PERHITUNGAN NERACA MASSA

					                                   LAMPIRAN A
                     PERHITUNGAN NERACA MASSA


           Hasil perhitungan neraca massa pra rancangan pabrik pembuatan
polihidroksibutirat pada bakteri Alcaligenes Eutrophus dengan substrat glukosa
adalah sebagai berikut:
Kapasitas produksi        :     4.500 ton/tahun
Basis perhitungan         :     1 jam operasi
Waktu kerja per tahun     :     330 hari
Satuan operasi            :     kg.jam-1
Kapasitas produksi per jam =              ton      1 tahun      1 hari    1.000 kg
                                (4.500        ) x(         ) x(        )x(         )
                                         tahun 330 hari 24 jam              1 ton

                               = 568.182 kg.jam-1
Kemurnian produk          :     98%
       Perhitungan neraca massa dilakukan pada:
       -    Fermentor (R-101)
       -    Disk Centrifuge (CF-101)
       -    Tangki Pencuci (V-105)
       -    Disk Centrifuge (CF-102)
       -    Tangki Ekstraksi (V-106)
       -    Disk Centrifuge (CF-103)
       -    Tangki Pengendapan (V-107)
       -    Dekanter (DC-101)
       -    Spray Dryer (SPD-101)




                                                                        Universitas Sumatera Utara
1. Fermentor (R-101)
                                   Udara
Alcaligenes Eutrophus   1           6

                                  32±20 C
                    2              1 atm
Kultur Medium
                                                 7   PHB
                    3
(NH4)2SO4                                            Kultur Medium sisa
                                                     Non-PHB
KOH                4




                                      5

                                  Udara

             Dalam fermentor diketahui bahwa :
       Perbandingan massa bakteri A. Eutrophus dengan glukosa pada umpan
         masuk yaitu 7 : 10
                                                       (Sayed dkk, 2009)
       Fermentasi berlangsung selama 50 jam.
       Nutrisi pembatas (NH4)2SO4 dimasukkan mulai dari jam pertama hingga
         24 jam.
       Kg substrat / Kg PHB = 3,33 kg glukosa / kg PHB
       Komposisi sel Bakteri A. Eutrophus pada alur keluar terdiri dari
         Polihidroksibutirat (PHB) dan Non-PHB dimana persentase PHB pada sel
         bakteri A. Eutrophus ialah 76% massa sel.
       Glukosa yang tersisa 10% dari glukosa mula – mula
                                                       (Kim dkk, 1995)
       Asumsi Kultur medium sisa kecuali glukosa dan air ialah 0,1% massa.




                                                      Universitas Sumatera Utara
       Tahapan pembentukan Polihidroksibutirat (PHB) ditunjukkan pada sintesa
enzimatis berikut:




                 Gambar L A-1. Biosintesis PHB pada A. Eutrophus


Laju alir masuk fermentor (R-101):
- Alcaligenes Eutrophus (F1):
Umpan masuk Alcaligens Eutrophus kedalam fermentor (R-101):
       F1 = 662,216 kg / jam




                                                      Universitas Sumatera Utara
- Kultur Medium (F2):
       Adapun kultur medium terdiri atas :
       Tabel A.1 Komposisi Kultur Medium
                No           Komposisi               Laju (kg/jam)
                1    Na2HPO4                 160,824
                2    KH2PO4                  122,983
                3    C6H12O6                 1.892,298
                4    MgSO4 7H2O              113,523
                5    H2O                     92.872,037
                6    FeCl3                   9,176
                7    CaCl2                   7,379
                8    CuSO4                   0,147
                9    CoCl2                   0,112
                10   NiCl2                   0,111
                11   CrCl2                   0,023
                Total                        95.178,363 kg/jam
                                                      (Sayed, dkk 2009)


- (NH4)2SO4 (F3):
       F3 = 378,409 kg/jam
- KOH (F4):
       F4 = 90,061 kg/jam
- Udara (F5):
       F5       = 0,0083 v/v jam-1
                = 0,0083 x 92.959,898 x 0,00116 kg/jam
                = 0,895 kg/jam
 Neraca massa masuk total:
 Fin total = F1 + F2 + F3 + F4 + F5
            = (662,216 + 95.178,363+ 378,409 + 90,061 + 0,895) kg/jam
            = 96.309,944 kg/jam




                                                           Universitas Sumatera Utara
Laju alir keluar fermentor (R-101) :
F6Udara = F5Udara         = 0,895 kg/jam
                    F 2 Glukosa
F7PHB           =               kg/jam
                      3,33
                     1.892,298
                =              kg/jam
                        3,33
                = 568,182 kg/jam


                     24 7
F7non-PHB       =       xF PHB
                     76
                     24
                =       x568,182 kg/jam
                     76
                = 179,426 kg/jam


 F7Glukosa      = 10% x F2Glukosa
                = 0.1 x 1.892,298 kg/jam
                = 189,229 kg/jam


 F7Kultur Medium* = 0,1 % x F2Kultur Medium
                    = 0,001 x 414,280 kg/jam
                    = 0,414 kg/jam
 * : komposisi kultur medium selain glukosa dan air


 F7Air        = Fin total – F6 - F7Kultur Medium* - F7Glukosa - F7PHB - F7non-PHB
              = 96.309,944 – 0,895 - 0,414 - 189,229 - 568,182 -179,426 kg/jam
              = 96.309,944 kg/jam
 Neraca massa keluar total :
 Fout total     = F6 + F7PHB + F7non-PHB + F7Glukosa + F7Air + F7Kultur Medium*
                =44,751+ 28.409,091+8.971,300+ 9.460,227+4.768.589,904+ 20,714
                    kg/jam
 Fout total     = 96.309,944 kg/jam




                                                                   Universitas Sumatera Utara
2. Disk Centrifuge (CF-101)

 PHB                                                                         Kultur medium sisa

 Non-PHB
                                                                9            Glukosa

 Glukosa                                                                     Air
                                  7
 Air                                             Disk
                                                                8                PHB
 Kultur medium sisa                            Centrifuge
                                                                                 Non-PHB
                                                                                 Air Pengotor

Untuk efisiensi alat disk centrifuge 98% dan di dalam air pengotor terkandung
glukosa dan kultur medium sisa masing - masung 2% dari umpan masuk, sehingga
diperoleh neraca massa sebagai berikut:


Laju alir masuk Disk Centrifuge:
 F7PHB                                    = 568.182 kg/jam
 F7non-PHB                                = 179,426 kg/jam
 F7Glukosa                                = 189.229 kg/jam
  7
 F    Air                                 = 95.371,798 kg/jam
  7
 F    Kultur Medium Sisa*                 = 0,414 kg/jam
 * = kultur medium sisa: komposisi kultur medium selain glukosa dan air
 Neraca massa masuk total:
 Fin total          = F7PHB + F7non-PHB + F7Glukosa + F7Air + F7Kultur Medium*
                    = 568,182+179,426+ 189.229+95.371,798 + 0,414
  in
 F total            = 96.309,049



Laju alir keluar Disk Centrifuge :
 F8PHB              = F7PHB               = 568,182 kg/jam
  8                         7
 F    non-PHB       =F          non-PHB   = 179,426 kg/jam


                                                        2
 Laju alir glukosa dalam F8Air Pengotor ialah :            x 189.229 = 3,784 kg/jam
                                                       100
                                                                 2
 Laju alir kultur medium sisa dalam F8Air Pengotor ialah :          x0,414 = 0,008 kg/jam
                                                                100




                                                                    Universitas Sumatera Utara
 Laju alir Air dalam F8Air Pengotor ialah
                       2                            2            2
                 =(      x(568,182 + 179,426)) − (     x0,414 +     x 189.229 )kg/jam
                      98                           100          100
                 = 15,257 – (0,008 + 3,784) kg/jam
                 = 11,464 kg/jam
F8Air Pengotor   = 11,464 + 0,008 + 3,784 kg/jam
                 = 15,257 kg/jam
Maka total laju alir pada alur 8,
 F8 total        = F8PHB + F8non-PHB + F8Air Pengotor
                 = 568,182 kg/jam + 179,426 kg/jam + 15,257 kg/jam
                 = 762,865 kg/jam




                                                         98
F9Kultur Medium* = 98 % x F7Kultur Medium sisa*    =        x0,414 kg/jam
                                                        100
F9Kultur Medium* = 0,406 kg/jam
                                                         98
F9Glukosa        = 98 % x F7Glukosa                =        x189.229 kg/jam
                                                        100
F9Glukosa        = 185.444 kg/jam
F9Air            = F7Air – F8Air Pengotor
                 = 95.371,798 kg/jam –11,464kg/jam
                 = 95.360,334 kg/jam


Maka total laju alir pada alur 9,
F9 total         = F9Kultur Medium* + F9Glukosa + F9Air
                 = 0,406 kg/jam + 185,444 kg/jam + 95.360,334 kg/jam
                 = 95.546,184 kg/jam


 Fout total      = F8 total + F9 total
                 = 762,865 kg/jam + 95.546,184 kg/jam
                 = 96.309,049 kg/jam




                                                                 Universitas Sumatera Utara
3. Tangki Pencuci (V-105)


       PHB
       Non-PHB             8
       Air Pengotor

                                                                    PHB
                                                          11
                                                                    Non-PHB
                          10
             Air                                                    Air




         Pada tangki pencuci ditambahkan air destilasi untuk mengurangi konsentarsi
air pengotor yang terikut saat proses pemisahan pada sentrifusi. Air pencuci
ditambahkan sebanyak 200 L/ 8 kg sel Alcaligenes Eutrophus (Lee, 1997)


Laju alir masuk pada tangki pencuci:
 F8PHB             = 568,182 kg/jam
 F8non-PHB         = 179,426 kg/jam
                        2
 F8Air Pengotor    =      x747.426 kg/jam
                       98
                   = 15,257 kg/jam
 F8                = F8PHB + F8non-PHB + F8Air
                   = 762,865 kg/jam


                       747.608
 F10               =           x 200 kg/jam
                          8
                   = 18.690,200 kg/jam
Maka laju alir total masuk ialah:
Fin total          = F8 + F10
                   = 762,865 kg/jam + 18.690,200 kg/jam
                   = 19.453,065 kg/jam




                                                          Universitas Sumatera Utara
Laju alir keluar pada tangki pencuci:
F11PHB           = F8PHB           = 568,182 kg/jam
 11                  8
F     non-PHB    =F      non-PHB   = 179,426 kg/jam


F11Air           = F8Air Pengotor + F10
                 = 15,257 kg/jam + 18.690,200 kg/jam
                 = 18.705.457 kg/jam


Fout total       = F11PHB + F11non-PHB + F11Air
                 = 568,182 kg/jam +179,426 kg/jam + 18.705.457 kg/jam
                 = 19.453.065 kg/jam


4. Disk Centrifuge (CF-102)

                                                       12          Air
       PHB
       Non-PHB             11
       Air                                  Disk                    PHB
                                          Centrifuge   13           Non-PHB
                                                                    Air
Untuk efisiensi alat disk centrifuge 98% diperoleh neraca massa sebagai berikut:
Laju alir masuk Disk Centrifuge :
F11PHB           = 568,182 kg/jam
F11non-PHB       = 179,426 kg/jam
 11
F     Air        = 18.705.457 kg/jam
Fin total        = F11PHB + F11non-PHB + F11Air
                 = 568,182 kg/jam + 179,426 kg/jam + 18.705.457 kg/jam
                 = 19.453.065 kg/jam




                                                            Universitas Sumatera Utara
Laju alir keluar Disk Centrifuge:
F12               = F11Air – F12Air
                                               2
                  = 18.705.457 kg/jam –          x747,608 kg/jam
                                              98
                  = 18.705.457 kg/jam – 15,257 kg/jam
                  = 18.690.200 kg/jam


F13PHB            = F11PHB            = 568,182 kg/jam
F13non-PHB        = F11non-PHB        = 179,426 kg/jam
                        2
F13Air            =       x747,608 kg/jam
                       98
                  = 15,257 kg/jam
Maka total laju alir pada alur 13,
 F13 total        = F13PHB + F13non-PHB + F13Air
                  = 568,182 kg/jam +179,426 kg/jam + 15,257 kg/jam
                  = 762,865 kg/jam
Fout total        = F12 + F13 total
                  = 18.690.200 kg/jam + 762,865 kg/jam
                  = 19.453.065 kg/jam

5. Tangki Ekstraksi (V-106)


         PHB
                           13
         Non-PHB
         Air
                           14                                16        PHB
               CHCl3
                                                                       Air
                                                                       CHCl3
                           15                 60 0C
               Air                            1 atm                    Non-PHB


         Pada tangki ekstraksi ini ditambahkan air proses dan CHCl3 dengan
perbandingan sebagai berikut:
Air : CHCl3 : Biomassa = 100 L : 100 L : 8 kg
                                            (Lee, 1997)




                                                               Universitas Sumatera Utara
Laju alir masuk pada tangki ekstraksi :
F13PHB          = 568,182 kg/jam
 13
F     non-PHB   = 179,426 kg/jam
F13Air          = 15,257 kg/jam
Maka total laju alir pada alur 13,
F13 total       = F13PHB + F13non-PHB + F13Air
                = 568,182 kg/jam +179,426 kg/jam + 15,257 kg/jam
                = 762,865 kg/jam
                    747.608
F14CHCl3        =           x100 x 1,48 kg/jam
                       8
                = 13.830,748 kg/jam
                    747.608
F15Air          =           x100 x 1 kg/jam
                       8
                = 9.345,100 kg/jam
Maka laju alir total masuk ialah:
Fin total       = F13 +F14 + F15
                = 762,865 kg/jam + 13.830,748 kg/jam + 9.345,100 kg/jam
                = 23.938,713 kg/jam


Laju alir keluar pada tangki ekstraksi:
F16PHB          = 568,182 kg/jam
F16non-PHB      = 179,426 kg/jam
F16Air          = F13Air + F15
                = 15,257 kg/jam + 9.345,100 kg/jam
                = 9.360,357 kg/jam
F16CHCl3        = F14 = 13.830,748 kg/jam


Fout total      = F16PHB + F16non-PHB + F16Air + F16CHCl3
                = 568,182 kg/jam + 179,426 kg/jam + 9.360,357 kg/jam +
                    13.830,748 kg/jam
                = 23.938,713 kg/jam




                                                            Universitas Sumatera Utara
6. Disk Centrifuge (CF-103)

                                                                             PHB
                                                                18           Non-PHB
            PHB
                                                                             Air
            Air
                           16                                                CHCl3
            CHCl3
                                              Disk
            Non-PHB                                             17
                                            Centrifuge                       Non-PHB
                                                                             Air


Untuk efisiensi alat centrifuge 98% diperoleh neraca massa sebagai berikut:
Laju alir masuk Disk Centrifuge :
F16PHB              = 568,182 kg/jam
 16
F     non-PHB       = 179,426 kg/jam
F16Air              = 9.360,357 kg/jam
F16CHCl3            = 13.830,748 kg/jam


Fin total           = F16PHB + F16non-PHB + F16Air + F16CHCl3
                    = 568,182 kg/jam + 179,426 kg/jam + 9.360,357 kg/jam +
                        13.830,748 kg/jam
                    = 23.938,713 kg/jam


Laju alir keluar Disk Centrifuge:
F17non-PHB          = F16non-PHB - F18non-PHB
                    = 179,426 kg/jam – 11,595 kg/jam
                    = 167,830 kg/jam
                          2
F17Air              =       x167,830 kg/jam
                         98
                    = 3,425 kg/jam


Maka total laju alir pada alur 17,
F17                 = F17non-PHB + F17Air
                    = 167,830 kg/jam + 3,425 kg/jam
                    = 171,255 kg/jam




                                                                     Universitas Sumatera Utara
F18PHB                = F16PHB = 568,182 kg/jam
                           2
F18non-PHB            =      xF18 PHB
                          98
                           2
                      =      x568,182 kg/jam
                          98
                      = 11,595 kg/jam
F18Air                = F16Air – F17Air
                      = 9.360,357 kg/jam – 3,425 kg/jam
                      = 9.363,782 kg/jam
F18CHCl3              = F16CHCl3 = 13.830,748 kg/jam


Maka total laju alir pada alur 18,
F18      = F18PHB + F18non-PHB + F18Air + F18CHCl3
F18      = 568,182 kg/jam +11,595 kg/jam+9.363,782 kg/jam+13.830,748 kg/jam
F18      = 23.774,308 kg/jam


Fout total            = F17 + F18
                      = 171,255 kg/jam + 23.774,308 kg/jam
                      = 23.945,564 kg/jam


7. Tangki Pengendapan (V-107)
         PHB yang masih terlarut dalam larutan kloroform akan mengkristal setelah
penambahan air 900 C ke dalam tangki pengendapan. Dengan waktu tinggal 15 menit
dan perbandingan antara air panas yang ditambahkan dengan kloroform ialah 2 : 1.
(Flickinger, 1999)

                PHB
                Non-PHB
                Air
                                 18
                                                                          PHB
                CHCl3                                        20
                                                                          Non-PHB
             Air (900C)
                                 19                                       Air
                                                                          CHCl3




                                                                  Universitas Sumatera Utara
Maka neraca massa pada tangki pengendapan ialah:
Laju alir masuk pada tangki pengendapan :
F18PHB             = 568,182 kg/jam
F18non-PHB         = 11,595 kg/jam
F18Air             = 9.363,782 kg/jam
F18CHCl3           = 13.830,748 kg/jam
Maka total laju alir pada alur 18,
F18         = F18PHB + F18non-PHB + F18 Air + F18CHCl3
            =568,182 kg/jam +11,595 kg/jam+ 9.363,782 kg/jam+13.830,748 kg/jam
            = 23.774,308 kg/jam


F19Air Panas       = 2 x F15CHCl3 = 27.661,496 kg/jam
Fin total          = F18 + F19
                   = 23.774,308 kg/jam + 27.661,496 kg/jam
                   = 51.435,804 kg/jam


Laju alir keluar pada tangki pengendapan :
F20PHB             = F18PHB             = 568,182 kg/jam
F20non-PHB         = F18non-PHB          = 11,595 kg/jam
 20                    18          19
F     Air          =F       Air   +F
                   = 9.363,782 kg/jam + 27.661,496 kg/jam
                   = 37.025,278 kg/jam
F20CHCl3           = F18CHCl3 = 13.830,748 kg/jam


Maka total laju alir pada alur 20,
Fout total = F20PHB + F18non-PHB + F20 Air + F20CHCl3
            =568,182 kg/jam+11,595 kg/jam+37.025,278 kg/jam+13.830,748 kg/jam
            = 51.435,804 kg/jam




                                                             Universitas Sumatera Utara
8 Dekanter (DC-101)

           PHB                                                             Air
                          20                                    22         CHCl3
           Non-PHB
           Air
                                                                 21         PHB
           CHCl3
                                                                            Non-PHB
                                                                            Air


          Efisiensi pemisahan PHB dari larutan kloroform ini adalah sebesar 98 %.
Sehingga masih terdapat kandungan air sebesar 2 % yang terikut pada PHB.
Maka perhitungan neraca massa ada alat dekanter ialah :


Laju alir masuk Dekanter:
F20PHB             = 568,182 kg/jam
 20
F     non-PHB      = 11,595 kg/jam
F20Air             = 37.025,278 kg/jam
F20 CHCl3          = 13.830,748 kg/jam


Fin total= F20PHB + F20non-PHB + F20Air + F20CHCl3
          = 568,182 kg/jam+11,595 kg/jam+37.025,278 kg/jam +13.830,748 kg/jam
          = 51.435,804 kg/jam


Laju alir keluar Dekanter:
F21PHB             = F20PHB        = 568,182 kg/jam
F21non-PHB         = F20non-PHB    = 11,595 kg/jam
                        2
F21Air             =      x(568,182 + 11,595) kg/jam
                       98
                   = 11,832 kg/jam
Maka total laju alir pada alur 21,
F21                = F21PHB + F21non-PHB + F21Air
                   = 568,182 kg/jam + 11,595 kg/jam + 11,832 kg/jam
                   = 591,609 kg/jam




                                                          Universitas Sumatera Utara
F22Air               = F20Air – F21Air
                     = 37.025,278 kg/jam – 11,832 kg/jam
                     = 37.013,446 kg/jam
F22 CHCl3            = F20 CHCl3 = 13.830,748 kg/jam
Maka total laju alir pada alur 22,
F22                  = F22Air + F22CHCl3
                     = 37.013,446 kg/jam + 13.830,748 kg/jam
                     = 50.844,194 kg/jam
 out
F      total         = F21 + F22
                     = 591,609 kg/jam + 50.844,194 kg/jam
                     = 51.435,804 kg/jam

9. Spray Dryer (SPD-101)
                                               Air
                                                     Steam

               Air                                                     PHB
                          24                                    25     Non-PHB
               PHB
               Non-PHB                          1300C


Maka Neraca Massa pada Spray Dryer (SPD-101):
Laju alir masuk Spray Dryer (SPD-101):
F25PHB               = 568,182 kg/jam
F25non-PHB           = 11,595 kg/jam
F25Air               = 11,832 kg/jam
Maka total laju alir masuk pada alur 25,
F25                  = F25PHB + F25non-PHB + F25Air
                     = 568,182 kg/jam +11,595 kg/jam + 11,832 kg/jam
                     = 591,609 kg/jam
Laju alir keluar Spray Dryer (SPD-101) :
Fsteam               = F25Air           = 11,832 kg/jam
F26PHB               = F25PHB           = 568,182 kg/jam
 26                      25
F     non-PHB        =F       non-PHB   = 11,595 kg/jam
Fout total           = 591,609 kg/jam




                                                               Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
                                   LAMPIRAN B
                       PERHITUNGAN NERACA PANAS


Kapasitas               : 4.500 ton/tahun
Basis perhitungan       : 1 jam operasi
Operasi pabrik          : 330 hari/tahun
Satuan                  : kJ/jam
Suhu referensi          : 25oC (298 K)


Perhitungan neraca panas menggunakan rumus sebagai berikut:
Perhitungan beban panas pada masing-masing alur masuk dan keluar.
             T
Q=H=     ∫  Tref
                   n x Cp x dT ……………………       (Smith, 1975)



Perhitungan Cpl (kal/g0C) dengan menggunakan metode Chueh dan Swanson
dimana konstribusi gugusnya adalah:
Tabel LB.1 Kapasitas Panas Liquid
                            Gugus           Cpl (kal/g0C)

                                                4,4
                          -CH (ring)
                          -OH                   10,7
                          -C=O
                                               12,66
                           H
                          -CH2-                 7,2

                                                  (Perry, 1997)




                                                        Universitas Sumatera Utara
Perhitungan C padatan (J/mol.K) dengan menggunakan metode Hurst dan
                    ps

Harrison, dimana nilai kontribusi unsur atom :
Tabel LB.2 Tabel Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan Harrison
                             Unsur Atom       ∆ Ei

                                       C         10.89
                                       H          7.56
                                       O         13,42
                                       N         18,74
                                       S         12,36
                                       K         28,87
                                      Cl         24,69
                                      Na         26,19
                                       P         26,63
                                      Mg         22,69
                                      Fe         29,08
                                      Ca         28,25
                                      Cr         26,63
                                      Co         25,71
                                      Ni         25,46
                                      Cu         26,92
                                     CoA         26,63
                                                           (Perry, 1997)


Rumus metode Hurst dan Harrison :
                     n
        CpS =       ∑ Ν .∆
                    i =1
                           i   Ei



Dimana : Cp = Kapasitas panas padatan pada 298,15 K (J/mol.K)
              S

         n        = Jumlah unsur atom yang berbeda dalam senyawa
        N = Jumlah unsur atom i dalam senyawa
          i

        ∆ Ei = Nilai dari kontribusi unsur atom i pada Tabel LB.2




                                                          Universitas Sumatera Utara
Perhitungan panas penguapan
Q = n. ∆Hvb                                          (Smith dan Van Ness, 1975)
Perhitungan ∆Hfo (kkal/mol) dengan menggunakan metode Verma dan
Doraiswamy, dimana kontribusi gugusnya adalah
Tabel LB.3 Panas Pembentukan [J/mol]
                           Gugus              ∆Hfo (kkal/mol)
                                -CH2-             -20,64

                                                   8,67
                                  -CH

                                   O
                                                  -133,22
                                   C
                                   O              -132,22
                                  CH3             -76,45
                                  CoA             -29,71


Rumus:      (298,15 K) = 68,29 +                                       (Perry, 1997)


Menghitung ∆Η 0f 298 PHB :                                        O

∆Η 0f 298 = 68,29 + {(-O-) + (-CH3) +(      CH ) + (-CH2-)+ (      C       )}n

∆Η 0f 298 = 68,29 + {(132,22 + (-76,45) + 8,67 + (-20,64) + (-133,22)} 4.651,1627

∆Η 0f 298 = -1.645,792 kkal/mol

∆Η 0f 298 = -6.890,602 kJ/mol

Menghitung ∆Η 0f 298 Acetyl-CoA :
                                        O

∆Η 0f 298 = 68,29 + {2(-CH3) +2(        C    ) + 2(-CoA)}

∆Η 0f 298 = 68,29 + {2(-76,45) + 2(-133,22) + 2(-29,71)

∆Η 0f 298 = -0,41047 kkal/mol

∆Η 0f 298 = -1,718 kJ/mol




                                                            Universitas Sumatera Utara
Reaksi :




                        A. Eutrophus
(C4H6O2) 4.651                                    9.302 C2H3OCoA


∆Hr25oC =    [∑σ .∆Η ] − [∑σ ∆Η
                    i
                             0
                             f 250 C produk         i.
                                                          0
                                                                   ]
                                                          f 250 C reak tan

       =     [∆Η (C H O ) ]− [.∆Η
                   0
                   f 250 C      4   6   2 4.651
                                                         0
                                                         f 250 C
                                                                   9.302(C 2 Η 3 OCoA)   ]
       =         1 x (-6.890,602 kJ/mol) – 9.302 x ( -1,7187 kJ/mol)
       =         (-6.890,602 kJ/mol + 15.986,565 kJ/mol
       =         9.095,963 kJ/mol




                                                                             Universitas Sumatera Utara
Nilai kapasitas panas (Cp) untuk masing-masing komponen :
1. Polihidroksibutirat = (C4H6O2)n
       Dengan berat molekul PHB = 400.000 gram/mol (Bioprocess Technology,
1999) dan bentuk umum struktur PHB yaitu [ – O – CH(CH3) – CH2 – CO – ]n
    Maka nilai n adalah :
    [ – O – CH(CH3) – CH2 – CO – ]n                     = 400.000
    {(2 x 16) + (6 x 1) + (4 x 12)} x n                 = 400.000
    (32 + 6 + 48) x n                                   = 400.000
    86 x n                                              = 400.000
    n                                                   = 4.651
    sehingga, rumus molekul PHB adalah :
    [ – O – CH(CH3) – CH2 – CO – ] 4.651
    Maka, estimasi Cps PHB adalah:
Cps PHB = ∆EC (n . 4) + ∆EH (n . 6) + ∆EO (n. 2)
         =10,89(4.651 x 4) + 7,56(4.651 x 6) + 13,42(4.651 x 2)
         = 538,418 kJ/mol K
2. Glukosa (C6H12O6)




Cpl = 5(-OH-) + 1(-C=O) + 4(-CH-) + 1(-CH2-)
                    H
    = 5(10,7) + 1 (12,66) + 4 (4,4) + 1 (7,26)
    = 91.02 kal/mol.K
     = 0,381 kJ/mol.K
3. Air (H2O)
  Cpl = 0,0748781kJ/mol.K         (Reklaitis, 1983)
  Cpg = 0,0335944 kJ/mol.K        (Reklaitis, 1983)
4. Kalium Hidroksida (KOH)
       Cps = 0,04985 kJ/mol.K
5. Kloroform (CHCl3)
       Cpl = 0,09252 J/mol.K
6. Ammonium Sulfat ((NH4)2SO4)
       Cp      = 51,6 kal/mol.K         (Perry, 1997)
               = 0,21672 kJ/mol.K




                                                             Universitas Sumatera Utara
7. Monopottasium phospat (KH2PO4)
         Cps = 0,1243 kJ/mol.K
8. Natrium phospat (Na2HPO4)
         Cps = 0,14025 kJ/mol.K
9. Magnesium sulfat heptahidrat (MgSO4 7H2O )
         Cps = 0,20799 kJ/mol.K
10. Besi(III) klorida (FeCl3)
         Cps = 0,10315 kJ/mol.K
11. Kalsium Klorida (CaCl2)
         Cps = 0,07763 kJ/mol.K
12. Cupric Sulfat (CuSO4)
         Cps = 0,09296 kJ/mol.K
13. Cobalt Klorida (CoCl2)
         Cps = 0,07509 kJ/mol.K
14. Nikel Klorida (NiCl2)
         Cps = 0,07484 kJ/mol.K
15. Crom klorida (CrCl2)
         Cps = 0,07601 kJ/mol.K
16. Udara
         Cpg = 0,0358 kJ/mol.K (Geankoplis, 2003)
17. Alcaligenes Eutrophus
         Kapasitas Panas dari bakteri Alcaligenes Eutrophus diasumsikan sama
dengan Kapasitas Panas dari Protein karena sebagian besar bakteri terdiri dari
protein.




   Cps          = 0,191 kJ/mol.K
18. Acetyl CoA (C2H3OCoA)
   Cps          = 0.0845 kJ/mol.K




                                                          Universitas Sumatera Utara
Nilai panas laten penguapan/entalpi penguapan (∆Hvl) untuk komponen :
1. Air (H2O)
 ∆Hvl = 40,6562 kJ/mol           (Reklaitis, 1983)
2. Kloroform (CHCl3)
 ∆Hvl = 29,470 kJ/mol            (Reklaitis, 1983)


Steam
Steam yang digunakan adalah superheated steam 1300C pada tekanan 100 kPa
Hvl (1300C) = 2.734,7 kJ/kg (Reklaitis, 1983)


Air Pemanas
Air Pemanas yang digunakan air pada suhu 900C dan keluar pada suhu 340C.
Air (saturated): H(34oC) = 139,11 kJ/kg                               (Smith, 1987)
                     o
                H(90 C) = 376,92 kJ/kg                                (Smith, 1987)


L.B. 1 Fermentor




                                A. Eutrophus
Reaksi : 9.302 C2H3OCoA                         (C4H6O2) 4.651


Untuk berat molekul (MR) dari PHB = 400.000 gr/mol.
Diperoleh haraga n = 4.651




                                                            Universitas Sumatera Utara
Maka,
       gram
r1 =
       MR
        568,182 kg/jam
r1 =
       400.000 gram/mol
r1 = 1,420 mol/jam


Dari perhitungan sebelumnya diperoleh:
∆Hr25oC = 9.095,963 kJ/mol
                                            307 ,15                                    307 ,15
∆Hr34oC = ∆Hr25oC + σproduk                    ∫
                                             298,15
                                                      Cp dT + σreaktan                     ∫
                                                                                       298,15
                                                                                                 Cp dT


∆Hr34oC = 9.095,963 kJ/mol + 1 (538.418,6 x 9) + 9.302 (0,0845 x 9)
∆Hr34oC = 21.016,985 kJ/mol
Panas Reaksi = 1,420 mol/jam x 21.016,985 kJ/mol = 29.853.683,021 kJ/jam


                                             303,15                                   303,15                             303,15

                                               ∫                                        ∫                                  ∫
                           1                                                2                                  2
Panas masuk = N                A.Eutrophus            Cp dT + N                 Glu            Cp dT + N           Air            Cp dT +
                                             298,15                                   298,15                             298,15
              303,15                                  303,15                                             303,15                                  303,15
N2Na2HPO4       ∫                                       ∫                                                  ∫                                       ∫
                                       2                                               2                                             2
                       Cp dT + N           KH2PO 4             Cp dT + N                   MgSO 4.7H2O            Cp dT + N              FeCl3
              298,15                                  298,15                                             298,15                                  298,15
                        303,15                                 303,15                                    303,15                                  303,15
Cp dT + N2CaCl2           ∫
                        298,15
                                 Cp dT + N2CuSO4                 ∫
                                                               298,15
                                                                        Cp dT + N2CoCl2                    ∫
                                                                                                         298,15
                                                                                                                  Cp dT + N2NiCl2                  ∫
                                                                                                                                                 298,15
                        303,15                                       303,15                                 303,15                                  303,15
Cp dT + N2CrCl2           ∫
                        298,15
                                 Cp dT + N3(NH4)2SO4                    ∫
                                                                     298,15
                                                                                 Cp dT + N4KOH                 ∫
                                                                                                            298,15
                                                                                                                     Cp dT + N5Udara                   ∫
                                                                                                                                                    298,15

Cp dT




Tabel LB.4 Perhitungan Panas Masuk pada Fermentor




                                                                                                         Universitas Sumatera Utara
   Alur Komponen Massa (kg)
Alur Komponen      Massa (kg)                                   BM BM        (kmol)
                                                                           N N (kmol)                                           ∫Cp dT
                                                                                                                                ∫Cp dT                 Q(kJ/jam)
                                                                                                                                                      Q(kJ/jam)
                                                             (kg/kmol)
                                                                (kg/kmol)
    1       A.Eutrophus                              662,216        140          4,730                                             0,179                4.517,259
             C6H12O6                               1.892,298        180         10,503                                         1.905,413               20.013,367
             Air                                  92.872,040        18       5.195,558                                           374,390            1.931.689,354
             Na2HPO4                                 141,960        142          1,132                                           701,250                  794,433
             KH2PO4                                  136,086        136          0.904                                           621,500                  561,659
             MgSO4.7H2O                              113,523        246          0,461                                         1.039,950                  478,996
   2         FeCl3                                     9,176        162          0.057                                           515,750                   29,177
             CaCl2                                     7,379        110          0,066                                           388,150                   25,807
             CuSO4                                     0,147        160          0,001                                           464,800                    0,428
             CoCl2                                     0,112        130          0,001                                           375,450                    0,323
             NiCl2                                     0,111        130          0,001                                           374,200                    0,320
             CrCl2                                     0,023        123         0,0002                                           380,050                    0,071
   3         (NH4)2SO4                               378,409        132          2,864                                         1.083,600                3.103,102
   4         KOH                                      90,061        56           1,605                                            249,25                  400,097
   5         Udara                                     0,895        28,951       0,031                                             0,179                    0,005
  Total                                                                                                                                             1.961.614,404
                                                     303,15                               307 ,15                                     307 ,15
       Panas keluar = N6Udara                            ∫
                                                     298,15
                                                              Cp dT + N7PHB                  ∫
                                                                                          298,15
                                                                                                    Cp dT + N7non-PHB                   ∫
                                                                                                                                      298,15
                                                                                                                                                Cp dT + N7Glu

        307 ,15                                307 ,15                                    307 ,15                                    307 ,15

          ∫                                      ∫                                          ∫                                          ∫
                                     7                                      7                                          7
                  Cp dT + N              Air             Cp dT + N              Na2HPO4             Cp dT + N              KH2PO 4             Cp dT +
        298,15                                 298,15                                     298,15                                     298,15

                               307 ,15                                    307 ,15                                307 ,15                            307 ,15
        N7MgSO4.7H2O             ∫
                               298,15
                                         Cp dT + N7FeCl3                    ∫
                                                                          298,15
                                                                                    Cp dT + N7CaCl2                ∫
                                                                                                                 298,15
                                                                                                                           Cp dT + N7CuSO4            ∫
                                                                                                                                                    298,15
                                                                                                                                                              Cp

                               307 ,15                                    307 ,15                                307 ,15

                                 ∫                                          ∫                                      ∫
                   7                                          7                                      7
       dT + N          CoCl2             Cp dT + N                NiCl2             Cp dT + N            CrCl2             Cp dT
                               298,15                                     298,15                                 298,15




       Tabel LB.5Perhitungan Panas Keluar pada Fermentor




                                                                                                                           Universitas Sumatera Utara
 6      Udara             0,895              28,951         0,031         0,323            0,009
        PHB            568,182              400.000       0.00157 4.845.767,347        6.883,194
        Non-PHB        179,426                  140         1,424     1.791,000        2.203,093
        Glukosa        189,229                  180        1,1668     3.429,743        3.602,406
        Air        1.098.267,10                  18   61.014,841        673,903   37.030.567,580
        Na2HPO4           0,160                 142       0.00125      1.262,25           1.4299
 7      KH2PO4            0,123                 136    0.0010041      1.118,700           1.0109
        MgSO4.7H2O        0,113                 246       0.00051     1.871,910           0.8621
        FeCl3             0,009                 162     5,66 E-05       928,350           0.0525
        CaCl2             0,007                 110     6,68 E-05       698,670           0.0464
        CuSO4            0,0001                 160     9,21 E-06       836,640          0.00077
        CoCl2            0,0001                 130     8,62 E-07       675,810          0.00058
        NiCl2            0,0001                 130     8,56 E-07       673,560          0.00057
        CrCl2         0,000023                  123     1,85 E-07       684,090          0.00013
Total                                                                             37.043.259,685
        Maka Qc,
        Qc    = Qin - Qout + Panas Reaksi
               = (1.961.614,404 – 37.043.259,685+ 29.853.683,021) kJ/jam
               = -5.227.962,260 kJ/jam

        Air pemanas yang diperlukan adalah :

                    Qc
        m=
            H(90°C) − H(34°C)
            5.227.962,260 kJ/jam
          =
            (376,92 − 139,11) kJ/kg
            5.227.962,260
          =                kg/jam
                237,81
          = 21.983,778 kg/jam
        Tabel LB.6 Neraca Panas Fermentor
           Komponen       Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
             Umpan          1.961.614,404         -
             Produk                     - 37.043.259,685
          Panas Reaksi     29.853.683,021
            Air Panas       5.227.962,260         -
              Total        37.043.259,685 37.043.259,685




        L.B. 2 Tangki Ekstraksi




                                                                Universitas Sumatera Utara
                                               303,15                                  303,15                        303,15
       Panas Masuk = N13PHB                      ∫
                                               298,15
                                                        Cp dT + N13Non-PHB                  ∫
                                                                                       298,15
                                                                                                 Cp dT + N13Air          ∫
                                                                                                                     298,15
                                                                                                                               Cp dT +

                          303,15                                303,15

                            ∫                                     ∫
         14                                          15
       N      Kloroform            Cp dT + N              Air            Cp dT
                          298,15                                298,15



       Tabel LB.7 Perhitungan Panas Masuk pada Tangki Ekstraksi
Alur   Komponen                   Massa       BM                                 N (kmol)               ∫Cp dT                    Q(kJ/jam)
                                   (kg)    (kg/kmol)
       PHB                         568,182   400.000                                 0,0014           2.692.092,971   3.823,997
13     Non-PHB                     179,426       140                                  1,281                 955,000   1.223,941
       Air                          15,257         18                                 0,848                 374,391     347,390
14     Kloroform                13.830,748     119,38                               115,855                 462,600 53.594,438
15     Air                       9.345,100         18                               519,019                 374,391 194.373,148
                                           Total                                                                    253.332,862


                                               333,15                                      333,15                        333,15

                                                 ∫                                           ∫                             ∫
                                    16                                      16                                16
       Panas Keluar = N                  PHB            Cpl dT + N               Non-PHB            Cpl dT + N     Air            Cpl dT +
                                               298,15                                      298,15                        298,15

                          333,15

       N16Kloroform         ∫
                          298,15
                                   Cpl dT




       Tabel LB.8 Perhitungan Panas Keluar pada Tangki Ekstraksi




                                                                                                         Universitas Sumatera Utara
Alur   Komponen       Massa         BM       N        ∫Cp dT                 Q(kJ/jam)
                       (kg)      (kg/kmol) (kmol)
       PHB             568,182     400.000 0,0014 18.844.650,800               26.767,979
       Non-PHB         179,426         140   1,424      6.658,000               8.567,591
16
       Air           9.360,357          18 854,691      2.620,733           1.362.883,398
       Kloroform 13.830,748         119,38 128,727      3.238,200             375.161,067
                                Total                                       1.773.330,035
        Panas yang dibutuhkan :
       Qc        = Qout – Qin
                 = (1.773.330,035 – 253.332,862) kJ/jam
                 = 1.519.997,173 kJ/jam

       Steam yang dibutuhkan adalah :
              Q
       m =
            H VL
                1.519.997,173 kJ/jam
            =
                    2.734,7 kJ/kg
            = 555,814 kg/jam

       Tabel LB.9 Neraca Panas Tangki Ekstraksi
            Komponen        Masuk (kJ/jam)     Keluar (kJ/jam)
             Umpan              253.332,862           -
             Produk               -               1.773.330,035
              Steam           1.519.997,173           -
              Total           1.773.330,035       1.773.330,035




       L.B.3 Vaporizer (VE-101)




                                                                  Universitas Sumatera Utara
                                          333,15                     333,15

       Panas masuk = N21Kloroform           ∫
                                          298,15
                                                   Cpl dT + N21Air     ∫
                                                                     298,15
                                                                              Cpl dT

       Tabel LB.10 Perhitungan Panas Masuk pada Tangki Vaporizer
Alur   Komponen        Massa         BM     N (kmol)    ∫Cp dT                                      Q(kJ/jam)
                        (kg)     (kg/kmol)
21     Kloroform     13.830,748      119,38   115,854 3.238,200                                       375.161,067
       Air           37.025,278          18 2.056,959 2.620,7335                                    5.390.743,689
                               Total                                                                5.765.904,756


                                          353,15                                                    353,15

                                            ∫      Cpl dT + ∆H vl Kloroform + N                       ∫
                         22                                                        23
       Panas keluar = N       Kloroform                                                 Kloroform            Cpl dT
                                          298,15                                                    298,15


       Tabel LB.11 Perhitungan Panas Keluar pada Tangki Vaporizer
Alur   Komponen        Massa         BM     N (kmol)                           ∫Cp dT                Q(kJ/jam)
                        (kg)     (kg/kmol)
22     Kloroform     13.830,748      119,38   115,854                          6.013,800          696.727,694
23     Air           37.025,278          18 2.056,959                          4.867,077       10.011.381,140
                               Total                                                           10.708.108,832

       Panas yang dibutuhkan :
       Qc     = Qout – Qin + ∆H vl Kloroform
              = (10.708.108,832 – 2.656.763,656 + 29,470) kJ/jam
              = 4.942.233,547 kJ/jam




       Steam yang dibutuhkan adalah :




                                                                                   Universitas Sumatera Utara
               Q
       m =
              H VL
              4.942.233,547 kJ/jam
          =
                 2.734.7 kJ/kg
          = 1.807,217 kg/jam
       Tabel LB.12 Neraca Panas Tangki Vaporizer
         Komponen             Masuk (kJ/jam)                 Keluar (kJ/jam)
          Umpan                 5.765.904,756                       -
          Produk                    -                         10.708.108,832
         ∆H vl Kloroform                                               29,470
           Steam                    4.942.233,547                     -
           Total                   10.708.138,302                10.708.138,302

       L.B.4 Spray Dyer (SPD-101)




                                        303,15                            303,15                         303,15

                                          ∫                                 ∫                              ∫
                             24                            13                                 13
       Panas Masuk = N            PHB            Cp dT + N      Non-PHB            Cp dT + N       Air            Cp dT
                                        298,15                            298,15                         298,15



       Tabel LB.13 Perhitungan Panas Masuk pada Spray Dryer
Alur   Komponen            Massa                  BM      N (kmol)     ∫Cp dT                                     Q(kJ/jam)
                            (kg)               (kg/kmol)
       PHB                 568,182                400.000    0,0014 2.692.092,971                                   3.823,997
24     Non-PHB               11,595                   140     0,083   850.134,622                                      79,094
       Air                   11,832                    18     0,657       374,391                                     246,099
                                              Total                                                                 4.149,191


                                    333,15                            333,15

       Panas Keluar = N25PHB             ∫
                                    298,15
                                                 Cp dT + N25Non-PHB        ∫
                                                                      298,15
                                                                                   CpdT + ∆H vl Air

       Tabel LB.14 Perhitungan Panas Keluar pada Spray Dryer




                                                                                         Universitas Sumatera Utara
Alur   Komponen Massa (kg)            BM      N (kmol)      ∫Cp dT                Q(kJ/jam)
                                   (kg/kmol)
       PHB                 568,182    400.000    0,0014 51.149.766,440              72.655,949
25     Non-PHB              11,595        140    0,1498      7.113,419               4.675,888
                                   Total                                            74.158,737



       Panas yang dibutuhkan :
       Qc        = Qout – Qin + ∆H vl Air

                 = (74.158,737 - 4.149,191+ 40,6562) kJ/jam
                 = 70.050,203 kJ/jam


       Steam yang dibutuhkan adalah :
              Q
       m =
            H VL
                70.050,203 kJ/jam
            =
                  2.734,7 kJ/kg
            = 25,615 kg/jam


       Tabel LB.15 Neraca Panas Spray Dryer
            Komponen         Masuk (kJ/jam)      Keluar (kJ/jam)
             Umpan                 4.149,191            -
             Produk                -                  74.158,737
             ∆H vl Air             -                       40,656
              Steam                 70.050,203         -
              Total                 74.199,393        74.199,393




                                                                    Universitas Sumatera Utara
                                    LAMPIRAN C
            PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN


L.C.1 Tangki Penyimpanan Biomassa A. Eutrophus (V-101)
Fungsi                   : Menyimpan A. Eutrophus untuk kebutuhan 30 hari
Bentuk                   : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan Konstruksi         : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah                   : 1 unit
Kondisi Penyimpanan      : Temperatur        = 30°C
                            Tekanan          = 1 atm = 14,696 psia
Laju massa A. Eutrophus       = 662,216 kg/jam
Densitas A. Eutrophus         = 120 kg/m3
Kebutuhan perancangan         = 30 hari
Faktor Keamanan               = 20%
Perhitungan :
a. Volume bahan,
                           kg 24 jam
                  662,216      x        x30hari
                          jam 50 hari
      Vl        =
                            120kg / m 3
                = 18,542 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tiap tangki, Vt     = (1 + 0,2) x 3.973,295 m3
                              = 22,350 m3
b. Diameter dan tinggi Tangki
   - Volume tangki (Vt) :

           Vt =                                     Asumsi: Dt : Ht = 2: 3



                         3
           22,350 m3 =     πDt 3
                         4
           Dt = 2,663 m = 104,863 in
           Ht = 3,995 m




                                                           Universitas Sumatera Utara
c. Tebal shell tangki

                                                                       (Perry,1997)
                      -
       di mana:
       t = tebal shell (in)
       P = tekanan desain (psia)
       D = diameter dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 13700 psia                         (Peters et.al., 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                               (Peters et.al., 2004)
       C = faktor korosi         = 0,0125 in/tahun               (Peters et.al., 2004)
       n = umur tangki           = 10 tahun


       Volume bahan = 18,542 m3
       Volume tangki = 22,350 m3
                                         18,542 m3
       Tinggi larutan dalam tangki =               x3,995 m = 3,329 meter
                                         22,350 m3
       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik       =ρxgxh
                          = 120 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 3,329 m
                          = 3,915 kPa = 0,575 psia
       Faktor keamanan = 20 %
       Maka, Pdesain         = 1,2 x (14,696 psia + 0,575 psia) = 18,325 psia
       Tebal shell tangki:

                      -
                   18,325 psia x 104,863 in
       t=                                            + 10 tahun x 0,0125 in/tahun
            2 (13700 psia x 0,85 - 0,6 x 18,325 psia
       t = 0,207 in
       Maka tebal shell yang dibutuhkan        = 0,207 in = 0,527 cm
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in         (Brownell,1959)
d. Tebal tutup tangki
       Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in         (Brownell,1959)




                                                             Universitas Sumatera Utara
L.C.2 Tangki Amonium Sulfat (V-102)
Fungsi                    : menyimpan (NH4)2SO4 untuk kebutuhan 7 hari
Bentuk                    : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan Konstruksi          : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah                    : 1 unit
Kondisi Penyimpanan       : Temperatur           = 30°C
                              Tekanan            = 1 atm = 14,696 psia
Laju massa (NH4)2SO4             = 378,409 kg/jam
Densitas (NH4)2SO4               = 1770 kg/m3
Kebutuhan perancangan            = 30 hari
Faktor Keamanan                  = 20%
Perhitungan :
a. Volume bahan,
                               kg      jam
                    378,409       x 24      x7 hari
                              jam      hari
      Vl        =
                              1770 kg/m 3
                = 35,916 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tiap tangki, Vt        = (1 + 0,2) x 35,916 m3
                                 = 43,100 m3
b. Diameter dan tinggi Tangki
   - Volume tangki (Vt) :

           Vt =                                         Asumsi: Dt : Ht = 1: 3



                              3
           184,715 m3 =         πDt 3
                              4
           Dt = 2,635 m = 103,751 in
           Ht = 7,905 meter
c. Tebal shell tangki

                                                                         (Perry,1997)
                    -




                                                             Universitas Sumatera Utara
  di mana:
       t = tebal shell (in)
       P = tekanan desain (psia)
       D = diameter dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 13700 psia                          (Peters et.al., 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                                (Peters et.al., 2004)
       C = faktor korosi         = 0,0125 in/tahun                (Peters et.al., 2004)
       n = umur tangki           = 10 tahun


       Volume bahan = 35,916 m3
       Volume tangki = 43,100 m3
                                   35,916 m3
       Tinggi bahan dalam tangki =           x7,906 m = 6,588 meter
                                   43,200 m3
       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik       =ρxgxh
                          = 1770 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 6,588 m
                          = 114,279 kPa = 16,795 psia
       Faktor keamanan = 20 %
       Maka, Pdesain         = 1,2 x (14,696 psia + 16,795 psia) = 37,788 psia


       Tebal shell tangki:

                      -
                   37,788 psia x 103,751 in
       t=                                            + 10 tahun x 0,0125 in/tahun
            2 (13700 psia x 0,85 - 0,6 x 37,788 psia
       t = 0,293 in
       Maka tebal shell yang dibutuhkan       = 0,293 in = 0,746 cm
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in
       (Brownell,1959)
d. Tebal tutup tangki
       Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in                 (Brownell,1959)
L.C.3 Tangki Kalium Hidroksida (V-103)




                                                              Universitas Sumatera Utara
Fungsi                       : menyimpan KOH untuk kebutuhan 30 hari
Bentuk                       : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup datar
Bahan Konstruksi             : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah                       : 1 unit
Kondisi Penyimpanan          : Temperatur         = 30°C
                               Tekanan            = 1 atm = 14,696 psia
Laju massa KOH                    = 90,061 kg/jam
Densitas KOH                      = 2.044 kg/m3
Kebutuhan perancangan             = 30 hari
Faktor Keamanan                   = 20%
Perhitungan :
a. Volume bahan,
                              kg       jam
                    90,061        x 24      x30hari
                             jam       hari
      Vl        =
                              2.044 kg/m 3
                = 31,724 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tangki, Vt              = (1 + 0,2) x 31,724 m3
                                  = 38,069 m3
b Diameter dan tinggi Tangki
   - Volume tangki (Vt) :

           Vt =                                          Asumsi: Dt : Ht = 1: 3



                             3
           38,069 m3 =         πDt 3
                             4
           Dt = 2,528 m = 99,546 in
           Ht = 7,585 meter
c. Tebal shell tangki

                                                                          (Perry,1997)
                    -


    di mana:




                                                              Universitas Sumatera Utara
       t = tebal shell (in)
       P = tekanan desain (psia)
       D = diameter dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 13700 psia                           (Peters et.al., 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                                 (Peters et.al., 2004)
       C = faktor korosi         = 0,0125 in/tahun                 (Peters et.al., 2004)
       n = umur tangki           = 10 tahun


       Volume bahan              = 31,724 m3
       Volume tangki             = 38,069 m3

                                        31,724 m 3
       Tinggi bahan dalam tangki =                 x7,585 m = 6,321 meter
                                        38,069 m 3
       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik       =ρxgxh
                          = 2.044 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 6,321 m
                          = 126,621 kPa = 18,608 psia
       Faktor keamanan = 20 %
       Maka, Pdesain         = 1,2 x (14,696 psia + 18,608 psia) = 39,965 psia


       Tebal shell tangki:

                      -
                   39,965 psia x 99,546 in
       t=                                            + 10 tahun x 0,0125 in/tahun
            2 (13700 psia x 0,85 - 0,6 x 39,965 psia
       t = 0,296 in
       Maka tebal shell yang dibutuhkan        = 0,296 in = 0,752 cm
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in
       (Brownell,1959)
d. Tebal tutup tangki
       Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in                  (Brownell,1959)
L.C.4 Tangki Kloroform (V-104)
     Fungsi                 : Penyimpanan bahan baku kloroform (CHCl3)




                                                               Universitas Sumatera Utara
     Jenis                 : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
     Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 grade C
     Jenis sambungan : Double welded butt joints
     Kondisi operasi : Temperatur               = 30°C
                          Tekanan               = 1 atm = 14,696 psia
     Laju massa Kloroform                       = 13.830,75 kg/jam
     Densitas Kloroform                         = 1480 kg/m3
     Kebutuhan perancangan                      = 1 hari
     Faktor Keamanan                            = 20%
     Jumlah                                     = 1 unit
     Perhitungan
a. Volume bahan,
                    13.830,75 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari
     Vl         =
                                 1480 kg/m 3
                = 224,282 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tangki, Vt             = (1 + 0,2) x 224,282 m3
                                 = 269,139 m3
b. Diameter dan tinggi Tangki
     - Volume shell tangki (Vs) :

          Vs =                                          Asumsi: Ds : Hs = 4: 5

                     5
             Vs =      xπDs 3
                    16
   - Volume tutup tangki (Ve)
                                                        Asumsi: Ds : He = 4 : 1



   - Volume tangki (V)
             Vt = Vs + Ve
                  17
             V=      xπDs 3
                  48
                              17
             269,139 m 3 =       xπDs 3
                              48




                                                              Universitas Sumatera Utara
            Ds = 7,438 m = 292,816 in
            Hs = 9,297 m
c. Diameter dan tinggi tutup
   Diameter tutup = diameter tangki = 7,438 m
                           1
   Tinggi head, He =         x DS = 1,859 m
                           4
   Jadi total tinggi tangki, Ht = Hs + He = 11,156 m
d. Tebal shell tangki

                                                                            (Perry,1997)
                      -
       di mana:
       t = tebal shell (in)
       P = tekanan desain (psia)
       D = diameter dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 13700 psia                          (Peters et.al., 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                                (Peters et.al., 2004)
       C = faktor korosi         = 0,0125 in/tahun                (Peters et.al., 2004)
       n = umur tangki           = 10 tahun


       Volume larutan = 224,282 m3
       Volume tangki = 269,139 m3

                                     224,282 m 3
       Tinggi larutan dalam tangki =             x 11,156 m = 9,297 meter
                                     269,139 m 3
       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik       =ρxgxh
                          = 1480 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 9,297 m
                          = 134,843 kPa = 19,816 psia


       Faktor keamanan = 20 %
       Maka, Pdesain         = 1,2 x (14,696 psia + 19,816 psia) = 7,902 psia
       Tebal shell tangki:




                                                              Universitas Sumatera Utara
                   -

                              -


         Maka tebal shell yang dibutuhkan      = 1,1086 in = 0,569 cm
         Maka tebal shell standar yang digunakan = 1 1/4 in          (Brownell,1959)
e. Tebal tutup tangki
         Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.
         Maka tebal shell standar yang digunakan = 11/4 in          (Brownell,1959)


L.C.5 Tangki Pencuci (V-105)
Fungsi                    : Tempat untuk pencucian biomassa
Jenis                     : Continuous Stirred Tank
Bentuk                    : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
Bahan Konstruksi          : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah                    : 1 unit
Kondisi Operasi           : Temperatur         = 30°C
                              Tekanan          = 1 atm = 14,696 psia
              Tabel LC.1 Komposisi bahan masuk ke tangki pencuci (V-105)
        Bahan             Laju alir (kg/jam)      ρ (kg/m3)     Volume (m3/jam)
        PHB                        568,182         1.200              0,473
        Non-PHB                    179,426         1.110              0,161
        Air                       18.690,200       1.000           18.690,200
        Jumlah                    19.453,065                         19,341


        Laju massa = 19.453,065 kg/jam
                              19.453,065 kg/jam
        ρ Camp =          =                         = 1.005,815 kg/m3
                                19,341 kg/jam

Kebutuhan perancangan              = 1 jam
Faktor Keamanan                    = 20%
Perhitungan :




                                                              Universitas Sumatera Utara
a. Volume bahan,


      Vl   =
                 = 19,341 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tiap tangki, Vt      = (1 + 0,2) x 19,341 m3
                               = 23,209 m3
b. Diameter dan tinggi Tangki
   - Volume shell tangki (Vs) :

           Vs =                                    Asumsi: Ds : Hs = 1: 1



    - Volume tutup tangki (Ve)
                                                   Asumsi: Ds : He = 4 : 1



    - Volume tangki (V)
           Vt = Vs + Ve




               Ds = 1,139 m = 44,849 in
               Hs = 1,139 m
c. Diameter dan tinggi tutup
   Diameter tutup = diameter tangki = 1,139 m
                         1
   Tinggi head, He =       x DS = 0,285 m
                         4
   Jadi total tinggi tangki, Ht = Hs + He = 1,424 m
d. Tebal shell tangki

                                                                   (Perry,1997)
                   -


  di mana:




                                                         Universitas Sumatera Utara
       t = tebal shell (in)
       P = tekanan desain (psia)
       D = diameter dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 13700 psia                         (Peters et.al., 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                               (Peters et.al., 2004)
       C = faktor korosi        = 0,0125 in/tahun                (Peters et.al., 2004)
       n = umur tangki          = 10 tahun


       Volume larutan = 19,341 m3
       Volume tangki = 23,209 m3

       Tinggi larutan dalam tangki =                           = 1,187 meter

       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik     =ρxgxh
                        = 1.005,815 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 1,187 m
                        = 11.696,53 kPa = 1,719 psia
       Faktor keamanan = 20 %
       Maka, Pdesain         = 1,2 x (14,696 psia + 1,719 psia) = 19,698 psia


       Tebal shell tangki:

                  -

                                    -
      t = 0,128 in
       Maka tebal shell yang dibutuhkan       = 0,128 in = 0,326 cm
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in
       (Brownell,1959)


e. Tebal tutup tangki
       Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in             (Brownell,1959)
f. Perancangan Sistem Pengaduk




                                                            Universitas Sumatera Utara
Jenis pengaduk : High efficiency impeller
Untuk impeller standar (Geankoplis, 2003), diperoleh :
Da/Dt = 1/3   ; Da = 1/3 x 1,139 m = 0,379 m
L/Da = 1/4    ; L = 1/4 x 0,379 m = 0,09475 m
W/Da = 1/5    ; W = 1/5 x 0,379 m= 0,0758 m
J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 1,139 m = 0,0949 m
Dimana:
Dt = diameter tangki
Da = Diameter impeller
L = panjang blade pada turbin
W = lebar blade pada turbin
J = lebar baffle
Kecepatan pengadukan, N = 0,5 putaran/detik
Densitas campuran = 1.005,815 kg/m3
Viskositas campuran μc (pada 30oC):
Viskositas larutan pada 30 0C adalah 0,8146 cp
Viskositas slurry pada 30oC didekati melalui persamaan berikut

                                                                (Perry,1997)
          -
C=1

Qs =                          = 0,0244


              –
μc = 0,867 cP = 0,000867 kg/m s
Bilangan Reynold,

NRe =              =                             = 83.555,915

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
                                                         (Geankoplis, 2003)
Berdasarkan fig 3.4-5 Geankoplis (2003), untuk High efficiency impeller
(kurva 6) dan NRe = 60.694,0451, maka diperoleh Np = 0,4




                                                   Universitas Sumatera Utara
         P = 0,4 .(0,1)3.( 0,397)5.( 1.005,815)
              = 0,397 hp
         Efisiensi motor penggerak = 80%
         Daya motor penggerak = 0,397 hp / 0,8 = 0,496 hp
         Maka dipilih daya motor dengan tenaga 1/2 hp.


L.C.6 Tangki Ekstraksi (V-106)
Fungsi                : Tempat mengekstraksi PHB dari sel bakteri A. Eutrophus
Jenis                 : Continuous Stirred Tank Reactor
Bentuk                : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade A
Jumlah                : 1 unit
Kondisi Operasi        : Temperatur          = 60°C
                           Tekanan           = 1 atm = 14,696 psia


              Tabel LC.2 Komposisi bahan masuk ke tangki ekstraksi (V-106)
        Bahan                 Laju alir (kg/jam)      ρ (kg/m3)      Volume (m3/jam)
        PHB                       568,182               1200              8,9879
        Non-PHB                   179,426               1110              6,8686
        Kloroform                13.830,100             1480              6,4504
        Air                      9.345,197              1000              9,350


        Laju massa = 23.938,065 kg/jam

        ρ Camp =             =                        = 1.237,739 kg/m3

Kebutuhan perancangan                = 1 jam
Faktor Keamanan                      = 20%




Perhitungan :
a. Volume bahan,




                                                                  Universitas Sumatera Utara
      Vl      =

              = 19,340 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tiap tangki, Vt      = (1 + 0,2) x 19,340 m3
                               = 23,208 m3
b. Diameter dan tinggi Tangki
   - Volume shell tangki (Vs) :

           Vs =                                    Asumsi: Ds : Hs = 2: 3



    - Volume tutup tangki (Ve)
                                                   Asumsi: Ds : He = 4 : 1



    - Volume tangki (V)
           Vt = Vs + Ve




           Ds = 1,165 m = 45,892 in
           Hs = 1,748 m
c. Diameter dan tinggi tutup
   Diameter tutup = diameter tangki = 1,165 m
                        1
   Tinggi head, He =      x DS = 0,291 m
                        4
   Jadi total tinggi tangki, Ht = Hs + He = 2,039 m
d. Tebal shell tangki

                                                                 (Perry,1997)
                  -


      di mana:
       t = tebal shell (in)




                                                         Universitas Sumatera Utara
       P = tekanan desain (psia)
       D = diameter dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 13700 psia                           (Peters et.al., 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                                 (Peters et.al., 2004)
       C = faktor korosi         = 0,0125 in/tahun                 (Peters et.al., 2004)
       n = umur tangki           = 10 tahun


       Volume larutan = 19,340 m3
       Volume tangki = 23,208 m3

       Tinggi larutan dalam tangki =                          = 1,699 meter

       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik       =ρxgxh
                          = 1.237,739 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 1,699 m
                          = 20,619 kPa = 3,030 psia
       Faktor keamanan = 20 %
       Maka, Pdesain         = 1,2 x (14,696 psia + 3,030 psia) = 21,271 psia


       Tebal shell tangki:

                      -

                                     -                                                     t

       = 0,131 in
       Maka tebal shell yang dibutuhkan        = 0,131 in = 0,332 cm
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in              (Brownell,1959)
e. Tebal tutup tangki
       Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.
   Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in                 (Brownell,1959)




f. Perancangan Sistem Pengaduk
       Jenis pengaduk : turbin impeller daun enam




                                                            Universitas Sumatera Utara
Untuk turbin standar (Geankoplis, 2003), diperoleh :
Da/Dt = 1/3       ; Da = 1/3 x 1,165 m = 0,388 m
L/Da = 1/4        ; L = 1/4 x 0,388 m = 0,097 m
W/Da = 1/5        ; W = 1/5 x 0,388 m= 0,077 m
J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 1,165 m = 0,032 m
Dimana:
Dt = diameter tangki
Da = Diameter impeller
L = panjang blade pada turbin
W = lebar blade pada turbin
J = lebar baffle
Kecepatan pengadukan, N = 3,3 putaran/detik
Densitas campuran = 1.237,739 kg/m3
Viskositas campuran μc (pada 60oC):
Viskositas larutan pada 60 0C adalah 0,5 cp
Viskositas slurry pada 60oC didekati melalui persamaan berikut

                                                              (Perry,1997)
          -
C=1

Qs =                          = 0,0244


              –
μc = 0,5589 cP = 0,00055 kg/m s
Bilangan Reynold,

NRe =               =                              = 1.721,446

                                                          (Geankoplis, 2003)
Berdasarkan fig 3.4-5 Geankoplis (2003), untuk flat six blade turbine (kurva
1) dan NRe = 1.721,446, maka diperoleh Np = 5
P = 5 (3,3)3.(0,388)5.(1.237,739)
  = 2.029,879 W = 2,722 hp




                                                      Universitas Sumatera Utara
      Efisiensi motor penggerak = 80%
      Daya motor penggerak = 2,722 hp / 0,8 = 3,403 hp
      Maka dipilih daya motor dengan tenaga 3 1/2 hp.
g. Menghitung Jaket Pemanas
      Jumlah steam (130oC) = 699,267 kg/jam
      Densitas steam           = 5,16 kg/m3

      Laju alir steam (Qs) =                     = 135,517 m3/jam

      Diameter dalam jaket (d)         = diameter dalam + (2 x tebal dinding )
                                       = (45,892) + 2 (0,131)
                                       = 46,153 in
                                       = 1,172 m
      Tinggi jaket = tinggi reaktor = 1,748 m
      Asumsi tebal jaket = 5 in
      Diameter luar jaket (D) = 46,153 in + ( 2 x 5 )in
                                   = 56,153 in
                                   = 1,426 m
      Luas yang dilalui steam ( A )
             π               π
      A=                 =     (1,4262 – 1,1722) = 0,519 m2
             4               4
      Kecepatan superficial steam ( v )

      v=


      Tebal dinding jaket ( tj )
      Bahan Stainless Steel Plate tipe SA-340
      PHidrostatis     =ρxgxh
                       = 5,16 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 1,748 m
                       = 0,103 kPa = 0,0149 psia
      Pdesign = 1,2 x (0,0149 psia + 14,696 psia) = 17,653




                                                           Universitas Sumatera Utara
          -

                              -


      Dipilih tebal jaket standar = 1/4 in


L.C.7 Tangki Pengendapan (V-107)
     Fungsi               : Untuk tempat mengendapkan PHB
     Jenis                : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup datar
     Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 grade C
     Jenis sambungan : Double welded butt joints
     Kondisi operasi : Temperatur                = 60°C
                         Tekanan                 = 1 atm
     Laju massa campuran                         = 51.435,804 kg/jam
     Densitas campuran                           = 1.063,451 kg/m3
     Kebutuhan perancangan                       = 1 hari
     Faktor Keamanan                             = 20%
     Jumlah                                      = 2 unit
     Perhitungan
c. Volume bahan,
                    51.435,804 kg/jam x 24 jam/hari x 1hari
     Vl       =
                               1.063,451 kg/m 3
              = 1.160,805 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tiap tangki, Vt         = 0,5(1 + 0,2) x 1.160,805 m3
                                  = 696,483 m3
d. Diameter dan tinggi Tangki
   Volume shell tangki (Vs);
   Vs = 1 πDi 2 H
        4

   Direncanakan :       - diameter silinder : tinggi tangki; Ds : Hs = 1 : 1




                                                             Universitas Sumatera Utara
   Volume shell tangki (Vs) :
              Vs = 1 πDs 2 H
                   4


              Vs = 1 πDs 3
                   4

                      Ds = 9,609 m
                      H = 9,609 m
e. Diameter dan tinggi tutup
   Diameter tutup = diameter tangki = 9,609 m
f. Tebal shell tangki
                P.R
       t=               + n.c                                  (Brownell,1959)
              SE − 0,6P
       di mana:
       t = tebal shell (in)
       P = tekanan desain (psi)
       R = jari-jari dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 94500 kPa                         (Timmerhaus, 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                              (Timmerhaus, 2004)
       C = faktor korosi            = 0,125 in/tahun            (Brownell,1959)
       n = umur tangki              = 10 tahun
                                           580,403
       Tinggi cairan dalam tangki =                x 9,609 m = 8,007 m
                                           696,483
       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik     =ρxgxh
                        = 1.063,451 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 8,007 m
                        = 83,453 kPa = 12,264 psia
       Faktor keamanan = 20 %
       Maka, Pdesain           = 1,2 x (14,696 psia + 12,264 psia) = 32,352 psia
       Tebal shell tangki:

          -

                                -


       Maka tebal shell yang dibutuhkan           = 1,654 in = 0,651 cm




                                                              Universitas Sumatera Utara
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1 3/4 in             (Brownell,1959)
e. Tebal tutup tangki
       Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 13/4 in          (Brownell,1959)


L.C.8 Tangki Penampung Kloroform Bekas (V-108)
     Fungsi                : Penampung kloroform (CHCl3) keluaran Vaporizer.
     Jenis                 : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
     Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-283 grade C
     Jenis sambungan : Double welded butt joints
     Kondisi operasi : Temperatur              = 30°C
                          Tekanan              = 1 atm = 14,696 psia
     Laju massa Kloroform                      = 13.830,75 kg/jam
     Densitas Kloroform                        = 1480 kg/m3
     Kebutuhan perancangan                     = 1 hari
     Faktor Keamanan                           = 20%
     Jumlah                                    = 1 unit
     Perhitungan
g. Volume bahan,
                    13.830,75 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari
     Vl        =
                                 1480 kg/m 3
               = 224,282 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tangki, Vt            = (1 + 0,2) x 224,282 m3
                                = 269,139 m3
h. Diameter dan tinggi Tangki
     - Volume shell tangki (Vs) :

          Vs =                                         Asumsi: Ds : Hs = 4: 5

                     5
             Vs =      xπDs 3
                    16
    - Volume tutup tangki (Ve)
                                                       Asumsi: Ds : He = 4 : 1




                                                              Universitas Sumatera Utara
    - Volume tangki (V)
            Vt = Vs + Ve
                  17
            V=       xπDs 3
                  48
                              17
            269,139 m 3 =        xπDs 3
                              48
            Ds = 7,438 m = 292,816 in
            Hs = 9,297 m
c. Diameter dan tinggi tutup
   Diameter tutup = diameter tangki = 7,438 m
                          1
   Tinggi head, He =        x DS = 1,859 m
                          4
   Jadi total tinggi tangki, Ht = Hs + He = 11,156 m
d. Tebal shell tangki

                                                                 (Perry,1997)
                      -
       di mana:
       t = tebal shell (in)
       P = tekanan desain (psia)
       D = diameter dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 13700 psia                   (Peters et.al., 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                         (Peters et.al., 2004)
       C = faktor korosi         = 0,0125 in/tahun         (Peters et.al., 2004)
       n = umur tangki           = 10 tahun


       Volume larutan = 224,282 m3
       Volume tangki = 269,139 m3

                                     224,282 m 3
       Tinggi larutan dalam tangki =             x 11,156 m = 9,297 meter
                                     269,139 m 3


       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik       =ρxgxh




                                                       Universitas Sumatera Utara
                         = 1480 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 9,297 m
                         = 134,843 kPa = 19,816 psia


         Faktor keamanan = 20 %
         Maka, Pdesain         = 1,2 x (14,696 psia + 19,816 psia) = 7,902 psia
         Tebal shell tangki:

           -

                                         -


         Maka tebal shell yang dibutuhkan        = 1,1086 in = 0,569 cm
   Maka tebal shell standar yang digunakan = 1 1/4 in               (Brownell,1959)
e. Tebal tutup tangki
         Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.
   Maka tebal shell standar yang digunakan = 11/4 in             (Brownell,1959)


L.C.9 Gudang Produk PHB (V-109)
Fungsi                    : Tempat penyimpanan PHB selama 7 hari
Bentuk                    : Prisma segi empat beraturan
Bahan konstruksi          : Beton
Kondisi penyimpanan : Temperatur = 30 0C
                               Tekanan       = 1 atm
                Tabel LC.3 Komposisi bahan masuk ke gudang produk
     Bahan                 Laju alir (kg/jam)      ρ (kg/m3)     Volume (m3/jam)
     PHB                          568,182              1.200           0,473
     Non-PHB                       11,595              1.110           0,010
     Jumlah                       579,777                              0,484




 Produk                           = 579,777 kg/jam
                                  = 579,777 kg/jam × 24 jam/hari × 7 hari
                                  = 97.402,536 kg




                                                               Universitas Sumatera Utara
                                   97.402,536 kg
    Volume Produk             =                   = 81,300 m3
                                  1.198,057 kg/m3
    Faktor kelonggaran        = 100 %
    Volume gudang             = 2 × 81,300 m3
                              = 162,600 m3
    Gudang direncanakan berukuran : panjang (p) = lebar (l) = 1,5 x tinggi (t)
    Volume gudang (V)         = p×l×t
                              = 1,5t × 1,5t × t
                              = 2,25 t3
                                  3
    Tinggi gudang (t)         =       V

                                      162,600
                              =   3
                                        2,25
                              = 4,165 m
   Panjang gudang (p) = lebar gudang (l) = 1,5 x Tinggi gudang (t) = 6,248 m


L.C.10 Fermentor (R-101)
     Fungsi             : Tempat terjadi reaksi sintesis glukosa menjadi PHB
     Bentuk             : Silinder tegak dengan alas datar tanpa tutup
     Bahan konstruksi: Carbon Steel SA-283 grade C
     Jenis sambungan : Double welded butt joints
     Kondisi operasi : -Temperatur              = 34°C
                         - Tekanan              = 1 atm = 14,696 psia
     Laju massa masuk                           = 96.309,299 kg/jam
     Faktor Keamanan                            = 20%
     Jumlah                                     = 50 unit




               Tabel LC.4 Komposisi bahan masuk ke fermentor
      Bahan             Laju alir (kg/jam)       ρ (kg/m3)    Volume (m3/jam)
      Udara                            0,895       0.00116               771,552




                                                             Universitas Sumatera Utara
      A. Eutrophus                 662,216       1.200              0,55185
      Na2HPO4                      160,824       1.000              0,16082
      KH2PO4                       122,983       2.338               0.0526
      MgSO4 7H2O                   113,523       1.680              0,06757
      C6H12O6                    1.892,298       1.540              1,22876
      FeCl3                          9,176       2.898              0,00317
      CaCl                           7,379       2.150              0,00343
      CuSO4                          0,147       3.603              4,1E-05
      CoCl2                          0,112       3.356              3,3E-05
      NiCl2                          0,111       3.550              3,1E-05
      CrCl2                          0,023       2.900              7,9E-06
      KOH                           90,061       2.044              0,04406
      (NH4)2SO4                    378,409       1.679              0,22538
      H2O                       92.872,037       1.000               92,872
      Jumlah                    96.309,299                           95,209

      Densitas campuran umpan masuk ke dalam fermentor

      ρ Camp =          =                    = 1.011,548 kg/m3

Kebutuhan perancangan        = 1 jam
Faktor Keamanan              = 20%
Perhitungan :
a. Volume bahan,


      Vl        =

                = 1,904 m3
   Faktor kelonggaran 20%
   Volume tiap tangki, Vt    = [(1 + 0,2) x 1,904 m3}
                             = 2,285 m3
b. Diameter dan tinggi Tangki
   - Volume shell tangki (Vs) :

           Vs =                                   Asumsi: Ds : Hs = 2: 3



    - Volume tutup tangki (Ve)
                                                  Asumsi: Ds : He = 1 : 4




                                                         Universitas Sumatera Utara
    - Volume tangki (V)
            Vt = Vs + Ve




            Ds = 0,538 m = 21,191 in
            Hs = 0,807 m
c. Diameter dan tinggi tutup
   Diameter tutup = diameter tangki = 0,538 m
                          1
   Tinggi head, He =        x DS = 0,135 m
                          4
   Jadi total tinggi tangki, Ht = Hs + He = 0,942 m
d. Tebal shell tangki

                                                         (Perry, 1997)
                      -
       di mana:
       t = tebal shell (in)
       P = tekanan desain (psia)
       D = diameter dalam tangki (in)
       S = allowable stress = 13700 psia                  (Peters et.al., 2004)
       E = joint efficiency = 0,85                        (Peters et.al., 2004)
       C = faktor korosi       = 0,0125 in/tahun          (Peters et.al., 2004)
       n = umur tangki         = 10 tahun


       Volume larutan = 1,904 m3
       Volume tangki = 2,285 m3

       Tinggi larutan dalam tangki =                   = 0,785 meter



       Tekanan Hidrosatatik :
       PHidrostatik       =ρxgxh




                                                      Universitas Sumatera Utara
                       = 1.011,567 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,785 m
                       = 7,781 kPa = 1,143 psia
       Faktor keamanan = 20 %
       Maka, Pdesain         = 1,2 x (14,696 psia + 1,143 psia) = 19,007 psia


       Tebal shell tangki:

                 -

                                     -


       Maka tebal shell yang dibutuhkan       = 0,126 in = 0,320 cm
       Maka tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in           (Geankoplis, 2003)
e.   Perancangan Sistem Pengaduk
       Jenis pengaduk : paddle daun dua, tiga tingkat
       Untuk impeller bertingkat (Walas,1990), diperoleh :
       W/Dt = 1/12 ; W = 1/12 x 0,538 m = 0,045 m
       0,3 ≤ Da/Dt ≤ 0,6        untuk Da/Dt = 0,3 ; Da = 0,3 x 0,538 m = 0,161 m
       l/Da = 1/8 ; l = 1/8 x 0,161 m = 0,020 m
       Sbottom / H= 2/12 ;      Sbottom= 2/12 x 0,785 = 0,130 m
       Smid / H= 5/12 ;         Smid= 5/12 x 0,785 = 0,327 m
       Stop /H = 8/12 ;         Stop= 8/12 x 0,785= 0,523 m
       Dimana:
       Dt      = Diameter tangki
       Da      = Diameter impeller
       l       = Lebar impeller
       S       = Jarak antar impeller
       W       = Lebar baffle
       H       = Tinggi Larutan
       Kecepatan pengadukan, N = 0,33 putaran/detik
       Densitas campuran = 1.011,567 kg/m3
       Viskositas campuran μc (pada 30oC):
       Viskositas larutan pada 30 0C adalah 0,55 cp




                                                            Universitas Sumatera Utara
Viskositas slurry pada 30oC didekati melalui persamaan berikut:

                                                                (Perry, 1997)
                -
       C=1

       Qs =                           = 0,007


                     –
       μc = 0,545 cP = 0,000545 kg/m s


       Bilangan Reynold,

       NRe =             =                             = 16.129,958

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
                                                               (Geankoplis, 2003)
       Berdasarkan fig 10.5c Walas (1990), untuk two blade paddle, four baffles
       (kurva 10) dan NRe = 16.129,958, maka diperoleh Np = 3
       P = 3 .(0,33)3.(0,161)5.(1102,1) 2
          = 0,0246 W = 3,3E-05 hp
       Efisiensi motor penggerak = 80%
       Daya motor penggerak = 3,3E-05 hp / 0,8 = 4,1E-05 hp
       Maka dipilih daya motor dengan tenaga 1/4 hp.
f. Menghitung Jaket Pemanas
       Jumlah air pemanas (90oC) = 21.983,778 kg/jam
       Jumlah air pemanas/unit = 21.983,778 kg/jam/50 unit = 439,675 kg/jam
       Densitas air pemanas   = 965,34 kg/m3

       Laju alir air pemanas (Qw) =                  = 0,455 m3/jam

       Diameter dalam jaket (d)       = diameter dalam + (2 x tebal dinding )
                                      = (21,191) + 2 (0,126)
                                      = 21,442 in
                                      = 0,545 m




                                                          Universitas Sumatera Utara
Tinggi jaket = tinggi reaktor = 0,942 m
        Asumsi tebal jaket = 5 in
Diameter luar jaket (D) = 21,442 in + ( 2 x 5 )in
                                     = 31,443 in
                                     = 0,798 m
Luas yang dilalui steam ( A )
               π                 π
        A=                   =     (0,7982 – 0,5452) = 0,268 m2
               4                 4
Kecepatan air pendingin ( v )

        v=

Tebal dinding jaket ( tj )
        Bahan Stainless Steel Plate tipe SA-340
        PHidrostatis       =ρxgxh
                           = 965,34 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,807 m
                           = 7,638 kPa = 1,108 psia
        Pdesign = 1,2 x (1,108 psia + 14,696 psia) = 18,964 psia

                       -

                                       -


Dipilih tebal jaket standar = 1/4 in




L.C.11 Pompa Bahan CHCl3 (E-101)




                                                             Universitas Sumatera Utara
Fungsi                      : memompa CHCl3 ke tangki ekstraksi (V-106)
Jenis                       : Pompa sentrifugal
Bahan Konstruksi            : commercial steel
Jumlah                      : 1 unit
Kondisi Operasi             : Temperatur = 30°C
Laju massa CHCl3            = 13.830,748 kg/jam = 8,467 lbm/s
Densitas CHCl3              = 1480 kg/m3 = 92,393 lbm/ft3
Viskositas CHCl3            = 0,5 cp = 0,00037 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik,
Q           = 9,345 m3/jam = 0,092 ft3/s
            Desain pompa:
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                            (Geankoplis, 2003)
            = 3,9 (0,092 ft3/s)0,45(92,393 lbm/ft3)0,13
            = 2,396 in
            Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal                         : 2 1/2 in
Schedule number                        : 40
Diameter Dalam (ID)                    : 2,469 in = 0,206 ft = 0,062 m
Diameter Luar (OD)                     : 2,857 in = 0,239 ft
Inside sectional area                  : 0,033 ft2

            Kecepatan linier, v =       =             = 2,759 ft/s

Bilangan Reynold:

NRe =



        =

        = 141.903,967
Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc =0,55               -




                                                                     Universitas Sumatera Utara
                            = 0,55 (1-0)

                            = 0,0651 ft.lbf/lbm

2 elbow 90° :              hf = n.Kf.           =2 (0,75)              = 0,1775 ft.lbf/lbm


1 check valve:             hf = n.Kf.           = 1 (2)             = 0,2366 ft.lbf/lbm


Pipa lurus 20 ft:         Ff       = 4f             = 4 (0,01068)

                                   = 0,221 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit:         hex     =      -               = (1-0)

                                   = 0,1183 ft.lbf/lbm
Total friction loss :      ∑ F = 0,8184 ft.lbf/lbm
        Dari persamaan Bernoulli:
                                          -
                -              -                 Σ F + Ws =0

(Geankoplis,2003)
dimana: v1 = v2
tinggi pemompaan ∆Z = 45 ft

maka:

                                              Ws = 45,818 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, η= 80 %
         Ws      = η × Wp
     45,818      = 0,8 × Wp
          Wp = 57,273 ft.lbf/lbm
Daya pompa: P        = m × Wp
                     = 8,467 lbm / s x 57,273 ft.lbf/lbm

                     = 12,1236 ft. lbf/s .

                     = 0,881 hp




                                                                    Universitas Sumatera Utara
Maka dipilih pompa dengan daya motor 1 hp.
L.C.12 Pompa Campuran Hasil Fermentasi (E-102)
Fungsi                   : memompa campuran hasil fermentasi ke disk centrifuge
                          (CF-101)
Jenis                    : Pompa slurry
Bahan Konstruksi : commercial steel
Jumlah                   : 10 unit
Kondisi Operasi : Temperatur                 = 34°C
Laju massa campuran = 9.637,090 kg/jam = 5,900 lbm/s
Densitas campuran            = 1011,55 kg/m3 = 63,132 lbm/ft3
Viskositas campuran = 0,8007 cp = 0,00053 lbm/ft.s


Laju alir volumetrik,
Q           = 9,527 m3/jam = 0,0934 ft3/s
            Desain pompa:
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                         (Geankoplis, 2003)
            = 3,9 (0,0934 ft3/s)0,45(63,132 lbm/ft3)0,13
            = 2,300 in
            Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal                       : 2 1/2 in
Schedule number                      : 40
Diameter Dalam (ID)                  : 2,469 in = 0,206 ft = 0,062 m
Diameter Luar (OD)                   : 2,857 in = 0,239 ft
Inside sectional area                : 0,033 ft2

Kecepatan linier, v =         =                   = 2,8132 ft/s

Bilangan Reynold:

NRe =



        =

        = 67.918,433




                                                                  Universitas Sumatera Utara
Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc          =0,55       -

                                   = 0,55 (1-0)
                                   = 0,1352 ft.lbf/lbm

1 elbow 90° :             hf       = n.Kf.          = 1 (0,75)             = 0,092 ft.lbf/lbm

1 check valve:            hf       = n.Kf.         = 1 (2)              = 0,2459 ft.lbf/lbm


Pipa lurus 20 ft:         Ff       = 4f              = 4 (0,0048)

                                   = 0,2295 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit:         hex     =      -              = (1-0)
                               = 0,1229 ft.lbf/lbm
Total friction loss :      ∑ F = 0,8260 ft.lbf/lbm
        Dari persamaan Bernoulli:
                                          -
                 -             -                   Σ F + Ws =0

(Geankoplis,2003)
dimana: v1 = v2
tinggi pemompaan ∆Z = 45 ft

maka:

                                              Ws = 45,8260 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, η= 80 %
         Ws      = η × Wp
     45,8260 = 0,8 × Wp
         Wp      = 57,282 ft.lbf/lbm
Daya pompa: P        = m × Wp
                     = 5,900 lbm / s x 57,282 ft.lbf/lbm

                     = 337,969 ft. lbf/s .




                                                                    Universitas Sumatera Utara
                         = 0,6144 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 3/4 hp.
L.C.13 Pompa Campuran Air dan Biomassa (E-103)
Fungsi                      : memompa campuran ke disk centrifuge (CF-102)
Jenis                       : Pompa slurry
Bahan Konstruksi            : commercial steel
Jumlah                      : 1 unit
Kondisi Operasi             : Temperatur = 30°C
Laju massa campuran = 19.453,065 kg/jam = 11,909 lbm/s
Densitas campuran           = 1.005,816 kg/m3 = 62,774 lbm/ft3
Viskositas campuran = 0,8 cp = 0,00053 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik,
Q           = 19,341 m3/jam = 0,189 ft3/s
            Desain pompa:
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                         (Geankoplis, 2003)
            = 3,9 (0,189 ft3/s)0,45(62,774 lbm/ft3)0,13
            = 3,161 in
            Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal                         : 3 1/2 in
Schedule number                        : 40
Diameter Dalam (ID)                    : 3,548 in = 0,295 ft = 0,090 m
Diameter Luar (OD)                     : 4 in = 0,333 ft
Inside sectional area                  : 0,0687 ft2

Kecepatan linier, v =        =                  = 2,762 ft/s

Bilangan Reynold:

NRe =



        =

        = 95.348,753
Friction loss:




                                                                 Universitas Sumatera Utara
1 Sharp edge entrance: hc          =0,55       -

                                   = 0,55 (1-0)

                                   = 0,1303 ft.lbf/lbm

1 elbow 90° :             hf       = n.Kf.          = 1 (0,75)             = 0,088 ft.lbf/lbm


1 check valve:            hf       = n.Kf.         = 1 (2)              = 0,2370 ft.lbf/lbm


Pipa lurus 20 ft:         Ff       = 4f              = 4 (0,005)

                                   = 0,160 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit:        hex      =      -              = (1-0)

                                   = 0,1185 ft.lbf/lbm
Total friction loss :     ∑ F = 0,7351 ft.lbf/lbm
        Dari persamaan Bernoulli:
                                          -
                -              -                   Σ F + Ws =0

(Geankoplis,2003)
dimana: v1 = v2
tinggi pemompaan ∆Z = 45 ft

maka:

                                              Ws = 45,7351 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, η= 80 %
         Ws      = η × Wp
     45,7351 = 0,8 × Wp
          Wp = 57,1689 ft.lbf/lbm
Daya pompa: P        = m × Wp
                     = 11,909 lbm / s x 57,1689 ft.lbf/lbm




                                                                   Universitas Sumatera Utara
                         = 680,859 ft. lbf/s .

                         = 1,238 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 1 1/2 hp.
L.C.14 Pompa Larutan PHB (E-104)
Fungsi                       : memompa larutan PHB ke disk centrifuge (CF-103)
Jenis                        : Pompa slurry
Bahan Konstruksi             : commercial steel
Jumlah                       : 1 unit
Kondisi Operasi              : Temperatur = 30°C
Laju massa larutan           = 23.938,731 kg/jam = 14,656 lbm/s
Densitas larutan             = 1237,739 kg/m3 = 77,249 lbm/ft3
Viskositas larutan           = 0,558 cp = 0,000375 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik,
Q           = 19,340 m3/jam = 0,189 ft3/s
            Desain pompa:
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                          (Geankoplis, 2003)
            = 3,9 (0,189 ft3/s)0,45(77,249 lbm/ft3)0,13
            = 3,248 in
            Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal                          : 3 1/2 in
Schedule number                         : 40
Diameter Dalam (ID)                     : 3,548 in = 0,295 ft = 0,090 m
Diameter Luar (OD)                      : 4 in = 0,333 ft
Inside sectional area                   : 0,0687 ft2

Kecepatan linier, v =         =                  = 2,762 ft/s

Bilangan Reynold:

NRe =



        =




                                                                  Universitas Sumatera Utara
      = 167.951,412
Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc        =0,55        -

                                 = 0,55 (1-0)

                                 = 0,1303 ft.lbf/lbm

1 elbow 90° :           hf       = n.Kf.           = 1 (0,75)           = 0,088 ft.lbf/lbm


1 check valve:          hf       = n.Kf.          = 1 (2)            = 0,2370 ft.lbf/lbm


Pipa lurus 20 ft:       Ff       = 4f               = 4 (0,0077)

                                 = 0,247 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit:       hex     =      -               = (1-0)

                                 = 0,1185 ft.lbf/lbm
Total friction loss :    ∑ F = 0,8217 ft.lbf/lbm
        Dari persamaan Bernoulli:
                                        -
                 -           -                    Σ F + Ws =0

(Geankoplis,2003)
dimana: v1 = v2
tinggi pemompaan ∆Z = 45 ft

maka:

                                            Ws = 45,82173 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, η= 80 %
         Ws      = η × Wp
     45,82173 = 0,8 × Wp
          Wp = 57,277 ft.lbf/lbm
Daya pompa: P        = m × Wp




                                                                   Universitas Sumatera Utara
                      = 14,655 lbm / s x 57,1689 ft.lbf/lbm

                      = 839,443 ft. lbf/s .

                      = 1,526 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 1 3/4 hp.
L.C.15 Pompa Air Panas (E-105)
Fungsi                    : memompa air panas ke tangki pengendapan (V-107)
Jenis                     : Pompa sentrifugal
Bahan Konstruksi          : commercial steel
Jumlah                    : 1 unit
Kondisi Operasi           : Temperatur = 90°C
Laju massa air            = 27.661,496 kg/jam = 16,9349 lbm/s
Densitas air              = 965,34 kg/m3 = 60,248 lbm/ft3
Viskositas air            = 0,3165 cp = 0,00021 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik,
Q        = 28,65 m3/jam = 0,281 ft3/s
         Desain pompa:
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                       (Geankoplis, 2003)
         = 3,9 (0,281 ft3/s)0,45(60,248 lbm/ft3)0,13
         = 3,257 in
         Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal                       : 3 1/2 in
Schedule number                      : 40
Diameter Dalam (ID)                  : 3,548 in = 0, 2956 ft = 0,090 m
Diameter Luar (OD)                   : 4 in = 0,333 ft
Inside sectional area                : 0,0687 ft2

Kecepatan linier, v =      =                  = 4,091 ft/s

Bilangan Reynold:

NRe =




                                                               Universitas Sumatera Utara
      =

      = 342.703,800
Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc         =0,55       -

                                  = 0,55 (1-0)

                                  = 0,2861 ft.lbf/lbm

1 elbow 90° :            hf       = n.Kf.          = 2 (0,75)            = 0,390 ft.lbf/lbm


1 check valve:           hf       = n.Kf.         = 1 (2)             = 0,5203 ft.lbf/lbm


Pipa lurus 20 ft:        Ff       = 4f              = 4 (0,0048)

                                  = 0,3378 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit:       hex      =      -              = (1-0)

                                  = 0,2601 ft.lbf/lbm
Total friction loss :    ∑ F = 1,794 ft.lbf/lbm
          Dari persamaan Bernoulli:
                                         -
                 -            -                   Σ F + Ws =0

(Geankoplis,2003)
dimana: v1 = v2
tinggi pemompaan ∆Z = 45 ft

maka:

                                             Ws = 46,794 ft.lbf/lbm
Efisiensi pompa, η= 80 %
           Ws    = η × Wp




                                                                   Universitas Sumatera Utara
        46,794 = 0,8 × Wp
           Wp = 58,493 ft.lbf/lbm
Daya pompa: P          = m × Wp
                       = 16,934 lbm / s x 58,493 ft.lbf/lbm

                       = 990,585 ft. lbf/s .

                       = 1,801 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 2 hp.
L.C.16 Pompa Larutan Air dan Kloroform (E-106)
Fungsi                     : memompa larutan ke vaporizer (VE-101)
Jenis                      : Pompa sentrifugal
Bahan Konstruksi           : commercial steel
Jumlah                     : 1 unit
Kondisi Operasi            : Temperatur = 30°C
Laju massa larutan         = 12.711,048 kg/jam = 7,782 lbm/s
Densitas larutan           = 1.096,759 kg/m3 = 68,450 lbm/ft3
Viskositas larutan         = 0,8007 cp = 0,00053 lbm/ft.s
Laju alir volumetrik,
Q         = 11,589 m3/jam = 0,11368 ft3/s
          Desain pompa:
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                         (Geankoplis, 2003)
          = 3,9 (0,11368 ft3/s)0,45(68,450 lbm/ft3)0,13
          = 2,539 in
          Dari Tabel A.5-1 Geankoplis (2003), dipilih pipa dengan spesifikasi:
Ukuran nominal                        : 3 in
Schedule number                       : 40
Diameter Dalam (ID)                   : 3,068 in = 0, 255 ft = 0,078 m
Diameter Luar (OD)                    : 3,5 in = 0,291 ft
Inside sectional area                 : 0,0457 ft2

Kecepatan linier, v =       =                  = 2,478 ft/s

Bilangan Reynold:




                                                                 Universitas Sumatera Utara
NRe =



      =

      = 80.687,842
Friction loss:

1 Sharp edge entrance: hc         =0,55       -

                                  = 0,55 (1-0)

                                  = 0,105 ft.lbf/lbm

1 elbow 90° :            hf       = n.Kf.          = 2 (0,75)            = 0,143 ft.lbf/lbm


1 check valve:           hf       = n.Kf.         = 1 (2)             = 0,190 ft.lbf/lbm


Pipa lurus 20 ft:        Ff       = 4f              = 4 (0,0048)

                                  = 0,149 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit:       hex      =      -              = (1-0)

                                  = 0,0954 ft.lbf/lbm
Total friction loss :    ∑ F = 0,684 ft.lbf/lbm
          Dari persamaan Bernoulli:
                                         -
                 -            -                   Σ F + Ws =0

(Geankoplis,2003)
dimana: v1 = v2
tinggi pemompaan ∆Z = 45 ft

maka:

                                             Ws = 45,683 ft.lbf/lbm




                                                                   Universitas Sumatera Utara
Efisiensi pompa, η= 80 %
           Ws      = η × Wp
        45,683     = 0,8 × Wp
              Wp = 57,1049 ft.lbf/lbm
Daya pompa: P          = m × Wp
                       = 7,781 lbm / s x 57,1049 ft.lbf/lbm

                       = 444,389 ft. lbf/s .

                       = 0,807 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor 1 hp.
L.C.17 Vaporizer (VE-101)
Fungsi             : menguapkan kloroform dari air
Jenis              : tangki dengan tutup dan alas ellipsoidal
Bahan              : carbon steel SA-283 grade C
Kondisi operasi
          T        : 80oC
          P        : 1 atm
                 Tabel LC.5 Komposisi bahan masuk ke vaporizer (VE-101)
              Komponen                     F (kg/jam)                  ρ (kg/m3)
               CHCl3                             13.830,748                    1.375,343
                 H2O                             37.025,278                      978,812
                  Σ                              50.856,026


Volume total umpan masuk,

            13.830,748 37.025,278  m 3
          =            +
                          978,812  jam
Q
             1.375,343            
          = 47,883 m3/jam
Densitas campuran,
        50.856,026
ρ =                = 1.062,090 kg/m3 = 66,286 lbm/ft3
          47,883
Ukuran Tangki,
Faktor kelonggaran           = 20%




                                                                Universitas Sumatera Utara
Volume tangki           = (laju volumetrik) (1,2)
                        = (47,883) (1,2)
                        = 57,459 m3
Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (Hs : D) = 1 : 1
                             π 2     π
Volume silinder (Vs) =         D Hs = D3
                             4       4
        Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap
minor adalah 2 : 1, sehingga
                     1
Tinggi head (Hh) =     D ................................. (hal. 80, Brownell dan Young. 1959)
                     6
                                          π 2       π   1       π 3
Volume 2 tutup ellipsoidal (Vh) =           D Hh 2 = D2  D  2 =    D
                                          4         4   6       12
Vt = Vs + Vh
     π     π      
Vt =  D 3  +  D 3                                (hal. 80, Brownell dan Young. 1959)
      4   12 
       4π 3
Vt =      D
       12

                         3
                             12Vt     3
                                          (12)(3,8057)
Diameter tangki (D) =             =                    = 3,799 m = 149,584 in
                              4π               4π
Tinggi silinder (Hs) = D         = 3,799 m
Tinggi tutup ellipsoidal (Hh) = (1/6) (D)
                                 = (1/6) (3,799)
                                 = 0,633 m
Tinggi tangki (HT)      = Hs + (2Hh)
                        = 3,799 + [(2) (0,633)]
                        = 5,066 m
Tekanan Desain,
Tinggi cairan dalam tangki,
Volume tangki           = 57,459 m3
Volume cairan           = 47,883 m3
Tinggi tangki           = 5,066 m
                                   (Volume cairan dalam tangki) (Tinggi tangki)
Tinggi Cairan dalam tangki =
                                                 Volume tangki




                                                                Universitas Sumatera Utara
                                       (47,883)(5,066)
                                   =                   = 4,222 m
                                          (57,459)

Phidrostatis     = ρgh
                 = (1.062,090 kg/m3) (9,8 m/s2) (4,222 m)
                 = 43,940 kPa
Faktor keamanan = 20%
Pdesign          = (1,2) (101,325 + 43,940)
                 = 174,318 kPa
                 = 25,289 psi
Tebal Dinding Tangki (Bagian Silinder),
•    Efisiensi sambungan (E)               = 0,85           (Timmerhaus, dkk. 2004)
•    Allowable working stress (S)          = 12.560 lb/in2 (Brownell dan Young. 1959)
•    Faktor korosi (C)                     = 0,042 in/tahun
•    Umur alat direncanakan (A)            = 10 tahun
                          PR
Tebal silinder (d) =              +(CA) ...........................(Timmerhaus, dkk. 2004)
                       SE − 0,6 P
Dengan,
d         = tebal dinding tangki bagian silinder (in)
P         = tekanan desain (psi)
R         = jari-jari dalam tangki (in) = ½ D
S         = stress yang diizinkan
E         = efisiensi pengelasan
                   1
       (25,289 ) ( x149,584 )
d=                 2                 + (0,042 . 10) = 0,567 in
   (12.560 ⋅ 0,85) − (0,6 x 25,289 )
Dipilih tebal silinder standar 3/4 in.
Tebal Dinding Head (Tutup tangki),
•    Efisiensi sambungan (E)               = 0,85              (Timmerhaus, dkk. 2004)
•    Allowable working stress (S)          = 12.560 lb/in2 (Brownell dan Young. 1959)
•    Faktor korosi (C)                     = 0,042 in/tahun
•    Umur alat direncanakan (A)            = 10 tahun




                                                                 Universitas Sumatera Utara
                         P ⋅ Di
Tebal head (dh) =                  + (CA) ...............(hal.537, Timmerhaus, dkk.2004)
                      2 SE − 0,2 P
               (25,289 ) (149,584)
dh =                                         + (0,042 . 10) = 0,597 in
       (2 ⋅ 12.560 ⋅ 0,85) − (0,2 x 25,289 )
Dipilih tebal head standar 3/4 in.
Koil Pemanas,
                           2          1
                                Cpµ 3
                                                    0 ,14
hc D         L Nρ  3
                  2
                                           µ 
             µ 
     = 0,87                  
                                k       µ ⋅w
                                                          ............................................ (Kern. 1950)
 k                                         
Direncanakan,
Koil berupa tube dengan OD = 11/2 in (0,125 ft)
Diameter lingkar koil (Dk)            = 59,05511 in (4,9212 ft)
Dimana,
Diameter pengaduk (L)                 = 1,266 m (4,921 ft)
Diameter dalam tangki (D)             = 3,799 m (12,465 ft)
Putara pengaduk (N)                   = 1 rps = 3.600 rph
Densitas campuran (ρ)                 = 66,286 lbm/ft3
Viskositas campuran (μ)               = 0,8 Cp
                                      = 1,935 lbm/ft,jam
Konduktivitas termal (k)              = 0,3743390 btu/jam.ft.oF
Kapasitas panas (Cp)                  = 1,02 btu/lbm.oF
Beban panas (Q)                       = 4.942.233,547 kJ/jam
                      0
Jumlah steam (130 C)                  = 2.273,650 kg/jam
Tcampuran di luar koil                = 80oC                   = 140oF
Tsteam di dalam koil                  = 130oC                  = 266oF
Perbedaan temperatur                  = 266oF – 140oF = 126oF

      L2 Nρ (4,921) 2 (3600)(66,286)
Rej =      =                         = 197.742,842
        µ              1,935
Estimasi harga j dari Figure 20.2 (Hal. 718, Kern. 1950) diperoleh j = 1780
                       1
    (1,02)(1,935)  3
  =                = 1,740
0   0,3743390 




                                                                                 Universitas Sumatera Utara
         0 ,14
 µ 
 µw 
               = 1,0002042
    
                           1
                  Cp ⋅ µ 3
                                        0 ,14
       k                        µ                       0,3743390 
hc = j           
                  k          µw 
                                              = (1780)             (1,741) (1,0002042)
       D                                              3,799 
                                                = 305,328
Untuk steam : hoi = 1.500
Rd = 0,001                                             (Appendix Tabel 12, Hal. 845, Kern. 1950)
Maka,
        1      1
hd =       =                   = 1.000
        Rd   0,001

        (hc ) ⋅ (hoi )              (305,328)(1.500)                        btu
Uc =                           =                                = 253,689       ⋅ ft 2 ⋅0 F
       (hc ) + (hoi )              (305,328) + (1.500)                      jam
         (U c ) ⋅ (hd )             (253,689)(1.000)
Ud =                           =                                = 202,354
        (U c ) + (hd )             (253,689) + (1.000)

Maka,
Luas permukaan perpindahan panas (A),
          Qs       (4.942.233,547)
A=               =                    = 193,838 ft2
       U D ⋅ ∆T     (202,354)(162)
          Nilai surface per lin ft,ft2 pada OD tube 11/2 in 12 BWG (a’ = 0,3925 ft/ft2)
diperoleh dari Appendix Tabel 10 (Hal. 843, Kern. 1950).
Luas permukaan lilitan koil (Ak)                       = πDka’
                                                       = 6,070 ft2
Jumlah lilitan koil (n)                                = A/Ak
                                                       = 31,930 = 32 lilitan
Jarak antar lilitan koil (j)                           = 2Dtube
                                                       = 0,25 ft
Panjang pipa koil (l)                                  = (nπDk) – [(1/2)πj(n-1)2]
                                                       = 117,402 ft
Tinggi koil dari dasar tangki                          = [(n+1) Dtube ] + (nj)
                                                       = 16,25 ft


L.C.18 Conveyor Slurry Biomassa (SC-101)




                                                                               Universitas Sumatera Utara
Fungsi                     : mengangkut produk PHB yang masih berupa lumpur menuju
                             Spray Dryer (SPD-101)
Jenis                      : Screw conveyor
Bahan Konstruksi           : carbon steel
Jumlah                      : 1 unit
Kondisi Operasi             : Temperatur            = 30°C
                             Tekanan                = 1 atm
Laju alir                   : 591,609 kg/jam
Faktor kelonggaran          : 20%
Kapasitas total conveyor = 1,2 × Laju massa komponen
                                = 1,2 × 591,609 kg/jam
                                =      709,931 kg/jam     = 1.565,448 lbm/jam
Densitas Campuran = 1.193,330 kg/m3 = 74,477 lb/cuft
Untuk conveyor dengan kapasitas operasi, dipilih spesifikasi :
        - Panjang ( L )                = 40 ft
        - Tinggi ( Z )                 = 6 ft
        - Lebar                        = 14 in
        - Putaran Maksimal             =   45 rpm                          (Walas,1990)
        - Kapasitas Maksimal = 950 ft3/jam
        - Efisiensi daya ( η )         = 85%


Perhitungan daya:
P = {(S x ω + 0.7 x Q x 60) x 100 + (0.51 x Z x m)}/106                   (Walas,1990)
 dengan : S           = bearing factor = 350
              ω       = Rpm conveyor
              Q       = Laju alir volumetrik (ft3/jam)
              Z       = tinggi conveyor (ft)
              m       = massa bahan baku (lbm/jam)
              Q          = 1.565,448 lbm/jam / 74,477 lbm/ ft3
         = 21,009 ft3/jam
   Dipakai 1 unit conveyor maka laju alir volumetrik larutan PHB yang diangkut
oleh conveyor = 21,009 ft3/jam




                                                                 Universitas Sumatera Utara
   ω =

         = 21,009 ft3/jam x 45 rpm / 950 ft3/jam
         = 0,995 ≈ 1 rpm
   Maka : P              = [(350 x 1 rpm + 0,7 x 21,009 ft3/jam x 60) x 100 + {0,51
                            x 12 ft x (1.565,448 lbm/jam / 2)}] /106
                         = 0,752 hp
   Pa (Daya aktual) = P / η = 0,752 Hp / 0,85 = 0,885 hp
   Digunakan daya standar 1 hp.




L.C.19 Kompressor (C-101)
Fungsi : Menaikkan tekanan udara sebelum dimasukkan ke fermentor (R–101).
Jenis      : multistage reciprocating compressor
Jumlah :1 unit

             3,03 × 10 −5 k          P    
                                                ( k −1) / k
                                                                 
        hp =                P1q fmi  2
                                           
                                                             − 1          (Timmerhaus,1991)
                (k - 1).η            P1                       
                                                                
            dimana:        qfm i    = laju alir (ft3/menit)
            P1      = tekanan masuk = 1 atm                     = 2.112,155 lbf/ft2
            P2      = tekanan keluar = 5 atm = 10.560,78 lbf/ft2
            k       = rasio panas spesifik = 1,4
            η       = efisiensi kompresor = 75 %
        Data:
        Laju alir massa = 0,895 kg/jam
        ρudara= 0,0012 kg/m3 = 0,0026 lbm/ft3
                                     0,895 kg/jam
        Laju alir volum (qfm i) =                 = 771,551 m 3 /jam
                                    0,0012 kg/m 3
                                    = 7,570 ft3/detik
             3,03 × 10 −5 × 1,4                                         2.112,155  (1, 4−1) / 1, 4 
        hp =                    (2.112,155 lbf/ft ) × (79,845 ft /mnt) 
                                                 2              3
                                                                                                    − 1
              (1,4 − 1) × 0,75                                          10.560,78 
                                                                                                       
                                                                                                        
                   = 0,181 hp.




                                                                             Universitas Sumatera Utara
        Jika efisiensi motor adalah 75 %, maka :
              0,181
        P=          = 0,242 hp
              0,75
        P = ¼ hp
        Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan :
        De      =3,9(Q)0,45( ρ )0,13                                    (Timmerhaus,1991)
                = 3,9 (7,570 ft3/detik)0,45(0,0026 lbm/ft3) 0,13
                = 4,463 in
        Dipilih material pipa commercial steel 5 inci Sch 40 :
               Diameter dalam (ID)         = 5,047 in = 0,420 ft
               Diameter luar (OD) = 5,563 in = 0,463 ft
               Luas penampang (A)          = 0,1390 ft2           (Geankoplis, 1983)
L.C.20 Disk Centrifuge (CF-101)
Fungsi                       : memisahkan kultur medium sisa dari biomassa
Jenis                        : Nozzel discharge centrifuge
Bahan konstruksi             : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah                       : 1 unit
Kondisi Operasi              : Temperatur = 34°C
                               Tekanan      = 1 atm = 14,696 psia
             Tabel LC.6 Komposisi bahan masuk ke Disk Centrifuge (CF-101)
         Bahan                 Laju alir (kg/jam)      ρ (kg/m3)       Volume (m3/jam)
         PHB                              568,182          1200                     0,473
         Non-PHB                          179,426          1110                     0,161
         Air Pengotor                   95.561,438      995,68                     95,561
         Jumlah                         96.309,049                                 96,196



   ρ Camp =                =                         = 1001,169 kg/m3


         sg campuran = 1,107
   Perhitungan :
        Q = 96,196 m3/jam
            = 26,492 l/s




                                                                     Universitas Sumatera Utara
             = 349,654 gal/min
Spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997).
Untuk harga Q (gal/min), diperoleh :
   Tipe yang sesuai : Nozzel Discharge
   Bowl Diameter           = 30 in
   Kecepatan               = 3300 rpm
   G/g                     = 4600
Menggunakan gambar 18-140 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997), diperoleh:
   v                       = 500 ft/s

                           = 0,000559 N2 rp                              (Perry, 1997)

   rp = 0,755 m
Daya centrifuge :
        P = 5,984 . 10-10 .sg . Q. ( N. rp)2                            (Perry,1997)
        Dimana:
        sg     = spesific gravity campuran
        Q      = Laju alir volumetrik ( l/s)
        N      = Laju putar rotor (rpm)
        rp     = radius bucket (m)


        Diameter bucket          = 30 in
        Radius bucket (rp)       = 0,755 m
        Laju putar rotor (N) = 3300 rpm
        P = 5,984 . 10-10.( 1,107). (22,2593) .( 3300. 0,755)2
             = 1,440 hp
        Maka dipilih centrifuge dengan daya 1 1/4 hp.


L.C.21 Disk Centrifuge (CF-102)
Fungsi                     : memisahkan air pencuci dari biomassa
Jenis                      : Nozzel discharge centrifuge
Bahan konstruksi           : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah                     : 1 unit




                                                                 Universitas Sumatera Utara
Kondisi Operasi          : Temperatur = 30°C
                            Tekanan      = 1 atm = 14,696 psia
            Tabel LC.7 Komposisi bahan masuk ke Disk Centrifuge (CF-102)
        Bahan               Laju alir (kg/jam)     ρ (kg/m3)     Volume (m3/jam)
        PHB                            568,182       1200                    0,473
        Non-PHB                        179,426       1110                    0,161
        Air                        18.705,457       995,68                  18,799
        Jumlah                     19.453,065                               19,434



   ρ Camp =             =                        = 1000,951 kg/m3


        sg campuran = 1,107
   Perhitungan :
       Q = 19,434 m3/jam
         = 5,398 l/s
         = 71,251 gal/min
Spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997).
Untuk harga Q (gal/min), diperoleh :
   Tipe yang sesuai : Nozzel Discharge
   Bowl Diameter         = 30 in
   Kecepatan             = 3300 rpm
   G/g                   = 4600
Menggunakan gambar 18-140 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997), diperoleh:
   v                     = 500 ft/s

                         = 0,000559 N2 rp                              (Perry, 1997)

   rp = 0,755 m


Daya centrifuge :
       P = 5,984 . 10-10 .sg . Q. ( N. rp)2                           (Perry,1997)
       Dimana:
       sg     = spesific gravity campuran




                                                               Universitas Sumatera Utara
        Q      = Laju alir volumetrik ( l/s)
        N      = Laju putar rotor (rpm)
        rp     = radius bucket (m)


        Diameter bucket          = 30 in
        Radius bucket (rp)      = 0,755 m
        Laju putar rotor (N) = 3300 rpm
        P = 5,984 . 10-10.( 1,107). (5,398) .( 3300. 0,755)2
             = 0,293 hp
        Maka dipilih centrifuge dengan daya 1/2 hp.




L.C.22 Disk Centrifuge (CF-103)
Fungsi                     : memisahkan larutan CHCl3 dari biomassa
Jenis                      : Nozzel discharge centrifuge
Bahan konstruksi           : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah                     : 1 unit
Kondisi Operasi            : Temperatur = 60°C
                              Tekanan        = 1 atm = 14,696 psia


              Tabel LC.8 Komposisi bahan masuk ke Disk Centrifuge (CF-103)
         Bahan                Laju alir (kg/jam)      ρ (kg/m3)      Volume (m3/jam)
         PHB                               568,182      1200                    0,473
         Non-PHB                           179,426      1110                    0,161
         CHCl3                        13.830,748        1370                   10,095
         Air                            9.360,357       995,68                  9,407
         Jumlah                       23.945,564                               20,138



   ρ Camp =               =                          = 1.188,736 kg/m3


         sg campuran = 1,107




                                                                  Universitas Sumatera Utara
   Perhitungan :
       Q = 20,138 m3/jam
            = 5,594 l/s
            = 73,830 gal/min
Spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997).
Untuk harga Q (gal/min), diperoleh :
   Tipe yang sesuai : Nozzel Discharge
   Bowl Diameter          = 30 in
   Kecepatan              = 3300 rpm
   G/g                    = 4600
Menggunakan gambar 18-140 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997), diperoleh:
   v                      = 500 ft/s

                          = 0,000559 N2 rp                            (Perry, 1997)

   rp = 0,755 m


Daya centrifuge :
       P = 5,984 . 10-10 .sg . Q. ( N. rp)2                          (Perry,1997)
       Dimana:
       sg     = spesific gravity campuran
       Q      = Laju alir volumetrik ( l/s)
       N      = Laju putar rotor (rpm)
       rp     = radius bucket (m)


       Diameter bucket          = 30 in
       Radius bucket (rp)      = 0,755 m
       Laju putar rotor (N) = 3300 rpm
       P = 5,984 . 10-10.( 1,107). (5,594) .( 3300. 0,755)2
            = 0,304 hp
       Maka dipilih centrifuge dengan daya 1/2 hp.


L.C.23 Dekanter (DC-101)




                                                              Universitas Sumatera Utara
Fungsi             : memisahkan kloroform (CHCl3) dan air dari PHB
Bentuk             : Cylindrical - Conical
Jenis              : Decanter Centrifuges (solid bowl centrifuge)
Bahan konstruksi : carbon steel SA-285 grade C
Jumlah             : 1 unit
Kondisi operasi:
Temperatur         = 30°C
Tekanan            = 1 atm




          Tabel LC.9 Komposisi bahan masuk ke Dekanter (DC-101)
   Bahan               Laju alir (kg/jam)    ρ (kg/m3)    Volume (m3/jam)
   PHB                           568,182       1200                    0,473
   Non-PHB                        11,595       1110                    0,010
   CHCl3                      13.830,748       1370                   10,095
   Air                        37.025,278       995,68                 37,211
   Jumlah                     50.435,803                              47,790



ρ Camp =           =                        = 1.076,272 kg/m3


sg campuran = 1,107
Perhitungan :




                                                         Universitas Sumatera Utara
         Gambar LC.1 Prototipe Decanter Centrifuges (solid bowl centrifuge)

   Desain Silinder Dekanter
                       13.830,748 kg / jam 37.025,803kg / jam
      Volume cairan =                     +
                           1480 kg / m 3          1000
                                3
                     = 46,370 m

                           568,182 kg / jam 11,595kg / jam
       Volume Padatan =                    +
                             1200 kg / m 3       1110
                                  3
                         = 0,483 m


Berdasarkan spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997), diperoleh:
Untuk umpan masuk solids = 0,5 – 1,5 ton/jam dan liquid = hingga 70 gal/menit
Tipe                  : Helical Conveyor
Bowl Diameter         : 14 in
Kecepatan             : 4.000 rpm
Daya Motor            : 20 hp




                                                         Universitas Sumatera Utara
L.C.24 Spray Dryer (SPD-101)
Fungsi       : Menguapkan H2O yang masih terikut pada produk PHB yang keluar dari
              conveyor yang merupakan produk akhir
Jenis    : Co-Current with Rotary Atomizer (FSD-4)
Beban panas                     = 70.050,203 kJ/jam
                                = 66.398,297 btu/jam
Jumlah steam yang dibutuhkan = 32,226 kg/jam
Jumlah campuran umpan           = 591.609 kg/jam
Densitas campuran umpan                = 1.193,344 kg/m3
                                       = 421,522 kg/ft3
                                            591,609 kg/jam
Volume campuran umpan                  =
                                            421,522 kg/ft 3
                                       = 1,403 ft3
Perhitungan volume Spray Dryer,
Faktor kelonggaran                     = 8%                           (Schweitzer,1979)
Volume spray dryer                     = 1,403 ft3 × 1,08
                                       = 1,516 ft3
Perhitungan luas permukaan spray dryer,
Temperatur saturated steam         = 130 0C                = 266 0F
Temperatur umpan masuk spray dryer = 30 0C                 = 86 0F
Temperatur umpan keluar spray dryer = 120 0C               = 248 0F
Ud           = 110 btu/jam.0F.ft2                               (Perry dan Green,1999)

LMTD =
                 (266 − 248) − (266 − 86)
                        266 − 248 
                     ln           
                        266 − 86 
             = 70,355 0F


                                           Q
Luas permukaan spray dryer, A=
                                       Ud × LMTD
                                             66.398,297
                                       =
                                            110 × 70,355
                                       = 290,116 ft2
Perhitungan waktu tinggal (retention time), θ
              0,075 × V × ρs
θ        =                                                            (Schweitzer,1979)
                    S




                                                               Universitas Sumatera Utara
Dimana : V = Volume spray dryer (ft3)
            ρs = Densitas campuran umpan
            S = Laju massa campuran umpan
Maka,
            0,075 × 1,516 × 421,522
θ       =
                   591,609
        = 0,081 jam
        = 4,86 menit


Desain spray dryer

   10,98Kf v 2 / 3 ∆t    ρ
Q=                    Ds t                          (Perry ,1999)
        Dm2
                         ρs
Dimana :
Q       = Laju perpindahan panas (Btu/jam)
Kf      = Konduktifitas panas (Btu/(h×ft2)(°F×ft)
V       = Volume Dryer Chamber (ft3)
Δt      = Selisih suhu (0 F)
Dm      = Diameter maksimum (ft)
Ds      = Diamater Nozzel
Ws      = Laju alir umpan masuk (lb/h)
ρs      = Densitas cairan (lbm/ft3)
ρt      = Densitas udara keluar (lbm/ft3)


     - Volume Dryer Chamber:
                    1
             Vm =     xπDm 2 Hm                     Asumsi: Dm : Hm = 2: 3
                    4
                    3
             Vm =     xπDm 3
                    8
                       3
             1,516 =     xπDm 3
                       8
               Dm = 0,863 m
               Hm = 3/2 x 0,894 m
                    = 1,341 m




                                                         Universitas Sumatera Utara
   10,98Kf v 2 / 3 ∆t    ρ
Q=                    Ds t
        Dm2
                         ρs
Dari persamaan di atas diperoleh harga Ds,
                QD 2
Ds =               m

                             ρt
       10,98 Kf v 2 / 3 ∆t
                             ρs

              66.398,296 x (0,863) 2
Ds =
                                    421,522
       10,98 x88 x (1,684) 2 / 3180
                                    40,872
Ds = 0,147 ft
Ds = 4,4 cm




                                              Universitas Sumatera Utara
Gambar LC-2. Prototipe Spray Dryer jenis Co (FSD-4)




                                                      Universitas Sumatera Utara
                                    LAMPIRAN D

       PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

D.1   Screening (SC)
      Fungsi                  : Menyaring partikel-partikel padat yang besar.
      Jenis                   : Bar screen
      Jumlah                  : 1
      Bahan konstruksi        : Stainless steel
      Kondisi operasi:
      - Temperatur                  = 300C
      - Densitas air (ρ)            = 995,68 kg/m3                   (Geankoplis, 1997)
      - Laju alir massa (F)     = 64.000 kg/jam
                                  64.000 kg/jam x 1 jam/3600 s
     - Laju alir volumetrik (Q) =        995,68 kg/m3          = 0,01785 m3/s
  (Dari tabel 5.1. Punmia & Ashok, Physical Chemical Treatment of Water and
  Wastewater, 1991)
  Ukuran bar:
  Lebar bar = 5 mm; Tebal bar = 20 mm;
  Bar clear spacing = 20 mm; Slope = 300

  Direncanakan ukuran screening:
  Panjang screen = 2 m
  Lebar screen     = 2m

  Misalkan, jumlah bar = x
  Maka,      20x + 20 (x + 1) = 64.000
                          40x = 63.980
                            x = 1599,5 ≈ 1600 buah
  Luas bukaan (A2) = 20(1600 + 1) (64.000) = 2.049.280.000 mm2 = 2.049 m2
  Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan
  30% screen tersumbat.
  Head loss (Δh) =      Q2     =      0,01785 2    = 2,96.10-11 m dari air
                     2 g Cd2 A22     2 x 9,8 x 0,62 x 2.049
                                                  2




                                                              Universitas Sumatera Utara
                                        2m




                                             20 mm

                                                          2m




                                20 mm
            Gambar LD – 1. Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas)


D.2 Bak Sedimentasi (BS)
    Fungsi               : Untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air.
    Jumlah               :1
    Jenis                : Grift Chamber Sedimentation
    Aliran               : Horizontal sepanjang bak sedimentasi.
    Bahan kontruksi      : Beton kedap air


    Kondisi operasi:
    - Temperatur = 300C
    - Tekanan         = 1 atm
    - Laju alir massa (F) = 64.000 kg/jam
    - Densitas air    = 995,68 kg/m3                               (Geankoplis, 1997)
                                F    64000 kg/jam
    - Laju alir volumetrik, Q = ρ = 995,68 kg/m3
                                  = 0,0179 m3/jam
                                  = 37,83 ft3/mnt

  Desain Perancangan:
  Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif.             (Kawamura, 1991)
  Perhitungan ukuran tiap bak:
  Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah:
                υ 0 = 1,57 ft/min atau 8 mm/s                      (Kawamura, 1991)
  Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi:
  Kedalaman tangki          = 15 ft
  Lebar tangki              = 1 ft
                           37,83 ft3/mnt
                            15 ft x 1 ft


                                                         Universitas Sumatera Utara
  Kecepatan aliran, v =                      = 2,52 ft/mnt
                                         h     
  Desain panjang ideal bak :        L=K 
                                        υ       v
                                                                (Kawamura, 1991)
                                         0     
  dengan : K = faktor keamanan = 1,25
             h = kedalaman air efektif ( 10 – 16 ft); diambil 10 ft.
  Maka :     L = 1,25 × (15/1,57) × 2,52 = 30,12 ft
  Diambil panjang bak = 31 ft
  Uji desain:
  Waktu retensi, t = Va = (31 x 1 x 10) = 8,19 menit
                     Q         37,83 3
  Desain diterima, dimana t diizinkanft6 – 15 menit                    (Kawamura, 1991)
                                       3
                      Q         laju volumetrik
  Surface loading :     =
                      A luas permukaan masukan air
                                   3                  3
                        = (37,83 ft /mnt)(7,481 gal/ft ) = 9,13 gpm/ft2
                                    1 ft x 31 ft
  Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 – 10 gpm/ft2
  Headloss (∆h); bak menggunakan gate valve, full open (16 in) :
          V2                                                2
  Δh = K 2g =1,25 [(2,52 ft/mnt)(1 mnt/60 s)(0,3048 m/ft)]
              -5
                                   2 (9,8 m/s2)
     = 9,6.10 ft


D.3 Klarifier (CL)
    Fungsi              : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena
                          penambahan alum dan soda abu.
    Tipe                : External Solid Recirculation Clarifier
    Bentuk              : Circular desain
    Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C


  Kondisi operasi:
  Temperatur                     = 300C
  Tekanan                        = 1 atm
  Laju massa air (F1)            = 64000 kg/jam
  Laju massa Al2(SO4)3 (F2)      = 0,115 kg/jam                (Perhitungan BAB VII)
  Laju massa Na2CO3 (F3)         = 0,061 kg/jam                (Perhitungan BAB VII)
  Laju massa total, m            = 64.000,176 kg/jam
  Densitas Al2(SO4)3             = 2,71 gr/ml                               (Perry, 1997)
  Densitas Na2CO3                = 2,533 gr/ml                              (Perry, 1997)




                                                             Universitas Sumatera Utara
Densitas air                  = 0,99568 gr/ml                     (Perry, 1997)

Reaksi koagulasi:
Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2
Perhitungan:
Dari Metcalf & Eddy, 1984, diperoleh:
Untuk clarifier tipe upflow (radial):
Kedalaman air = 3 – 5 m
Settling time = 1– 3 jam
Dipilih : Kedalaman air (H) = 1 m
         Settling time = 1 jam


Diameter dan Tinggi Clarifier
Densitas larutan,
ρ = 995,753 kg/m3
Volume cairan, V = 64000,176 kg/jam x3 1 jam      = 64,28 m3
                         995,753 kg/m
V = 1/4 π D2H
      4V       4 x 64,28
D2 = π H = 3,14 x 3
D = 9,05 m
Maka, diameter clarifier = 9,05 m
Tinggi clarifier = 1,5 × D = 13,57 m


Tebal Dinding Tangki
Tekanan hidrostatik
Phid = ρ × g × l
     = 995,753 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1 m
     = 9,758 kPa
Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
P = 9,758 kPa + 101,325 kPa = 111,0832 kPa
Faktor kelonggaran = 5%
Maka, Pdesign = (1,05) × (111,0832) kPa = 116,637 kPa
Joint efficiency = 0,8                                         (Brownell,1959)
Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa                (Brownell,1959)

Tebal shell tangki:
t = PD
     2SE – 1,2P
                 (116,637 kPa)(1 m)
  = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(116,637 kPa)
  = 0,0076 m = 0, 298 in




                                                    Universitas Sumatera Utara
  Faktor korosi = 1/8 in
  Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,298in + 1/8 in = 0,423 in
  Tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in                    (Brownell,1959)

  Daya Clarifier
  P = 0,006D2                                                       (Ulrich, 1984)
  dimana:    P = daya yang dibutuhkan, kW
  Sehingga, P = 0,006 × (1)2 = 0,4913 kW = 0,659 hp
  Dipilih pompa dengan daya 3/4 hp


D.4 Sand Filter (SF)
    Fungsi            : Menyaring partikel – partikel yang masih terbawa dalam
                         air yang keluar dari klarifier
    Bentuk            : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal
    Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C


  Kondisi operasi :
  Temperatur            = 300C
  Tekanan               = 1 atm
  Laju massa air (F1) = 64.000 kg/jam
  Densitas air        = 995,753 kg/m3                          (Geankoplis,   1997)
  Faktor keamanan       = 20 %
  Sand filter dirancang untuk penampungan 1/4 jam operasi.
  Sand filter dirancang untuk volume bahan penyaring 1/3 volume tangki
  Perhitungan:
  a. Volume tangki
                          64.000 kg/jam x 0,25 jam
     Volume air, Va =                                     = 16,069 m3
                               995,753 kg/m3
     Volume tangki = 1,2 × 16,069 m3 = 19,283 m3
     Volume total, Vt = (1 + 1/3) × 19,283 = 25,711 m3
  b. Diameter dan tinggi tangki
     Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi, D : H = 3 : 4
     V = ¼πD2H
        = ¼πD2(4D/3)
        = (πD3)/3




                                                          Universitas Sumatera Utara
      D = (3V/π)1/3
         = (3 x 25,711 m3/3,14)1/3
         = 2,906 m = 3 m
      H = 4D/3 = 4 m
  c. Diameter dan tinggi tutup
     Diameter tutup = diameter tangki = 3 m
     Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H = 4 : 1
                       1
     Tinggi tutup =      × 3 = 0,75 m
                       4
      Tinggi tangki total = 4 + 2(0,75) = 5,5 m
  d. Tebal shell dan tutup tangki
                                   1
      Tinggi penyaring             = ×4 = 1 m
                                   4
                                         3
  Tinggi cairan dalam tangki = 16,069 m x 4 m = 2,5 m
                                         3
     P air           = ρ × g × l25,711 m
                     = 995,723 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,5 m
                     = 24394,202 Pa = 24,394 kpa
     Ppenyaring      =ρ×g×l
                     = 2089,5 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1 m
                     = 20.477,1 Pa = 20,477 kPa
     Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
     P = 24,394 kPa + 20,477 kPa + 101,325 kPa = 146,196 kPa
     Faktor kelonggaran = 5%
     Maka, Pdesign = (1,05) × (146,196 kPa) = 153,506 kPa
     Joint efficiency = 0,8                                  (Brownell,1959)
     Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa         (Brownell,1959)
     Tebal shell tangki:
     t=        PD
         2SE – 1,2P
                      (153,506 kPa)(3 m)
      = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(153,506 kPa)

       = 0,0032 m = 0,126 in

      Faktor korosi = 1/8 in
      Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,126 in + 1/8 in = 0,25 in
      Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in
           Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan
      ditetapkan tebal tutup 1/4 in.


D.5   Tangki Penampungan – 01 (TU – 01)
      Fungsi                           : Menampung air sementara dari klarifier.




                                                           Universitas Sumatera Utara
   Bentuk                           : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
   Bahan konstruksi                 : Carbon steel SA – 283, Grade C
   Kondisi operasi:
   Temperatur                       : 30 0C
   Tekanan                          : 1 atm
   Laju massa air                   : 64.000 kg/jam
   Densitas air                     : 995,68 kg/m3              (Geankoplis, 1997)
   Kebutuhan perancangan            : 6 jam
   Faktor keamanan                  : 20%
Perhitungan:
a. Volume tangki
                      64.000 kg/jam x 6 jam
   Volume air, Va =        995,68 kg/m3        = 385,666 m3
   Volume tangki, Vt = 1,2 × 385,666 m3 = 462,799 m3
b. Diameter tangki
   Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H =2 : 3
   V = ¼πD2H
      = ¼πD2(3D/2)
      = (3πD3)/8
   D = (8V/3π)1/3
      = (8 x 462,799 /3. 3,14)1/3
      = 7,33 m
   H = 11 m
                             385,66 m3
   Tinggi air dalam tangki = 462,799 m3 x 11 = 9,16 m


c. Tebal tangki
   Tekanan hidrostatik
   P = ρ×g×l
     = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 9,16 m
     = 89,344 kPa
   Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
   P = 89,344 kPa + 101,325 kPa = 190,669 kPa
   Faktor kelonggaran = 5%
   Maka, Pdesign = (1,05) × (190,669 kPa) = 200,203 kPa
   Joint efficiency = 0,8                                          (Brownell,1959)
   Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kP                  (Brownell,1959)




                                                        Universitas Sumatera Utara
      Tebal shell tangki:
      t=     PD
         2SE – 1,2P
                     (200,203 kPa)(7,33 m)
       =
         (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(200,203 kPa)
       = 0,01 m = 0,414 in

      Faktor korosi = 1/8 in
      Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,414 in + 1/8 in = 0,539 in
      Tebal shell standar yang digunakan = 3/4 in                (Brownell,1959)

D.6   Tangki Penampungan– 02 (TU – 02)
      Fungsi                 : Menampung air sebelum menuju menara pendingin.
      Bentuk                 : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
      Bahan konstruksi       : Carbon steel SA – 283, Grade C
  Kondisi operasi:
  Temperatur                 : 300C
  Tekanan                    : 1 atm
  Laju massa air           : 64.000 kg/jam
  Densitas air              : 995,68 kg/m3                       (Geankoplis,1997)
  Kebutuhan perancangan : 12 jam
  Faktor keamanan            : 20%
  Perhitungan:
  a. Volume tangki
                         64.000 kg/jam x 12 jam
      Volume air, Va =        995,68 kg/m3         = 771,332 m3
      Volume tangki, Vt = 1,2 × 771,332 m3 = 925,598 m3


  b. Diameter tangki
      Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H =2 : 3
      V = ¼πD2H
        = ¼πD2(3D/2)
        = (3πD3)/8
      D = (8V/3π)1/3
        = (8 x 925,598/3. 3,14)1/3
        = 9,23 m
      H = 13,84 m
                                   13,84 m3
                                  925,598 m3


                                                         Universitas Sumatera Utara
        Tinggi air dalam tangki =               x 771,332 = 11,54 m


  c. Tebal tangki
       Tekanan hidrostatik
       P = ρ×g×l
         = 995,7278 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 11,54 m
         = 112,566 kPa
       Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
       P = 112,566 kPa + 101,325 kPa = 213,892 kPa
       Faktor kelonggaran = 5%
       Maka, Pdesign = (1,05) × (213,892 kPa) = 224,586 kPa
       Joint efficiency = 0,8                                         (Brownell,1959)
       Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa                (Brownell,1959)
       Tebal shell tangki:
       t=       PD
           2SE – 1,2P
                       (224,586 kPa)(9,23 m)
        = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(224,586 kPa)

         = 0,0149 m = 0,586 in

       Faktor korosi = 1/8 in
       Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,586 in + 1/8 in = 0,7109 in
       Tebal shell standar yang digunakan = 3/4 in                (Brownell,1959)


D.7    Tangki Penampungan – 03 (TU – 03)
      Fungsi          : Menampung air untuk keperluan domestik.
      Bentuk          : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
      Bahan konstruksi: Carbon steel SA – 283, Grade C


  Kondisi operasi:
  Temperatur                 = 300C
  Tekanan                    = 1 atm
  Laju massa air             = 991 kg/jam
  Densitas air               = 995,68 kg/m3                       (Geankoplis, 1997)
  Kebutuhan perancangan = 24 jam
  Faktor keamanan            = 20%
  Perhitungan:
  a. Volume tangki
                           991 kg/jam x 24 jam
        Volume air, Va =      995,68 kg/m3     = 23,887 m3




                                                          Universitas Sumatera Utara
     Volume tangki, Vt = 1,2 × 23,887 m3 = 28,665 m3


  b. Diameter tangki
     Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 2 : 3
     V = ¼πD2H
       = ¼πD2(3D/2)
       = (3πD3)/8
     D = (8V/3π)1/3
       = (8 x 28,665 /3. 3,14)1/3
       = 2,9 m
     H = 4,35 m
                               23,887 m3
     Tinggi air dalam tangki = 28,665 m3 x 4,35 m = 3,62 m


  c. Tebal tangki
     Tekanan hidrostatik
     P = ρ×g×l
       = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 3,62 m
       = 35,349 kPa
     Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
     P = 35,349 kPa + 101,325 kPa = 136,675 kPa
     Faktor kelonggaran = 5 %
     Maka, Pdesign = (1,05) × (136,675 kPa) = 143,508 kPa
     Joint efficiency = 0,8                                       (Brownell,1959)
     Allowable stress = 12,650 psia = 87.218,714 kP               (Brownell,1959)
     Tebal shell tangki:
     t=      PD
        2SE – 1,2P
                     (143,508 kPa)(2,9 m)
      = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(143,508 kPa)

      = 0,00298 m = 0,117 in

     Faktor korosi = 1/8 in
     Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,117 in + 1/8 in = 0,2425 in
     Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in                (Brownell,1959)


D.8 Penukar Kation/Cation Exchanger (CE)
    Fungsi                 : Mengurangi kesadahan air
    Bentuk                 : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal




                                                       Universitas Sumatera Utara
  Bahan konstruksi        : Carbon steel SA – 283, Grade C


Kondisi operasi :
Temperatur               = 300C
Tekanan                  = 1 atm
Laju massa total         = 64.000- 991 kg/jam = 63.009 kg/jam
Densitas air             = 995,68 kg/m3                       (Geankoplis, 1997)
Kebutuhan perancangan = 1 jam
Faktor keamanan          = 20 %
Perhitungan:
a. Ukuran Cation Exchanger
   Dari Tabel 12.4.,Kanman, F.N, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh:
   − Diameter penukar kation                = 2 ft = 0,6096 m
   − Luas penampang penukar kation               = 3,14 ft2
   − Tinggi resin dalam cation exchanger         = 2,5 ft = 0,762 m

    Tinggi silinder = 1,2 × 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m

   Diameter tutup = diameter tangki = 2 ft = 0,6096 m
   Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H = 4 : 1
                     1
   Tinggi tutup =      × (0,6096 m) = 0,1524 m
                     4
   Tinggi tangki total = 0,9144 + 2(0,1524) = 1,2192 m


b. Tebal tangki
   Tekanan hidrostatis
    P = ρxgxl
      = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,762 m
      = 7,4354 kPa
    Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
    P = 7,4353 kPa + 101,325 kPa = 108,7603 kPa
    Faktor kelonggaran = 5%
    Maka, Pdesign = (1,05) × (108,7603) = 114,1983 kPa
    Joint efficiency = 0,8                                     (Brownell,1959)
    Allowable stress = 12,650 psia = 87.218,714 kPa             (Brownell,1959)

    Tebal shell tangki:
    t=      PD
        2SE – 1,2P
                  (114,1983 kPa)(0,6096 m)
     =
       (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(114,1983 kPa)



                                                       Universitas Sumatera Utara
           = 0,0005 m = 0,0196 in
          Faktor korosi = 1/8 in
          Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0196 in + 1/8 in = 0,1447 in
               Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in
                Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan
         ditetapkan tebal tutup 1/4 in.


D.9      Penukar Anion/Anion Exchanger (AE)
      Fungsi              : Mengurangi kesadahan air.
      Bentuk              : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal.
      Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C
      Kondisi operasi :
      Temperatur                = 300C
      Tekanan                   = 1 atm
      Laju massa air            = 63.009 kg/jam
      Densitas air              = 995,68 kg/m3                        (Geankoplis, 1997)
      Kebutuhan perancangan = 1 jam
      Faktor keamanan           = 20 %


         Perhitungan
      a. Ukuran Anion Exchanger
         Dari Tabel 12.4., The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh:
         − Diameter penukar anion                 = 2 ft = 0,6096 m
         − Luas penampang penukar anion                 = 3,14 ft2
         − Tinggi resin dalam anion exchanger           = 2,5 ft = 0,7620 m
          Tinggi silinder = 1,2 × 2,5 ft = 3 ft = 0,9144 m
         Diameter tutup = diameter tangki = 2 ft = 0,6096 m
         Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup D : H = 4 : 1
                             1
         Tinggi tutup =        × (0,6096 m) = 0,1524 m
                             4
         Tinggi tangki total = 0,9144 + 2( 0,1524 ) = 1,2192 m


      b. Tebal tangki
         Tekanan hidrostatis
          P = ρxgxl
            = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,762 m




                                                              Universitas Sumatera Utara
       = 7,4353 kPa
     Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
     P = 7,4353 kPa + 101,325 kPa = 108,7603 kPa
     Faktor kelonggaran = 5%
     Maka, Pdesign = (1,05) × (108,7603) = 114,1983 kPa
     Joint efficiency = 0,8                                          (Brownell,1959)
     Allowable stress = 12,650 psia = 87.218,714 kPa                  (Brownell,1959)
     Tebal shell tangki:
     t=      PD
         2SE – 1,2P
                   (114,1983 kPa)(0,6096 m)
      =
        (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(114,1983 kPa)
      = 0,0005 m = 0,0196 in
     Faktor korosi = 1/8 in
     Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0196 in + 1/8 in = 0,1447 in
          Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in
            Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan
     ditetapkan tebal tutup 1/4 in.




D.10 Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP – 01)
  Fungsi             : Membuat larutan alum [Al2(SO4)3]..
  Bentuk             : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
  Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C.


  Kondisi operasi:
  Temperatur                          = 300C
  Tekanan                             = 1 atm
  Al2(SO4)3 yang digunakan            = 50 ppm
  Al2(SO4)3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat)
  Laju massa Al2(SO4)3                = 3,2 kg/jam            (Perhitungan BAB VII)
  Densitas Al2(SO4)3 30%              = 1.363 kg/m3 = 85,0898 lbm/ft3    (Perry, 1997)
  Kebutuhan perancangan               = 30 hari
  Faktor keamanan                     = 20%


  Perhitungan:
  a. Ukuran Tangki
                              (3,2 kg/jam)(24 jam/hari)(30 hari)
                                         1.363 kg/m3


                                                           Universitas Sumatera Utara
   Volume larutan, Vl =                                       = 5,635 m3
   Volume tangki, Vt = 1,2 × 5,635 m3 = 6,762 m3
   Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
   V = ¼πD2H
      = ¼πD2(3D/2)
      = (3πD3)/8
    D = (8V/3π)1/3
      = (8 x 6,762/3. 3,14)1/3
      = 1,79 m
    H = 2,69 m
                                 5,635 m3
    Tinggi cairan dalam tangki = 6,762 m3 2,69 m = 2,24 m




b. Tebal Dinding Tangki
   Tekanan hidrostatik
   P = ρ× g × l
     = 1.363 kg/m3 × 9,8 m/det2 2,24 m
     = 29,899 kPa
   Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
   P = 29,899 kPa + 101,325 kPa = 132,224 kPa
   Faktor kelonggaran = 5%
   Maka, Pdesign = (1,05) × (132,224 kPa ) = 137,785 kPa
   Joint efficiency = 0,8                                       (Brownell,1959)
   Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa              (Brownell,1959)

    Tebal shell tangki:
    t=     PD
       2SE – 1,2P
                   (137,785 kPa)(1,79 m)
     = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(137,785 kPa)

    = 0,00177 m = 0,069 in
   Faktor korosi = 1/8 in
   Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,069 in + 1/8 in = 0,194 in
   Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in                 (Brownell,1959)

c. Daya pengaduk
   Jenis pengaduk        : flat 6 blade turbin impeller
   Jumlah baffle         : 4 buah
   Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh:




                                                      Universitas Sumatera Utara
      Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 × 1,79 m = 0,6 m = 1,96 ft
      E/Da = 1 ; E         = 0,60 m
      L/Da = 1/4 ; L       = 1/4 × 0,60 m = 0,15 m
              1
      W/Da = /5 ; W        = 1/5 × 0,60 m = 0,12 m
      J/Dt = 1/12 ; J      = 1/12 × 1,79 m = 0,15 m
      dengan:
      Dt    = diameter tangki
      Da    = diameter impeller
      E     = tinggi turbin dari dasar tangki
      L     = panjang blade pada turbin
      W     = lebar blade pada turbin
      J     = lebar baffle

     Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det
     Viskositas Al2(SO4)3 30% = 6,72⋅10-4 lbm/ft⋅detik               (Othmer, 1968)
     Bilangan Reynold,
             ρ N (D a )2
      N Re =                                                     (Geankoplis, 1997)
                   μ
                                  2
           = (85,0898)(3)(1,96) =1,46.106 = 1.460.000
                           -4
     NRe > 10.000, 6,72.10
                     maka perhitungan daya menggunakan rumus:
          K T .n .D a ρ
                3    5

     P=                                                              (McCabe,1999)
                gc
     KT = 6,3                                                        (McCabe,1999)
     P=   6,3(3 put/dtk)3(1,96 ft)5(85,0898 lbm/ft3) x     1 hp
       = 2,6 Hp      32,174 lbm.ft/lbf.dtk2            550 ft.lbf/dtk
     Efisiensi motor penggerak = 80 %
     Daya motor penggerak = 2,6 = 3,27 hp
                                   0,8
                           Digunakan motor dengan daya 3 3/4 hp

D.11 Tangki Pelarutan Soda Abu (Na2CO3) (TP – 02)
     Fungsi                : Membuat larutan soda abu (Na2CO3).
     Bentuk                : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
     Bahan konstruksi      : Carbon steel SA – 283, Grade C.


  Kondisi operasi :
  Temperatur                     = 300C
   Tekanan                       = 1 atm
  Na2CO3 yang digunakan          = 27 ppm
  Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat)
  Laju massa Na2CO3              = 1,728 kg/jam           (Perhitungan BAB VII)
  Densitas Na2CO3 30%            = 1.327 kg/m3 = 82,8423 lbm/ft3     (Perry, 1997)




                                                       Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan perancangan           = 30 hari
Faktor keamanan                 = 20%


Perhitungan
a. Ukuran Tangki
                       (1,728 kg/jam)(24 jam/hari)(30 hari)
   Volume larutan, Vl =         1.327 kg/m3 x 30%           = 3,125 m3
   Volume tangki, Vt = 1,2 × 3,125 m3 = 3,75 m3
   Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
   V = ¼πD2H
     = ¼πD2(3D/2)
     = (3πD3)/8
   D = (8V/3π)1/3
     = (8 x 3,75 /3. 3,14)1/3
     = 1,47 m
   H = 2,21 m
                                3,125 m3
   Tinggi cairan dalam tangki = 3,75 m3 x 2,21 m = 1,84 m =6.03 ft


b. Tebal tangki
   Tekanan hidrostatik
   P = ρ× g × l
         = 1.327 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1.84 m
         = 23,917 kPa
   Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
   P = 23,917 kPa + 101,325 kPa = 125,242 kPa
   Faktor kelonggaran = 5 %
   Maka, Pdesign = (1,05) × (125,242 kPa) = 131,504 kPa
   Joint efficiency = 0,8                                    (Brownell,1959)
   Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa            (Brownell,1959)
   Tebal shell tangki:
   t=       PD
       2SE – 1,2P
                   (131,504 kPa)(1,47 m)
    = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(131,504 kPa)

    = 0,00139 m = 0,055 in
   Faktor korosi = 1/8 in
   Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,055 in + 1/8 in = 0,179 in
   Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in                 (Brownell,1959)

c. Daya Pengaduk




                                                   Universitas Sumatera Utara
     Jenis pengaduk           : flat 6 blade turbin impeller.
     Jumlah baffle            : 4 buah
     Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh:
     Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 1,47 m = 0,49 m = 1,61 ft
     E/Da = 1           ; E   = 0,49 m
                 1
     L/Da = /4 ; L            = 1/4 x 0,49 m = 0,12 m
     W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 0,49 m = 0,1 m
     J/Dt = 1/12 ; J          = 1/12 x 1,47 m = 0,12 m
     dengan :
     Dt      = diameter tangki
     Da      = diameter impeller
     E       = tinggi turbin dari dasar tangki
     L       = panjang blade pada turbin
     W       = lebar blade pada turbin
     J       = lebar baffle
     Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det
     Viskositas Na2CO3 30 % = 3,69⋅10-4 lbm/ft⋅detik                     (Othmer, 1968)
     Bilangan Reynold,
              ρ N (D a )2
      N Re =                                                          (Geankoplis, 1997)
                    μ
                                    2
           = (82,8423)(3)(1,61) = 1,74.106 = 1.740.00
                             -4
     NRe > 10.000,3,69.10
                       maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
          K T .n 3 .D a ρ
                       5

     P=                                                                ( McCabe, 1999)
                gc
     KT      = 6,3                                                     (McCabe, 1999)
     P=    6,3(3 put/dtk)3(1,61 ft)5(82,8423 lbm/ft3) x        1 hp
                                            2
       = 0,954 hp 32,174 lbm.ft/lbf.dtk                    550 ft.lbf/dtk
     Efisiensi motor penggerak = 80 %
     Daya motor penggerak = 0,954 = 1,19 hp
     Maka daya motor yang dipilih 1 1/4 hp.
                                      0,8

D.12 Tangki Pelarutan Natrium Klorida [NaCl] (TP – 03)
  Fungsi             : Membuat larutan natrium klorida (NaCl).
  Bentuk             : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
  Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C.


  Kondisi operasi:
  Temperatur                      = 300C
  Tekanan                         = 1 atm
  NaCl yang digunakan mempunyai konsentrasi 50% (% berat)
  Laju massa NaCl                 = 3,75 kg/jam           (Perhitungan BAB VII)




                                                         Universitas Sumatera Utara
Densitas NaCl 50%                = 1.575 kg/m3 = 98,3246 lbm/ft3   (Perry, 1997)
Kebutuhan perancangan            = 30 hari
Faktor keamanan                  = 20 %
Perhitungan
a. Ukuran Tangki
                        (3,75 kg/jam)(24 jam/hari)(30 hari)
   Volume larutan, Vl =                                     = 3,424 m3
                                   1.575 kg/m3 3
   Volume tangki, Vt = 1,2 × 3,424 m = 4,108 m
                                    3


   Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
   V = ¼πD2H
      = ¼πD2(3D/2)
      = (3πD3)/8
   D = (3V/π)1/3
      = (8 x 4,108/3. 3,14)1/3
      = 1,52 m
   H = 2,28 m
                                3,424 m3
   Tinggi cairan dalam tangki = 4,108 m3 x 2,28 m = 1,9 m


b. Tebal tangki
   Tekanan hidrostatik
   P = ρ× g × l
      = 1.575 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,9 m = 29,263kPa
   Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
   P = 29,263 kPa + 101,325 kPa = 130,588 kPa
   Faktor kelonggaran = 5%
   Maka, Pdesign = (1,05) × (130,588 kPa) = 137,117 kPa
   Joint efficiency = 0,8                                       (Brownell,1959)
   Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa               (Brownell,1959)
   Tebal shell tangki:
   t=       PD
       2SE – 1,2P
                   (137,117 kPa)(1,52 m)
    = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(137,117 kPa)

    = 0,00149 m = 0,0587 in
   Faktor korosi = 1/8 in
   Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,012 in + 1/8 in = 0,1837 in
   Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in                 (Brownell,1959)

c. Daya Pengaduk
   Jenis pengaduk         : flat 6 blade turbin impeller
   Jumlah baffle          : 4 buah




                                                       Universitas Sumatera Utara
     Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh:
     Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 1,52 m = 0,51 m = 1,66 ft
     E/Da = 1 ; E          = 0,51 m
              1
     L/Da = /4 ; L         = 1/4 x 0,51 m = 0,13 m
     W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 0,51 m = 0,1 m
     J/Dt = 1/12 ; J       = 1/12 x 0,51 m = 0,13 m
     dengan :
     Dt    = diameter tangki
     Da    = diameter impeller
     E     = tinggi turbin dari dasar tangki
     L     = panjang blade pada turbin
     W     = lebar blade pada turbin
     J     = lebar baffle

     Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det
     Viskositas NaCl 50% = 4,1175⋅10-3 lbm/ft⋅detik          (Kirk Othmer, 1968)
     Bilangan Reynold,
             ρ N (D a )2
      N Re =                                                    (Geankoplis, 1997)
                  μ               2
              (98,3246)(3)(1,66)
           =                         = 1,97 . 105
                   4,1175.10-3
     NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
          K .n 3 .D a ρ
                     5

     P= T                                                          ( McCabe,1999)
               gc
     KT      = 6,3                                                  (McCabe,1999)
                         3        5               3
     P = 6,3(3 put/dtk) (1,66 ft) (98,33246 lbm/ft ) x     1 hp
       = 1,318        32,174 lbm.ft/lbf.dtk2           550 ft.lbf/dtk
     Efisiensi motor penggerak = 80 %
     Daya motor penggerak = 1,318 = 1,648 hp
                                   0,8
     Maka daya motor yang dipilih 1 3/4 hp

D.13 Tangki Pelarutan NaOH (TP – 04)
     Fungsi                : Tempat membuat larutan NaOH.
     Bentuk                : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
     Bahan konstruksi      : Carbon steel SA – 283, Grade C.


  Kondisi operasi:
  Temperatur                    = 300C
  Tekanan                       = 1 atm
  NaOH yang dipakai berupa larutan 50% (% berat)                     (Perry, 1997)
  Laju alir massa NaOH          = 1,5 kg/jam           (Perhitungan BAB VII)
  Densitas larutan NaOH 4%      = 1.518 kg/m3 = 94,7662 lbm/ft3




                                                       Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan perancangan            = 30 hari
Faktor keamanan                  = 20%
Perhitungan:
a. Ukuran Tangki
                         (1,5 kg/jam)(24 jam/hari)(30 hari)
   Volume larutan, Vl =             1.518 kg/m3               = 1,422 m3
   Volume tangki        = 1,2 × 1,422 m3 = 1,707 m3
   Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
   V = ¼πD2H
      = ¼πD2(3D/2)
      = (3πD3)/8
   D = (8V/3π)1/3
      = (8 x 1,707/3. 3,14)1/3
      = 1,13 m
   H = 1,7 m
                                1,422 m3
   Tinggi cairan dalam tangki = 1,707 m3 x 1,7 m = 1,41 m

b. Tebal tangki
   Tekanan hidrostatik
   P       = ρ× g × l
          = 1.518 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,41 m
          = 21,044 kPa
   Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
   P = 21,044 kPa + 101,325 kPa = 122,369 kPa
   Faktor kelonggaran = 5%
   Maka, Pdesign = (1,05) × (122,369 kPa) = 128,488 kPa
   Joint efficiency = 0,8                                      (Brownell,1959)
   Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa             (Brownell,1959)
   Tebal shell tangki:
   t=      PD
       2SE – 1,2P
                  (128,488 kPa)(1,13 m)
    = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(128,488kPa)

    =0,00104 m = 0,041 in

   Faktor korosi = 1/8 in
   Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,041 in + 1/8 in = 0,1661 in
   Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in                 (Brownell,1959)
c. Daya Pengaduk
   Jenis pengaduk         : flat 6 blade turbin impeller
   Jumlah baffle          : 4 buah
   Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh:
   Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 × 1,13 m = 0,38 m = 1,24 ft




                                                    Universitas Sumatera Utara
     E/Da = 1          ; E = 1,24 m
                1
     L/Da = /4 ; L = 1/4 × 1,24 m = 0,09 m
     W/Da = 1/5 ; W = 1/5 × 1,24 m = 0,08 m
     J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 × 1,13 m = 0,09 m
     dengan :
     Dt      = diameter tangki
     Da      = diameter impeller
     E       = tinggi turbin dari dasar tangki
     L       = panjang blade pada turbin
     W       = lebar blade pada turbin
     J       = lebar baffle
     Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det
     Viskositas NaOH 4% = 4,302 . 10-4 lbm/ft.det             ( Kirk Othmer, 1968)
     Bilangan Reynold,
             ρ N (D a )2
      N Re =                                                     (Geankoplis, 1997)
                    μ
                                   2
           = (94,7662)(3)(1,24) = 1,01.106 = 1.010.000
                              -4
     NRe > 10.000,4,302.10
                       maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
          K T .n 3 .D a ρ
                       5

     P=                                                             ( McCabe,1999)
                gc
     KT      = 6,3                                                   (McCabe,1999)
                          3        5              3
     P = 6,3(3 put/dtk) (1,24 ft) (94,7662 lbm/ft ) x       1 hp
                                          2
       = 0, 294 hp 32,174 lbm.ft/lbf.dtk                550 ft.lbf/dtk
     Efisiensi motor penggerak = 80 %
     Daya motor penggerak = 0,294            = 0,367 hp
                                   0,8m hp.
     Maka daya motor yang dipilih 3/4

D.14 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TP – 05)
  Fungsi             : Membuat larutan kaporit [Ca(ClO)2].
  Bentuk             : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
  Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C.
  Kondisi operasi:
  Temperatur                      = 300C
  Tekanan                         = 1 atm
  Ca(ClO)2 yang digunakan         = 2 ppm
  Ca(ClO)2 yang digunakan berupa larutan 70% (% berat)
  Laju massa Ca(ClO)2             = 0,0028 kg/jam           (Perhitungan BAB VII)
  Densitas Ca(ClO)2 70 %          = 1.272 kg/m3 = 79,4088 lbm/ft3    (Perry, 1997)
  Kebutuhan perancangan           = 90 hari
  Faktor keamanan                 = 20 %




                                                         Universitas Sumatera Utara
Perhitungan
a. Ukuran Tangki
                        (0,0028 kg/jam)(24 jam/hari)(90 hari)
   Volume larutan, Vl =              1.272 kg/m3 3            = 0,0069 m3
   Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,0069 m3 = 0,0082 m
   Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
   V = ¼πD2H
      = ¼πD2(4D/3)
      = (πD3)/3
   D = (3V/π)1/3
      = (3 x 0,0082/3,14)1/3
      = 0,19 m
   H = 0,29 m
                                0,0069 m3
   Tinggi cairan dalam tangki = 0,0082 m3 x 0,29 m = 0,24 m

b. Tebal tangki
   Tekanan hidrostatik
   P = ρ×g×l
      = 1.272 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,24 m
      = 2,98 kPa
   Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
   P = 2,8 kPa + 101,325 kPa = 104,305 kPa
   Faktor kelonggaran = 5 %
   Maka, Pdesign = (1,05) × (104,305 kPa) = 109,521 kPa
   Joint efficiency = 0,8
   Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa
   Tebal shell tangki:
   t=       PD
       2SE – 1,2P
                   (109,521 kPa)(0,19 m)
    =
        (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(109,521 kPa)
     = 1,5.10-4 m = 0,00592 in

   Faktor korosi = 1/8 in
   Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,00592 in + 1/8 in = 0,1309 in
   Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in                 (Brownell,1959)

c. Daya Pengaduk
   Jenis pengaduk        : flat 6 blade turbin impeller
   Jumlah baffle         : 4 buah
   Untuk turbin standar (McCabe, 1993), diperoleh:
   Da/Dt = 1/3; Da = 1/3 × 0,19 m = 0,06 m = 0,21 ft
   E/Da = 1; E = 0,06 m
   L/Da = 1/4; L = 1/4 × 0,06 m = 0,02 m




                                                     Universitas Sumatera Utara
      W/Da = 1/5 ; W = 1/5 × 0,06 m = 0,01 m
      J/Dt = 1/12; J = 1/12× 0,19 m = 0,02 m
      dengan :
      Dt    = diameter tangki
      Da    = diameter impeller
      E     = tinggi turbin dari dasar tangki
      L     = panjang blade pada turbin
      W     = lebar blade pada turbin
      J     = lebar baffle

     Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det
     Viskositas kaporit      = 6,7197⋅10-4 lbm/ft⋅detik           (Kirk Othmer, 1967)
     Bilangan Reynold,
            ρ N ( D a )2
     N Re =                                           (Pers. 3.4–1, Geankoplis, 1997)
                    µ
                                  2
          = (79,4088)(3)(0,21) = 5.170
                             -4
                    6,7197.10
     NRe < 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
          K .n .D a ρ
                3      5

     P= T
             N Re g c
     KT     = 63
                          3         5              3
     P = 63(3 put/dtk) (0,21 ft) (79,4088 lbm/ft ) x           1 hp
                   -9                         2
                  (5170)(32,174 lbm.ft/lbf.dtk )
       = 2,19.10 hp                                       550 ft.lbf/dtk
     Efisiensi motor penggerak = 80%
                                         -9
     Daya motor penggerak = 2,19.10 = 2,73.10-9 hp
     Maka daya motor yang dipilih0,83/4 hp
                                      1


D.15 Deaerator (DE)
  Fungsi              : Menghilangkan gas–gas yang terlarut dalam air umpan ketel.
  Bentuk              : Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal
  Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 Grade C.
  Kondisi operasi :
  Temperatur                = 300C
  Tekanan                   = 1 atm
  Laju massa air             = 34.158,615 kg/jam
  Densitas air          = 995,68 kg/m3                            (Geankoplis, 1997)
  Kebutuhan perancangan = 1 hari
  Faktor keamanan           = 20 %


  Perhitungan:
  a. Ukuran tangki
                        (34.158,615 kg/jam)(24 jam)
                               995,68 kg/m3


                                                          Universitas Sumatera Utara
     Volume air, Va =                              = 823,364 m3
     Volume tangki, Vt = 1,2 × 823,364 m3 = 988,036 m3


Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
    V = ¼πD2H
        = ¼πD2(4D/3)
        = (πD3)/3
     D = (3V/π)1/3
        = (3 x 988,036 /3,14)1/3
        = 9,43 m
     H = 14,15 m
                                  823,364 m3
     Tinggi cairan dalam tangki = 988,037 m3 x 14,15 m = 11,79 m
i.   Diameter dan tinggi tutup
     Diameter tutup = diameter tangki = 9,43 m
     Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tutup, D : H = 4 : 1
     Tinggi tutup = (9,43 m)/4 = 2,358 m                           (Brownell,1959)
     Tinggi tangki total = 14,15 + 2(2,358) = 18,864 m
j.   Tebal tangki
     Tekanan hidrostatik
     P = ρ×g×l
       = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 11,79 m
       = 115,043 kPa
     Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
     P = 115,043 kPa + 101,325 kPa = 216,368 kPa
     Faktor kelonggaran = 5%
     Maka, Pdesign     = (1,05) × (216,368 kPa) = 227,186 kPa
     Joint efficiency = 0,8                                       (Brownell,1959)
     Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kP               (Brownell,1959)
     Tebal shell tangki:
     t=       PD
         2SE – 1,2P
                     (227,186 kPa)(9,43 m)
      = (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(227,186 kPa)

     = 0,0154 m = 0,605 in

     Faktor korosi = 1/8 in
     Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,605 in + 1/8 in = 0,73 in
     Tebal shell standar yang digunakan = 3/4 in                  (Brownell,1959)

           Tutup terbuat dari bahan yang sama dengan dinding tangki dan
     ditetapkan tebal tutup 3/4 in.




                                                         Universitas Sumatera Utara
D.16 Ketel Uap (KU)
     Fungsi              : Menyediakan uap untuk keperluan proses.
     Jenis               : Water tube boiler
     Bahan konstruksi : Carbon steel


  Kondisi operasi :
  Uap jenuh yang digunakan bersuhu 130 0C dan tekanan 270,1 kPa.
  Dari Tabel uap (Reklaitis, 1983), diperoleh panas laten steam 2.173,7 kJ/kg
  = 1164,598 Btu/lbm.
  Kebutuhan uap = 3.906,686 kg/jam = 1.722,562 lbm/jam


  Perhitungan:
  Menghitung Daya Ketel Uap
         34 ,5 × P × 970 ,3
    W =
                 H
  dimana: P = Daya boiler, hp
             W = Kebutuhan uap, lbm/jam
             H = Panas laten steam, Btu/lbm
  Maka,
              1.722,562 x 1164,598
      P=          34,5 x 970,3       = 59,927 hp = 60 hp


  Menghitung Jumlah Tube
  Luas permukaan perpindahan panas, A = P × 10 ft2/hp
                                      = 60 hp × 10 ft2/hp
                                          = 600 ft2
  Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi :
  - Panjang tube            = 30 ft
  - Diameter tube           = 3 in
                          ’
  - Luas permukaan pipa, a = 0,917 ft2 / ft                      (Kern, 1965)

                                  A            600 ft2
  Sehingga jumlah tube = Nt=           =                      = 21,8= 22 buah
                                L x a'   30 ft x 0,917 ft2/ft
D.17 Menara Air (MA)
     Fungsi                  : Menampung air untuk didistribusikan.




                                                        Universitas Sumatera Utara
   Bentuk                   : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
   Bahan konstruksi         : Carbon steel SA – 53 Grade B.
Data:
Kondisi penyimpanan : Temperatur = 300C
                          Tekanan      = 1 atm
Laju massa air             = 64.000 kg/jam
Densitas air               = 995,68 kg/m3                       (Geankoplis, 1997)
Kebutuhan perancangan = 6 jam
Faktor keamanan            = 20 %


Perhitungan:
Ukuran Menara Air
Volume air, Va =     64000 kg/jam x 6 jam     = 385,666 m3
                                    33
Volume tangki, Vt = 1,2 × 995,68 kg/m= 462,799 m3
                          385,666 m
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 5 : 6
    V = ¼πD2H
        = ¼πD2(6D/5)
        = 3(πD3)/10
    D = (10V/3π)1/3
        = (10 x 14,5/3. 3,14)1/3
        = 7,89 m
    H = 9,5 m
                                 385,666 m3
    Tinggi cairan dalam tangki = 462,799 m3 x 2,98 m = 7,89 m


 Tebal Dinding Menara Air
 Tekanan hidrostatik
 P = ρ×g×l
   = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 7,89 m
   = 76,995 kPa
 Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
 P = 76,995 kPa + 101,325 kPa = 178,32 kPa
 Faktor kelonggaran = 5%
 Maka, Pdesign = (1,05) × (178,32 kPa) = 187,24 kPa
Joint efficiency = 0,8                                            (Brownell, 1959)
Allowable stress = 12.750 psia = 87.908,19 kPa                    (Brownell, 1959)
    Tebal shell tangki:
    t=        PD
         2SE – 1,2P
                     (187,24 kPa)(7,89 m)
          (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(187,24 kPa)

                                                        Universitas Sumatera Utara
       =

       = 0,01 m = 0,417 in

     Faktor korosi = 1/8 in
     Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,417 in + 1/8 in = 0,543 in
     Tebal shell standar yang digunakan = 3/4 in                (Brownell,1959)


D.18 Tangki Bahan Bakar (TB)
     Fungsi                  : Menyimpan bahan bakar
     Bentuk                  : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal.
     Bahan konstruksi        : Carbon steel SA – 283, Grade C.
  a. Kondisi operasi:
     Temperatur                 = 300C
     Tekanan                    = 1 atm
     Laju massa bahan bakar     = 71 kg/jam              (Perhitungan BAB VII)
     Densitas Solar             = 0,89 kg/ltr = 55,56 lbm/ft3     (Perry, 1997)
     Kebutuhan perancangan      = 60 hari
     Faktor keamanan            = 20 %
     Perhitungan
  b. Ukuran Tangki
                           (71 kg/jam)(24 jam/hari)(60 hari)
     Volume larutan, Vl =             8903 kg/m3                   = 114,876 m3
     Volume tangki, Vt = 1,2 × 114,876 m = 137,852 m3
     Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi tangki, D : H = 2 : 3
     V = ¼πD2H
        = ¼πD2(3D/2)
        = (3πD3)/8
     D = (8V/3π)1/3
        = (8x 137,852/3. 3,14)1/3
        = 4,89 m
     H = 7,34 m
                                  114,876 m3
     Tinggi cairan dalam tangki = 137,852 m3 x 7,34 m = 6,11 m

  b. Tebal tangki
     Tekanan hidrostatik
     P = ρ×g×l




                                                         Universitas Sumatera Utara
          = 890 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 6,11m
          = 53,3347 kPa
       Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa
       P = 53,3347 kPa + 101,325 kPa = 154,6597 kPa
       Faktor kelonggaran = 5 %
       Maka, Pdesign = (1,05) × (154,6597 kPa) = 162,3927 kPa
       Joint efficiency = 0,8
       Allowable stress = 12.650 psia = 87.218,714 kPa
       Tebal shell tangki:
       t=       PD
           2SE – 1,2P
                       (162,3927 kPa)(4,89 m)
        =
           (2)(87.218,714 kPa)(0,8) – 1,2(162,3927 kPa)
            = 0,0057 m = 0,224 in

       Faktor korosi = 1/8 in
       Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,224 in + 1/8 in = 0,3494 in
       Tebal shell standar yang digunakan = ½ in                   (Brownell,1959)




D.19 Pompa Sedimentasi (PU – 01)
     Fungsi                     : Memompa air dari sungai ke bak pengendapan
     Jenis                      : Pompa sentrifugal
     Jumlah                     : 1
     Bahan konstruksi           : Commercial steel

   Kondisi operasi :
   - Temperatur = 300C
   - Densitas air (ρ)        = 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3           (Geankoplis, 1997)
   - Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,0005 lbm/ft⋅jam                 (Geankoplis, 1997)
       Laju alir massa (F) = 64.000 kg/jam = 39,1935 lbm/s
   Laju alir volumetrik, Q = F = 39,1935 lbm/s = 0,63 ft3/s = 0,0179 m3/s
                             ρ   62,1586 lbm/ft3
Desain pompa :
   Di,opt        = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)
                 = 3,9 × (0,63 ft3/s )0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13
                 = 5,42 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :




                                                              Universitas Sumatera Utara
   Ukuran nominal                 : 6 in
   Schedule number                : 40
   Diameter Dalam (ID)            : 6,06 in = 0,505 ft
   Diameter Luar (OD)             : 6,625 in = 0,5521 ft
   Inside sectional area          : 0,206 ft2
                                      3
   Kecepatan linear, v = Q/A = 0,63 ft /s = 3,1433 ft/s
                               0,2006 ft2
                              ρ ×v× D
   Bilangan Reynold : NRe =
                                     µ
                                               3
                             = (62,1586 lbm/ft )(3,1433 ft/s)(0,505 ft)
                             = 183.372,983 0,0005 lbm/ft.s
Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen.
Untuk pipa commercial steel dan 6 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 183.372,983 dan ε = 0,00009108,
                                                                   D
diperoleh : f = 0,003
   Friction loss :
                                      A  v2
   1 Sharp edge entrance= hc = 0,5 1 − 2 
                                   
                                      A1  2α .g c
                                          
                                                    2
                             = 0,5(1 – 0) 3,1433            = 0,0768 ft.lbf/lbm
                                          2(1)(32,174)
                               v2             3,14332
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.         = 2(0,75)               = 0,2303 ft.lbf/lbm
                              2.g c           2(32,174
                                v2                     2
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0) 3,1433       = 0,307 ft.lbf/lbm
                               2.g c           2(32,174
                              ∆L.v  2
   Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f
                              D.2.g c
                          = 4(0,003)      50 x 3,1433 2     = 0,1824 ft.lbf/lbm
                                  (0,2557)(2)(32,174)
                                           2
                                      A1     v2
   1 Sharp edge exit = hex =    1 −    
                                     A2  2.α .g c
                                         
                                                    2
                              = (1 – 0) 3,1433              = 0,1535 ft.lbf/lbm
   Total friction loss : ∑ F             2(1)(32,174)       = 0,9501 ft.lbf/lbm

   Dari persamaan Bernoulli :
    1
   2α
       (
       v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
          2    2
                )                 P − P1
                                     ρ
                                         + ∑ F + Ws = 0           (Geankoplis,1997)

   dimana : v1 = v2
             P1 = P2
            ∆Z = 50 ft
   Maka :
   Ws = 0,9501 ft.lbf/lbm + 0 + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0
      = 50,95 ft.lbf/lbm




                                                           Universitas Sumatera Utara
   Effisiensi pompa , η= 80 %
               Ws                          = η x Wp
          50,95                           = 0,8 x Wp
          Wp          = 63,688 ft.lbf/lbm
   Daya pompa : P                          = m x Wp
                             64.000            =                            1 hp
                        (0,45359)(3600) = 4,538 hp                      550 ft.lbf/lbm
   Maka dipilih pompa dengan daya motor 4 3/4 hp

D.20 Pompa Clarifier (PU – 02)
   Fungsi             : Memompa air dari bak pengendapan ke klarifier.
   Jenis              : Pompa sentrifugal
   Jumlah             : 1 unit

   Kondisi operasi:
   P = 1 atm
   T = 30 oC
   Laju alir massa (F)         = 2000 kg/jam         = 1,2248 lbm/s
   Densitas air (ρ)            = 955,68 kg/m3        = 62,1586 lbm/ft3
   Viskositas air (µ)          = 0,8007cP            = 0,0005 lbm/ft.s
   Laju alir massa (F)         = 64.000 kg/jam = 39,1935 lbm/s
   Laju alir volumetrik, Q =      = 1,2248 lbm/s = 0,63 ft3/s = 0,0179 m3/s
                                     62,1586 lbm/ft3
   Desain pompa :
   Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)
              = 3,9 × (0,63 ft3/s )0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13
              = 5,42 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                 : 6 in
   Schedule number                : 40
   Diameter Dalam (ID)            : 6,06 in = 0,505 ft
   Diameter Luar (OD)             : 6,625 in = 0,5521 ft
   Inside sectional area          : 0,206 ft2
                                      3
   Kecepatan linear, v = Q/A = 0,63 ft /s = 3,1433 ft/s
                               0,2006 ft2
                              ρ ×v× D
   Bilangan Reynold : NRe =
                                     µ
                                               3
                            = (62,1586 lbm/ft )(3,1433 ft/s)(0,505 ft)
                            = 183.372,983 0,0005 lbm/ft.s
Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen.
Untuk pipa commercial steel dan 6 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046




                                                           Universitas Sumatera Utara
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 183.372,983 dan ε          = 0,00009108,
                                                                     D
diperoleh : f = 0,003
   Friction loss :
                                      A  v2
   1 Sharp edge entrance= hc = 0,5 1 − 2 
                                   
                                      A1  2α .g c
                                          
                                                    2
                             = 0,5(1 – 0) 3,1433            = 0,0768 ft.lbf/lbm
                                          2(1)(32,174)
                               v2             3,14332
   3 elbow 90° = hf = n.Kf.         = 3(0,75)               = 0,3455 ft.lbf/lbm
                              2.g c           2(32,174
                                v2                     2
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0) 3,1433       = 0,307 ft.lbf/lbm
                               2.g c           2(32,174
                              ∆L.v  2
   Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f
                              D.2.g c
                          = 4(0,003)      50 x 3,1433 2     = 0,1824 ft.lbf/lbm
                                  (0,2557)(2)(32,174)
                                           2
                                      A1     v2
   1 Sharp edge exit = hex = 1 −        
                                 
                                     A2  2.α .g c
                                         
                                                    2
                              = (1 – 0) 3,1433              = 0,1535 ft.lbf/lbm
   Total friction loss : ∑ F             2(1)(32,174)       = 1,0653 ft.lbf/lbm

   Dari persamaan Bernoulli :
    1
   2α
       (
       v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
          2    2
                 )                P − P1
                                     ρ
                                         + ∑ F + Ws = 0            (Geankoplis,1997)

   dimana : v1 = v2
             P1 = P2
            ∆Z = 50 ft
   Maka :
   Ws = 1,0653 ft.lbf/lbm + 0 + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0
      = 51,065 ft.lbf/lbm

   Effisiensi pompa , η= 80 %
               Ws                          = η x Wp
          51,065                          = 0,8 x Wp
          Wp          = 63,832 ft.lbf/lbm
   Daya pompa : P                          = m x Wp
                            64.000             =                        1 hp
                       (0,45359)(3600) = 4,548 hp                   550 ft.lbf/lbm
   Maka dipilih pompa dengan daya motor 4 3/4 hp

D.21 Pompa Alum (PU – 03)
   Fungsi               : Memompa air dari tangki pelarutan alum ke klarifier.
   Jenis                : Pompa sentrifugal




                                                           Universitas Sumatera Utara
    Jumlah             : 1 unit

    Kondisi operasi :
    P = 1 atm
    T = 30 oC
    Laju alir massa (F)     = 3,2 kg/jam = 0,002 lbm/s
    Densitas alum (ρ)       = 1.363 kg/m3 = 85,0898 lbm/ft3   (Othmer, 1967)
                                      -4               -7
    Viskositas alum (µ)     = 6,72 10 cP = 4,5158.10 lbm/ft.s (Othmer, 1967)
    Laju alir volumetrik (Q) = 0,002 lbm/s = 2,303.10-5 ft3/s
                               85,0898 lbm/ft3
    Desain pompa :
    Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                  (Timmerhaus,1991)
               = 3,9 (2,303.10-5 ft3/s )0,45 (85,0898 lbm/ft3)0,13
             = 0,0569 in
    Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                     : 1/8 in
   Schedule number                    : 40
   Diameter Dalam (ID)                : 0,269 in = 0,0224 ft
   Diameter Luar (OD)                 : 0,405 in = 0,0337 ft
   Inside sectional area              : 0,0004 ft2
                                              -5 3
   Kecepatan linear, v = Q/A = 2,303.10 ft /s = 0,0576 ft/s
                                      0,0004 ft2
                                 ρ × v × D (85,0898)(0,0576)(0,0224)
   Bilangan Reynold : NRe =                  =
                                     µ                   4,5158.10-7
                                            = 243.196,0421 (turbulen)
   Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/8 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046
   Pada NRe = 243.196,0421 dan ε/D = 0,002
   maka harga f = 0,006                                            (Geankoplis,1997)
   Friction loss :
                                           A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                      
                                           A1  2α .g c
                                                
                                                           2
                              = 0,5 (1 – 0) 0,0576              = 2,575.10-5 ft.lbf/lbm
                             v2                 2(1)(32,174)
                                                         2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.        = 2(0,75) 0,0576             = 7,7277.10-5 ft.lbf/lbm
                            2.g c               2(32,174)
                                  v2                      2
    1 check valve = hf = n.Kf.           = 1(2,0) 0,0018       = 1,006.10-7 ft.lbf/lbm
                                 2.g c            2(32,174)
                               ∆L.v  2
    Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                               D.2.g c
                                                        2
                           = 4(0,0085) 30 x 0,0576             = 1,65.10-3 ft.lbf/lbm
                                  A1  (0,0224)(2)(32,174)
                                       2
                                          v2
1 Sharp edge exit = hex = 1 −       
                             
                                A2  2.α .g c
                                     
                                                     2
                                = (1 – 0) 0,0576               = 5,152.10-5 ft.lbf/lbm
    Total friction loss : ∑ F               2(1)(32,174)       = 1,912.10-3 ft.lbf/lbm




                                                              Universitas Sumatera Utara
  Dari persamaan Bernoulli:
   1
  2α
      (
      v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
         2    2
               )                 P − P1
                                    ρ
                                         + ∑ F + Ws = 0                       (Geankoplis,1997)

  dimana :                                      v1 = v2
                                 ∆P
             P1 = P2 = 1 atm;         = 0 ft.lbf/lbm
                                ρ
              ∆Z = 30 ft
  Ws = 0 + 1,912.10-3 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,002 ft.lbf/lbm
  Effisiensi pompa , η= 80 %
                    Ws                    = η x Wp
                 30,002                  = 0,8 x Wp
                                             Wp                              = 37,502 ft.lbf/lbm
  Daya pompa : P                          = m x Wp
                              3,2             =                       1 hp
                        (0,45359)(3600)                         550 ft/lbf/lbm
                                        = 1,33.10-4 hp
  Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/4 hp

D.22 Pompa Soda Abu (PU – 04)
  Fungsi             : Memompa air dari tangki pelarutan soda abu ke klarifier.
  Jenis              : Pompa sentrifugal
  Jumlah             : 1 unit

  Kondisi operasi :
  P = 1 atm
  T = 30 oC
  Laju alir massa (F)     = 1,728 kg/jam = 82,843 lbm/s
  Densitas soda abu (ρ) = 1.327 kg/m3 = 82,8423 lbm/ft3 (Othmer, 1967)
  Viskositas soda abu (µ) = 3,69 10-4 cP = 2,4797.10-7 lbm/ft.s (Othmer,1967)
  Laju alir volumetrik (Q) = 82,843 lbm/s = 1,277.10-5 ft3/s
                              82,8423 lbm/ft3

  Desain pompa:
  Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                 (Timmerhaus,1991)
             = 3,9 (1,277.10-5 ft3/s)0,45 (82,8423 lbm/ft3)0,13
             = 0,0435 in

  Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
  Ukuran nominal                     : 1/8 in
  Schedule number                    : 40
  Diameter Dalam (ID)                : 0,269 in = 0,0224 ft
  Diameter Luar (OD)                 : 0,405 in = 0,0337 ft




                                                           Universitas Sumatera Utara
Inside sectional area           : 0,0004 ft2
                                      -5 3
Kecepatan linear, v = Q/A = 1,277.10 ft /s = 0,0319 ft/s
                                0,0004 ft2
                           ρ × v × D (82,8423)(0,0319)(0,0224)
Bilangan Reynold : NRe =             =       2,4797.10-7
                                  µ
                          = 239.162,5467 (Turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/8 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046
Pada NRe = 239.162,5467 dan ε/D = 0,002
maka harga f = 0,006                                (Geankoplis,1997)
Friction loss :
                                      A  v2
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                      A1  2α .g c
                                          
                           = 0,5 (1 – 0)     0,03192       = 7,9244.10-6 ft.lbf/lbm
                          v2              2(1)(32,174)
                                                    2
2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 0,0319            = 2,377.10-5 ft.lbf/lbm
                         2.g c           2(32,174)
                              v2                      2
1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0) 0,0319         = 3,169.10-5 ft.lbf/lbm
                             2.g c            2(32,174)
                           ∆L.v  2
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                           D.2.g c
                                                    2
                       = 4(0,0085) 30 x 0,0319             = 5,09.10-4 ft.lbf/lbm
                               (0,0224)(2)(32,174)
                                         2
                                    A1      v2
1 Sharp edge exit = hex = 1 −         
                              
                                  A2  2.α .g c
                                       
                            = (1 – 0)      0,03192         = 1,58.10-5 ft.lbf/lbm
Total friction loss : ∑ F              2(1)(32,174)        = 5,88.10-4 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli:
 1
2α
    (
    v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
       2    2
             )                 P − P1
                                  ρ
                                       + ∑ F + Ws = 0         (Geankoplis,1997)

dimana :                                      v1 = v2
                               ∆P
           P1 = P2 = 1 atm;         = 0 ft.lbf/lbm
                              ρ
            ∆Z = 30 ft
Ws = 0 + 5,88.10-4 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,001 ft.lbf/lbm
Effisiensi pompa , η= 80 %
                  Ws                     = η x Wp
                  30,001 = 0,8 x Wp
                                            Wp                                = 37,501 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P                           = m x Wp
                           1,728             =
                     (0,45359)(3600)                                       1 hp
                                                                      550 ft/lbf/lbm
                                      = 7,215.10-56 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/4 hp




                                                          Universitas Sumatera Utara
D.23 Pompa Utilitas (PU – 05)
   Fungsi               : Memompa air dari tangki penampungan (TU-1)ke sand filter
   Jenis                : Pompa sentrifugal
   Jumlah               : 1 unit

   Kondisi operasi :
   - Temperatur = 300C
   - Densitas air (ρ)      = 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3          (Geankoplis, 1997)
   - Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,0005 lbm/ft⋅jam              (Geankoplis, 1997)
       Laju alir massa (F) = 64.000 kg/jam = 39,1935 lbm/s
   Laju alir volumetrik, Q = F = 21,531 lbm/s = 0,63 ft3/s = 0,0179 m3/s
                             ρ   62,1586 lbm/ft3
Desain pompa :
   Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)
              = 3,9 × (0,63 ft3/s )0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13
              = 5,42 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                 : 6 in
   Schedule number                : 40
   Diameter Dalam (ID)            : 6,06 in = 0,505 ft
   Diameter Luar (OD)             : 6,625 in = 0,5521 ft
   Inside sectional area          : 0,206 ft2
                                      3
   Kecepatan linear, v = Q/A = 0,63 ft /s = 3,1433 ft/s
                               0,2006 ft2
                              ρ ×v× D
   Bilangan Reynold : NRe =
                                     µ
                                               3
                             = (62,1586 lbm/ft )(3,1433 ft/s)(0,505 ft)
                             = 183.372,983 0,0005 lbm/ft.s
Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen.
Untuk pipa commercial steel dan 6 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 183.372,983 dan ε = 0,00009108,
                                                                   D
diperoleh : f = 0,003
   Friction loss :
                                        A  v2
   1 Sharp edge entrance= hc = 0,5  1 − 2 
                                        A1  2α .g c
                                            
                                                      2
                               = 0,5(1 – 0) 3,1433           = 0,0768 ft.lbf/lbm
                                            2(1)(32,174)
                               2
                             v                3,14332
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75)                  = 0,2303 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174

                                              3,1433 2
                                              2(32,174

                                                           Universitas Sumatera Utara
                                   v2
  1 check valve = hf = n.Kf.            = 1(2,0)            = 0,307 ft.lbf/lbm
                                  2.g c
                              ∆L.v 2
  Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f
                              D.2.g c
                          = 4(0,003)       50 x 3,1433 2    = 0,1824 ft.lbf/lbm
                                  (0,2557)(2)(32,174)
                                            2
                                       A1     v2
  1 Sharp edge exit = hex      = 1 −     
                                 
                                     A2  2.α .g c
                                          
                                                    2
                               = (1 – 0) 3,1433             = 0,1535 ft.lbf/lbm
  Total friction loss : ∑ F              2(1)(32,174)       = 0,9501 ft.lbf/lbm

  Dari persamaan Bernoulli :
   1
  2α
      (
      v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
         2    2
                )                P − P1
                                    ρ
                                        + ∑ F + Ws = 0            (Geankoplis,1997)

  dimana : v1 = v2
            P1 = P2
           ∆Z = 50 ft
  Maka :
  Ws = 0,9501 ft.lbf/lbm + 0 + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0
     = 50,95 ft.lbf/lbm

  Effisiensi pompa , η= 80 %
              Ws                          = η x Wp
         50,95                           = 0,8 x Wp
         Wp          = 63,688 ft.lbf/lbm
  Daya pompa : P                          = m x Wp
                            64.000            =                           1 hp
                       (0,45359)(3600) = 4,538 hp                     550 ft.lbf/lbm
  Maka dipilih pompa dengan daya motor 4 3/4 hp

D.24 Pompa Utilitas (PU – 06)
  Fungsi               : Memompa air dari tangki TU – 01 ke menara air.
  Jenis                : Pompa sentrifugal
  Jumlah               : 1 unit

  Kondisi operasi :
  - Temperatur = 300C
  - Densitas air (ρ)      = 995,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3        (Geankoplis, 1997)
  - Viskositas air (µ) = 0,8007 cP = 0,0005 lbm/ft⋅jam            (Geankoplis, 1997)
     Laju alir massa (F) = 64.000 kg/jam = 39,1935 lbm/s
  Laju alir volumetrik, Q = F = 39,1935 lbm/s = 0,6305 ft3/s = 0,0179 m3/s
                            ρ   62,1586 lbm/ft3




                                                           Universitas Sumatera Utara
Desain pompa :
   Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                             (Timmerhaus,1991)
              = 3,9 × (0,0179 ft3/s )0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13
              = 5,42 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                  : 6 in
   Schedule number                 : 40
   Diameter Dalam (ID)             : 6,06 in = 0,51 ft
   Diameter Luar (OD)              : 6,625 in = 0,55 ft
   Inside sectional area           : 0,2006 ft
   Kecepatan linear, v = Q/A = 0,0179 ft3/s = 3,1433 ft/s
                                0,0513 ft2
                                ρ ×v× D
   Bilangan Reynold : NRe =
                                   µ
                                               3
                            = (62,1586 lbm/ft )(3,1433ft/s)(0,51 ft)
                            = 183.372,983 0,0005 lbm/ft.s
Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen.
Untuk pipa commercial steel dan pipa 6 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 183.372,983 dan ε = 9,108. 10-5,
                                                                     D
diperoleh : f = 0,003
   Friction loss :
                                        A  v2
   1 Sharp edge entrance= hc = 0,5 1 − 2 
                                     
                                        A1  2α .g c
                                            
                                                      2
                               = 0,5(1 – 0) 3,1433           = 0,0768 ft.lbf/lbm
                                            2(1)(32,174)
                               2
                             v                3,1433 2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75)                  = 0,2303 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174
                                v2                     2
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0) 3,1433        = 0,3071 ft.lbf/lbm
                               2.g c           2(32,174
                              ∆L.v  2
   Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                              D.2.g c
                          = 4(0,005)      30 x 3,1433 2      = 0,1095 ft.lbf/lbm
                                  (0,2557)(2)(32,174)
                                           2
                                      A1     v2
   1 Sharp edge exit = hex = 1 −        
                                 
                                     A2  2.α .g c
                                         
                                                    2
                              = (1 – 0) 3,1433               = 0,1535 ft.lbf/lbm
   Total friction loss : ∑ F             2(1)(32,174)        = 0,8722 ft.lbf/lbm

   Dari persamaan Bernoulli :




                                                           Universitas Sumatera Utara
   1
  2α
      (
      v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
         2    2
               )                 P − P1
                                    ρ
                                        + ∑ F + Ws = 0               (Geankoplis,1997)

  dimana : v1 = v2
            P1 = P2
           ∆Z = 30 ft
  Maka :
  Ws = 0,8722 ft.lbf/lbm + 0 + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0
     = 80,877 ft.lbf/lbm

  Effisiensi pompa , η= 80 %
              Ws                          = η x Wp
         80,877                          = 0,8 x Wp
         Wp          = 101,0965 ft.lbf/lbm
  Daya pompa : P                          = m x Wp
                            64.000            =                               1 hp
                       (0,45359)(3600) = 7,204 hp                         550 ft.lbf/lbm
  Maka dipilih pompa dengan daya motor 7 ¼ hp

D.25 Pompa Kation (PU – 07)
  Fungsi            : Memompa air dari menara air ke tangki kation.
  Jenis             : Pompa sentrifugal
  Jumlah            : 1

  Kondisi operasi:
  P = 1 atm
  T = 300C
  Laju alir massa (F)        = 63.009 kg/jam                          = 0,599 lbm/s
  Densitas air (ρ)           = 955,68 kg/m3                    = 62,1586 lbm/ft3
  Viskositas air (µ)         = 0,8007cP                        = 0,0005 lbm/ft.s
                                  63,009 lbm/s
  Laju alir volumetrik (Q)   =                                 = 0,6208 ft3/s
                                 62,1586 lbm/ft3

   Desain pompa :
  Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                         (Timmerhaus,1991)
             = 3,9 (0,6208 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13
             = 5,38 in
  Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
  Ukuran nominal                 : 6 in
  Schedule number                : 40
  Diameter Dalam (ID)            : 6,06 in = 0,0505 ft
  Diameter Luar (OD)             : 6,625 in = 0,551 ft
  Inside sectional area          : 0,2006 ft2
                                        3
  Kecepatan linear, v = Q/A = 0,6208 ft /s = 3,0946 ft/s
                              0,00233 ft2



                                                          Universitas Sumatera Utara
                                ρ ×v× D
   Bilangan Reynold: NRe =              = (62,1586)(3,0946)(0,0505)
                                   µ               0,0005
                                         = 180.533,567 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 3 in Sc.40
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 180.533,567, diperoleh : f = 0,004

   Friction loss :
                                          A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5  1 − 2 
                                          A1  2α .g c
                                              
                                = 0,5 (1 – 0)    3,09462   = 0,0744 ft.lbf/lbm
                             v 2              2(1)(32,174)
                                                        2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 3,0946         = 0,2232 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174)
                                v2                        2
   1 check valve = hf = n.Kf.          = 1(2,0) 3,0946          = 0,2976 ft.lbf/lbm
                               2.g c              2(32,174)
                              ∆L.v   2
   Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f
                              D.2.g c
                          = 4(0,0048)          50 x 3,09462     = 0,2358 ft.lbf/lbm
                                        A1(0,505)(2)(32,174)
                                             2
                                               v2
   1 Sharp edge exit = hex = 1 −          
                                 
                                      A2  2.α .g c
                                           
                              = (1 – 0)         3,09462         = 0,1488 ft.lbf/lbm
                                            2(1)(32,174)
   Total friction loss : ∑ F                                    = 0,9799 ft.lbf/lbm

   Dari persamaan Bernoulli :
    1
   2α
       (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
           2
                )
                2                  P − P1
                                      ρ
                                          + ∑ F + Ws = 0        (Geankoplis,1997)

   dimana : v1 = v2
              P1 = P2
             ∆Z = 50 ft, maka:
   Ws = 0 + 0,9799 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0 = 50,0626 ft.lbf/lbm
   Effisiensi pompa , η= 80 %
                      Ws                      = η × Wp
                     50,98                   = 0,8 × Wp
                                                 Wp                           = 63,725 ft.lbf/lbm
   Daya pompa : P                             = m x Wp
                                 63.009           =                        1 hp
                           (0,45359)(3600)                            550 ft/lbf/lbm
                                             = 7,068 hp
   Maka dipilih pompa dengan daya motor = 7 ¼ hp

D.26 Pompa NaCl (PU – 08)
   Fungsi             : Memompa air dari tangki pelarutan NaCl ke tangki kation.




                                                               Universitas Sumatera Utara
    Jenis              : Pompa sentrifugal
    Jumlah             : 1 unit

    Kondisi operasi :
    P = 1 atm
    T = 30 oC
    Laju alir massa (F)        = 3,7446 kg/jam = 0,00229 lbm/s
    Densitas NaCl (ρ)          = 1.575 kg/m3 = 98,3246 lbm/ft3     (Othmer, 1967)
    Viskositas NaCl (µ)        = 0,0042 cP = 2,8073.10-6 lbm/ft.s(Othmer, 1967)
    Laju alir volumetrik (Q)   = 0,00229 lbm/s = 2,33 . 10-5 ft3/s
                                  98,3246 lbm/ft3

    Desain pompa :
    Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)
               = 3,9 (2,33 .10-5 ft3/s )0,45 (98,3246 lbm/ft3)0,13
              = 0,06 in
    Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                      : 1/8 in
   Schedule number                     : 40
   Diameter Dalam (ID)                 : 0,269 in = 0,0224 ft
   Diameter Luar (OD)                  : 0,405 in = 0,0337 ft
   Inside sectional area               : 0,0004 ft2
                                              -5 3
   Kecepatan linear, v = Q/A = 2,33 . 10 ft /s = 0,0583 ft/s
                                      0,00044 ft2
                                  ρ ×v× D           (98,3246)(0,0583)(0,0224)
   Bilangan Reynold : NRe =                  =
                                      µ                    2,8073.10-6
                             = 45.778,5585 (turbulen)
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis, 1997 untuk NRe = 45.778,5585 diperoleh : f = 0,002
   Friction loss :
                                           A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                       
                                           A1  2α .g c 2
                                                
                                                  0,0583
                               = 0,5 (1 – 0)                   = 2,64. 10-5 ft.lbf/lbm
                                                2(1)(32,174)
                             v2                         2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.        = 2(0,75) 0,0583            = 7,9 . 10-5ft.lbf/lbm
                            2.g c               2(32,174)
                                 v2                        2
    1 check valve = hf = n.Kf.          = 1(2,0) 0,0583          = 1,056. 10-4 ft.lbf/lbm
                                2.g c               2(32,174)
                               ∆L.v   2
    Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                               D.2.g c
                          = 4(0,021)         30 x 0,05832        = 1,979 . 10-3ft.lbf/lbm
                                       (0,0224)(2)(32,174)
                                         A1 
                                              2
                                                 v2
    1 Sharp edge exit = hex = 1 −          
                                 
                                       A2  2.α .g c
                                            
                                                      2
                               = (1 – 0) 0,0583                  = 5,28. 10-5 ft.lbf/lbm
                                           2(1)(32,174)



                                                                Universitas Sumatera Utara
  Total friction loss : ∑ F                                 = 2,244. 10-3 ft.lbf/lbm

  Dari persamaan Bernoulli :
   1
  2α
      (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
          2    2
                )                 P − P1
                                     ρ
                                         + ∑ F + Ws = 0           (Geankoplis,1997)

  dimana : v1 = v2
             P1 = P2
            ∆Z = 30 ft, maka:
  Ws = 0 + 2,244. 10-3 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,0022 ft.lbf/lbm
  Effisiensi pompa , η= 80 %
                     Ws                      = η × Wp
                   30,022                   = 0,8 × Wp
                                                Wp                             = 37,503 ft.lbf/lbm
  Daya pompa : P                3,7446       = m x Wp
                                                 =                            1 hp
                          (0,45359)(3600)
                                                                        550 ft/lbf/lbm
                                          = 1,56 . 10-4 hp
  Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp

D.27 Pompa NaOH (PU – 09)
  Fungsi             : Memompa air dari tangki pelarutan NaOH ke tangki anion.
  Jenis              : Pompa sentrifugal
  Jumlah             : 1 unit
  Kondisi operasi :
  P = 1 atm
  T = 30 oC
  Laju alir massa (F)         = 1.4992 kg/jam = 0,0009 lbm/s
  Densitas NaOH (ρ)           = 1.518 kg/m3 = 94,7662 lbm/ft3(Othmer, 1967)
  Viskositas NaOH (µ)         = 0,0004302 cP = 2,8909.10-7lbm/ft.s(Othmer,1967)
  Laju alir volumetrik (Q)    = 0,0009 lbm/s = 9,688.10-6 ft3/s
                                 94,7662 lbm/ft3
  Desain pompa :
  Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                  (Timmerhaus,1991)
             = 3,9 (9,688.10-6 ft3/s )0,45 (94,7662 lbm/ft3)0,13
           = 0,04 in
  Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
  Ukuran nominal                 : 1/8 in
  Schedule number                : 40
  Diameter Dalam (ID)            : 0,269 in = 0,0224 ft
  Diameter Luar (OD)             : 0,405 in = 0,0337 ft
  Inside sectional area          : 0,0004 ft2
                                        -6 3
  Kecepatan linear, v = Q/A = 9,688.10 ft /s = 0,0242 ft/s
                                0,0016 ft2
                                          (94,7662)(0,0242)(0,0224)
                                                 2,8909.10-7


                                                           Universitas Sumatera Utara
                                  ρ ×v× D
   Bilangan Reynold : NRe =               =
                                     µ
                             = 177.980,4859 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/8 in Sc.40, diperoleh
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 177.980,4859, diperoleh : f = 0,007
   Friction loss :
                                         A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                     
                                         A1  2α .g c 2
                                             
                                                0,0242
                               = 0,5 (1 – 0)               = 4,55.10-6 ft.lbf/lbm
                                             2(1)(32,174)
                             v2                       2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 0,0242         = 1,36.10-5 ft.lbf/lbm
                            2.g c            2(32,174)
                                 v2             0,02422
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0)               = 1,823.10-5 ft.lbf/lbm
                                2.g c          2(32,174)
                              ∆L.v 2
   Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                              D.2.g c
                          = 4(0,005)           30 x 0,02422  = 3,42.10-4 ft.lbf/lbm
                                         (0,0224)(2)(32,174)
                                             2
                                       A1      v2
   1 Sharp edge exit = hex      = 1 −     
                                  
                                      A2  2.α .g c
                                           
                                                     2
                                = (1 – 0) 0,0242             = 9,11.10-6 ft.lbf/lbm
   Total friction loss : ∑ F              2(1)(32,174)       = 3,872.10-4 ft.lbf/lbm

   Dari persamaan Bernoulli :
    1
   2α
       (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
           2    2
                 )                 P − P1
                                      ρ
                                          + ∑ F + Ws = 0            (Geankoplis,1997)

   dimana : v1 = v2
              P1 = P2
             ∆Z = 30 ft, maka:
   Ws = 0 + 3,872.10-4 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30 ft.lbf/lbm
   Effisiensi pompa , η= 80 %
                      Ws                      = η × Wp
                   30,00039                  = 0,8 × Wp
                                                Wp                               = 37,5 ft.lbf/lbm

   Daya pompa : P             1,499      = m x Wp
                                            =                              1 hp
                         (0,45359)(3600)
                                                                      550 ft/lbf/lbm
                                    = 6,26.10-5 hp
   Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp

D.28 Pompa Anion (PU – 10)
   Fungsi             : Memompa air dari tangki kation ke tangki anion.
   Jenis              : Pompa sentrifugal




                                                           Universitas Sumatera Utara
   Jumlah             : 1

   Kondisi operasi:
      P = 1 atm
   T = 300C
   Laju alir massa (F)        = 63.009kg/jam                   = 38,587lbm/s
   Densitas air (ρ)           = 955,68 kg/m3                   = 62,1586 lbm/ft3
   Viskositas air (µ)         = 0,8007cP                       = 0,0005 lbm/ft.s
                                   38,587 lbm/s
   Laju alir volumetrik (Q)   =                                = 0,62 ft3/s
                                  62,1586 lbm/ft3

    Desain pompa :
   Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                            (Timmerhaus,1991)
              = 3,9 (0,62 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13
              = 5,38 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                 : 6 in
   Schedule number                : 40
   Diameter Dalam (ID)            : 6,06 in = 0,5 ft
   Diameter Luar (OD)             : 6,625 in = 0,55 ft
   Inside sectional area          : 0,2006 ft2
   Kecepatan linear, v = Q/A =  0,62 ft3/s = 3,0946 ft/s
                               0,2006 ft2
                           ρ ×v× D
   Bilangan Reynold: NRe =            = (62,1586)(3,0946)(0,51)
                              µ                   0,0005
                                      = 180.533,567 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 6 in Sc.40
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 180.533,567, diperoleh : f = 0,004

   Friction loss :
                                         A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                         A1  2α .g c
                                             
                                                         2
                               = 0,5 (1 – 0) 3,0946        = 7,411 .10-2 ft.lbf/lbm
                             v2              2(1)(32,174)
                                                       2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 3,0946         = 2,232. 10-1 ft.lbf/lbm
                            2.g c            2(32,174)
                                v2                        2
   1 check valve = hf = n.Kf.          = 1(2,0) 3,0946       = 2,976 .10-1 ft.lbf/lbm
                               2.g c              2(32,174)
                              ∆L.v   2
   Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f
                              D.2.g c
                         = 4(0,0048)           50 x 3,09462  = 2,357 .10-1 ft.lbf/lbm
                                        A(0,2557)(2)(32,174)
                                             2
                                        1      v2
   1 Sharp edge exit = hex = 1 −          
                                
                                      A2  2.α .g c
                                           




                                                              Universitas Sumatera Utara
                              = (1 – 0)     3,09462            = 1,488 .10-1 ft.lbf/lbm
                                          2(1)(32,174)
  Total friction loss : ∑ F                                    = 9,798 .10-1 ft.lbf/lbm

  Dari persamaan Bernoulli :
   1
  2α
      (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
          2    2
                )                 P − P1
                                     ρ
                                         + ∑ F + Ws = 0           (Geankoplis,1997)

  dimana : v1 = v2
             P1 = P2
            ∆Z = 50 ft, maka:
  Ws = 0 + 9,798 .10-1 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0 = 50,98 ft.lbf/lbm
  Effisiensi pompa , η= 80 %
                     Ws                      = η × Wp
                    50,98                   = 0,8 × Wp
                                               Wp                             = 63,725 ft.lbf/lbm

  Daya pompa : P                            = m x Wp
                              63.009           =                               1 hp
                         (0,45359)(3600)                                  550 ft/lbf/lbm
                                      = 4,47 hp
  Maka dipilih pompa dengan daya motor = 4 1/2 hp

D.29 Pompa Deaerator (PU – 11)
  Fungsi             : Memompa air dari tangki anion ke deaerator.
  Jenis              : Pompa sentrifugal
  Jumlah             : 1 unit

  Kondisi operasi :
  P = 1 atm
  T = 300C
  Laju alir massa (F)         = 34.158,615 kg/jam          = 20,918 lbm/s
  Densitas air (ρ)            = 955,68 kg/m3               = 62,1586 lbm/ft3
  Viskositas air (µ)          = 0,8007cP lb /s
                                  20,918 m                 = 0,0005 lbm/ft.s
                                                          3
  Laju alir volumetrik (Q)    = 62,1586 lb /ft3 = 0,336 ft /s
                                            m
  Desain pompa :
  Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)
             = 3,9 (0,336 ft3/s )0,45 ( 62,1586 lbm/ft3)0,13
             = 4,09 in
  Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
  Ukuran nominal                     : 5 in
  Schedule number                    : 40
  Diameter Dalam (ID)                : 5,047 in = 0,42 ft
  Diameter Luar (OD)                 : 5,563 in = 0,46 ft




                                                            Universitas Sumatera Utara
   Inside sectional area                 : 0,139 ft2

   Kecepatan linear, v = Q/A = 0,336 ft3/s  = 2,421 ft/s
                                0,139 ft2
                           ρ ×v× D
   Bilangan Reynold: NRe =          = (62,1586)( 2,421)(0,42)
                              µ                 0,0005
                                    = 117.633,844 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 5 in Sc.40
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 117.633,844, diperoleh : f = 0,004

   Friction loss :
                                          A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5  1 − 2 
                                          A1  2α .g c
                                              
                                = 0,5 (1 – 0)     2,4212   = 0,0455 ft.lbf/lbm
                             v 2              2(1)(32,174)
                                                        2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 2,421          = 0,205 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174)
                                 v2              2,4212
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0)              = 0,182 ft.lbf/lbm
                                2.g c          2(32,174)
                               ∆L.v 2
   Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                               D.2.g c
                           = 4(0,02)      30 x 2,4212       = 0,104ft.lbf/lbm
                                     A(0,42)(2)(32,174)
                                          2
                                     1      v2
   1 Sharp edge exit = hex = 1 −       
                               
                                   A2  2.α .g c
                                        
                             = (1 – 0)      2,4212          = 0,0911 ft.lbf/lbm
   Total friction loss : ∑ F           2(1)(32,174)         = 0,6278 ft.lbf/lbm
   Dari persamaan Bernoulli :
    1
   2α
       (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
           2
                )
                2                  P − P1
                                      ρ
                                          + ∑ F + Ws = 0         (Geankoplis,1997)

   dimana : v1 = v2
              P1 = P2
             ∆Z = 30 ft, maka:
   Ws = 0 + 0,6278 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,628 ft.lbf/lbm
   Effisiensi pompa , η= 80 %
                      Ws                      = η × Wp
                    30,628                   = 0,8 × Wp
                                                 Wp                           = 38,285 ft.lbf/lbm
   Daya pompa : P                             = m x Wp
                              34.158,615
                                                  =                          1 hp
                           (0,45359)(3600)
                                                                        550 ft/lbf/lbm
                                             = 1,456 hp
   Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 1/2 hp




                                                           Universitas Sumatera Utara
D.30 Pompa Ketel Uap (PU – 12)
   Fungsi             : Memompa air dari deaerator ke ketel uap
   Jenis              : Pompa sentrifugal
   Jumlah             : 1 unit
   Kondisi operasi :
   P = 1 atm
   T = 300C
   Laju alir massa (F)        = 781,337 kg/jam          = 0,4785 lbm/s
   Densitas air (ρ)           = 955,68 kg/m3            = 62,1586 lbm/ft3
   Viskositas air (µ)         = 0,8007cP lb /s          = 0,0005 lbm/ft.s
                                  0,4785 m
   Laju alir volumetrik (Q) = 62,1586 lb /ft3 = 0,00769 ft3/s
                                            m
   Desain pompa :
   Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)
              = 3,9 (0,00769 ft3/s )0,45 ( 62,1586 lbm/ft3)0,13
              = 0,75 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                 : 3/4 in
   Schedule number                : 40
   Diameter Dalam (ID)            : 0,0824 in = 0,07 ft
   Diameter Luar (OD)             : 1,05 in = 0,09 ft
   Inside sectional area          : 0,00371 ft2
                                          3
   Kecepatan linear, v = Q/A = 0,00769 ft /s= 2,075 ft/s
                                0,00371 ft2
                            ρ ×v× D
   Bilangan Reynold: NRe =            = (62,1586)( 2,075)(0,07)
                               µ                  0,0005
                                      = 16.459,073 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 3/4 in Sc.40
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 16.459,073 diperoleh : f = 0,006

   Friction loss :
                                          A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                      
                                          A1  2α .g c
                                              
                                = 0,5 (1 – 0)     2,0752   = 0,0335 ft.lbf/lbm
                             v 2              2(1)(32,174)
                                                        2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 2,075          = 0,1505 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174)
                                 v2              2,0752
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0)               = 0,1338 ft.lbf/lbm
                                2.g c          2(32,174)
                              ∆L.v 2
   Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                              D.2.g c
                          = 4(0,02)        30 x 2,0752       = 0,7015 ft.lbf/lbm
                                        (0,07)(2)(32,174)



                                                            Universitas Sumatera Utara
                                         2
                                   A       v2
  1 Sharp edge exit = hex   = 1 − 1
                                        
                                          2.α .g
                                  A2            c

                            = (1 – 0)      2,0752           = 0,0669 ft.lbf/lbm
  Total friction loss : ∑ F             2(1)(32,174)        = 1,0862 ft.lbf/lbm
  Dari persamaan Bernoulli :
   1
  2α
      (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
          2
               )
               2                  P − P1
                                     ρ
                                         + ∑ F + Ws = 0          (Geankoplis,1997)

  dimana : v1 = v2
             P1 = 216,367 kPa = 4518,962 ft.lbf/lbm
            P2 = 275 kPa = 5743,525 ft.lbf/lbm
            ∆P/ρ = 19,7 ft.lbf/lbm
            ∆Z = 30 ft, maka:
  Ws = 19,7 ft.lbf/lbm + 1,0862 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0
     = 50,787 ft.lbf/lbm
  Effisiensi pompa , η= 80 %
                     Ws                      = η × Wp
                   50,787                   = 0,8 × Wp
                                                Wp                          = 63,483 ft.lbf/lbm
  Daya pompa : P                             = m x Wp
                               781,337
                                                 =                         1 hp
                          (0,45359)(3600)
                                                                      550 ft/lbf/lbm
                                            = 0,055 hp
  Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp

D.31 Pompa Solar ke Ketel Uap (PU – 13)
  Fungsi            : Memompa Solar dari tangki bahan bakar ke ketel uap
  Jenis             : Pompa sentrifugal
  Jumlah             : 1 unit
  Kondisi operasi :
  P = 1 atm
  T = 300C
  Laju alir massa (F)        = 49,024 kg/jam                = 0,03 lbm/s
  Densitas solar (ρ)         = 890,0712 kg/m3               = 55,5656 lbm/ft3
  Viskositas solar (µ)             cP
                             = 1,1 0,03 lb /s               = 0,0007 lbm/ft.s
                                          m
  Laju alir volumetrik (Q) = 55,5656 lb /ft3                = 0,000433 ft3/s
                                             m
  Desain pompa :
  Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                             (Timmerhaus,1991)
             = 3,9 (0,000433 ft3/s )0,45 ( 55,5656 lbm/ft3)0,13
             = 0,2016 in
  Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
  Ukuran nominal                    : 1/4 in




                                                          Universitas Sumatera Utara
   Schedule number                 : 40
   Diameter Dalam (ID)             : 0,364 in = 0,0303 ft
   Diameter Luar (OD)              : 0,54 in = 0,045 ft
   Inside sectional area           : 0,00072 ft2
                                           3
   Kecepatan linear, v = Q/A = 0,000433 ft /s = 0,602 ft/s
                                 0,00072 ft2
                            ρ ×v× D      (55,5656)(0,602)(0,0303)
   Bilangan Reynold: NRe =             =
                               µ                 0,0007
                                         = 1.372,694 (laminar)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/4 in Sc.40
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 1.372,694 diperoleh : f = 0,015

   Friction loss :
                                          A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                      
                                          A1  2α .g c
                                              
                                = 0,5 (1 – 0)     0,6022   = 0,0028 ft.lbf/lbm
                             v 2              2(1)(32,174)
                                               0,602 2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75)                = 0,0042 ft.lbf/lbm
                            2.g c            2(32,174)
                                 v2              0,6022
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0)              = 0,0113 ft.lbf/lbm
                                2.g c          2(32,174)
                             ∆L.v 2
   Pipa lurus 20 ft = Ff = 4f
                             D.2.g c
                         = 4(0,015)       20 x 0,6022       = 0,2229 ft.lbf/lbm
                                   (0,1342)(2)(32,174)
                                     A1 
                                          2
                                              v2
   1 Sharp edge exit = hex = 1 −       
                               
                                   A2  2.α .g c
                                        
                             = (1 – 0)      0,6022          = 0,0056 ft.lbf/lbm
   Total friction loss : ∑ F           2(1)(32,174)         = 0, 2468 ft.lbf/lbm
   Dari persamaan Bernoulli :
    1
   2α
       (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
           2
                )
                2                  P − P1
                                      ρ
                                          + ∑ F + Ws = 0        (Geankoplis,1997)

   dimana : v1 = v2
              P1 = 101,325 kPa
             P2 = 275 kPa
             ∆Z = 20 ft, maka:
   Ws = 65,285 kPa + 0,2468 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(20 ft) = 85,325 ft.lbf/lbm
   Effisiensi pompa , η= 80 %
                      Ws                      = η × Wp
                    85,325                   = 0,8 × Wp
                                                 Wp                         = 106,914 ft.lbf/lbm
   Daya pompa : P                             = m x Wp
                                 49,024
                                                  =                         1 hp
                           (0,45359)(3600)
                                                                      550 ft/lbf/lbm
                                             = 0,0058 hp




                                                           Universitas Sumatera Utara
   Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp
D.32 Pompa Solar ke Generator (PU – 14)
   Fungsi            : Memompa Solar dari tangki bahan bakar ke Generator
   Jenis             : Pompa sentrifugal
   Jumlah            : 1 unit

   Kondisi operasi :
   P = 1 atm
   T = 300C
   Laju alir massa (F)        = 21,81 kg/jam                 = 0,0134 lbm/s
   Densitas solar (ρ)         = 890 kg/m3                    = 55,5656 lbm/ft3
   Viskositas air (µ)         = 1,1 cP lb /s                 = 0,0007 lbm/ft.s
                                  0,0134 m
   Laju alir volumetrik (Q)   = 55,5656 lb /ft3              = 0,00024 ft3/s
                                           m
   Desain pompa :
   Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)
              = 3,9 (0,00024 ft3/s )0,45 ( 55,5656 lbm/ft3)0,13
              = 0,1546 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                  : 0,25 in
   Schedule number                 : 40
   Diameter Dalam (ID)             : 0,364 in = 0,0303 ft
   Diameter Luar (OD)              : 0,54 in = 0,045 ft
   Inside sectional area           : 0,00072 ft2
   Kecepatan linear, v = Q/A =  0,00024 ft3/s = 0,3339 ft/s
                                 0,00072 ft2
                           ρ × v × D (55,5656)(0,3339)(0,0303)
   Bilangan Reynold: NRe =             =
                               µ                  0,0007
                                       = 761,237 (laminar)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/4 in Sc.40
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 761,237 diperoleh : f = 0,07

   Friction loss :
                                          A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                      
                                          A1  2α .g c
                                              
                                = 0,5 (1 – 0)    0,33392   = 0,0009 ft.lbf/lbm
                             v 2              2(1)(32,174)
                                                        2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 0,3339         = 0,0026 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174)
                                 v2             0,33392
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0)               = 0,0035 ft.lbf/lbm
                                2.g c          2(32,174)




                                                           Universitas Sumatera Utara
                             ∆L.v 2
  Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f
                             D.2.g c
                         = 4(0,02)      20 x 0,33392           = 0,7996 ft.lbf/lbm
                                  (0,0303)(2)(32,174)
                                    A1 
                                         2
                                            v2
  1 Sharp edge exit = hex = 1 −       
                              
                                  A2  2.α .g c
                                       
                                                2
                            = (1 – 0) 0,3339                   = 0,0017 ft.lbf/lbm
  Total friction loss : ∑ F           2(1)(32,174)             = 0,8082 ft.lbf/lbm
  Dari persamaan Bernoulli :
   1
  2α
      (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
          2
               )
               2                  P − P1
                                     ρ
                                         + ∑ F + Ws = 0        (Geankoplis,1997)

  dimana : v1 = v2
             P1 = P2
            ∆Z = 50 ft, maka:
  Ws = 0 + 0,8082 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0 = 50,8082 ft.lbf/lbm
  Effisiensi pompa , η= 80 %
                     Ws                      = η × Wp
                   50,8082                  = 0,8 × Wp
                                               Wp                            = 64,521 ft.lbf/lbm
  Daya pompa : P               21,8102      = m x Wp
                                                 =                          1 hp
                          (0,45359)(3600)
                                                                       550 ft/lbf/lbm
                                           = 0,0015 hp
  Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp




D.33 Pompa Air Panas (PU – 15)
  Fungsi             : Memompa air dari deaerator ke distribusi air panas
  Jenis              : Pompa sentrifugal
  Jumlah             : 1 unit
  Kondisi operasi :
  P = 1 atm
  T = 900C
  Laju alir massa (F)        = 33.377,278 kg/jam        = 20,44 lbm/s
                                           3
  Densitas air (ρ)           = 955,68 kg/m              = 62,1586 lbm/ft3
  Viskositas air (µ)         = 0,8007cPlb /s            = 0,0005 lbm/ft.s
                                  20,44 m              3
  Laju alir volumetrik (Q) = 62,1586 lb /ft3 = 0,329 ft /s
                                           m
  Desain pompa :
  Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)
             = 3,9 (0,329 ft3/s )0,45 ( 62,1586 lbm/ft3)0,13
             = 4,04 in




                                                           Universitas Sumatera Utara
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                 : 5 in
   Schedule number                : 40
   Diameter Dalam (ID)            : 5,047 in = 0,42 ft
   Diameter Luar (OD)             : 5,563 in = 0,46 ft
   Inside sectional area          : 0,00371 ft2
   Kecepatan linear, v = Q/A =  0,329 ft3/s = 2,366 ft/s
                               0,00371 ft2
                           ρ ×v× D
   Bilangan Reynold: NRe =            = (62,1586)( 2,366)(0,42)
                              µ                   0,0005
                                      = 114.943,152 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 5 in Sc.40
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 114.943,152 diperoleh : f = 0,006

   Friction loss :
                                          A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                      
                                          A1  2α .g c
                                              
                                = 0,5 (1 – 0)     2,3662   = 0,0435 ft.lbf/lbm
                             v 2              2(1)(32,174)
                                                        2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 2,366          = 0,1305 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174)
                                 v2              2,3662
   1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0)              = 0,174 ft.lbf/lbm
                                2.g c          2(32,174)
                             ∆L.v 2
   Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                             D.2.g c
                         = 4(0,02)        30 x 2,3662       = 0,1489 ft.lbf/lbm
                                     (0,42)(2)(32,174)
                                          2
                                     A1      v2
   1 Sharp edge exit = hex = 1 −
                                       
                                   A2  2.α .g c
                                        
                             = (1 – 0)      2,3662          = 0,087 ft.lbf/lbm
   Total friction loss : ∑ F           2(1)(32,174)         = 0,5838 ft.lbf/lbm
   Dari persamaan Bernoulli :
    1
   2α
       (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
           2
                )
                2                  P − P1
                                      ρ
                                          + ∑ F + Ws = 0          (Geankoplis,1997)

   dimana : v1 = v2
             P1 = P2
             ∆Z = 30 ft, maka:
   Ws = 0 ft.lbf/lbm + 0,5838 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0
      = 30,584 ft.lbf/lbm
   Effisiensi pompa , η= 80 %
                      Ws                      = η × Wp
                    30,584                   = 0,8 × Wp
                                                Wp                             = 38,23 ft.lbf/lbm
   Daya pompa : P                            = m x Wp
                              33.377,278
                                                  =                         1 hp
                           (0,45359)(3600)
                                                                       550 ft/lbf/lbm



                                                           Universitas Sumatera Utara
                                       = 1,42 hp
   Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 1/2 hp



D.34 Pompa Air Proses (PU – 16)
   Fungsi            : Memompa air dari deaerator ke distribusi air panas
   Jenis             : Pompa sentrifugal
   Jumlah             : 1 unit
   Kondisi operasi :
   P = 1 atm
   T = 300C
   Laju alir massa (F)        = 28035,3 kg/jam              = 17,1688 lbm/s
                                            3
   Densitas air (ρ)           = 955,68 kg/m                 = 62,1586 lbm/ft3
   Viskositas air (µ)         = 0,8007cP lb /s
                                  17,1688 m                 = 0,0005 lbm/ft.s
                                                           3
   Laju alir volumetrik (Q) =                    = 0,276 ft /s
                                 62,1586 lbm/ft3
   Desain pompa :
   Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                              (Timmerhaus,1991)
              = 3,9 (0,276 ft3/s )0,45 ( 62,1586 lbm/ft3)0,13
              = 3,74 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                 : 4 in
   Schedule number                : 40
   Diameter Dalam (ID)            : 4,026 in = 0,34 ft
   Diameter Luar (OD)             : 4,5 in = 0,38 ft
   Inside sectional area          : 0,0884 ft2
   Kecepatan linear, v = Q/A =  0,276 ft3/s = 3,1245 ft/s
                                0,0884 ft2
                           ρ ×v× D
   Bilangan Reynold: NRe =            = (62,1586)( 3,1245)(0,42)
                              µ                   0,0005
                                      = 121.098,9545 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 4 in Sc.40
Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 121.098,9545 diperoleh : f = 0,004

   Friction loss :
                                          A  v2
   1 Sharp edge entrance = hc = 0,5  1 − 2 
                                          A1  2α .g c
                                              
                                = 0,5 (1 – 0)    3,12452   = 0,0759 ft.lbf/lbm
                             v 2              2(1)(32,174)
                                                        2
   2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 3,1245         = 0,228 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174)




                                                            Universitas Sumatera Utara
                                v2             3,12452
  1 check valve = hf = n.Kf.         = 1(2,0)              = 0,303 ft.lbf/lbm
                               2.g c          2(32,174)
                            ∆L.v 2
  Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                            D.2.g c
                        = 4(0,02)       30 x 3,12452       = 0,2171 ft.lbf/lbm
                                    A(0,34)(2)(32,174)
                                         2
                                    1     v2
  1 Sharp edge exit = hex = 1 −       
                              
                                  A2  2.α .g c
                                       
                                                2
                            = (1 – 0) 3,1245               = 0,1517 ft.lbf/lbm
  Total friction loss : ∑ F           2(1)(32,174)         = 0,9757 ft.lbf/lbm
  Dari persamaan Bernoulli :
   1
  2α
      (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
          2
               )
               2                  P − P1
                                     ρ
                                         + ∑ F + Ws = 0          (Geankoplis,1997)

  dimana : v1 = v2
            P1 = P2
            ∆Z = 30 ft, maka:
  Ws = 0 ft.lbf/lbm + 0,9757 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0
     = 30,9757 ft.lbf/lbm
  Effisiensi pompa , η= 80 %
                    Ws                       = η × Wp
                   30,9757                  = 0,8 × Wp
                                                Wp                         = 38,7196 ft.lbf/lbm
  Daya pompa : P               28.035,3     = m x Wp
                                                 =                         1 hp
                          (0,45359)(3600)
                                                                      550 ft/lbf/lbm
                                             = 1,2 hp
  Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 1/4 hp



D.35 Pompa Kaporit (PU – 17)
  Fungsi     : Memompa air dari tangki pelarutan kaporit ke tangki TU – 03.
  Jenis      : Pompa sentrifugal
  Jumlah      : 1 unit
  Kondisi operasi:
  P = 1 atm
  T = 30 oC
  Laju alir massa (F)          = 0,0028 kg/jam     = 1,734. 10-6 lbm/s
                                            3
  Densitas kaporit (ρ)         = 1.272 kg/m        = 79,4088 lbm/ft3
  Viskositas kaporit (µ)       = 6,7197.10-4 cp    = 4,5156.10-7 lbm/ft.s
                                         -6
  Laju alir volumetrik (Q)     = 1,734.10 lbm/s = 2,18 . 10-8 ft3/s
  Desain pompa:                  79,4088 lbm/ft3
  Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                                (Timmerhaus,1991)




                                                          Universitas Sumatera Utara
           = 3,9 (2,18 . 10-8 ft3/s )0,45 (79,4088 lbm/ft3)0,13
           = 0,0025 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel:
                                       1
Ukuran nominal                     :    /8 in
Schedule number                    :   40
Diameter Dalam (ID)                :   0,269 in = 0,0224 ft
Diameter Luar (OD)                 :   0,405 in = 0,0337 ft
Inside sectional area              :   0,0004 ft2
                                      -8 3
Kecepatan linear, v = Q/A = 2,25 . 10 ft /s = 5,459.10-5 ft/s
                               0,0004 ft2
                         ρ × v × D (79,4088)(5,459.10-5)(0,0224)
Bilangan Reynold: NRe =            =
                             µ                   0,0005
                                    = 215,1947 (laminer)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 1 in Sc.40
Pada NRe = 215,1947 harga f = 0,025
(Geankoplis,1997)



Friction loss:
                                      A  v2
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                  
                                      A1  2α .g c
                                          
                                                       2
                            = 0,5 (1 – 0) 0,00005459 = 2,31.10-11 ft.lbf/lbm
                          v2              2(1)(32,174)2
2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 0,00005459 = 6,947.10-11 ft.lbf/lbm
                         2.g c              2(32,174)
                            v2            0,000054592
1 check valve = hf = n.Kf.       = 1(2,0)             = 9,26.10-11 ft.lbf/lbm
                           2.g c           2(32,174)
                           ∆L.v 2
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4f
                           D.2.g c
                                                    2
                       = 4(0,025) 30 x 0,00005459             = 6,197.10-9 ft.lbf/lbm
                                  (0,0874)(2)(32,174)
                                   A1 
                                        2
                                          v2
1 Sharp edge exit = hex = 1 −        
                              
                                  A2  2.α .g c
                                      
                           = (1 – 0) 0,000054592              = 4,63.10-11 ft.lbf/lbm
Total friction loss : ∑ F            2(1)(32,174)             = 6,43.10-9 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
 1
2α
    (
    v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
       2    2
             )                 P − P1
                                  ρ
                                      + ∑ F + Ws = 0                (Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2
          P1 = P2
         ∆Z = 30 ft, maka:




                                                         Universitas Sumatera Utara
   Ws = 0 + 6,43.10-9 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,0000000643 ft.lbf/lbm
   Effisiensi pompa , η= 80 %
                     Ws                      = η × Wp
            30,0000000643                   = 0,8 × Wp
                                               Wp                               = 37,5 ft.lbf/lbm
   Daya pompa : P                           = m x Wp
                              0,0028
                      =                                                 lbm/s
                                                                        1 hp x 37,5 ft.lbf/lbm x
                         (0,45359)(3600)
                                                                   550 ft/lbf/lbm
                      = 1,18.10-7 hp

   Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp

D.36 Pompa Air Domestik Utilitas (PU – 18)
   Fungsi : Memompa air dari tangki utilitas TU – 03 ke distribusi domestik.
   Jenis      : Pompa sentrifugal
   Jumlah      : 1 unit
   Kondisi operasi :
   P = 1 atm
   T = 30 oC
   Laju alir massa (F)        = 991 kg/jam = 0,6069 lbm/s
   Densitas air (ρ)           = 955,68 kg/m3      = 62,1586 lbm/ft3
   Viskositas air (µ)         = 0,8007 cp         = 0,0005 lbm/ft.s
   Laju alir volumetrik (Q)   =   0,6069 lbm/s    = 0,00976 ft3/s
                                 62,1586 lbm/ft3
   Desain pompa :
   Di,opt     = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13                               (Timmerhaus,1991)
              = 3,9 (0,00976 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13
             = 0,83 in
   Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
   Ukuran nominal                   : 1 in
   Schedule number                  : 40
   Diameter Dalam (ID)              : 1,049 in = 0,0874 ft
   Diameter Luar (OD)               : 1,315 in = 0,1096 ft
   Inside sectional area            : 0,006 ft2
                                           3
   Kecepatan linear, v = Q/A = 0,00976 ft /s = 1,6273 ft/s
                                           2
                                  0,006 ft
                            ρ × v × D (62,1586)(1,6273)(0,0874)
   Bilangan Reynold: NRe =              =
                                µ                  0,0005
                                      = 16.432,8 (turbulen)
   Untuk pipa commercial steel dan pipa 1 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046
   Pada NRe = 16.432,8 dan ε/D = 0,000526
   maka harga f = 0,0065                                 (Geankoplis,1997)




                                                           Universitas Sumatera Utara
Friction loss:
                                       A  v2
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5 1 − 2 
                                   
                                       A1  2α .g c
                                           
                             = 0,5 (1 – 0)    1,62732   = 0,0206 ft.lbf/lbm
                          v 2              2(1)(32,174)
                                                     2
2 elbow 90° = hf = n.Kf.       = 2(0,75) 1,6273         = 0,0617 ft.lbf/lbm
                         2.g c             2(32,174)
                             v2                       2
1 check valve = hf = n.Kf.          = 1(2,0) 1,6273        = 0,0823 ft.lbf/lbm
                            2.g c             2(32,174)
                           ∆L.v   2
Pipa lurus 40 ft = Ff = 4f
                           D.2.g c
                       = 4(0,008)        40 x 1,62732      = 0,4896 ft.lbf/lbm
                                   (0,0874)(2)(32,174)
                                     A1 
                                          2
                                             v2
1 Sharp edge exit = hex = 1 −          
                              
                                   A2  2.α .g c
                                        
                                                 2
                           = (1 – 0) 1,6273                = 0,0412 ft.lbf/lbm
Total friction loss : ∑ F              2(1)(32,174)        = 0,6953 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli:
 1
2α
    (v 2 − v1 + g ( z 2 − z1 ) + 2
        2
             )
             2                   P − P1
                                   ρ
                                        + ∑ F + Ws = 0       (Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2
           P1 = P2
          ∆Z = 40 ft, maka:
Ws = 0 + 0,6953 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(40 ft) + 0 = 40,6953 ft.lbf/lbm
Effisiensi pompa , η= 80 %
                   Ws                       = η × Wp
                 40,6953                   = 0,8 × Wp
                                               Wp                          = 50,869 ft.lbf/lbm
Daya pompa : P                              = m x Wp
                                991
                                                =                         1 hp
                        (0,45359)(3600)
                                                                     550 ft/lbf/lbm
                                           = 0,056 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp




                                                          Universitas Sumatera Utara
                               LAMPIRAN E
PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

           Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan polihidroksibutirat ini
digunakan asumsi sebagai berikut:
Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun.
Kapasitas maksimum adalah 5.000 ton/tahun.
Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-
        equipment delivered (Peters, 2004).
Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah :
        US$ 1 = Rp 9.056,- (www.bi.go.id, 2010).


1         Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment)
1.1       Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)
              1.1.1 Modal untuk Pembelian Tanah Lokasi Pabrik
          Luas tanah seluruhnya = 21.500 m2
          Biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp 120.000,-/m2
          Harga tanah seluruhnya = 21.500 m2 × Rp.120.000,- /m2 = Rp 2.580.000.000,-
          Biaya perataan tanah diperkirakan 5%
          Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp. 2.700.000.000,- = Rp 129.000,000-
          Maka modal untuk pembelian tanah (A) adalah Rp. 2.709.000.000,-


1.1.2 Harga Bangunan dan Sarana
           Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya
    No     Nama Bangunan          Luas (m2)          Harga (Rp/m2)     Jumlah (Rp)
    1                                                       500.000       10.000.000
           Pos jaga                             20
    2                                                      1.000.000      20.000.000
           Rumah timbangan                      20
    3                                                       500.000      125.000.000
           Parkir*                             250
    4                                                       500.000       50.000.000
           Taman*                              100
    5                                                      1.250.000   2.500.000.000
           Area bahan baku                    2000




                                                              Universitas Sumatera Utara
  6    Ruang kontrol                                    1.700.000       175.000.000
                                          100
  7    Area proses                                      1.000.000     7.000.000.000
                                         7000

      Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ................. (lanjutan)

 No        Nama Bangunan              Luas (m2)        Harga (Rp/m2)          Jumlah (Rp)
  8    Area produk                                              1.250.000       1.875.000.000
                                              1500
  9    Perkantoran                                              1.250.000        125.000.000
                                                100
 10    Laboratorium (R&D)                                       1.250.000        125.500.000
                                                100
 11    Quality Control Dept                                     1.250.000        125.500.000
                                                100
 12    Poliklinik                                                 750.000          41.250.000
                                                 55
 13    Kantin                                                     750.000          37.500.000
                                                 50
 14    Ruang Ibadah                                             1.000.000          55.000.000
                                                 55
 15    Perpustakaan                              50               750.000          37.500.000
 16    Gudang peralatan                         100             1.250.000        125.000.000
 17    Bengkel                                  100             1.250.000        125.000.000
 18    Unit pemadam kebakaran                   100               500.000          50.000.000
 19    Unit pengolahan air                    2000                250.000        500.000.000
 20    Pembangkit listrik                       500             2.000.000       1.000.000.000
 21    Pembangkit uap                           400             2.000.000        800.000.000
 22    Unit pengolahan limbah                   300             1.200.000        360.000.000
 23    Perumahan karyawan                     2500              1.500.000       3.750.000.000
 24    Area Perluasan*                        2000                120.000        240.000.000
 25    Jalan*                                 1000                  80.000         80.000.000
 26    Area antar bangunan                    1000                  50.000         50.000.000
             TOTAL                          21.500                            19.381.250.000
                                                            (www.property.com, 2010)
Ket : *) = sarana
       Harga bangunan saja                    = Rp 18.886.250.000,-
       Harga sarana                           = Rp      495.000.000,-
       Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp 19.381.250.000,-




                                                            Universitas Sumatera Utara
1.1.2 Perincian Harga Peralatan
        Harga peralatan yang di impor dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan berikut (Timmerhaus et al, 2004) :
                                  Ix 
                              m
                     X 
             Cx = Cy  2          
                      X1        Iy 
                                   
   dimana: Cx = harga alat pada tahun 2010
            Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia
            X1 = kapasitas alat yang tersedia
            X2 = kapasitas alat yang diinginkan
            Ix = indeks harga pada tahun 2010
            Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia
            m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)
        Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2010 digunakan metode regresi
koefisien korelasi:

            r=
                        [n ⋅ ΣX i ⋅ Yi − ΣX i ⋅ ΣYi ]                    (Montgomery, 1992)
                 (n ⋅ ΣX i 2 − (ΣX i )2 )× (n ⋅ ΣYi 2 − (ΣYi )2 )
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift
  No.     Tahun (Xi)       Indeks (Yi)             Xi.Yi              Xi²            Yi²

   1         1987                 814            1617418            3948169        662596
   2         1988                 852            1693776            3952144        725904
   3         1989                 895            1780155            3956121        801025
   4         1990                 915            1821049            3960100      837408,01
   5         1991                 931           1852824,6           3964081      866016,36
   6         1992                 943           1878655,2           3968064      889437,61
   7         1993                 964           1921650,6           3972049      929681,64
   8         1994                 993           1980839,6           3976036      986843,56
   9         1995                 1028          2049862,5           3980025      1055756,25
  10         1996                 1039          2074043,6           3984016      1079728,81
  11         1997                 1057          2110429,6           3988009      1116826,24
  12         1998                 1062          2121676,2           3992004      1127631,61
  13         1999                 1068          2135531,7           3996001      1141264,89
  14         2000                 1089           2178000            4000000       1185921
  15         2001                 1094          2188893.9           4004001      1196617,21




                                                                    Universitas Sumatera Utara
   16           2002                1103               2207205        4008004      1215506,25
 Total          31912              15846              31612010,5      63648824    15818164,44
Sumber: Tabel 6-2, Peters, 2004
Data :              n = 16                      ∑Xi = 31912             ∑Yi = 15846,4
                    ∑XiYi = 31612010,5 ∑Xi² = 63648824                  ∑Yi² = 15818164,44


        Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE – 2, maka diperoleh harga
koefisien korelasi:
         r =           (16) . (31612010,5) –            (31912)(15846,4)
               [(16). (63648824) – (31912)²] x [(16)( 15818164,44) – (15846,4)² ]½
           ≈ 0,981 = 1
    Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier
antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persama-
an regresi linier.
Persamaan umum regresi linier, Y = a + b ⋅ X
dengan:         Y     = indeks harga pada tahun yang dicari (2010)
                X     = variabel tahun ke n – 1
                a, b = tetapan persamaan regresi
Tetapan regresi ditentukan oleh :                                          (Montgomery, 1992)
               (n ⋅ ΣX i Yi ) − (ΣX i ⋅ ΣYi )
          b=
                   (n ⋅ ΣX i 2 ) − (ΣX i )2
               ΣYi. ΣXi 2 − ΣXi. ΣXi.Yi
         a =
                  n.ΣXi 2 − (ΣXi) 2
Maka :
               14(28.307.996 ) − (27.937 )(14.184 )          53.536
         b=                                              =
                14(55.748.511) − (27.937 )
                                                  2
                                                              3.185
            = 18,723

          a=
               (14.184)(55.748.511) − (27.937 )(28.307.996) = − 103.604.228
                       14(55.748.511) − (27.937 )
                                                  2
                                                                  3.185
            = -36351,92
Sehingga persamaan regresi liniernya adalah:
         Y=a+b⋅X
         Y = 18,723 X – 36351,92




                                                                      Universitas Sumatera Utara
Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2010 adalah:
       Y = 18,723 (2010) – 36351,92
       Y = 1280,6
Perhitungan harga peralatan adalah menggunakan harga faktor eksponsial (m)
Marshall & Swift. Harga faktor eksponen ini beracuan pada Tabel 6-4 Peters, 2004.
Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Peters, 2004).

Contoh perhitungan harga peralatan:
a. Tangki biomassa (V-101)
       Kapasitas tangki , X2 = 18,542 m3. Dari Gambar LE.1 berikut, diperoleh
untuk harga kapasitas tangki (X1) 1 m³ adalah (Cy) US$ 6700. Dari tabel 6-4,
Timmerhaus, 2004, faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada
tahun 2002 (Iy) 1103.
                                                                              Capacity, gal
                                            6        102                103                104                            105
                                       10
              Purchased cost, dollar




                                       105



                                                                                          Mixing tank with agitator
                                                                                        304 Stainless stell
                                       104                                              Carbon steel


                                                                 310 kPa (30 psig) Carbon-steel tank (spherical)



                                                                                                                          Jan,2002
                                                                                                                            P-82
                                       103                                                                            2
                                          10-1               1                       10                        10               103
                                                                                 Capacity, m3


Gambar    LE.1                                  Harga Peralatan untuk                               Tangki Penyimpanan                 dan Tangki
                                                Pelarutan.(Peters, 2004)


Indeks harga tahun 2010 (Ix) adalah 1.280,6. Maka estimasi harga tangki untuk (X2)
24,7227 m3 adalah :
                                                                        0 , 49
                                                           18,542                     1280,6
       Cx = US$ 6700 ×                                                           x
                                                              1                        1103
       Cx = US$ 32.532.-
       Cx = Rp 294.609.179,-/unit
Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut:
-   Biaya transportasi                                                   = 5%




                                                                                                                          Universitas Sumatera Utara
-   Biaya asuransi                = 1%

-   Bea masuk                     = 15 %                            (Rusjdi, 2004)

-   PPn                           = 10 %                            (Rusjdi, 2004)

-   PPh                           = 10 %                            (Rusjdi, 2004)

-   Biaya gudang di pelabuhan     = 0,5 %

-   Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 %

-   Transportasi lokal            = 0,5 %

-   Biaya tak terduga             = 0,5 %

Total                             = 43 %
Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai
berikut:
-   PPn                             = 10 %                         (Rusjdi, 2004)

-   PPh                             = 10 %                         (Rusjdi, 2004)

-   Transportasi lokal              = 0,5 %

-   Biaya tak terduga               = 0,5 %

    Total                          = 21 %




                                                       Universitas Sumatera Utara
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses
                                        Harga / Unit
 No.      Kode        Unit     Ket*)         (Rp)           Harga Total (Rp)
  1    V-101                 1 NI
                                              73.652.295             73.652.295
  2    V-102                 1 NI
                                              40.732.461             40.732.461
  3    V-103                 1 NI
                                              41.911.149             41.911.149
  4    V-104                 1 NI
                                             109.279.350            109.279.350
  5    V-105                 1 NI
                                              32.886.768             32.886.768
  6    V-106                 1 NI
                                              30.075.525             30.075.525
  7    V-107                 1 NI
                                             347.771.301            347.771.301
  8    V-108                 1 NI
                                             109.279.350            109.279.350
  9    V-109                 1 NI
                                              60.784.650             60.784.650
  10   VE-101                1 I
                                              72.708.269             72.708.269
  11   R-101             50 NI
                                             684.707.610         34.235.380.931
  12   SPD-101               1 I
                                              40.752.000             40.752.000
  13   DC-101                1 I
                                              31.696.000             31.696.000
  14   E-101                 1 NI
                                                333.851                 333.851
  15   E-102             10 NI
                                               3.377.376             33.773.760
  16   E-103                 1 NI
                                                516.527                 516.527
  17   E-104                 1 NI
                                                516.511                 516.511
  18   E-105                 1 I
                                                653.853                 653.853
  19   E-106                 1 I
                                                379.868                 379.868
  20   C-101                 1 NI
                                               1.156.905               1.156.905
  21   SC-101                1 NI
                                                581.203                 581.203
  22   CF-101                1 I
                                              90.560.000             90.560.000
  23   CF-102                1 I
                                              90.560.000             90.560.000
  24   CF-103                1 I
                                              90.560.000             90.560.000
                         Total                                   35.884.273.833
                         Impor                                      417.417.472




                                                       Universitas Sumatera Utara
                   Non-Impor                                  35.466.856.361




              Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas
No.   Kode      Unit   Ket*)    Harga / Unit (Rp)       Harga Total (Rp)
1     SC           1 I                  55.828.155               55.828.155
2     BS           1 NI                  6.500.000                6.500.000
3     CL           1 I              12.984.816.097           12.984.816.097
4     MA           1 I                2.785.740449             2.785.740449
5     CE           1 I                 401.939.090              401.939.090
6     AE           1 I                 401.939.090              401.939.090
7     DE           3 I               3.520.778.446           10.562.335.337
8     KU           1 I              73.241.420.253           73.241.420.253
9     SF           1 I               2.445.290.229            2.445.290.229
10    TB           1 I                 720.048.765              720.048.765
10    TU-01        1 I              10.078.929.323           10.078.929.323
11    TU-02        1 I              13.155.300.640           13.155.300.640
12    TU-03        1 I               2.579.137.948            2.579.137.948
14    TP-01        1 I                 179.715850                179.715850
15    TP-02        1 I                 134.624.738              134.624.738
16    TP-03        1 I                 139.256.161              139.256.161
17    TP-04        1 I                  91.546.970               91.546.970
18    TP-05        1 I                   6.692.962                6.692.962
19    PU-01        1 NI                  6.519.079                6.519.079
20    PU-02        1 NI                  3.049.202                 3.049.202
21    PU-03        1 NI                    691.966                  691.966
22    PU-04        1 NI                    550.484                  550.484
23    PU-05        1 NI                 46.100.838               46.100.838
24    PU-06        1 NI                 46.100.838               46.100.838
 25 PU-07          1 NI                  8.596.243                8.596.243
 26 PU-08          1 NI                     33.120                   33.120




                                                    Universitas Sumatera Utara
    27 PU-09             1 NI                     248.682                  248.682
    28 PU-10             1 NI                   8.596.243                8.596.243
    29 PU-11             1 NI                   7.019.830                7.019.830
    30 PU-12             1 NI                     787.797                  787.797
    31 PU-13             1 NI                     643.333                  643.333
    32 PU-14             1 NI                     529.498                  529.498
    33 PU-15             1 NI                     262,241                  262,241
    34 PU-16             1 NI                   5.418.695                5.418.695
    35 PU-17             1 NI                      70.808                   70.808
    36 PU-18             1 NI                   1.798.511                1.798.511
                          Total                                   121.113.559.307
                          Impor                                    91.705.903.917
                        Non-Impor                                  29.407.655.390
Keterangan: I untuk peralatan impor, sedangkan N.I. untuk peralatan non impor.

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchased-equipment delivered) adalah:
=(1,43x(Rp. 417.417.472,-+Rp. 91.705.903.917,-))+(1,21 x (Rp. 35.884.273.833,-
+Rp. 29.407.655.390,-)) = Rp. 224.534.508.806,-
Biaya pemasangan diperkirakan 30 % dari total harga peralatan (Timmerhaus 2004).
Biaya pemasangan = 0,30 × Rp. 224.534.508.806,-
                    = Rp. 67.360.352.642,-
Harga peralatan + biaya pemasangan (C)
                    = Rp. 224.534.508.806,-+ Rp. 67.360.352.642,-
                    = Rp 291.894.861.448,-

1.1.4   Instrumentasi dan Alat Kontrol
        Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 10% dari total harga
        peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
        Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,1 × Rp. 224.534.508.806,-
                                                 = Rp 22.453.450.880,-




                                                         Universitas Sumatera Utara
1.1.5   Biaya Perpipaan
        Diperkirakan biaya perpipaan 30% dari total harga peralatan
        (Timmerhaus et al, 2004).
        Biaya perpipaan (E)              = 0,3 × Rp. 224.534.508.806,-
                                         = Rp 67.360.352.642,-
1.1.6   Biaya Instalasi Listrik
        Diperkirakan biaya instalasi listrik 15% dari total harga peralatan
        (Timmerhaus et al, 2004).
        Biaya instalasi listrik (F) = 0,15 × Rp. 224.534.508.806,-
                                     = Rp 44.906.902.761,-
1.1.7   Biaya Inventaris Kantor
        Diperkirakan biaya inventaris kantor 3 % dari total harga peralatan
        (Timmerhaus et al, 2004).
        Biaya inventaris kantor (H)      = 0,03 × Rp. 224.534.508.806,-
                                        = Rp 6.736.035.264,-
1.1.8   Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan
        Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 2% dari total
        harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
        Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (I)
                                         = 0,02 × Rp. 224.534.508.806,-
                                         = Rp 4.490.690.176,-
1.1.9   Sarana Transportasi
        Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan memberi fasilitas sarana
        transportasi ( J ) seperti pada tabel berikut.
                         Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi
              Jenis
 No.      Kendaraan           Unit        Merek          Harga/ Unit      Harga Total
                                                             (Rp)             (Rp)
  1     Mobil GM               1      Toyota furtuner    359.000.000       359.000.000
  2     Mobil manajer          4      Honda CR-V         272.000.000      1.088.000.000
  3     Bus karyawan           2      Bus Mitsubishi     330.000.000       660.000.000




                                                            Universitas Sumatera Utara
  4   Mobil pemasaran       2      Kijang Innova        254.300.000       508.600.000
  5   Truk                  4      Truk Mitsubishi      300.000.000      1.200.000.000
      Mobil pemadam
                            2      Truk mitsubishi      400.000.000      800.000.000
  6   kebakaran
                                Total                                   4.615.600.000
      Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J
                      = Rp 464.548.142.172,-


1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)
1.2.1 Pra Investasi
      Diperkirakan 7 % dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
      Pra Investasi (K)      = 0,07 x Rp. 224.534.508.806,-
                             = Rp 15.717.415.616,-
1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi
      Diperkirakan 30% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
      Biaya Engineering dan Supervisi (L) = 0,30 × Rp. 224.534.508.806,-
                                               = Rp 67.360.352.642,-
1.2.3 Biaya Legalitas
      Diperkirakan 4% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
      Biaya Legalitas (M)               = 0,04 × Rp. 224.534.508.806,-
                                        =   Rp 8.981.380.352,-
1.2.4 Biaya Kontraktor
      Diperkirakan 10% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004).
      Biaya Kontraktor (N)              = 0,10 × Rp. 224.534.508.806,-
                                        =   Rp 22.453.450.880,-
1.2.5 Biaya Tak Terduga
      Diperkirakan 30% dari total harga peralatan (Timmerhaus et al, 2004) .
      Biaya Tak Terduga (O)             = 0,30 × Rp 224.534.508.806,-
                                        = Rp 67.360.352.642,-


      Total MITTL = K + L + M + N + O
                      = Rp 181.872.952.133,-




                                                           Universitas Sumatera Utara
         Total MIT     = MITL + MITTL
                       = Rp 646.421.094.304,-




2       Modal Kerja
        Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 1 bulan (= 30 hari)
2.1     Persediaan Bahan Baku
2.1.1 Bahan baku proses
      1. MgSO4.7H2O
         Kebutuhan            = 2.724,528 kg/hari
         Harga MgSO4.7H2O = Rp 108.129 ,- /kg               (www.alfa.com, 2010)
         Harga total          = 30 hari × 2.724,528 kg/hari × Rp 108.129,- /kg
                              = Rp 8,837,985,218 ,-


      2. (NH4)2SO4
         Kebutuhan     = 378,409 kg/hari
         Harga         = Rp 166.848,- /kg                   (www.alfa.com, 2010)
         Harga total   = 30 hari × 378,409 kg/hari x Rp. 166.848,- /kg
                       = Rp 1.894.100.639,-


      3. Glukosa
         Kebutuhan     = 45.409,080 kg/hari
         Harga         = Rp. 5.500,-/kg                     (CV. DANACO, 2010)
         Harga total   = 30 hari × 45.409,080 kg/hari x Rp 5.500,-/kg
                       = Rp 7.492.498.200 ,-
      4. FeCl3
         Kebutuhan            = 233,040 kg/hari
         Harga MgSO4.7H2O = Rp 55.423,- /kg                 (www.alfa.com, 2010)
         Harga total          = 30 hari × 233,040 kg/hari × Rp 55.423,- /kg
                              = Rp 387.471.320,-




                                                          Universitas Sumatera Utara
   5. CuSO4
      Kebutuhan     = 3,528 kg/hari
      Harga         = Rp 502.608,- /kg                  (www.alfa.com, 2010)
      Harga total   = 30 hari × 3,528 kg/hari x Rp. Rp 502.608,- /kg
                    = Rp 53.196.031,-
   6. NiCl2
      Kebutuhan     = 2,976 kg/hari
      Harga         = Rp. 452.800,-/kg                  (www.alfa.com, 2010)
      Harga total   = 30 hari × 2,976 kg/hari x Rp 452.800,-/kg
                    = Rp 404.259.840,-


2.1.2 Persediaan bahan baku utilitas
   1. Alum, [Al2(SO4)3]
      Kebutuhan     = 3,200 kg/jam
      Harga         = Rp 1.100 ,-/kg                        (PT. Bratachem 2010)
      Harga total   = 90 hari × 24 jam/hari × 3,200 kg/jam × Rp 1.100,-/kg
                    = Rp 27.878.400 ,-
   2. Soda abu, (Na2CO3)
      Kebutuhan     = 1,728 kg/jam
      Harga         = Rp 2.500,-/kg                               (PT. Merck, 2010)
      Harga total   = 90 hari × 24 jam/hari × 1,728 kg/jam × Rp 2.500,-/kg
                    = Rp 34.214.400 ,-
   3. Kaporit
      Kebutuhan     = 0,0029 kg/jam
      Harga         = Rp 9.500,-/kg                         (PT. Bratachem 2010)
      Harga total   = 90 hari × 24 jam/hari × 0,0029 kg/jam × Rp 9.500,-/kg
                    = Rp 218.196 ,-
   4. Natrium Klorida, (NaCl)
      Kebutuhan     = 3,750 kg/jam
      Harga         = Rp 6.000,-/kg                         (PT. Bratachem 2010)
      Harga total   = 90 hari × 24 jam x 3,750 kg/hari × Rp 6000,-/kg
                   = Rp 16.141.304,-
   5. Natrium Hidroksida, (NaOH)




                                                       Universitas Sumatera Utara
                Kebutuhan       = 1,500 kg/jam
                Harga           = Rp 3.250,-/kg                            (PT. Merck, 2010)
                Harga total     = 90 hari × 24 jam × 1,500 kg/jam × Rp 3.250 ,-/kg
                                = Rp 38.610.000 ,-

            6. Solar
                Kebutuhan       = 79.589 ltr/jam
                Harga solar untuk industri = Rp. 4.500 ,-/liter          (PT.Pertamina, 2010)
                Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 79.589 ltr/jam × Rp. 4.500 ,-/liter
                              = Rp Rp 2.836.551.960,-

                Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan (90
                hari) adalah = Rp 28.256.772.788 ,-


      2.2     Kas
      2.2.1 Gaji Pegawai

      Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai

                                                                                 Jumlah
                                                                  Gaji/bulan
No                       Jabatan                       Jumlah                  Gaji/bulan
                                                                    (Rp)
                                                                                   (Rp)
1    Dewan Komisaris                                      3       20.000.000     60.000.000
2    Direktur                                             1       20.000.000     20.000.000
3    Sekretaris                                           2        3.000.000      6.000.000
4    Manajer Produksi                                     1       12.000.000     12.000.000
5    Manajer Teknik                                       1       12.000.000     12.000.000
6    Manajer Umum dan Keuangan                            1       12.000.000     12.000.000
7    Manajer Pembelian dan Pemasaran                      1       12.000.000     12.000.000
8    Kepala Seksi Proses                                  1        6.000.000      6.000.000
9    Kepala Seksi Laboratorium QCD dan R&D                         6.000.000
                                                          1                       6.000.000
10   Kepala Seksi Utilitas                                1        6.000.000      6.000.000
11   Kepala Seksi Listrik                                 1        6.000.000      6.000.000
12   Kepala Seksi Instrumentasi                           1        4.000.000      4.000.000




                                                                    Universitas Sumatera Utara
13   Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik    1    4.000.000     4.000.000
14   Kepala Seksi Keuangan               1    5.000.000     5.000.000
15   Kepala Seksi Administrasi           1    4.000.000      4000000
16   Kepala Seksi Personalia             1    4.000.000      4000000
17   Kepala Seksi Humas                  1    4.000.000     4.000.000
18   Kepala Seksi Keamanan               1    3.000.000     3.000.000
19   Kepala Seksi Pembelian              1    4.000.000     4.000.000
20   Kepala Seksi Penjualan              1    4.000.000     4.000.000
21   Kepala Seksi Gudang / Logistik      1    4.000.000     4.000.000
22   Karyawan Proses                    24    2.000.000    48.000.000
23   Karyawan Laboratorium, R&D          6    2.000.000    12.000.000
24   Karyawan Utilitas                  12    2.000.000    24.000.000
25   Karyawan Unit Pembangkit Listrik    8    2.000.000    16.000.000
26   Karyawan Instrumentasi Pabrik       8    2.000.000    16.000.000
27   Karyawan Pemeliharaan Pabrik        8    2.000.000    16.000.000
28   Karyawan Bagian Keuangan            4    2.000.000     8.000.000
29   Karyawan Bagian Administrasi        3    2.000.000     6.000.000
30   Karyawan Bagian Personalia          3    2.000.000     6.000.000
31   Karyawan Bagian Humas               3    2.000.000     6.000.000
32   Karyawan Pembelian                  6    2.000.000    12.000.000
33   Karyawan Penjualan / Pemasaran      6    2.000.000    12.000.000
34   Petugas Keamanan                   10    1.200.000    12.000.000
35   Karyawan Gudang / Logistik          6    1.800.000    10.800.000
36   Dokter                              1    4.000.000     4.000.000
37   Perawat                             2    1.800.000     3.600.000
38   Petugas Kebersihan                  8    1.000.000     8.000.000
39   Supir                               6    1.200.000     7.200.000
     TOTAL                              148               425.600.000




                                              Universitas Sumatera Utara
2.2.2 Biaya Administrasi Umum
      Diperkirakan 20 % dari gaji pegawai = 0,2 × Rp 425.600.000,-
                                           = Rp 85.120.000,-


2.2.3 Biaya Pemasaran
      Diperkirakan 20 % dari gaji pegawai = 0,2 × Rp 425.600.000,-
                                           = Rp 85.120.000,-


      Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas
     No.                Jenis Biaya                 Jumlah (Rp)/Bulan
      1.      Gaji Pegawai                                   425.600.000,-
      2.      Administrasi Umum                               85.120.000,-
      3.      Pemasaran                                       85.120.000,-
                       Total                                 595.840.000,-


2.3 Biaya Start – Up
    Diperkirakan 8 % dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus et al, 2004).
    = 0,08 × Rp 646.421.094.304,-
    = Rp 51.713.687.544,-


2.4 Piutang Dagang
              IP
       PD =      × HPT
              12
      dimana:      PD       = piutang dagang
                   IP       = jangka waktu kredit yang diberikan (1 bulan)
                   HPT       = hasil penjualan tahunan
     Penjualan :
        Harga jual PHB      = US$ 16 /kg
                             = Rp 9.056,- /kg (www.bi.go.id, 2010)




                                                         Universitas Sumatera Utara
        Produksi PHB           = 13.636 kg/hari
        Hasil penjualan PHB tahunan
           = 13.636 kg/hari × 330 hari/tahun × Rp 9.056,- /kg
           = Rp 652.032.208.650,-
Hasil penjualan total tahunan = Rp 652.032.208.650,-
                                    1
     Piutang Dagang            =      × Rp 652.032.208.650,-
                                   12
                               = Rp 54.336.017.388 ,-


     Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini.


     Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja
     No.                                                 Jumlah (Rp)
      1.     Bahan baku proses dan utilitas                      230.028.714,-
      2.     Kas                                                 595.840.000,-
      3.     Start up                                         51.713.687.544,-
      4.     Piutang Dagang                                   54.336.017.388,-
                       Total                                    106.875.573.646,-


Total Modal Investasi          = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja
                               = Rp 646.421.094.304,- + Rp 106.875.573.646,-
                               = Rp 753.296.667.950,-
     Modal ini berasal dari:
     - Modal sendiri           = 60 % dari total modal investasi
                               = 0,6 × Rp 753.296.667.950,-
                               = Rp 451.987.000.770,-
     - Pinjaman dari Bank      = 40 % dari total modal investasi
                               = 0,4 × Rp 753.296.667.950,-
                               = Rp 301.318.667.180,-


3   Biaya Produksi Total
3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)




                                                           Universitas Sumatera Utara
3.1.1    Gaji Tetap Karyawan
         Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji
         yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga (P)
         Gaji total = (12 + 2) × Rp 425.600.000,-
                     = Rp 5.958.400.000,-
3.1.2    Bunga Pinjaman Bank
         Bunga pinjaman bank adalah 15 % dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2010).
         Bunga bank (Q)            = 0,15 × Rp 301.318.667.180,-
                                   = Rp 45.197.800.077,-


3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi
         Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa
manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk
mendapatkan,       menagih,       dan    memelihara         penghasilan      melalui   penyusutan
(Rusdji,2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight
line method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan
sesuai dengan Undang-undang Republik Indonesia                    No. 17 Tahun 2000 Pasal 11
ayat 6 dapat dilihat pada tabel di bawah ini.


  Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000
         Kelompok                 M            T
         Harta             asa          arif                     Beberapa Jenis Harta
          Berwujud                (t           (
                         ahun)          %)

          I. Bukan
                                               2
        Bangunan
                                  4      5              Mesin     kantor,    perlengkapan,   alat
         1.Kelompok
                                                   perangkat/ tools industri.
           1
                                  8            1         Mobil, truk kerja
                                  1     2,5              Mesin industri kimia, mesin industri
         2. Kelompok
                              6                6 mesin
           2
                                        ,25




                                                                     Universitas Sumatera Utara
             3. Kelompok
                3




            II. Bangunan
                                   2        5         Bangunan sarana dan penunjang
               Permanen
                               0
            Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji,2004
            Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol.
                                   P−L
                            D=
                                    n
              dimana:       D = depresiasi per tahun
                        P   = harga awal peralatan
                        L   = harga akhir peralatan
                        n   = umur peralatan (tahun)


            Tabel LD.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000
                                                                     Umur
                Komponen                         Biaya (Rp)                    Depresiasi (Rp)
                                                                    (tahun)
Bangunan                                         18.886.250.000       20            944.312.500
Peralatan proses                                291.894.861.448       16         18.243.428.840
Instrumentrasi dan pengendalian proses           22.453.450.881        4          5.613.362.720
Perpipaan                                        67.360.352.642        4         16.840.088.160
Instalasi listrik                                44.906.901.761        4         11.226.725.440
Inventaris kantor                                 6.736.035.364        4          1.684.008.816
Perlengkapan keamanan dan kebakaran               4.490.690.176        4          1.122.672.544
Sarana transportasi                               4,615,600,000        8            576.950.000
                                   TOTAL                                         56.251.549.021


             Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami
     penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak langsung
     (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi.




                                                                  Universitas Sumatera Utara
       Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya
yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan,
menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan
menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak
menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa
manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak
berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004).

Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 25 % dari MITTL. sehingga :
Biaya amortisasi     = 0,25 × Rp 170.277.982.613,-
                     = Rp 45.468.238.033,-


Total biaya depresiasi dan amortisasi (R)
       = Rp 56.251.549.021,- + Rp 45.468.238.033,-
       = Rp 101.719.787.055,-


3.1.4 Biaya Tetap Perawatan
   1. Perawatan mesin dan alat-alat proses
       Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%,
       diambil 10% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Timmerhaus et al,
       2004).
       Biaya perawatan mesin       = 0,1 × Rp 291.894.861.448,-
                                   = Rp 29.189.486.145,-


   2. Perawatan bangunan
       Diperkirakan 10 % dari harga bangunan (Timmerhaus et al, 2004).
       Perawatan bangunan          = 0,1 × 18.886.250.000,-
                                   = Rp 1.888.625.000,-


   3. Perawatan kendaraan
       Diperkirakan 10 % dari harga kendaraan (Timmerhaus et al, 2004).
       Perawatan kenderaan         = 0,1 × Rp 4,615,600,000,-
                                   = Rp 461,560,000,-




                                                        Universitas Sumatera Utara
   4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol
      Diperkirakan 10 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et
      al, 2004).
      Perawatan instrumen           = 0,1 × Rp 22.453.450.881,-
                                    = Rp 2.245.345.088,-


   5. Perawatan perpipaan
      Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan (Timmerhaus et al, 2004).
      Perawatan perpipaan           = 0,1 × Rp 67.360.352.642,-
                                    = Rp 6.736.035.264,-
   6. Perawatan instalasi listrik
      Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al, 2004).
      Perawatan listrik             = 0.1 × Rp 44.906.901.761,-
                                    = Rp 4.490.690.176,-


   8. Perawatan inventaris kantor
      Diperkirakan 10 % dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al, 2004).
      Perawatan inventaris kantor = 0,1 × Rp 6.736.035.264,-
                                    =   Rp 673.603.526,-


   9. Perawatan perlengkapan kebakaran
      Diperkirakan 10 % dari harga perlengkapan kebakaran (Timmerhaus et al,
      2004).
      Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 × Rp 44.906.901.761,-
                                           = Rp 4.490.690.176,-


      Total biaya perawatan (S)            = Rp 46.134.414.217,-


3.1.5 Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost)
      Biaya tambahan industri ini diperkirakan 20 % dari modal investasi tetap
      (Timmerhaus et al, 2004).




                                                        Universitas Sumatera Utara
      Plant Overhead Cost (T)       = 0,2 x Rp 646.421.094.304,-
                                    = Rp 129.384.218.861,-


3.1.6 Biaya Administrasi Umum
      Biaya administrasi umum selama 1 bulan adalah Rp 85.120.000,-
      Biaya administrasi umum selama 1 tahun (U) = 12 × Rp 85.120.000,-
                                                    = Rp 1.021.440.000,-


3.1.7 Biaya Pemasaran dan Distribusi
      Biaya pemasaran selama 1 bulan adalah Rp 85.120.000,-
      Biaya pemasaran selama 1 tahun       = 12 × Rp 85.120.000,-
                                           = Rp 1.021.440.000,-
      Biaya distribusi diperkirakan 50 % dari biaya pemasaran, sehingga :
      Biaya distribusi = 0,5 x Rp 1.021.440.000,- = Rp 510.720.000,-
      Biaya pemasaran dan distribusi (V) = Rp 1.532.160.000,-


3.1.8 Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan
      Diperkirakan 5 % dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004).
      Biaya laboratorium (W)        = 0,05 x Rp 129.384.218.861,-
                                    = Rp 6.464.210.943,-


3.1.9 Hak Paten dan Royalti
      Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004).
      Biaya hak paten dan royalti (X) = 0,01 x Rp 646.421.094.304,-
                                      = Rp 6.464.210.943,-


3.1.10 Biaya Asuransi
      1. Biaya asuransi pabrik. adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap
          langsung (PTJAMSOSTEK, 2009).
                    = 0,0031 × Rp 436.634.326.661,-
                    = Rp 1.440.099.241,-
      2. Biaya asuransi karyawan.




                                                       Universitas Sumatera Utara
           Premi asuransi = 2 % dari gaji karyawan (PT. JAMSOSTEK, 2010)
           Maka biaya asuransi karyawan = 0,02 x Rp 5.107.200.000,-
                                           = Rp 102.144.000,-
           Total biaya asuransi (Y)        = Rp 1.542.243.241,-


3.1.11 Pajak Bumi dan Bangunan
        Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada
Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea
Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut:
   Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan
    (Pasal 2 ayat 1 UU No.20/00).
   Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1 UU
    No.20/00).
   Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.21/97).
   Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp.
    30.000.000,- (Pasal 7 ayat 1 UU No.21/97).
   Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak
    dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97).
Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut :




             Wajib Pajak Pabrik Pembuatan dan Polihidroksibutirat
Nilai Perolehan Objek Pajak
    •   Tanah Rp 2.580.000.000,-
    •   Bangunan Rp 18.886.250.000,-
Total NJOP                                         Rp 21.466.250.000,-
Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak      (Rp. 30,000,000,- )
Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak             Rp 21.496.250.000,-
Pajak yang Terutang (5% x NPOPKP)                  Rp 1.074.812.500,-


Pajak Bumi dan Bangunan (Z) adalah Rp 1.074.812.500,-




                                                         Universitas Sumatera Utara
        Total Biaya Tetap = P + Q + R + S + T + U +V + W + X + Y + Z
                           = Rp 377.914.127.881,-




3.2 Biaya Variabel
3.2.1   Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun
Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 30 hari adalah
Rp 28.256.772.788,-
        Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun

                 = Rp 28.256.772.788,- x 330
                                                  30
                 = Rp 3.1082E+11,-
        Biaya Variabel Tambahan

        1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan
           Diperkirakan 1% dari biaya variabel bahan baku
           Biaya variabel pemasaran         = 0,01 × Rp 28.256.772.788,-
                                            = Rp 282.567.728,-
        2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi
           Diperkirakan 10 % dari biaya variabel bahan baku
           Biaya perawatan lingkungan       = 0,1 × Rp 28.256.772.788,-
                                            = Rp 2.825.677.279,-
            Total biaya variabel tambahan   = Rp 3.108.245.007,-


3.2.2   Biaya Variabel Lainnya
        Diperkirakan 5 % dari biaya variabel tambahan
               = 0,05 × Rp 3.108.245.007,-
               = Rp 155.412.250,-




                                                          Universitas Sumatera Utara
       Total biaya variabel = Rp 31.520.430.045,-
       Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel
                                = Rp 346.393.697.836,- + Rp 31.520.430.045,-
                                = Rp 377.914.127.881,-




4   Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan
4.1 Laba Sebelum Pajak (Bruto)
       Laba atas penjualan     = total penjualan – total biaya produksi
                               = Rp 652.032.208.650,- – Rp 377.914.127.881,-
                               = Rp 274.118.080.769,-
       Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5 % dari keuntungan perusahaan
                               = 0,005 x Rp 274.118.080.769,-
                               = Rp 1.370.590.404,-


       Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 17/00
       Pasal 6 ayat 1 sehingga :
       Laba sebelum pajak (bruto) = Rp 274.118.080.769,- − Rp 1.370.590.404,-
                                   = Rp 272.747.490.365,-


4.2 Pajak Penghasilan
           Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan
       Ketiga atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan
       adalah (Rusjdi, 2004):
        Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10%.
        Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 100.000.000,- dikenakan
         pajak sebesar 15 %.
        Penghasilan di atas Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30 %.
       Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah:




                                                          Universitas Sumatera Utara
     - 10 % × Rp 50.000.000                                 = Rp        5.000.000,-
     - 15 % × (Rp 100.000.000- Rp 50.000.000)               = Rp        7.500.000,-
     - 30% ×( Rp 272.747.490.365,- – Rp 100.000.000) = Rp          81.794.247.110,-


                   Total PPh                                = Rp 81.806.747.110,-
       Laba setelah pajak
       Laba setelah pajak      = laba sebelum pajak – PPh
                               = Rp 272.747.490.365,- – Rp 81.806.747.110,-
                               = Rp 190.940.743.256,-
5   Analisa Aspek Ekonomi
5.1 Profit Margin (PM)
               Laba sebelum pajak
       PM =                       × 100 %
                 total penjualan
                   Rp 272.747.490.365,-
       PM =                                x 100%
                   Rp 652.032.208.650 ,-
             = 41,83 %


5.2 Break Even Point (BEP)
                         Biaya Tetap
       BEP =                                    × 100 %
               Total Penjualan − Biaya Variabel

                       346.393.697.836
       BEP =
               652.032.208.650 − 31.520.430.045
       BEP = 55,82 %
       Kapasitas produksi pada titik BEP    = 55,82 % × 4.500 ton/tahun
                                            = 828,984 ton/tahun
       Nilai penjualan pada titik BEP       = 55,82 % x Rp 652.032.208.650,-
                                            = Rp 363.989.622.196,-


5.3 Return on Investment (ROI)
                    Laba setelah pajak
       ROI     =                         × 100 %
                   Total modal investasi




                                                          Universitas Sumatera Utara
                  190.940.743.256
       ROI    =
                  753.296.667.950
       ROI    = 25,35 %


5.4    Pay Out Time (POT)
                    1
       POT    =          x 1 tahun
                  0,2535
       POT    = 3,95 tahun




5.5 Return on Network (RON)
                  Laba setelah pajak
       RON =                         × 100 %
                    Modal sendiri

                  190.940.743.256
       RON =                      x 100 %
                  451.978.000,770
       RON = 42,25 %

5.6 Internal Rate of Return (IRR)
           Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan
       pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk
       memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut:
           - Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun
           - Masa pembangunan disebut tahun ke nol
           - Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun
           - Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10
           - Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.
              Dari Tabel LE.11, diperoleh nilai IRR = 43,84 %




                                                       Universitas Sumatera Utara
 Tabel LE.11 Data Perhitungan BEP

   %                                                    Total biaya
Kapasitas       Biaya tetap     Biaya variabel           produksi          Penjualan

   0        346,393,697,836                      0   346,393,697,836                     0

   10       346,393,697,836   3,152,043,004          349,545,740,841   65,203,220,865

   20       346,393,697,836   6,304,086,009          352,697,783,845   130,406,441,730

   30       346,393,697,836   9,456,129,013          355,849,826,850   195,609,662,595

   40       346,393,697,836   12,608,172,018         359,001,869,854   260,812,883,460

   50       346,393,697,836   15,760,215,022         362,153,912,859   326,016,104,325

   60       346,393,697,836   18,912,258,027         365,305,955,863   391,219,325,190

   70       346,393,697,836   22,064,301,031         368,457,998,868   456,422,546,055

   80       346,393,697,836   25,216,344,036         371,610,041,872   521,625,766,920

   90       346,393,697,836   28,368,387,040         374,762,084,877   586,828,987,785

  100       346,393,697,836   31,520,430,045         377,914,127,881   652,032,208,650




                                                             Universitas Sumatera Utara

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:3199
posted:5/19/2011
language:Indonesian
pages:174