=16
1133,1≈
16
3in
17. POMPA KE BOILER (L-231)
Fungsi : mengalirkan air dari dearator ke boiler
Dasar perancangan :
Tipe : pompa sentifugal
Bahan konstruksi : cast iron
Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 = jamdt
jamftlb
/3600
./1620,26,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk = 345,3632 kg/jam = 762,2695 lb/jam
Rate volumetric ( Qf )=
m
=3/6736,62
/2695,762
ftlb
jamlb
= 12,1625 ft3/jam
= 0,00337 ft3/detik x 7,481 gal/ft3 x 60 detik/menit
= 1,5164 gpm
Perhitungan diameter pipa :
Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
= 3,9 x ( 0,00337 )0,45 x ( 62,6736)0,13
= 0,5153 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 42,8 ft
D-37
Panjang pipa (L) = 58 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 3/8 in sch 40
Di = 0,493 in
Do = 0,675 in
a = 0,00133 ft2
Kecepatan linear ( v ) = det/9083,000371,0
det/00337,02
3
ftft
ft
a
Qf
NRe =
Dxvx=
det//100056,6
/6736,62det/9088,312/824,04
3
ftlbx
ftlbxftftx
NRe = 6508,6078 > 2100 ( aliran turbulen )
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk cast iron didapatkan
ε = 26 x 10-4
ε/D = 012423,0/37,39/824,0
106,2 4
inmin
x
f = 0,015
Dari Geankoplis table 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standard elbow 900 = 3 x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
Tee = 1 x 1 =1
ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft
ΣF = 12.92 + 44,8 = 57,72 ft
ΣF = 4 x f x gc
vx
D
L
2
2
D-38
ΣF = 4 x 001 x
38175,0174,322
8547,0
12/824,0
72,572
x
xin
Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 0,8547 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 35,2 ft
Ws = Fgc
Pzg
gc
v
..2
2
Ws = Fp
p
gc
gz
gc
v
.
..2
2
Ws =
174,3212
9083,02
xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 0,782 = 64,348 lb.ft/lbm
WHP =3600550
2695,762348,64
550 x
xWsxm = 0,01370 HP
Dari Timmerhaus 5th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 10%
BHP =1,0
01370,0
pompa
WHP
= 1,1370
Dari Timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh
η pompa = 80%
Daya pompa aktual =
HPmotor
BHP5,017125,0
8,0
1370,1
18. BOILER (Q-232)
Steam yang digunakan mempunyai suhu 110 0C (230 0F) dan tekanan 143,27 kPa
(20,78 psia). Karena temperatur steam yang digunakan < 210 0C dan tekanan < 18
bar, maka dipilih boiler tupe fire tube boiler dengan efisiensi 80% (Ulrich hal 109)
Kebutuhan steam = 311,41776 kg/jam = 686,5516 lb/jam
Dari Savaren W.H., “Steam Air and Gas Power”, pers 172, halaman 140 :
D-39
Power Boiler (HP) =5,34
)( 1
Hx
HHxm vs
Dimana :
ms = laju steam yang dihasilkan
Hv = entalpi uap pada 110 0C = 1157,1 Btu/lb
H1 = entalpi liquid pada 110 0C = 198,32 Btu/lb
H = entalpi air pada 212 0F = 970,3 Btu/lb
34,5 = angka penyesuaian pada penguapan 34,5 hp/lb air/jam pada 212 0F
menjadi uap kering.
HP =)5,34)(3,970(
)32,1981,11571(5516,686 x= 19,66378 hp
Dari Savern hal 171 didapat :
Kapasitas boiler =1000
)( Lvs hhm =
1000
)32,1981,1157(5516,686
Kapasitas boiler = 686,251943 lb/jam
Bahan bakar yang digunakan adalah minyak bakar dengan heating value sebesar
19.410 Btu/lb (Perry’s 6th ed.. hal 9-18)
Efisiensi boiler = 80 % (Ulrich, hal 109)
Kebutuhan bahan bakar :
mf =xHV
hhm Lvs
)( =
410.1980,0
)32,1981,1157(5516,686
= 42,39129 lb/jam
mf = 19,22856 kg/jam
Menghitung perpindahan panas boiler dan jumlah tube :
Heating value surface bolier = 10 ft2/hp boiler (Savaren,hal 126)
Pipa yang digunakan = 2 in IPS
Panjang tube = 16 ft
D-40
Luas permukaan linear(a”) = 0,662 ft2/in.ft
Jumlah tube = A/(a”x L)
Dimana :
A = luas perpindahan panas boiler = 10 x hp boiler
A = 10 x 19,66378 hp = 196,6378 ft2
Jumlah tube yang dibutuhkan :
Nt =16662,0
6378,196
"
2
x
ft
xLa
A = 20 tube
19. POMPA KE FIRED HEATER (L-223)
Fungsi : mengalirkan air dari bak air lunak ke fired heater.
Dasar perancangan :
Tipe : pompa sentifugal
Bahan konstruksi : cast iron
Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Viskositas air = 0,8937 cP x 2,4191 = jamdt
jamftlb
/3600
./1620,26,0056 x 10-4 lb/ft.dt
Massa masuk = 11376,8165 kg/jam = 5160,4921 lb/jam
Rate volumetric ( Qf )=
m
=3/6736,62
/4921,5160
ftlb
jamlb
= 82,3391 ft3/jam
= 0,02287 ft3/detik x 7,481 gal/ft3 x 60 detik/menit
= 10,26631 gpm
Perhitungan diameter pipa :
D-41
Dopt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13
= 3,9 x (10,26631)0,45 x ( 62,6736)0,13
= 0,5153 in
Direncanakan :
Ketinggian pipa (Z) = 42,8 ft
Panjang pipa (L) = 58 ft
Berdasarkan Perry’s 6 th table 6-42 s/d 6-43 didapatkan
Dnominal = 3/8 in sch 40
Di = 0,493 in
Do = 0,675 in
a = 0,00133 ft2
Kecepatan linear ( v ) = det/8904,1000211,0
det/02287,02
3
ftft
ft
a
Qf
NRe =
Dxvx=
det//100056,6
/6736,62det/8904,1012/824,04
3
ftlbx
ftlbxftftx
NRe = 5457,0670 > 2100 ( aliran turbulen )
Dari Geankoplis gambar 2.10-3 hal 88 untuk cast iron didapatkan
ε = 26 x 10-4
ε/D = 012423,0/37,39/824,0
106,2 4
inmin
x
f = 0,015
Dari Geankoplis table 2.10-1 hal 93 untuk sambungan valve didapatkan :
Standard elbow 900 = 3 x 0,75 = 2,25
Globe valve = 1 x 9,5 = 9,5
Gate valve = 1 x 0,17 = 0,17
D-42
Tee = 1 x 1 =1
ΔL = 12,92 + 58 = 70,92 ft
ΣF = 12.92 + 44,8 = 57,72 ft
ΣF = 4 x f x gc
vx
D
L
2
2
ΣF = 4 x 001 x
38175,0174,322
8904,10
12/0518,0
72,572
x
xin
Dimana : α = 1 ( aliran turbulen ) ; Δv = 0,8547 ft/det ; Δp = 0 ; Δz = 35,2 ft
Ws = Fp
p
gc
gz
gc
v
.
..2
2
Ws = Fp
p
gc
gz
gc
v
.
..2
2
Ws =
174,3212
9083,02
xx( 42,8 x 1 ) + 0 + 1,1809 = 4,4048 lb.ft/lbm
WHP =3600550
4921,51604048,4
550 x
xWsxm = 0,0115 HP
Dari Timmerhaus 5th ed. Gambar 12-17 hal 516 diperoleh
η pompa = 10%
BHP =1,0
0115,0
pompa
WHP
= 0,1148
Dari Timmerhaus gambar 14.38 hal 521 diperoleh
η pompa = 80%
Daya pompa aktual = HPmotor
BHP5,01435,0
8,0
1148,0
20. FIRED HEATER (E-224)
Fungsi : memanaskan air untuk air pencuci
D-43
Dasar perancangan :
Tipe : double radiant section
Jumlah : 1 buah
Bahan konstruksi : carbon steel SA grade M tipe 316
Fluks Average Furnace : 12000BTU/jam.ft2(Kern,table 19.2 hal 712)
Faktor perubahan panas overall : 0,57 (Kern,fig.19.15 hal 700)
Efisiensi overall (η) = 75% (Kern, hal 702)
Suhu air masuk = 30 0C = 86 0F
Suhu air keluar = 70 0C = 158 0F
Densitas air = Densitas air = 0,99708 g/mL = 62,6736 lb/ft3
Massa air masuk = 11376,8165 kg/jam = 5160,4921 lb/jam
Perhitungan :
xAcp
Q2
.
fluks average = 2 x 12000 = 24000 BTU/jam.ft2
Jika factor perubahan panas overall (z) = 0,57,maka
zAcp
Q
.. 57,0
24000= 42,105,2632 BTU/ jam.ft2
Kebutuhan bahan bakar untuk fired heater dipenuhi dengan menggunakan minyak
bakar dengan heating value sebesar 19410BTU/lb (Perry’s 6 th hal 9-18) sehingga
Mf =ueheatingvaln
TCpm
.
.. =
1941075,0
)86158(01,14921,5160
x
xx
Mf = 2,8075 lb/jam = 1,2734 kg/jam
Panas yang dihasilkan bahan bakar :
Qf = Mf x HV = 2,8075 lb/jam x 19410 BTU/lb = 54493,570 BTU/jam
Jika efisiensi 75%, maka :
D-44
Qf =75,0
570,54493= 72658,1 BTU/jam
Dari Kern hal 702 didapatkan bahwa terdapat 17,44 lb udara dalam setiap 1 lb
bahan bakar, sehingga udara yang dibutuhkan :
= 2,8075 lb/jam x 17,44 = 48,9628 lb/jam
Panas yang keluar = QA = m x λ
QA = 48,9628 lb/jam x 1,002 BTU/lb = 49090,1033 BTU/jam
Qw = 2% x Qf = 2% x 72658,1 = 1453,162 BTU/jam
Qnett = Qf + QA - QW
= 72658,1+ 49090,1033 – 1453,162
= 107215,0413 BTU/jam
Jika sentalpi gas = 476 BTU/lb maka
QG = entalpi gas x (m bahan kabar + m udara )
= 476 (2,8075 + 48,9628 )
= 24642,6628 BTU/jam
Sehingga panas overall yang diperoleh sebesar
Q =Qnett - QG
= 107215,0413 –24642,6628 = 82572,3785
Jika panjang tube (L) = 16 ft
Pipa yang digunakan = 2 in nominal pipa IPS
Luas permukaan pipa (A) = L x OD x π = 16 x 2/12 x 3,14 = 8,3733 ft2
Jumlah pipa (Nt) =gexAfluksavera
Q
=23733,82/12000
82572,3785
ftxftbtu= 0,8218 ≈ 1 buah
D-45
Jarak dari pusat ke pusat = 8,5 in sehingga
Acp per pipa =12
165,8 x11,3333 ft2
Rasio jarak pusat ke pusat terhadap diameter = 25,412
5,8
Dari Kern,fig 19-11 total α adalah 0,575
Sehingga αAcp total = jumlah pipa x Acp per pipa
= 1 x 6,5166 = 6,5166
Refractory surface :
End wall = 2 x 15 x 10 = 300 ft2
Side wall = 10 x 15 = 150 ft2
Bridge wall = 10 x 15 = 150 ft2
Floor and arch = 2 x 15 x 15 = 450 ft2
AT = 300 + 150 + 150 + 450 = 1050 FT2
AR = AT – (αAcp)
= 1050 – 6,5166 = 1043,4834
Acp
Ag
.=
5166,6
4834,1043= 160,127
Ratio = 15 x 15 x 10 = 1,5 x 1,5 x 1,5
Tinggi fired heater : T = 2/3 (3√15 X 15 X 10) =8,7358 FT = 2,66 M
D.3 Unit Pengadaan Listik
Untuk memenuhi kebutuhan tenaga listik diperoleh dari listrik dari PLN dan
generator set. Kebutuhan listik di pabrik metil ester ini digunakan untuk
penerangan pabrik, peralatan proses produksi, peralatan utilitas dan lainnya
D-46
Perincian kebutuhan listik dibagi menjadi :
a. Listrik untuk peralatn proses produksi
b. Listrik untuk daerah pengolahan air
c. Listrik untuk penerangan pabrik
A.Listrik untuk Peralatan Proses
Tabel D.5 Pemakaian Listrik Pada Peralatan Proses
No Nama Alat Kode Alat Jumlah Power ( HP )1. Pompa Sentrifugal L-102 1 0,52. Mixer M-103 1 0,53. Dekanter I H-111 1 0,54. Pompa Sentrifugal L-105 1 145. Reaktor I R-110 1 206. Pompa Sentrifugal L-112 1 47. Reaktor II R-120 1 4,48. Dekanter II H-211 1 0,59. Pompa Sentrifugal L-122 1 8010. Tangki Air Asam M-201 1 0,511. Washing Column D-210 1 0,512. Dekanter III H-211 1 0,513. Pompa Sentrifugal L-222 1 414. Tangki Adsorpsi M-230 1 115. Pompa Sentrifugal L-231 1 316. Filter Press I P-232 1 117. Pompa Sentrifugal L-233 1 318. Storage Metil Ester F-234 1 0,519. Tangki Gliserin F-301 1 1,520. Pompa Sentrifugal L-302 1 121. Tangki Asidulasi M-310 1 0,522. Dekanter IV H-311 1 0,523. Pompa Sentrifugal L-312 1 1,524. Pompa Sentrifugal L-313 1 0,5
25.Storage Soap And FattyAcid
F-314 1 0,5
26. Evaporator V-320 1 127. Cooler E-335 1 128. Pompa Rotary L-341 1 1,529. Filter Press II P-342 1 230. Pompa Rotary L-343 1 1,531. Storage Gliserin F-344 1 1,532. Storage Metanol F-101 1 1,5
Total 32 154,5
D-47
B. Listrik untuk Daerah Pengolahan air
Pemakaian listrik untuk daerah pengolahan air ( water treatment )
Table D.6. Pemakaian Listrik pada Daerah pengolahan Air
No Nama Alat Kode Alat Jumlah Power ( HP )1. Pompa ke bak klorinasi L-211 1 1,52. Pompa ke bak sanitasi L-213 1 0,53. Pompa air sanitasi L-215 1 0,5
4.Pompa ke kationexchanger
L-221 1 0,5
5.Pompa ke bak airpendingin
L-225 1 4
6.Pompa air pendingin keperalatan
L-233 1 0,5
7. Cooling tower P-227 1 0,58. Pompa ke deaerator L-229 1 0,59. Pompa ke boiler L-231 1 0,510. Pompa ke fired heater L-223 1 0,5
Total 10 10
Jadi kebutuhan total untuk motor penggerak sebesar :
= ( 10 + 32 ) = 42 hp
= 42 hp x 0,7475 kW Hp
= 31,395 kW
C. Listrik untuk penerangan
Pemakaian listrik untuk penerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas
bangunan dan area lahan yang diperlukan dengan menggunakan rumus :
L =DU
FA
.
................................................................ ( Sjamsu Amril, hal 174 )
Dimana :
L = lumen outlet
A = luas daerah
D-48
F = foot candle
U = koefisien utilitas = 0,8
D = efisiensi penerangan rata – rata = 0,75
Tabel D.7 Pemakaian Listrik untuk Penerangan
No Bangunan M2 Ft2 Candel Lumen1. Parkir tamu 45 484,36 5 4036,372. Pos keamanan 40 430,5 10 7175,773. Parkir pegawai 90 968,73 5 8072,744. Taman 600 6458,19 10 107636,495. Aula 400 4305,46 10 71757,666. Kantin 40 430,55 10 7175,777. Perkantoran &TU 500 5381,82 15 134545,618. Poliklinik 50 538,18 15 13454,569. Mushola 50 538,18 10 8969,7110. Ruang proses produksi 2400 25832,76 25 1076364,8611. Ruang Ka.pabrik 20 215,27 25 5381,8212. Ruang bahan baku 225 2421,82 15 40363,6813. Garasi 100 1076,36 10 17939,4114. Bengkel 150 1614,55 10 40363,6815. Pemadan kebakaran 80 862,09 15 17939,4116. Ruang generador 225 2421,82 15 40363,6817. Ruang bahan bakar 225 2421,82 15 21527,3018. Laboratorium 150 1614,55 15 60545,5219. Gudang prod. samping 200 2152,73 10 60545,5220. Ruang produk utama 450 4843,64 10 40363,6821. Areal pengolahan air 1200 12916,38 20 430545,9522. Areal peng. limbah 500 5381,82 20 179394,1423. Halaman dan jalan 1160 12485,83 10 208097,2124. Areal perluasan 5600 60276,43 5 502303,60
Total 14.500 156072,91 3163167,24
a. Untuk penerangan pada daerah Pos keamanan, Aula, Kantin, Perkantoran,
Poliklinik, Mushola, Ruang kepala pabrik dan Laboratorium digunakan lampu
daylight 40 Watt/buah.
Total lumen = 7.175,77 + 71.757,66 + 7.175,77 + 134.545,61 +
13.454,56 + 8.969,71 + 5.381,82 + 40.363,68
= 288.824,57
D-49
Lumen output lampu daylight = 1600
Lampu daylight yang dibutuhkan =1600
57,824.288= 180,5 ≈ 181 buah
b. Untuk penerangan pada daerah lain digunakan lampu jenis mercury 250
Watt/buah
Total lumen = 3.163,24 – 288.824,57 = 2.874.342,6
Lumen output lampu mercury = 10.000
Lampu mercury yang dibutuhkan =10000
672.874.342,= 287,43 ≈ 288 buah
Kebutuhan listrik untuk penerangan = ( 181 x 40 ) + ( 288 x 250 )
= 79.240 Watt
= 79,24 kW = 106,2626 hp ≈ 107 Hp
Maka total kebutuhan listrik yang diperlukan :
Untuk penerangan pabrik = 79,24 kWh
Untuk peralatan dan utilias = 31,395 kWh
Total = 110,635 kWh
Beban listrik = 110,635 kWh
Beban terpasang = 130 kWh
Jika digunakan Generador Set dengan esfisiensi 80%
Maka tenaga genset yang dibutuhkan :8,0
110,635 kWh= 138,30 kWh
Perhitungan Kebutuhan Bahan Bakar
Bahan Bakar digunakan pada boiler, fired heater dan generator set
D-50
1. Kebutuhan bahan bakar boiler :
mf =
xHV
hLhvms
=
1000
)( hLhvms =
1941080,0
)01320,515(9426,2530
x
= 83,9624
lb/jam
mf = 38,0851 kg/jam
mf =3/29,49
/83,9624
ftlb
jamlbx
303531,0
1
ft
liter= 48,2422 L/jam
2. Kebutuhan bahan bakar fired heater :
Mf =ueheatingvaln
TCpm
.
.. =
1941075,0
)86158(01,14921,5160
x
xx
mf = 2,8075lb/jam = 1,2734 kg/jam
mf =3/29,49
/2064,2/1,2734
ftlb
kglbjamxkgx
303531,0
1
ft
liter= 1,6130L/jam
3. Kebutuhan bahan bakar generator set :
Kapasitas Generator Set = 162,5 kWh
Sebagai bahan bakar Generator Set digunakan Diesel Oil yang mempunyai
heating value = 19.410 Btu/lb (Perry’s,3 rd ed, table 9-18 )
Kebutuhan bahan bakar Generator Set :
= 162,5 kWh .
kWh
hp
7457,0
1
hp
menitBTU
1
/4,42
= 9239,64 BTU/menit
Efisiensi generator = 80 %
Kebutuhan bahan bakar =8,0410.19
6064,239.9
x
x= 35,7019 lb/jam = 16,1943 kg/jam
Jika diperlukan listrik padam 3 kali dalam sebulan selama 5 jam, maka
kebutuhan bahan bakar Generator Set :
D-51
=3/29,49
/7019,35
ftlb
jamlbx
303531,0
1
ft
literx
bulan
kali3x
kali
jam5= 307,6970 L/bulan
= 0,4274 L/jam
Jadi kebutuhan bahan bakar total :
= 48,2422 L/jam + 1,6130L/jam + 0,4274 L/jam
= 50,2826 L/jam
= 1206,7824 L/hari
Direncanakan untuk membuat tangki penyimpan bahan bakar dengan spesifikasi
sebagai berikut :
Fungsi : menampung bahan bakar yang diperlukan untuk pembakaran pada boiler
Fired heater, dan generator set
Bahan : Cast Iron
Waktu tinggal : 7 hari
Rate volumetric : 623,5822 L/hari
Volume bahan bakar = 7 x 1206,7824 = 8447,4768 L
Tangki terisi 80% sehingga :
Volume tangki =8,0
8447,4768= 10559,346 L
= 10559,346 L x 0,035313 ft3/L = 372,8505 ft3
Direncanakan tangki bahan bakar dengan kapasitas 372,8505 cutt.
E-1
APPENDIKS E
ANALISA EKONOMI
A. Metode Penaksiran Harga
Penaksiran harga peralatan tiap tahun mengalami perubahan sesuai dengan
kondisi ekonomi yang ada. Untuk penaksiran harga peralatan, diperlukan indeks
harga yang dapat digunakan untuk mengkonversi harga peralatan pada masa lalu,
sehingga diperoleh harga alat saat ini, dengan menggunakan persamaan :
Cx = Ck .
Ik
Ix(Peters,Timmerhaus & West. 5 th ed, hal 236)
Dimana :
Cx = taksiran harga alat saat ini
Ck = taksiran harga alat pada tahun k
Ix = indeks harga saat ini
Ik = indeks harga pada tahun k
Sedangkan untuk mengestimasi harga alat yang sama dengan kapasitas yang
berbeda dapat digunakan persamaan :
HA = Ha .
CB
CA n ( Peters,Timmerhaus & West. 3 th ed, hal 166)
Dimana :
HA = harga alat A
HB = harga alat B
CA = kapasitas alat A
CB = kapasitas alat B
n = eskponen, dapat dilihat pada tabel 5, hal 167 Peters,Timmerhaus
E-1
E-2
Indeks harga alat pada pra rencana pabrik biodiesel dari minyak jarak dengan
proses transesterifikasi didasarkan pada Peters &Timmerhaus 5 th ed, hal 238
Table E.1. Indeks Harga Alat
NoTahun ( y ) Indeks Harga (x )
1.1998 389,5
2.1999 390,6
3.2000 394,1
4.2001 394,3
5.2002 390,4
Kenaikan harga tiap tahun dan indeks harga merupakan fungsi linear,
maka dapat digambarkan dalam grafik sebagai berikut.
Dari grafik didapat persamaan :
y = 0,2171x + 1974
Indeks harga pada tahun 2009 ( y = 2009 )
2009 = 0,2171 x + 1914
x = 437,5864
Jadi indeks harga alat pada tahun 2009 adalahg 437,5864
B. Harga Peralatan
Dengan menggunakan persamaan – persamaan pada metode penaksiran
harga, didapatkan harga peralatan proses seperti pada tabel E.2 dan harga
peralatan utilitas pada tabel E.3.
Contoh perhitungan peralatan :
Nama alat : Storage gliserin
E-3
Bahan konstruksi :Cast Iron
Volume tangki : 1382,82 ft3 = 39,16m3
Dari Peters, Timmerhaus & West, fig. 12-55, hal 557 :
Harga storage tahun 2002 = $ 30.000
Indeks harga tahun 2002 = 390,4
Harga storage gliserin pada tahun 2009 adalah :
=20009
2009
nindekstahu
nindekstahux harga tahun 20002
=4,390
000.30$5864,437 x
= $ 33.626,004 ≈ $ 33.700
= Rp.337.000.000 (asumsi : $ 1 = 10.000 pada tahun 2009)
Tabel E.2.Harga Peralatan Proses
No AlatKodeAlat
JumlahHarga Satuan
Thn 2009$/UnitHargaTotal $
Harga TotalIDR
1 Storage Metanol F 101 1 303.700 303.700 3.037.000.000
2 Pompa Metanol L 102 1 20.250 20.250 220.500.000
3 Mixer M 103 1 404.850 404.850 4.048.500.000
4 Dekanter I H 111 1 50.600 50.600 506.000.000
5 Pompa sentrifugal L 105 1 20.920 20.920 209.200.000
6 Reaktor I R 110 1 101.660 101.660 1.016.600.000
7 Pompa sentrifugal L 112 1 20.920 20.920 209.200.000
8 Reaktor II R 120 1 101.660 101.660 1.016.600.000
9 Dekanter II H 211 1 50.600 50.600 506.000.000
10 Pompa sentrifugal L 122 1 20.920 20.920 209.200.000
11 Tangki Air Asam M 201 1 101.200 101.200 1.012.000.000
12 Washing column D 210 1 104.015 104.015 1.040.150.000
13 Dekanter III H 311 1 50.600 50.600 506.000.000
14 Pompa sentrifugal L 222 1 20.920 20.920 209.200.000
15 Tangki Adsorpsi M 230 1 60.725 60.725 607.250.000
16 Pompa sentrifugal L 231 1 20.920 20.920 209.200.000
17 Filter Press I P 232 1 105.250 105.250 1.052.500.000
18 Pompa sentrifugal L 233 1 20.920 20.920 209.200.000
E-4
19 Storage Metil Ester F 234 1 402.600 402.600 4.026.000.000
20 Tangki Gliserin F 301 1 30.400 30.400 304.000.000
21 Pompa sentrifugal L 302 1 20.920 20.920 209.200.000
22 Tangki Asidulasi M 310 1 60.725 60.725 607.250.000
23 Dekanter IV H 311 1 50.600 50.600 506.000.000
24 Pompa sentrifugal L 312 1 20.920 20.920 209.200.000
25 Pompa sentrifugal L 313 1 20.920 20.920 209.200.000
26Storage Soap &Fatty Acid
F 314 1 50.600 50.600 506.000.000
27 Evaporator V 320 1 105.700 105.700 1.057.000.000
28 Cooler E 335 1 40.850 40.850 408.500.000
29 Pompa Rotary L 341 1 20.920 20.920 209.200.000
30 Filter Press II P 342 1 105.250 105.250 1.052.500.000
31 Pompa Rotary L 343 1 20.920 20.920 209.200.000
32 Storage Gliserin F 344 1 303.700 303.700 3.037.000.000
32 1.854.655 1.854.655 1.017.455.000
Tabel E.3 Harga Peralatan Utilitas
No Alat Kode Alat JumlahHarga Satuan
Thn 2009$/UnitHarga
Total ($)Harga Total
IDR
1Bak Penampung AirKawasan
F 210 1 30.370 30.370 33.700.000
2 Pompa Bak Klorinasi L 211 1 20.920 20.920 29.200.000
3 Bak Klorinasi F 212 1 30.370 30.370 33.700.000
4 Pompa Bak Sanitasi L 213 1 20.920 20.920 29.200.000
5 Bak Sanitasi F 214 1 30.370 30.370 33.700.000
6 Pompa Air Sanitasi L 215 1 20.920 20.920 29.200.000
7 Pompa Kation Excanger L 221 1 20.920 20.920 29.200.000
8 Kation Excanger D 222a 1 34.300 34.300 143.000.000
9 Anion Excanger D 222b 1 34.300 34.300 143.000.000
10 Bak Air Lunak F 220 1 30.370 30.370 33.700.000
11 Pompa Air Pendingin L 225 1 20.920 20.920 29.200.000
12 Bak Air Pendingin F 226 1 30.370 30.370 33.700.000
13 Pompa Peralatan L 227 1 20.920 20.920 29.200.000
14 Cooling Tower P 228 1 50.600 50.600 56.000.000
15 Pompa Deaerator L 229 1 20.920 20.920 29.200.000
16 Daerator F 230 1 50.050 50.050 50.500.000
17 Pompa Fired Heater L 223 1 20.920 20.920 29.200.000
18 Fired Heater E 224 1 70.600 70.600 76.000.000
18 559.120 559.120 970.600.000
E-5
Harga peralatan = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas
= Rp 1.017.455.000 + Rp 970.600.000
= Rp 1.988.055.000
Dengan faktor keamanan 20 % harga peralatan, maka:
Harga perlatan total = Rp 1.988.055.000 + (0,2 x Rp 1.988.055.000)
= Rp 2.385.666.000
C. Perhitungan Harga Bahan Baku
Harga Bahan Baku
1. Biji Jarak Pagar
Harga = Rp1.000,-/kg
Kebutuhan = 27.619,2053 kg/jam
Biaya per tahun = 27.619,2053 kg/jam x Rp1.000,-/kg x 24 jam/hari
x 300 hari/tahun
Total = Rp 198.858.278.160,-/tahun
2. Metanol ( CH3OH )
Harga = Rp.1.500,-/kg
Kebutuhan = 5.671,0889 kg/jam
= 5.671,0889 kg/jam x 24 jam/hari x
Rp.1.500,-/kg x 300 hari/ta hun
Total = Rp 61.247.760.120,-/tahun
3. NaOH
Harga = Rp.6.000,-/kg
Kebutuhan = 25,1691 kg/jam
= 25,1691 kg/jam x Rp.6.000,-/kg x 24 jam/hari
E-6
x 300 hari/tahun
Total = Rp.1.087.305.120,-/tahun
4. HCL
Harga = Rp.3.000,-/kg
Kebutuhan = 373,6572 kg/tahun
= 373,6572 kg/tahun x Rp.7.000,-/kg x 24 jam/hari
x 300 hari/tahun
Total = Rp.8.070.995.520 ,-/tahun
5. Activated Carbon Bleacing
Harga = Rp.5.000,-kg
Kebutuhan = 390,0322 kg/tahun
= 390,0322 kg/tahun x Rp.5.000,-kg x 24 jam/hari
x 300 hari/tahun
Total = Rp.14.041.159.200,-/tahun
Total harga bahan baku pertahun
= Rp 198.858.278.160 + Rp 61.247.760.120 + Rp. 1.087.305.120
Rp. 8.070.995.520 + Rp. 1.087.305.120
= Rp. 23.199.459.840
Harga Jual Produk
1. Metil Ester
Produk metil ester/tahun = 27.722,2222 kg/tahun
Harga/kg = Rp.18.000,-
Penjualan metil ester/tahun
= 27.722,2222 kg/jam x Rp.8.000
E-7
= Rp 1.596.800.000.000 kg/jam
Harga Pengemasan = Rp 10.000,-/drum x 200.000 kg/tahun x
1 drum/50 kg
= Rp 40.000.000,-/jam
2. Gliserin
Produk gliserin = 2.600,2147 kg/jam = 18.721.546 kg/tahun
Harg /kg = Rp. 30.000,-
Total Penjualan Gliserin
= 18.721.546 kg/tahun x Rp.30.000
= Rp 561.646.375.200
Harga Pengemasan = Rp 10.000,-/drum x 18.721.546 kg/tahun x
1 drum/50 kg
= Rp 3.744.309.200.,-/tahun
Total penjualan per tahun = Rp. 1.596.800.000.000 + Rp 561.646.375.200,-
= Rp. 2.158.446.375.200
Total biaya pengemasan = Rp. 40.000.000,- + Rp. 3.744.309.200,-
= Rp. 3.784.309.200,-
D. PERHITUNGAN BIAYA UTILITAS
Kebutuhan Air.
Kebutuhan air = 24.264,3057 kg/jam = 174.703.001 kg/tahun
Harga air/kg = Rp.25,00-
Biaya kebutuhan air = 174.703.001 kg/tahun x Rp.25,00-/kg
= Rp. 4.376.575.026
E-8
Kebutuhan Listrik
Total kebutuhan = 110,635 kWh
Beban listrik terpasang = 130 kWh
Biaya beban per bulan = Rp.25.000,-/kVA
Biaya listrik perbulan = Rp.25.000,- x 130 x 12
= Rp.39.000.000,-
Biaya penggunaan listrik :
Waktu beban puncak = Rp.425,-/kWh ( pk.18.00-22.00 )
Luar waktu beban puncak = Rp.350,-/kWh ( pk.22.00-18.00 )
Biaya penggunaan listrik :
= ( Rp.425 x 4 x 110,635 x 350) + ( Rp.350 x 20 x 110,635 x 350)
= Rp.336.883.575,-
Biaya listrik terpakai per tahun
= Biaya beban + biaya penggunaan listrik
= Rp.39.000.000,- + Rp. 336.883.575,-
= Rp.375.883.575,-
Kebutuhan bahan bakar
Harga bahan bakar per liter = Rp.4000,-/lt
Kebutuhan bahan bakar per tahun
= bahan bakar boiler + bahan bakar heater + bahan bakar generator
= 1.206,7824 L/hari
= 362.034,72 L/tahun
Biaya bahan bakar pertahun = 362.034,72 L/tahun x Rp.4000,-
= Rp. 1.448.138.880 L/tahun
E-9
Kebutuhan Tawas
Kebutuhan tawas/jam = 2,5866 kg/jam
Harga tawas/Kg = Rp 2.500
Biaya tawas/tahun = 2,5866 kg/jam x Rp 2.500 x 24 jam/hari x
300/hari
= Rp 46.558.800,-/kg
Total biaya utilitas per tahun = Rp. 4.376.575.026 + Rp. 375.883.575 +
Rp.1.448.138.880 + Rp 46.558.800
= Rp.6.247.156.281,-
E. Perhitungan Harga Tanah Dan Bangunan
Luas tanah = 250.000 m2
Luas bangunan = 120.000m2
Harga tanah = Rp.300.000,-/m2
Harga tanah = 250.000 m2 x Rp. 120.000,-/m2
= Rp.3.000.000.000,-
Harga bangunan = 150.000 m2 x Rp.250.000,-/m2
= Rp. 3.750.000.000
Total harga tanah dan bangunan
= Rp. 3.000.000.000. + Rp. 3.750.000.000,-
= Rp. 6.750.000.000,-
F. Perhitungan Gaji Karyawan
Tabel E.4 Daftar Upah Karyawan
No Jabatan JumlahGaji/bulan
( Rp)Total( Rp )
1 Direktur Utama 1 15.000.000 15.000.000,002 Direktur Produksi danTeknik 1 10.000.000 10.000.000,00
E-10
3Direktur Administrasi danKeuangan
1 10.000.000 10.000.000,00
4 Sekretaris 3 2.500.000 7.500.000,005 Kepala Litbang 1 4.000.000 4.000.000,006 Karyawan Litbang 2 3.000.000 6.000.000,007 Kepala Departemen Quality Control 1 4.000.000 4.000.000,008 Kepala Departemen Produksi 1 4.000.000 4.000.000,009 Kepala Departemen Teknik 1 4.000.000 4.000.000,0010 Kepala Departemen Pemasaran 1 4.000.000 4.000.000,00
11Kepala Departemen Keuangan danAkuntansi
1 4.000.000 4.000.000,00
12Kepala Departemen Sumber DayaManusia
1 4.000.000 4.000.000,00
13 Kepala Departemen Umum 1 4.000.000 4.000.000,0014 Kepala Divisi Produksi 1 4.000.000 4.000.000,00
15 Karyawan Divisi Produksi5 2.500.000 12.500.000,0015 1.600.000 24.000.000,00
16 Kepala Divisi Bahan Baku 1 3.000.000 3.000.000,00
17 Karyawan Divisi Bahan Baku2 2.000.000 4.000.000,008 1.250.000 10.000.000,00
18 Kepala Divisi Utilitas 1 3.000.000 3.000.000,00
19 Karyawan Divisi Utilitas3 2.000.000 6.000.000,005 1.400.000 7.000.000,00
20 Kepala Divisi Bengkel dan Perawatan 1 3.000.000 3.000.000,00
21Karyawan Divisi Bengkel danPerawatan
4 1.400.000 5.600.000,00
22 Kepala Divisi Quality Control 1 3.000.000 3.000.000,0023 Karyawan Divisi Quality Control 2 2.000.000 4.000.000,0024 Kepala Divisi Pengedalian Proses 1 3.000.000 3.000.000,0025 Karyawan Divisi Pengedalian Proses 2 2.000.000 4.000.000,0026 Kepala Divisi Kesehatan 1 4.000.000 4.000.000,0027 Karyawan Divisi Kesehatan 2 2.000.000 4.000.000,0028 Kepala Divisi Ketenagakerjaan 1 3.000.000 3.000.000,0029 Karyawan Divisi Ketenagakerjaan 2 1.600.000 3.200.000,0030 Kepala Divisi Pembelian 1 3.000.000 3.000.000,0031 Karyawan Divisi Pembelian 2 1.600.000 3.200.000,0032 Kepala Divisi Penjualan 1 3.000.000 3.000.000,0033 Karyawan Divisi Penjualan 4 1.600.000 6.400.000,0034 Kepala Divisi Promosi Periklanan 1 3.000.000 3.000.00035 Staff Divisi Promosi Periklanan 2 1.600.000 3.200.000,0036 Kepala Divisi Research Marketing 1 4.000.000 4.000.000,0037 StaffResearch Marketing 2 2.000.000 4.000.000,0038 Kepala Divisi Keuangan 1 3.000.000 3.000.000,00
39 Staff Divisi Keuangan 2 2.000.000 4.000.000,00
40 Kepala Divisi Akuntasi 1 3.000.000 3.000.000,0041 Staff Divisi Akuntasi 2 2.000.000 4.000.000,00
E-11
42 Kepala Divisi Humas 1 3.000.000 3.000.000,0043 Staff Divisi Humas 2 1.600.000 3.200.000,0044 Kepala Divisi Personalia 1 3.000.000 3.000.000,0045 Staff Divisi Personalia 2 1.600.000 3.200.000,0046 Kepala Divisi Administrasi 1 3.000.000 3.000.000,0047 Staff Divisi Administrasi 4 1.600.000 6.400.000,0048 Kepala Divisi Transportasi 1 3.000.000 3.000.000,00
49 Staff Divisi Transportasi2 1.600.000 3.200.000,003 1.300.000 3.900.000,00
50Kepala Divisi Keamanan danKeselamatan
1 3.000.000 3.000.000,00
51Staff Divisi Keamanan danKeselamatan
12 1.600.000 19.200.000,00
52 Kepala divisi kebersihan 1 2.000.000 2.000.000,0053 Staff Divisi Kebersihan 5 1.500.000 7.500.000,0054 Dokter 1 3.000.000 3.000.000,00
Total 131 301.200.000,00
Total gaji karyawan perbulan = Rp. 301.200.000,-
Karyawan per tahun = Rp. 301.200.000,- x 12 = Rp. 3.614.400.000,-