Download - Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergen Dari Dedozyl Benzena (Ddb) Dan Oleum Dengan Proses Sulfonasi
LEMBAR PERSETUJUAN
PRA RENCANA PABRIK BUBUK DETERGEN DARI DEDOZYLBENZENA (DDB) DAN OLEUM DENGAN PROSES SULFONASI
KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN
SKRIPSI
Oleh:
YOHANES STEFANUS SAWU : 0305010023JONSON STEFANUS : 0305010032
Menyetujui;
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Bambang Poerwadi, MS. Zuhdi Ma’sum, ST. NIP: NIP:
Mengetahui;
Dekan Ketua
Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia
Nawir Rasyidi, ST. MT S.P. Abrina Anggraini, ST. MT. NIP: 132 158 734 NIP. 014 024 146
2
LEMBARAN PENGESAHAN
PRA RENCANA PABRIK
BUBUK DETERGEN DARI DEDOZYL BENZENA (DDB) DAN OLEUM
DENGAN PROSES SULFONASI KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN
SKRIPSI
Oleh:
YOHANES STEFANUS SAWU : 0305010023JONSON STEFANUS : 0305010032
Telah Dipertahankan Dihadapan Penguji Dan Telah Diterima
Tim Penguji Fakultas Teknik Universitas Tribhuwana Tunggadewi
Malang
Tim penguji:
1. Ir. Bambang Poerwadi, MS. :
2. Zuhdi Ma’sum, ST. :
3. Susy Yuniningsih, ST., MT. :
Tgl: Oktober 2008
3
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : YOHANES STEFANUS SAWU
JONSON STEFANUS
NIM : 0305010023 / 0305010032
Fakultas : Teknik
Program Studi : Teknik Kimia
Judul : Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent Dari
Dedocyl Benzena (DDB) dan Oleum Dengan
Proses Sulfonasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun
Merupakan karya tulis sendiri yang saya buat dan menurut pengamatan
serta keyakinan saya sendiri. Tugas Pra Rencana Pabrik ini tidak mengandung
bagian skripsi atau karya tulis yang pernah diterbitkan atau ditulis oleh orang lain,
kecuali kutipan referensi yang dimuat dalam skripsi ini.
Apabila ternyata dikemudian hari pernyataan saya tidak benar, saya
sanggup dan bersedia menerima sangsi akademik apapun dari Universitas
Tribhuwana Tunggadewi Malang.
Malang, 16 Oktober 2008
Yang membuat pernyataan
Yohanes Stefanus Sawu Jonson Stefanus
Menyetujui;
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Bambang Poerwadi, MS. Zuhdi Ma’sum, ST. NIP: NIP:
Tgl: Oktober 2008
4
PRA RENCANA PABRIKBUBUK DETERGEN DARI DEDOZYL BENZENA (DDB) DAN OLEUM
DENGAN PROSES SULFONASI KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN
Jonson StefanusProgram Studi Teknik Kimia
Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang
ABSTRAK
Industri sebagai jalur utama pertumbuhan ekonomi maka pemerintah
mendirikan industri detergen, sehingga mampu mendorong pertumbuhan industri
lainnya dan dapat menyerap para investor menanamkan modalnya, maka
perekonomian negara dapat ditingkatkan dan membuka peluang lapangan kerja
bagi masyarakat disekitar lokasi.
Proses yang akan dipilih untuk pembuatan bubuk detergent adalah proses
sulfonasi dengan penambahan Lauryl Alkohol, dengan proses secara continue dan
menghasilkan yield 90% dengan suhu 55 0C dan proses lebih sederhana.
Pabrik Detergent ini direncanakan didirikan di daerah Rembang, Pasuruan
Jawa Timur pada tahun 2010 dengan kapsitas 20.000 ton / tahun dengan bentuk
perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi berbentuk
garis dan staf.
Ditinjau dari perhitungan analisa ekonomi terhadap Bubuk Detergen Dari
Dedozyl Benzena (DDB) Dan Oleum Dengan Proses Sulfonasi, maka diperoleh
data Harga jual (S) Rp 159.999.998.400, TCI Rp 27.375.212.481,12, Return Of
Invesment (ROIBT) 49,6 %, Return Of Invesment (ROIAT) 34,7%, Play Out Time
(POT) 2,4 tahun, Internal Rate Of Return (IRR) 21,48%, Break Even Point (BEP)
34,94%.
Ditinjau dari segi teknik dan ekonomi maka dapat disimpulkan bahwa Pra
Rencana Pabrik Bubuk Detergen Dari Dedozyl Benzena (DDB) Dan Oleum
Dengan Proses Sulfonasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun layak untuk dilanjutkan ke
tahap perancangan.
5
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat dan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir Pra
Rencana Pabrik Bubuk Detergen Dari Dedozyl Benzena (DDB) dan Oleum
Dengan Proses Sulfonasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun dengan baik.
Penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan berbagai
pihak. Oleh sebab itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Ir. Bambang Poerwadi, MS selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak
memberikan bimbingan, arahan dan dukungan dalam penyelesaikan tugas
akhir ini.
2. Zuhdi Ma’sum, ST selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak
memberikan bimbingan, arahan dan dukungan dalam penyelesaian tugas
akhir ini.
3. Orang tua dan seluruh keluarga yang selalu mendo’akan, memberikan
dukungan dan semangat pada penulis mulai awal perkuliahan hingga
mengerjakan tugas akhir ini.
4. Keluarga besarku dan semua yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu
yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung
5. Rekan-rekan Teknik Kimia dan semua pihak yang telah banyak membantu
hingga terselesainya tugas akhir ini.
Tugas akhir ini tentunya masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan,
oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran demi penyempurnaan tugas
akhir ini. Akhirnya, penulis berharap agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi
kita semua.
Malang, Oktober 2008
Penulis
6
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i
LEMBARAN PERSETUJUAN.................................................................. ii
LEMBARAN PENGESAHAN ................................................................... iii
LEMBARAN PERNYATAAN................................................................... iv
LEMBARAN MOTO.................................................................................. vi
ABSTRAK................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR................................................................................. viii
DAFTAR ISI ............................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ....................................................................................... xi
BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................... 1-10
BAB II. SELEKSI DAN URAIAN PROSES ............................................... 1-11
BAB III. NERACA MASSA ........................................................................ 1-10
BAB IV. NERACA PANAS ........................................................................ 1-3
BAB V. SPESIFIKASI PERALATAN ........................................................ 1-24
BAB VI. PERANCANGAN ALAT UTAMA (SPRAY DRAYER) ............. 1-30
BAB VI. PERANCANGAN ALAT UTAMA (SULFONATOR) ................. 1-53
BAB VII. INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ................. 1-11
BAB VIII. UTILITAS .................................................................................. 1-10
BAB IX. LOKASI DAN TATA LETAK ..................................................... 1-14
BAB X. ORGANISASI PERUSAHAAN .................................................... 1-14
BAB XI. ANALISA EKONOMI ................................................................. 1-14
7
BAB XII. KESIMPULAN ........................................................................... 1-2
DAFTAR PUSTAKA
APPENDIX:
APPENDIX A. PERHITUNGAN NERACA MASSA ................................. 1-32
APPENDIX B. PERHITUNGAN NERACA PANAS ................................... 1-40
APPENDIX C. PERHITUNGAN PERALATAN.......................................... 1-118
APPENDIX D. PERHITUNGAN UTILITAS .............................................. 1-82
APPENDIX E. PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ............................ 1-12
8
DAFTAR TABEL
Tabel
1.1. Data Ekspor Impor Detergent Bubuk ............................................ 8
2.1. Perbandingan Proses Pembuatan Detergent ................................... 6
7.1. Instrumentasi Pabrik Bubuk Detergent .......................................... 5
7.2. Alat Keselamatan Kerja ................................................................ 10
9.1. Pemilihan Lokasi Pabrik Berdasarkan Prameter ............................ 2
10.1. Penggolongan dan Jumlah Tenaga Kerja Berdasarkan
Jenjang Pendidikan ....................................................................... 12
11.1. Cash Flow Untuk NPV Selama 10 Tahun ...................................... 12
11.2. Cash Flow Untuk IRR Selama 10 Tahun........................................ 13
9
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada masa pembangunan ini, pemerintah Indonesia sedang mengadakan
pembangunan disegala bidang menuju era yang lebih modern. Hal ini ditujukan
untuk memperkokoh struktur ekonomi nasional dengan keterkaitan yang kuat dan
saling mendukung antar sektor, meningkatkan daya tahan atas perekonomian
nasional, mengurangi ketergantungan terhadap negara lain, menghemat devisa,
memperluas lapangan kerja dan kesempatan usaha serta mendorong
berkembangnya kegiatan pembangunan sektor lain. Perkembangan industri
tersebut dikembangkan secara bertahap dan terpadu melaluai keterkaitan antara
yang satu dengan industri yang lain sehingga dapat merangsang penanaman modal
asing dan penyebaran pembangunan industri didaerah-daerah.
Industri sebagai jalur utama pertumbuhan ekonomi maka pemerintah
mendirikan industri detergen, detergen yang akan diproduksi diharapkan dapat
merealisasikan kegunaan detergen sebagai pembersih noda pada pakaian,
sehingga mampu mendorong pertumbuhan industri lainnya dan dapat menyerap
para investor menanamkan modalnya, maka perekonomian negara dapat
ditingkatkan dan membuka peluang lapangan kerja bagi masyarakat disekitar
lokasi.
Di Indonesia penggunaan detergen akan terus meningkat dengan terus
berkembangnya industri akan konsumsi masyarakat. Saat ini kebutuhan akan
10
produk bubuk detergen masih dipenuhi dari impor sehingga sangat perlu dikaji
tentang pendirian pabrik detergen di Indonesia.
1.2. Sejarah Perkembangan Industri Detergen
Sabun dibuat dari minyak dan lemak yang berasal dari sumber hewani dan
nabati, oleh karena itu bahan baku tersebut jumlahnya sangat terbatas, sedangkan
kebutuhan bahan pembersih makin meningkat maka dibuat alternatif bahan
pembersih lain yaitu detergen sintetis.
Detergen berbeda dengan sabun dalam rangkaiannya terhadap air
(hard water). Sabun membentuk campuran yang tidak larut dengan ion Ca dan Mg
dalam air, campuran ini akan mengendap dan mengurangi banyaknya busa serta
mengurangi kemampuan untuk mengangkat kotoran. Detergen dapat bereaksi
didalam air dan akan membentuk larutan koloid yang dapat larut dalam air
(Sherve’s 1985)
1.3. Pembagian Detergen
Detergen yang pertama di gunakan adalah suatu p-alkilbenzenasulfat
dengan gugus alkil yang sangat bercabang. Bagian alkil senyawa ini di sintesis
dengan polimerisasi propilena dan di letakkan pada cincin benzena dengan reaksi
alkilasi Friedel-Craft. Sulfonasi, yang di susul pengolahan dengan basa.
Menghasilkan detergen yang sering di sebut detergent hart. Hal ini karena
mikroorganisme tidak dapat menguraikan rantai karbon yang mempunyai rantai
karbon banyak.
11
Pada tahun 1965 para ilmuwan meneliti dan mengubah industri-industri
detergen yang tak biodegradabel menjadi yang Biodegradabel yang sering di
sebut dengan detergen soft. Dengan menggunakan bahan yaitu natrium p-dodesil
benzena sulfonat atau natrium lauril sulfate yang rantainya lurus sehingga
mikroorganisme dapat menguraikan limbah detergen tersebut.
1.4. Kegunaan Detergen
Penggunaan detergen di Indonesia untuk pembersih noda pakaian. Dimana
bahan detergen tersebut dapat digunakan sebagai pembuatan shampo dan bahan
kosmetik.
1.5. Sifat Bahan Baku dan Produk
1.5.1. Bahan Baku
1. Dedocyl Benzena (DDB)
a) Sifat-sifat fisika:
− Bentuknya Liquid
− Titik didih 298 0C
− Boiling point 275 – 300 0C
b) Sifat-sifat kimia
− Rumus kimia C12H25C6H5
− Berat molekul 246,42
− Specifik grafity 0,8612
− Bersifat membakar dengan flash point 140 0C.
12
2. Oleum
a) Sifat-sifat fisika
− Bentuk liquid
− Tidak berwarna
− Konsentrasi kemurnian 20 – 30 %
b) Sifat-sifat kimia
− Rumus kimia SO3H2SO4
− Specifik grafity 1,915
− Frezzing point 29 0C
3. Lauryl Alkohol (L.A)
a) Sifat-sifat fisika
− Bentuk liquid
− Tidak berwarna
− Melting point 24 0C
− Boiling point 255,9 0C
− Flash point 119 0C
b) Sifat-sifat kimia
− Rumus kimia C12H23CH2OH
− Berat molekul 186,3386
− Tidak larut dalam air
− Spesific grafity 0,830 – 0,836
− Larut dalam eter dan alkohol 70%
13
4. Caustic Soda (NaOH)
a) Sifat-sifat fisika
− Bentuk larutan
− Warna putih
− Melting point 318 0C.
b) Sifat-sifat kimia
− Rumus kimia NaOH
− Spesific grafity 2,13
− Larut dalam air
− Berat molekul
1.5.2. Bahan Pembantu
A. Builder
1. Sodium Sulfat (Na2SO4)
a) Sifat fisika
− Bentuk kristal
− Titik didih 800 0C
− Berwarna putih
b) Sifat kimia
− Rumus kimia Na2SO4
− Larut dalam air, aseton dan gliserol
2. Sodium Tripolyphosphate
a) Sifat fisika
− Bentuk kristal
14
− Titik didih 622 0C
− Beracun
b) Sifat kimia
− Rumus kimia Na5P5O10
− Bereaksi dengan air
3. Sodium Karbonat
a) Sifat fisika
− Bentuk kristal
− Titik didih 2.700 0C
b) Sifat kimia
− Rumus kimia NaCO3
− Bereaksi dengan air
B. Aditive
1. Sodium Silikat
a) Sifat fisika
− Bentuk kristal
− Tidak berwarna
b) Sifat kimia
− Rumus kimia NaSiO3
− Bereaksi dengan alkohol dan air
2. Sodium Carboxyl Methyl Cellulosa (Na-CMC)
a) Sifat fisika
− Berwarna putih
15
− Berbentuk kristal
b) Sifat kimia
− Rumus kimianya C6H7O2(OH)2COONa
− Larut dalam air
1.5.3. Produk Utama
v Detergen
a) Sifat fisika
− Berbentuk butiran padat
− Berbusa
− Tidak berwarna
b) Sifat kimia
− Rumus kimia CH3(CH2 )10 SO3 Na
− Larut dalam air
1.6. Kapasitas Produksi
Dalam mendirikan suatu pabrik diperlukan suatu perkiraan kapasitas
produksi yang dihasilkan sesuai dengan kebutuhan dalam negeri untuk memenuhi
kebutuhan akan detergen dan untuk meningkatkan devisa negara.
Berdasarkan data ekspor – impor detergen (Tabel 1), maka kapasitas
pabrik baru yang akan berproduksi tahun 2010 dapat ditentukan sebagai berikut:
16
Tabel 1.1. Data Ekspor Impor Detergent Bubuk
No Tahun
Impor
(Ton)
Ekspor
(Ton)
Produksi
(Ton)
Konsumsi
(Ton)
1 2001 25.000 19.911 31.500 36.595
2 2002 27.000 23.138 33.810 37.706
3 2003 28.489 24.425 38.524 42.588
4 2004 29.550 27.879 41.635 43.308
5 2005 31.952 29.556 44.331 46.727
Sumber : Biro Pusat Statistik Surabaya
Rata-rata kenaikan adalah 6,80 % pertahun.
Dari data ekspor impor pada tabel 1 maka prakiraan kapasitas produksi
pabrik baru dapat dihitung dengan rumus:
F = S (1 + i)n
Dimana:
F = Perkiraan konsumsi tahun 2005
S = Konsumsi tahun 2001
i = Rata-rata kenaikan konsumsi setiap tahun
n = Tahun (2001 – 2005) = 5
Dari rumus tersebut dapat dihitung perkiraan jumlah konsumsi, jumlah
produksi danjumlah impor pada thun 2010, yaitu:
a. Perkiraan jumlah impor pada tahun 2010 (M1)
F = S (1 + i)n
= 31.952 (1 + 0,0507)5
17
= 40.915,86
Penurunan impor karena adanya pendirian pabrik baru diasumsikan
sebesar 5 %. Jadi jumlah impor pada tahun 2010 adalah sebesar 38.870,067
ton.
b. Perkiraan jumlah produksi (M2)
F = S (1 + i)n
= 37.960 (1 + 0,717)5
= 40.618,73
c. Jumlah ekspor yang diperkirakan pada tahun 2010 (M4)
F = S (1 + i)n
= 29.556 (1 + 0,084)5
= 44.237,65
d. Perkiraan jumlah konsumsi pada tahun 2010 (M5)
F = S (1 + i)n
= 46.727 (1 + 0,0512)5
= 59.978,37
Menghitung perkiraan kapasitas pabrik baru yang akan dibangun tahun
2010 adalah dengan menggunakan rumus:
M1 + M2 + M3 = M4 + M5
Dimana:
M1 = Jumlah import
M2 = Jumlah produksi
M3 = Kapasitas produksi baru
18
M4 = Jumlah eksport
M5 = Perkiraan jumlah konsumsi
Dari rumus tersebut diatas maka dapat dihitung kapasitas produksi
detergen yang akan dibangun pada tahun 2012, yaitu:
M3 = (M5 + M4) – (M1 + M2)
M3 = (59.978,37 + 44.237,65) – (40.915,86 + 40.618,73)
= (104.225,02 – 79.551,80)
M3 = 24.673,22
Dengan perhitungan diatas maka kapasitas pabrik yang akan
dibangun pada tahun 2010 adalah 20.000 Ton/tahun.
19
Dedocyl Benzene Asam Sulfat Dedocyl benzene sulfonat Air
BAB II
SELEKSI DAN URAIAN PROSES
Untuk mendapatkan rancangan yang mempunyai kualitas dan kuantitas
produk dengan investasi yang rendah, hemat energi dan ramah lingkungan, perlu
perbandingan beberapa proses untuk menghasilkan produk tersebut.
Proses pembuatan detergen, umumnya dikenal dengan beberapa proses
diantaranya:
1. Sulfonasi Dedocyl benzene dengan sulfonating agent Oleum (SO3H2SO4).
2. Sulfonasi Dedocyl benzene dan Lauryl alcohol dengan sulfating agent
Oleum.
2.1. Macam Proses
2.1.1. Sulfonasi Dedocyl Benzene dengan Oleum
Dedocyl benzene direaksikan dengan Oleum 20 % dalam sulfonator.
Sulfonator dilengkapi dengan coil pendingin dan pengaduk. Untuk pengadukan
dalam sulfonator digunakan turbin mixer. Larutan antara Dedocyl benzene dengan
Oleum 20% akan berada dalam sulfonator selama 2 jam dan suhu 52 0C untuk
menyempurnakan reaksi. Reaksi yang terjadi adalah:
C12H25C6H5 + H2SO4 C12H25C6H4.SO3H + H2O
Proses yang keluar dari sulfonator, selanjutnya dipompa Decanter. Dalam
Decante, larutan tersebut akan mengalami pemisahan, agar proses pemisahannya
sempurna maka ditambahkan air decanter. Larutan akan terpisah menjadi 2, yaitu
20
Dedocyl benzene sulfonat acid Asam Sulfat Natrium Hidroksida Sodium dedocyl benzene sulfonat Natrium sulfat Air
DDB SulfatortOleum + H2SO4
NaOH Builder
Reaktor Decanter Netralizer Netralizer Netralizer SDDBS
bagian atas dan bagian bawah. Bagian atas berupa Dedocyl benzene sulfont acid
(DDBSA) sedangkan bagian bawah mengandung H2SO4 76 % yang merupakan
produk samping.
Selanjutnya Dedocyl benzene sulfonat acid dipompa menuju Netralizer.
Larutan DDBSA dinetralisasi dengan menambahkan larutan NaOH 25 %. Reaksi
antara DDBSA dengan NaOH akan menghasilkan produk yang mengandung
Sodium dedocyl benzene sulfonat (SDDBSA), sodium sulfat dan air. Proses
netralisasi dijaga pada suhu 50 0C dan pH 7 – 8 menurut reaksi sebgai berikut:
C12H25C6H4SO3H + H2SO4 + 3NaOH C12H25C6H4SO3Na + Na3SO4 + H2O
Kemudian hasil netralisasi diproses lebih lanjut pada Crutcher untuk
penambahan Builder lalu campuran tersebut dikeringkan dalam Spray dryer,
sehingga diperoleh produk detergent bubuk (Diagram 1).
Diagram 1
2.1.2. Sulfonasi Dedocyl Benzene dan Sulfatasi Lauryl Alkohol dengan
Sulfonasi – Sulfatasi Agent Oleum
Dedocyl benzene (DDB) dipompa dari tangki penampung ke Sulfonator,
melalui heater. Didalam Sulfonator, larutan DDB ditambahkan dengan jumlah
21
larutan Oleum dengan perbandingan tertentu. Kemudian diaduk secara terus
menerus hingga homogen. Suhu dalam sulfator dijaga konstant, yaitu 55 0C.
Supaya suhu konstan, maka dalam sulfator dialirkan air pendingin melalui coil.
Tekanan sulfanator adalah 1 atm.
Reaksi yang terjadi:
C12H25C6H5 + SO3H2SO4 C12H25C6H4.SO3H + H2O
Produk yang keluar dari sulfonator selanjutnya dipompa menuju sulfator.
Sulfator yang berisi larutan Dedocyl benzene sulfonat acid (DDBSA),
kemudian ditambahkan larutan Lauryl Alkohol (LA) yang dipompa dari tangki
penampung. Larutan diaduk secara terus menerus supaya homogen. Untuk
menjaga agar suhu dalam sulfator konstan pada suhu 55 0C, maka dilewatkan
steam yang melewati coil.
Produk yang keluar dari sulfator selanjutnya dipompa menuju netralizer,
sedangkan steam yang keluar diproses kembali untuk dialirkan ke steam
condensat.
Larutan direaksikan dengan NaOH 25% yang dipompa dari tangki
pengencer. Dalam tangki pengecer terdapat Naoh 48% yang dipompa dari tangki
penampung kemudian dilarutkan dengan air dan diaduk secara terus menerus
hingga homogen. Larutan yang keluar dari tangki pengencer berupa NaOH 25%.
Larutan didalam netralizer diaduk terus menerus dan dialirkan air
pendingin yang meliwati coil agar reaksi dapat berlangsung. Netralizer bekerja
pada suhu 940C dan tekanan 1 atm.
Dedocyl Benzene Asam Sulfat Dedocyl benzene sulfonat Acid Air
22
Reaksi yang terjadi:
C12H25C6H4. SO3. H + NaOH C12H25C6H4.SO3Na + H2O .....(1)
CH3-(CH2)10-CH2OSO3H + NaOH CH3-(CH2)10-CH2OSO3Na + H2O....(2)
Larutan yang keluar dari netralizer merupakan larutan Surfactant.
Selanjutnya larutan Surfactant dipompa ke mixer tank.
Didalam Mixer tank larutan Surfactant ditambahkan dengan Builder dan
Aditive untuk kesempurnaan detergent yang diproduksi.
Builder yang digunakan yaitu:
1. Sodium sulfate (Na2SO4)
2. Sodium carbonat (Na2CO3)
3. Sodium tripolyphosphate (Na5P3O10)
Aditive yang digunakan adalah:
1. Sodium carboxyl methyl cellouse (Na-CMC)
2. Sodium silicate (Na2SiO3)
Builder dan aditive dari tangki penampung diangkut Belt Conveyor
menuju Mixer tank. Larutan dalam Mixer tank diaduk secara terus-menerus.
Produk yang keluar dari mixer tank berupa detergent liquid dengan suhu 450C.
Detergent liquid selanjutnya dipompa menuju Spray dryer.
Detergent liquid dalam Spray dryer akan dikeringkan dengan
menggunakan udara kering yang dihembuskan Blower melewati Heater. Udara
mempunyai suhu 1000C. Produk yang keluar dari Spray dryer berupa bubuk,
sedangkan detergent bubuk yang dibawa udara akan ditampung dalam Cyclone 1.
Dedocyl Benzene Sulfonat Acid Natrium Hidroksida Sodium dedocyl benzene sulfonat Air
Lauryl Alcohol sulfonat Natrium Hidroksida Sodium lauryl Sulfonat Air
23
DDB Oleum LA + H2SO4 NaOH Builder
Sulfonator Sulfator Netralizer Mixer tank
Spray dryer Cyclon Rotary Cooler SLDDBS
Cyclone 1 berfungsi untuk memisahkan debu dari detergent bubuk yang
lebih halus. Selanjutnya udara dibuang ke udara bebas sedangkan debu yang
terpisah dan detergent bubuk yang keluar dari Spry Dyer diangkut Screw
Conveyor ke tangki penampung.
Dalam Screw Conveyor, detergent bubuk ditambahkan parfum dengan
perbandingan tetentu. Dari Bucket elevator detergent bubuk dimasukan dalam bin.
Produk detergent bubuk siap untuk dikemas lalu dimasukan ke gudang dan
selanjutnya dipasarkan. (Diagram 2) (Grogin S, 1976).
Diagram 2
2.2. Seleksi Proses
Dengan memperhatikan proses-proses tersebut diatas maka dengan alasan
perkiraan bahan baku, peralatan, energi, dampak lingkungan dan produk yang
dihasilkan maka pra rencana pabrik ini dipilih proses Sulfonasi DDB dan
Sulfonasi LA dengan Oleum.
24
Tabel 2.1. Perbandingan Proses Pembuatan Detergent
No Parameter Sulfonasi DDB
dengan Oleum
Sulfotasi & Sulfonasi LA
dengan Oleum
1 Aspek Teknis
− Bahan baku
− Suhu
− Tekanan
− Yield
− Proses
− Mudah
− 62 0C
− 1 atm
− 85%
− Kompleks
− Mudah didapat
− 55 0C
− 1 atm
− 90 %
− Sederhana
2 Aspek ekonomi Murah Murah
Dari perbandingan diatas maka proses yang akan dipilih untuk pembuatan
bubuk detergent adalah proses yang kedua yaitu proses pembuatan bubuk
detergent dengan proses sulfonasi dengan penambahan Lauryl Alkohol, karena:
1. Bahan bakunya mudah didapat.
2. Suhu operasinya lebih kecil daripada proses yang lain.
3. Proses pembuatan bubuk detergent sangat sederhana.
4. Biaya produksi lebih murah.
2.3. Uraian Proses
Dedocyl benzene (DDB)dari tangki penampung (F-111) dipompa (L-112) ke
Sulfonator. Didalam Sulfonator (R-110), larutan DDB ditambahkan dengan
larutan Oleum dari tangki penampung (F-114) dengan perbandingan DDB dan
25
Oleum sebesar 1 : 1. Kemudian diaduk secara terus menerus hingga homogen.
Suhu dalam Sulfonator dijaga konstant, yaitu 55 0C, tekanan Sulfonator adalah 1
atm. Produk yang keluar selanjutnya dipompa (L-121) menuju Sulfator (R-120).
Sulfator yang berisi larutan Dedocyl Benzene Sulfonat Acid (DDBSA),
kemudian ditambahkan larutan Lauryl Alkohol (LA) (F-122) yang dipompa (L-
123) dari tangki penampung (F-122). Larutan diaduk secara terus menerus supaya
homogen. Untuk menjaga agar suhu dalam sulfator konstan pada 55 0C, maka
dilewatkan steam yang melewati coil. Produk yang keluar selajutnya dipompa (L-
131) menuju Netralizer (R-130), sedangkan steam yang keluar diproses kembali
untuk dialirkan ke steam condensat.
Larutan direaksikan dengan NaOH 25% (F-135) yang dipompa (L-132) dari
tangki pengencer (M-133). Dalam tangki pengencer terdapat NaOH 48% yang
dipompa (L-141) dari tangki penampung kemudian dilarutkan dengan air dan
diaduk secara terus-menerus hingga homogen. Larutan yang keluar dari tangki
pengencer berupa NaOH 25%. Larutan didalam Netralizer diaduk terus-menerus
dan dialirkan air pendingin yang melewati coil agar reaksi dapat berlangsung.
Netralizer bekerja pada suhu 940C dan tekanan 1 atm.
Larutan yang keluar dari Netralizer merupakan larutan Surfactant,
selanjutnya larutan Surfactant dipompa ke Mixer Tank. Didalam Mixer tank
larutan Surfactant ditambahkan dengan Builder dan Aditive untuk kesempurnaan
detergent yang diproduksi.
Builder yang digunakan yaitu:
1. Sodium sulfate (Na2SO4)
26
2. Sodium carbonat (Na2CO3)
3. Sodium tripolyphosphate (Na5P3O10)
Aditive yang digunakan adalah:
1. Sodium carboxyl methyl cellouse (Na-CMC)
2. Sodium silicate (Na2SiO3)
Builder dan aditive dari tangki penampung diangkut Belt Conveyor
menuju Mixer tank (M-140). Larutan dalam Mixer tank diaduk secara terus-
menerus. Produk yang keluar dari mixer tank berupa detergent liquid dengan suhu
450C. Detergent liquid selanjutnya dipompa (L-151) menuju Spray dryer (B-150).
Detergent liquid dalam spray dryer akan dikeringkan dengan
menggunakan udara kering yang dihembuskan Blower (G-153) melewati Heater
(E-152). Udara kering mempunyai suhu 1200C. Produk yang keluar dari Spray
dryer berupa bubuk, sedangkan detergent bubuk yang dibawa udara akan
ditampung dalam Cyclone satu (H-157).
Cyclone 1 berfungsi untuk memisahkan debu dari detergent bubuk yang
lebih halus. Selanjutnya udara dibuang ke udara bebas sedangkan debu yang
terpisah dan detergent bubuk yang keluar dari Spry Dyer diangkut Screw
Conveyor (J-158) ke Rotary cooler (B-160).
Dalam Screw Conveyor, detergent bubuk ditambahkan parfum (F-156)
dengan perbandingan tetentu. Dari Bucket elevator (J-164) maka detergent bubuk
dimasukan dalam bin (H-165). Produk detergent bubuk siap untuk dikemas lalu
dimasukan ke gudang dan selanjutnya dipasarkan.
27
DDB Oleum LA + H2SO4 NaOH Builder
Sulfonator Sulfator Netralizer Mixer tank
Spray dryer Cyclon Rotary Cooler SLDDBS
Tahap Proses Dedocyl Benzene:
1. Tahap persiapan bahan baku
Sebelum masuk Netralizer tahap persiapan bahan baku NaOH 25%
diangkut menuju Bin (H-134) kemudian masuk ke tangki pengenceran (M-
133). Hasil dari pengenceran NaOH dipompa (L-132) menuju Netralizer
(R-130).
2. Tahap proses
Mula-mula (DDB) dari Storage (F-111) dipompa (L-112) menuju
Sulfanator (R-110). Kemudian ditambahkan Oleum dari Storage (F-114),
didalam Sulfonator ini dijaga suhu 550C. Produk yang keluar dari
Sulfonator dipompa (L-212) menuju sulfator (R-120). Didalam sulfator
ditambahkan LA dari Storage (F-122). Setelah keluar dari Sulfator
dipompa (L-131) ke Netralizer (R-130). Di Netralizer ditambahkan NaOH
yang diencerkan. Produk yang keluar dari Netralizer masuk ke Mixer tank
(R-140) dan ditambahkan Builder (F-134) yang diangkut dengan Belt
Conveyor (H-142). Di Mixer tank semua produk dan builder dicampur.
28
3. Tahap Penanganan Produk
Penanganan produk yang sudah tercampur dialirkan dengan pompa
(L-151) ke Spray Dryer (B-150). Didalam spray dryer produk dikeringkan,
debu yang ikut dalam produk masuk ke Cyclone I (H-157) untuk
dipisahkan antara debu dan produk. Produk dari Cyclone ditampung
kemudian diangkut dengan Screw Conveyor (J-158) ditambah parfum
yang dialirkan ke Rotary Cooler (B-160) untuk mendinginkan produk.
Didalam Rotary Cooler debu dari produk dipisahkan dengan Cyclone II
(H-163), produk yang dihasilkan masuk ke Belt Conveyor (J-164) menuju
Bin.
29
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas pabrik = 20.000 ton/tahun.
Kapasitas produksi = 20.000thnton x 1000
tonkg x
hariton
3301 x
jamhari
241
= 2525,2525 Kg/jam produk
Basis = 2563,1313 kg/jam
1. Sulfonator
Massa Masuk Massa Keluar
− Larutan DDB dari T. Penampung:
DDB = 2434,9747
Benzene = 128,1566
= 2563,1313
− Oleum dari T. Penampung:
SO3 = 512,6263
H2SO4 = 2563,1313
= 3075,7576
Larutan DDBSA ke Sulfator
DDBSA = 2903,4401
DDB = 243,4975
BSA = 202,4171
Benzene = 28,1944
SO3 = 398,6602
H2SO4 = 1862,6797
Total = 5638,8889 Total = 5638,8889
30
2. Sulfator
Massa Masuk Massa Keluar
− Larutan DDBSA dari Sulfonator:
DDBSA = 2903,4401
DDB = 243,4975
BSA = 202,4171
Benzene = 28,1944
SO3 = 398,6602
H2SO4 = 1862,6797
= 5638,8889
Larutan L.A dari T. Penampung:
LA = 2434,9747
H2O = 49,6934
= 2484,6681
Larutan Asam ke Netralizer
DDBSA = 2903,4401
BSA = 202,4171
LAS = 3133,3268
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
H2SO4 = 628,6890
H2O = 227,8683
Total = 7610,9307 Total = 7610,9307
3. Netralizer
Massa Masuk Massa Masuk
− Larutan dari Sulfator
DDBSA = 2903,4401
DDB = 243,4975
LAS = 3133,3268
BSA = 202,4171
Larutan Surfactant ke Mixer Tank
SDDBS = 3098,9249
SBS = 230,5472
SLAS = 3391,8739
DDB = 243,4975
31
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
H2SO4 = 628,6890
H2O = 227,8683
= 7610,9307
− Lart. NaOH 25% dari T. penampung:
NaOH = 1390,0705
H2O = 4170,2115
= 5560,2820
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
Na2SO4 = 910,4835
H2O = 5024,1938
Total = 13171,2127 Total = 13171,2127
Neraca Massa di Tangki Pengencer
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Storage NaOH
NaOH = 1390,0705
H2O = 1505,9097
= 2895,9802
Air proses dari unit utilitas:
H2O = 2664,3018
Ke Netralizer:
NaOH = 1390,0705
H2O = 4170,2115
Total = 5560,2820 Total = 5560,2820
32
4. Mixer Tank
Massa Masuk Massa Keluar
Larutan Surfactant Dari Netralizer:
SDDBS = 3098,9249
SBS = 230,5472
SLAS = 3391,8739
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
Na2SO4 = 910,4835
H2O = 5024,1938
= 13171,2127
Dari Storage Builder:
− Sodium Sulfat Tangki Penampung
Na2SO4 = 4047,7963
H2O = 4,0519
− STTP dari Tangki Penampung
Na5P3O10 = 6817,6348
H2O = 68,8650
− Sodium Carbonat T. Penampung
Na2CO3 = 1859,3549
H2O = 18,7813
Liquid ke Spry Dryer
SDDBS = 3098,9249
SBS = 230,5472
SLAS = 3391,8739
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
Na2SO4 = 4958,2798
Na5P3O10 = 6817,6348
Na2CO3 = 1859,3549
Na2SiO3 = 2231,2260
Na-CMC = 371,8710
H2O = 6998,4190
33
Dari Storage Additive:
− Sodium Silikat T. Penampung
Na2SiO3 = 2231,2260
H2O = 21,3032
− Na-CMC dari T. Penampung
Na-CMC = 371,8710
H2O = 1,8688
Air Proses dari Unit Utilitas
H2O = 1859,3550
Total = 30473,3209 Total = 30473,3209
5. Spray Dryer
Massa Masuk Massa Keluar
Liquid dari Mixer Tank
SDDBS = 3098,9249
SBS = 230,5472
SLAS = 3391,8739
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
Na2SO4 = 4958,2798
Na5P3O10 = 6817,6348
Loss Produk ke Cyclone
SDDBS = 15,4946
SBS = 1,1527
SLAS = 16,9594
DDB = 1,2175
Benzene = 28,1944
LA = 1,2175
Na2SO4 = 24,7914
Na5P3O10 = 34,0882
34
Na2CO3 = 1859,3549
Na2SiO3 = 2231,2260
Na-CMC = 371,8710
H2O = 6998,4190
Na2CO3 = 9,2968
Na2SiO3 = 11,1561
Na-CMC = 1,8594
H2O = 6522, 3072
= 6667,7352
Produk ke Rotary Cooler
SDDBS = 3083,4303
SBS = 229,3945
SLAS = 3374,9145
DDB = 242,2800
LA = 242,2800
Na2SO4 = 4933,4884
Na5P3O10 = 6783,5466
Na2CO3 = 1850,0851
Na2SiO3 = 2220,0699
Na-CMC = 370,0116
H2O = 476,1118
Total = 30473,3209 Total = 30473,3209
6. Cyclone 1
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Spray Dryer:
SDDBS = 15,4946
SBS = 1,1527
Udara bebas:
SDDBS = 0,7747
SBS = 0,0576
35
SLAS = 16,9594
DDB = 1,2175
Benzene = 28,1944
LA = 1,2175
Na2SO4 = 24,7914
Na5P3O10 = 34,0882
Na2CO3 = 9,2968
Na2SiO3 = 11,1561
Na-CMC = 1,8594
H2O = 6522,3072
SLAS = 0,8480
DDB = 0,0609
Benzene = 28,1944
LA = 0,0609
Na2SO4 = 1,7044
Na5P3O10 = 0,4648
Na2CO3 = 1,2396
Na2SiO3 = 0,5578
Na-CMC = 0,0930
H2O = 6520,0343
Produk ke Rotary Cooler:
SDDBS = 14,7199
SBS = 1,0951
SLAS = 16,1114
DDB = 1,1566
LA = 1,1566
Na2SO4 = 23,5518
Na5P3O10 = 32,3838
Na2CO3 = 8,8320
Na2SiO3 = 10,5983
Na-CMC = 1,7664
H2O = 2,2729
Total = 6667,7352 Total = 6667,7352
36
7. Rotary Cooler
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Spray Dryer:
SDDBS = 3083,4303
SBS = 229,3945
SLAS = 3374,9145
DDB = 242,2800
LA = 242,2800
Na2SO4 = 4933,4884
Na5P3O10 = 6783,5466
Na2CO3 = 1850,0851
Na2SiO3 = 2220,0699
Na-CMC = 370,0116
H2O = 476,1118
Produk debu Detergent dari Cyclone 1
SDDBS = 14,7199
SBS = 1,0951
SLAS = 16,1114
DDB = 1,1566
LA = 1,1566
Na2SO4 = 23,5518
Na5P3O10 = 32,3838
Na2CO3 = 8,8320
Debu ke Cyclone 2:
SDDBS = 15,4908
SBS = 1,1524
SLAS = 16,9551
DDB = 1,2172
LA = 1,2172
Na2SO4 = 24,7852
Na5P3O10 = 34,0709
Na2CO3 = 9,2945
Na2SiO3 = 11,1533
Na-CMC = 1,8589
H2O = 2,3919
Produk Detergent ke Bin:
SDDBS = 3082,6594
SBS = 229,3371
SLAS = 3374,0708
DDB = 242,2195
LA = 242,2195
Na2SO4 = 4932,2550
Na5P3O10 = 6781,8507
Na2CO3 = 1849,5956
37
Na2SiO3 = 10,5983
Na-CMC = 1,7664
H2O = 2,2729
Na2SiO3 = 2219,5148
Na-CMC = 369,9192
H2O = 475,9928
Total 23919,2305 Total 23919,2305
8. Cyclone 2
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Rotary Cooler:
SDDBS = 15,4908
SBS = 1,1524
SLAS = 16,9551
DDB = 1,2172
LA = 1,2172
Na2SO4 = 24,7852
Na5P3O10 = 34,0709
Na2CO3 = 9,2945
Na2SiO3 = 11,1533
Na-CMC = 1,8589
H2O = 2,3919
Ke Udara bebas:
SDDBS = 0,7745
SBS = 0,0576
SLAS = 0,8478
DDB = 0,0609
LA = 0,0609
Na2SO4 = 1,2393
Na5P3O10 = 1,7040
Na2CO3 = 0,4647
Na2SiO3 = 0,5577
Na-CMC = 0,0929
H2O = 0,1196
Produk ke Bin:
SDDBS = 14,7162
SBS = 1,0948
SLAS = 16,1074
38
DDB = 1,1563
LA = 1,1563
Na2SO4 = 23,5460
Na5P3O10 = 32,3757
Na2CO3 = 8,8297
Na2SiO3 = 10,5957
Na-CMC = 1,7659
H2O = 2,2723
Total = 119,5962 Total = 119,5962
9. Gudang Produk
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Rotary Cooler :
SDDBS = 3082,6594
SBS = 229,3371
SLAS = 3374,0708
DDB = 242,2195
LA = 242,2195
Na2SO4 = 4932,2550
Na5P3O10 = 6781,8507
Na2CO3 = 1849,5956
Na2SiO3 = 2219,5148
Na-CMC = 369,9192
Produk ke Storage Produk:
SDDBS = 3097,3756
SBS = 230,4319
SLAS = 3390,1782
DDB = 243,3758
LA = 243,3758
Na2SO4 = 4955,8010
Na5P3O10 = 6814,2264
Na2CO3 = 1858,4252
Na2SiO3 = 2230,1105
Na-CMC = 371,6851
39
H2O = 475,9928
= 23799,6343
Dai Cyclone 2
SDDBS = 14,7162
SBS = 1,0948
SLAS = 16,1074
DDB = 1,1563
LA = 1,1563
Na2SO4 = 23,5460
Na5P3O10 = 32,3757
Na2CO3 = 8,8297
Na2SiO3 = 10,5957
Na-CMC = 1,7659
H2O = 2,2723
= 113,6164
Dari Storage Parfum:
Parfum = 478,2650
H2O = 478,2651
Parfum = 478,2650
Total = 24391,5157 Total = 24391,5157
40
BAB IV
NERACA PANAS
Kapasitas pabrik = 20.000 ton/tahun
Kapasitas produksi = 20.000thnton x 1000
tonkg x
hariton
3301 x
jamhari
241
= 2525,2525 Kg/jam produk
Satuan massa = Kg/jam
Satuan panas = Kkal/jam
Suhu referensi = 25 0C (Hougen, hal 297)
1. Heater (E-113)
Panas Masuk (kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H1 6092,5632
QS 30158,7504
H2 36555,3785
QLoss 304,6281
Total 36860,0066 Total 36860,0066
2. Sulfonator (R-110)
Panas Masuk (Kkal/jam) Panas Keluar (Kkal/jam)
H1 32712,0659
H2 13366,8716
HR -249563,7205
H3 142939,8834
QLoss 5097,9741
Q 4119,5751
-203484,7830 203484,7830
41
3. Heater (E-116)
Panas Masuk(kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H1 5542,6455
QS 37048,2091
H2 33255,8728
QLoss 1473,1768
Total 42590,8546 Total 42590,8546
4. Sulfator (R-120)
Panas Masuk(kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H1 72960,7437
H2 40396,2303
HR 261638,9565
H3 218231,7754
QLoss 5519,7264
Total 323683,2028 Total 323683,2028
5. Tangki Pengencer NaOH (M-133)
Panas Masuk(kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H1 1346,0808
H2 1139,3415
HR 3620,8132
QS 34316,8593
H3 35086,4386
QLoss 1715,8430
Total 36993,0355 Total 36925,7315
42
6. Netralizer (R-130)
Panas Masuk(kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H1 109115,8877
H2 363421,4216
H3 164462,8003
HR 62284,7294
QLoss 16214,4478
Total 472537,3493 Total 472537,3493
7. Tangki Mixer (M-140)
Panas Masuk(kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H1 96388,4674
H2 19843,0360
H3 257844,7783
QLoss 11973,9169
Total 263656,3535 Total 269818,6952
8. Spray Dryer (B–150)
Panas Masuk(kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H1 343735,9239
Q 54038,0612
H2 351561,0973
H3 1554,6660
QLoss -48575,1439
Total 422309,3416 Total 422309,3416
43
9. Rotary Cooler (B-160)
Panas Masuk(kkal/jam) Panas Keluar (kkal/jam)
H1 351561,0973
H2 903,9656
H4 24889,8093
H3 49830,7746
H5 124453,9417
QLoss 35915,5089
Total 377354,8722 Total 377354,8722
44
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
1. Sulfonator
Spesifikasi Peralatan
1. Bagian Silinder
- Diameter luar (do) = 72 in
- Diameter dalam (di) = 71,625 in
- Tanggki selinder (Ls) = 173,8970 in
- Tebal selinder (ts) = 3/16 in
- Tebal tutup atas (tha) = 3/16 in
- Tinggi tutup atas (ha) = 13,8141 in
- Tebal tutup bawah (thb)= 3/16
- Tinggi tutup bawah (hb)= 13,8141 in
- Tinggi reaktor = 208,4250 in
- Bahan konstruksi = stainless steel SA 240 Grade M type 316
2. Bagian Pengaduk
- Type = axial turbin 4 blades sudut 45° angle
- Diameter impeler (di) = 23,875 in
- Tinggi impeler dari dasar bejana (Zi) = 11,9375 in
- Lebar impeler (W) = 5,9688 in
- Panjang impeler (L) = 5,9688 in
- Tebal blade (J) = 5,9688 in
45
- Jumlah pengaduk (n) = 1 buah
- Daya = 5 HP
- Diameter poros = 1,30651 in
- Panjang poros = 202,3605 in
- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 240grade M type 316
3. Bagian Nozzle
a. Nozzle pemasukan bahan baku larutan DDB
- Ukuran pipa nominal = 2 in sch 40
- Diamater dalam (di) = 2,067 in
- Diameter luar (do) = 3,375 in
- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²
b. Nozzle pemasukan bahan baku larutan oleum
- Ukuran pipa nominal = 3 in sch 40
- Diamater dalam (di) = 2,067 in
- Diameter luar (do) = 3,375 in
- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²
c. Nozzle pemasukan dan pengeluaran coil pendingin
- Ukuran pipa nominal = 2 in sch 40
- Diamater dalam (di) = 3,067 in
- Diameter luar (do) = 3,500 in
- Luas (A) = 3,3552 in²
d. Nozzle pengeluaran produk
- Ukuran pipa nominal = 2 in sch 40
46
- Diamater dalam (di) = 2,067 in
- Diameter luar (do) = 3,375 in
- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²
4. Bagin Flange, Bolting, Gasket
a. Bagian Flange
- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 240grade M type 316
- Tensile strength minimum = 7500 Psia
- Allowable stress (f) = 18750 Psia
- Tebal flange = 4,5358 in
- Diamater dalam (di) = 72 in
- Diameter luar (do) = 72,25 in
- Type = ring flange
b.Bagian bolting
- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 193grade B8
- Tensile strength minimum = 7500 Psia
- Ukuran baut = 7/8 in
- Jumlah baut = 12 buah
- Allowable stress (f) = 15000 Psia
c. Bagian Gasket
- Bahan konstruksi = asbeston
- Gasket factor = 2,00
- Minimum design seating stress = 1600 Psia
- Tebal gasket = ¼ in
47
5. Bagian Coil Pendingin
- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 240grade M type 316
- Panjang lilitan = 44,8512 in
- Diameter luar (do) coil = 1,9 in
- Jumlah lilitan = 6 in
- Tinggi lilitan coil = 32 in
- Diameter lilitan = 27,0563 in
6. Bagian Penyangga
a. Bagian lug
- Lebar = 9,5 in
- Tebal = 0,7759 in
- Tinggi = 11,5518 in
b. Bagian gusset
- Lebar = 4,16 in
- Tebal = 0,2909 in
- Tinggi = 10 in
c. Bagian base plate
- Panjang = 3,5 in
- Lebar = 2,5 in
- Tebal = 0,0911 in
- Jenis = I beam
- Ukuran = 3 x 2 3/8 in
- Berat = 5,7 lb
48
- Tinggi penyangga = 125,253 in
- Area of section (Ay) = 1,64 in²
- Depth of beam (h) = 3 in
- Width of flange (b) = 2,33 in
- Jumlah penyangga = 4 buah
7. Bagian Pondasi
- Luas atas = 15 x15 in
- Luas bawah = 20 x 20 in
- Tinggi = 10 in
2. Tangki Penampung Larutan DDB
Spesifikasi:
Nama : Storage DDB
Fungsi : Untuk menyimpan DDB sebagai bahan baku selama 30
hari
Type : Gudang
Panjang : 12,864 m = 13 m
Lebar : 4,288 m = 4 m
Tinggi : 6,432 m = 6 m
Bahan kontruksi : Beton
Jumlah alat : 1
49
3. Pompa
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa liquid dari bahan baku ke sulfonator
Type : Centryfugal pump
Bahan : Cast iron
Power motor : 0,5 Hp
Kapasitas : 109,5203 gpm
4. Heater
Spesifikasi:
Fungsi : Memanaskan DDB yang menuju sulfonator.
Type : DPHE
Dimensi annulus :
De = 2,02 in
De’ = 0,81 in
Aan = 2,63 in2
P = 2,415 Psi
Dimensi tube:
ID = 1,380 in
Do = 1,66 in
Ap = 1,50 in2
a” = 0,435 ft2/ft
P aliran perhitungan = 0,0049 Psi
50
Bahan konstruksi = Carbon steel Sa – 240 Grade M type 316
5. Storage Oleum
Spesifikasi :
Nama : Storage Oleum
Fungsi : Untuk menampung oleum sebagai bahan baku selama
30 hari
Type : Gudang
Panjang : 19,5482 m
Lebar : 9,7741 m
Tinggi : 7 m
Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
6. Pompa
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa oleum ke Sulfonator
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
51
7. Heater
Spesifikasi:
Fungsi : Memanaskan Oleum yang akan masuk ke Sulfonator.
Type : DPHE
Dimensi annulus :
De = 2,02 in
De’ = 0,81 in
Aan = 2,63 in2
P = Steam perhitungan = 2,415 Psi
Dimensi tube:
ID = 1,380 in
Do = 1,66 in
Ap = 1,50 in2
a” = 0,435 ft2/ft
P aliran perhitungan = 0,0049 Psi
Bahan konstruksi = Carbon steel Sa – 240 Grade M type 316
8. Sulfator (R - 120)
Spesifikasi:
Fungsi : Untuk mereaksikan larutan DDBSA dengan larutan lauryl alcohol
Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart disk
Dimensi :
di : 179,375 in = 14,94 ft
Ls : 22,98 ft = 275,78 in
52
ts :165 in
Bahan konstruksi : Carbon steel SA 240 grade M type 316
Jumlah : 1 buah
9. Pompa
Spesifikasi:
Fungsi : Untuk memompa bahan ke Sulfonator ke sulfator
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
10. Storage L.A (F - 122)
Spesifikasi:
Fungsi : Menampung LA sebelum masuk sulfator
Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan sudut
1200
Dimensi :
di = 107,875 in = 8,98 ft
ts = 1/16 in
Ls = 190,66 in = 15,88 ft
tha = 3/16 in
Tinggi tutup atas = 18,211 in = 1,51762 ft
Tinggi Storage = 208,77 in = 17,397 ft
53
Bahan konstruksi = Carbon steel SA 240 Grade M type 316
Jumlah = 1 buah
11. Pompa
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa LA ke Sulfator
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
12. Neteralizer
Spesifikasi
Fungsi = Untuk menetralkan larutan DDBSA dengan NaOH
Type = Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk standart
disk.
Dimensi:
Tebal tutup atas = 163 in
Tebal tutup bawah = 163 in
Tinggi tutup atas = 40,44 in
Tinggi tutp bawah = 40,44 in
Bahan konstruksi = High Alloy steel SA 24C Grade M 316
Jumlah = 1 buah
54
13. Pompa
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa bahan dari Sulfator ke Tangki
Netralizer
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
14. Pompa (L - 141)
Spesifikasi:
Fungsi : Untuk memompa produk ke mixer
Type : Centrifugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
15. Tangki Pengencer (M - 133)
Spesifikasi:
Nama alat : Tangki pengencer
Fungsi : Untuk mengencerkan NaOH
Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart disk
55
Bahan kontruksi : Hight Alloy steel SA 240 Grade M 316
Jumlah : 1 buah
Dimensi :
Tinggi tangki total : 21,84972 ft
Tebal tutup atas : 5/16 in
Tebal tutup bawah : 5/16 in
Perlengkapan pengaduk:
Jenis : Six bladed flat disk turbin
Diameter : 0,0837 ft
Kecepatan pengaduk : 120 rpm
Bahan kontruksi : Stainless steel
Volume shell : 0,00211 cuft
Tinggi shell : 0,01939 ft
Power : 0,25 Hp
Jumlah : 1 buah
16. Bin (H - 134)
Spesifikasi alat :
Nama : Bin bahan
Fungsi : Untuk menampung NaOH sebelum masuk ke tangki pengecer
Type : Tangki silinder tegak plat dasar dan tutup bawah berbentuk conis
dengan sudut 1200
Kapasitas : 5,7063 ft3/jam
56
Dimensi :
di = 71,625 in
thb = 3/16 in
t3 = 3/16 in
hb = 2,606 in
h = 110,03 in
Bahan konstruksi = Carbon steel SA 240 Grade B
Jumlah = 1 buah
17. Storage NaOH (F - 135)
Spesifikasi:
Nama : Storange NaOH
Fungsi : untuk menampung NaOH
Type : Selinder tegak denghan tutup atas berbentuk conis
Dimensi :
di = 119,878 in = 9,98 ft
ts = 1/16 in
ls = 174,66 in = 14,55 ft
Tha = 1/16 in
Tinggi tutup atas = 69,145 in = 5,76 ft
Tinggi storage = 243,72 in = 20,31 ft
Bahan konstruksi = Karbon steel SA 240 Grade M Type 316
Jumlah = 1 buah
57
18. Mixer (M-140)
Spesifikasi:
Nama : Tangki mixer
Fungsi : Untuk mereaksikan produk dengan builder
Type : selinder tegak tutup bawah conis dan tutup atas standart dish
I : 0,8
Di : 125,875 in
Ts :1/16 in
Ls : 188,8125 in = 15,575 ft
Thb : 3/16 in
Tinggi tutup atas : 7,72 in = 0,643 ft
Tinggi storage : 196,55 in = 16,37 ft
Bahan konstruksi: Carbon steel SA 240 grade M type 316
Jumlah : 1 buah
Perlengkapan pengaduk:
Jenis : Six bladed flat disk turbin
Diameter : 0,0837 ft
Kecepatan pengaduk : 120 rpm
Bahan kontruksi : Stainless steel
Volume shell : 0,00211 cuft
Tinggi shell : 0,01939 ft
Power : 0,25 Hp
Jumlah : 1 buah
58
19. Pompa (L – 141)
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa produk ke mixer
Type : Centrifugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
20. Belt conveyor (J-142)
Spesifikasi:
Nama alat : Belt Conveyer
Fungsi : Untuk memindahakn builder dari storagebuilder ke mixer tank
Type : Plate Belt oncontinous plate (perry’s edisi 6 hal 7-10)
Kapasitas : 5642.053247 kg/jam
Bahan : Karet
Lebar belt : 0,9 m (Perry’s edisi 6 hal 7-10)
Panjang :10 m
Kecepatan belt : 30,5 m/menit = 100 ft/menit (Perry’s edisi 6 hal 7-10)
Belt plies : min = 3
: max = 5 (perry’s edisi 6 hal 7-10)
Daya motor 0,7 hp
Jumlah : 1 buah
59
21. Storage Builder(F-143)
Spesifikasi:
Nama : Tangki builder
Type : Standart tegak tutup atas conis
Dimensi :
Di = 47,879 in = 3,98 ft
Ts = 1/16 in
Ls = 76,11 in = 6,34 ft
Tha = 1/16 in
Tinggi tutup atas = 95,52 in = 3,98 ft
Tinggi storage = 123,84 in = 10,32 ft
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 grade M type 316
Jumlah : 1 buah
22. Spray Drayer
Spesifikasi:
Rate bahan masuk = 67182,17063 lb/jam
Rate udara masuk = 119133,5295 lb/jam
Suhu udara masuk = 120 0C = 248 0F
Suhu udara keluar = 63 0C = 145,4 0F
Suhu bahan masuk = 45 0C = 113 0F
Suhu bahan keluar = 70 0C = 158 0F
Daya motor = 1 Hp
60
Dimensi alat:
a) Silinder (Shell)
− Jenis = silinder tegak lurus
− Diameter (do) = 6,0949 ft x 12 = 73,1388 in
− Panjang (L) = 7,6834 ft x 12 = 92,2008 in
− Tebal (ts) = 3/16 in
b) Tutup atas
− Jenis = Pelat datar
− Tebal(tha) = 3/16 in
c) Tutup bawah
− Jenis = conis dengan α = 300
− Tebal (thb) = 3/16 in
− Tinggi (hc) = 5,2783 ft x 12 = 29,2548 in
d) Nozzle bahan masuk
− Diameter dalam (di) = 1,049 in
− Diameter luar (do) = 1,315 in
− Ukuran nozzle (NPs) = 1 in
− Sch = 40
− t = 0,216 in
e) Nozzle produk keluar
− Diameter dalam (di) = 1,049 in
− Diameter luar (do) = 1,315 in
− Ukuran nozzle (NPs) = 1 in
61
− Sch = 40
− t = 0,216 in
f) Nozzle udara masuk
− Diameter dalam (di) = 4,026 in
− Diameter luar (do) = 4,5 in
− Ukuran nozzle (NPs) = 4 in
− Sch = 40
− t = 0,337 in
g) Nozzle udara keluar
− Diameter dalam (di) = 4,026 in
− Diameter luar (do) = 4,5 in
− Ukuran nozzle (NPs) = 4 in
− Sch = 40
− t = 0,337 in
h) Atomizer
− Diameter disk = 2,6967.10-3 ft
− Keliling disk = 16,4189 ft
− Jumlah lubang = 2029029 lubang
− Kecepatan = 1093 rpm
i) Penyangga
− Jenis = I – Beam
− Ukuran = 3 x 2
− Berat = 5,7 lb
62
− Luas bejana (Ay) = 1,64 in2
− Kedalaman beam (h) = 3 in
− Lebar dari flange (b) = 2,33 in
− Tebal rata-rata flange = 0,26 in
− Ketebalan web = 0,17 in
− R2-2 = 1,23 in
− I1-1 = 0,53 in4
j) Base plate
− Panjang = 2 in
− Lebar = 1 in
− Luas = 2 in2
− Tebal = 3/8 in
k) Pondasi
− Luas atas = 20 x 20 in2
− Luas bawah = 40 x 40 in2
− Tinggi pondasi = 25 in
23. Pompa(L- 151)
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa bahan dari Mixer ke Spray Dryer
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
63
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
24. Heater (E- 152)
Spesifikasi:
Fungsi : Memanaskan udara dari Blower ke Spray Drayer
Type : DPHE
Dimensi annulus :
De = 2,02 in
De’ = 0,81 in
Aan = 2,63 in2
P = Steam perhitungan = 2,415 Psi
Dimensi tube:
ID = 1,380 in
Do = 1,66 in
Ap = 1,50 in2
a” = 0,435 ft2/ft
P aliran perhitungan = 0,0049 Psi
Bahan konstruksi = Carbon steel Sa – 240 Grade M type 316
25. Blower (G – 153)
Spesifikasi:
Fungsi = Menghembuskan udara dari luar menuju Spray Dryer
Type = Centryfugal blower
64
Kapasitas filter = 1000 ft 3 /mnt
Ukuran filter = 24 x 24 in
Jumlah = 7 buah
Bahan = Carbon steel
26. Filter Udara (H-154)
Spesifikasi
Fungsi : Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan dimasukkan
pada blower
Type : Dry filter
Kapasitas filter = 1000 ft/mnt
Ukuran = 24 x 24 in
Jumlah = 7 buah
Bahan = Carbon steel
27. Pompa (L-155)
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa parfum ke Screw Conveyor
Type : Centrifugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
65
28. Storage Parfum (F – 158)
Spesifikasi:
Nama : storage parfum
Fungsi : Menampung parfum sebelum masuk Screw Conveyor
Type : tangki selinder dengan tutup bagian atas standart dish
Dimensi:
Di = 119,875 in = 9,98 ft
Ts = 1/16 in
Ls = 177,30 in = 14,77 ft
Tha = 1/16 in
Tinggi tutup atas = 20,23 in = 1,68662 ft
Tinggi storage = 197,53 in = 16,46 ft
Bahan konstruksi = Carbon Stell SA 240 grade M type 316
Jumlah = 1 buah
29. Cyclone 1 (H-157)
Spesifikasi:
Fungsi : untuk memisahkan debu yang terbawah udara keluar dari spray dryer
Type : cyclone separator
Kapasitas : 113,6448 kg/jam
Ukuran:
Penampang masuk = 469,27 in² ;HC = 30.6 in ;JC = 15,3 in
BC = 15,3 in ;DC = 61,2 in ;LC = 61,2 in
ZC = 122,4 in ;De = 30,6 in ;SC = 7,65 in
66
Tebal shell = ¼ in
Tutup atas = 3/16 in
Tutup bawah = 3/16 in
Jumlah = 1 buah
30. Screw conveyor (J-158)
Spesifikasi:
Nama : Screw Conveyor
Fungsi : untuk mengangkut detergen yang keluar dari spray dryer
Type : Plant Spout or Chetus
Kapasitas : - 423,00418 ft³/detik
- 7,05006 ft³/menit
Kecepatan : 24 rpm
Power motor : 0,5 hp
Jumlah :1 buah
31. Rotary cooler (B - 160)
Spesifikasi:
Nama : Rotary Cooler
Fungsi : Mendinginkan Produk dari Spray Dryer
Type : Single Shell Inderect Rotary Cooler
Diameter : 6 ft
Panjang : 47 ft
Putaran : 4,246 Rpm
Waktu tinggal : 109,716 menit
67
Jumlah flight : 15 buah
Daya : 85 hp
Bahan konstruksi : carbon steel SA-240 grade M type 316
Jumlah : 1 buah
32. Blower (G-161)
Spesifikasi:
Nama : Blower
Fungsi : Untuk mengalirkan udara kerotary cooler
Type : Centrifugal blower
Bahan : Cast iron
Daya : 23 hp
Bahan : Cast iron
Jumlah : 1 buah
33. Filter udara (H - 162)
Spesifikasi
Fungsi = Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan
dimasukkan pada blower
Type = Dry filter
Kapasitas filter = 1000 ft/mnt
Ukuran = 24 x 24 in
Jumlah = 7 buah
Bahan = Carbon steel
68
34. Cyclone 2 (H-163)
Spesifikasi:
Fungsi : untuk memisahkan debu yangterbawah udara keluar dari Rotary Cooler
Type : cyclone separator
Kapasitas : 113,6448 kg/jam
Ukuran:
Penampang masuk = 469,27 in² ;HC = 30.6 in ;JC = 15,3 in
BC = 15,3 in ;DC = 61,2 in ;LC = 61,2 in
ZC = 122,4 in ;De = 30,6 in ;SC = 7,65 in
Tebal shell = ¼ in
Tutup atas = 3/16 in
Tutup bawah = 3/16 in
Jumlah = 1 buah
35. Bucket elevator (J-164)
Spesifikasi :
Fungsi : Mengangkut produk ke bin
Type : centrifugal discharge
Alat = Bucket elevator
Kapasitas = 0,1114 ton/jam
Putaran = (8 x 5 x 51/2) in
Besar belt = 9 in
Kecepatan = 1,1875 ft/menit
Daya motor = 0,5 hp
69
Jumlah = 1 buah
36. Bin (H-165)
Spesifikasi :
Nama : Bin produk
Fungsi : Untuk menampung produk detergen ke pengamasan
Type : Tangki selinder tebal plat datar dan tutup bawah berbentuk conis
dengan α 120°
Kapasitas : 85,704 ft³/jam
Dimensi:
Di = 4,322 in
Thb = 1/16 in
Ts = 6,48 in
Hb = 7,74
H = 170,64
Bahan konstruksi = Carbon steel SA-240 Grade B
Jumlah = 1 buah
37. Gudang produk(F-166)
Spesifikasi:
Nama : Storage Produk
Fungsi : Menampung produk akhir
Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan
sudut 120º
70
Dimensi:
Di = 119,875 in = 9,98 ft
Ts = 1/16 in
Ls = 174,66 in = 14,55 ft
Tha = 1/16 in
Tinggi tutup atas = 69.145 in = 5,76 ft
Tinggi storage = 243,72 in = 20,31 ft
Bahan konstruksi= carbon stell SA 240 grade M type 316
Jumlah = 1 buah
71
B–150
BAB VI
PERANCANGAN ALAT UTAMA
Nama alat : Spray Dryer
Kode : B – 150
Fungsi : Mengeringkan slurry sehingga diperoleh serbuk atau powder.
Type : Bejana silinder tegek dengan bagian bawah berbentuk conis dan
bagian atas berbentuk pelat datar dilengkapi dengan spray nozzle
atomizer.
Bahan : Stainless steel SA 285 Grade C
(Brownell and Young, hal 342)
Jumlah : 1 buah
6.1. Perhitungan Spray Chamber
a. Kondisi operasi:
Rate bahan masuk : 30473,3209 Kg/jam = 67182,17063 lb/jam
Rate udara masuk : 54038,0612 kg/jam = 119133,5295 lb/jam
T udara masuk : 120 0C = 248 0F
72
T udara keluar : 63 0C = 145,4 0F
T bahan masuk : 45 0C = 113 0F
T bahan keluar : 70 0C = 158 0F
b. Perhitungan
Produk detergent dikeringkan hingga kadar 1 – 3 % ditetapkan 2 %
Total kelembaban (X1) =keringsolidBerat
H2OBerat
=23925,2118478,5043
= kg H2O/kg B solid
Jumlah air dalam feed =0,98
478,5043
= 488,2697 kg/jam
Laju total solid dalam feed (Ls) = 6998,4190 – 488,2697
= 6510,1493 kg/jam
Total kelembaban (X2) =keringsolidBerat
H2OBerat
=02,0100
02,0−
= 0,0002 kg H2O/kg solid
Laju pertumbuhan = Ls (X1 – X2)
= 6510,1493 (0,02 – 0,0002)
= 6509,9495 kg/jam
73
0,4 D
60 0
D
c. Menentukan ukuran spray chamber
Dari Perry ed 5,fig 20-72, hal 2d0-63 didapatkan :
Ukuran spray chamber
Tinggi sheel (hs) = 0,4 x diameter sheel (D)
Sudut puncak conis = 600
Volume chamber (V) = Volume sheel + Volume conis
=24π D2hs + 0
3
6024 tgDπ
d. Menentukan waktu penguapan
t = ( ) ts-takf12Dpw 2
⋅⋅⋅⋅⋅ ρλ w
Dimana:
t = Waktu penguapan (detik)
= Panas laten penguapan (Btu/lb)
Dp = Diameter rata-rata partikel (ft)
kf = Konduktifitas thermal film gas
= Densitas partikel kering (lb/ft2)
Batasan waktu penguapan <30 detik (Ulrich, Tabel 4 10, hal 132)
74
Dari neraca panas:
ts =2
159113+ = 136 0F
Panas laten penguapan ( ) pada 136 0F = 1107,1273 Btu/lb (Kern, hal 817)
ta =2
4,145248+ = 196,7 0F
Konduktivitas thermal film gas (kf) pada 196,7 0F adalah 0,0170 Btu/hr.ft.0F
(Kern, Tabel 5, hal 80).
Densitas solid kering ( ρ ) = 58,1 lb/ft2 (Geankoplis App. 2-12)
Kandungan air ( ) = 0,04 lb H2O/lb solid kering
Diameter rata-rata (Dp) = 200 mesh = 0,0026967 ft
Maka :
t
=
( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) FxFhrBtux
ftxftlbxingsolidlbOHlbxjBtu00
222
465,1765,96./0170,0120026967,0/1,58ker/04,0/1273,1107
−
t = 4,579. 103/jam = 16,4944 detik
Waktu penguapan memadai karena t<30 detik
e. Menentukan volume chamber
Dari perry ed.3 hal 846, didapatkan :
V = Q x t
Dimana : V = Volume chamber (ft3)
Q = Rate rata-rata volumetric feed (ft3/detik)
t = Waktu kontak (detik)
75
Rate udara panas (G) = 54038,57373 kg/jam = 12211,7555 lb/jam
Spesifik volume udara panas (196,7 0F) = 1,0316 m3/kg =16,6595 ft3/lb
(Perry ed. 6th table 3-212 hal 3-162 )
Volume rate udara (Q) = 16,6595 ft3/lb x 12211,7555 lb/jam
= 203440,5 ft3/jam
Volume chamber (V) = Q x t
= 203440,5 ft3/jam x 4,579. 10-3/jam
= 93,155 ft3
f. Menentukan tinggi sheel (hs)
Volume chamber (V) =24π D2 hs + 0
3
6024tgDπ
=24π D2 (0,4D) + 0
3
6024 tgDπ
93,155 ft3 = 0,314 D3 + 0,0755 D3
93,155 ft3 = 0,3855 D3
Di = 6,0949 ft
Do = di + 2ts
= 73,1388 + (2. 0,375)
= 73,8888 in
= 74 in
hs = 0,4 D
= 0,4 x 6,0949 ft
= 2,4379 ft
76
g. Menentukan tinggi conis (hc) untuk sudut 600 dan D = 6,0689 ft
hc = ( )260
½tg
D =300949,6½
tg = 5,2783 ft½
Tinggi total = hs + hc
= 2,4379 ft + 5,2783 ft
= 7,7162 ft
6.2.Menentukan exposed area
Exposed area = luas silinder + luas selimut conis
= (π . D. hs) + ( ) ( )22.24
mDhcxmDx ++
+π
Dimana m = do = pengeluaran produk
Dari Mc. Cabbe pers 26-25, diameter lubang pengeluaran dimana bisa jatuh
bebas adalah :
F2 = ( ) ( )( )9,44889,116,23.288,6 0
3
−++ Dpxtgdoxpartikelρ
Dimana : F2 = Flow rate produk (deri Neraca panas, App. B)
= 17735 lb/jam = 295,58 lb/menit
ρ partikel = 58,1 lb/ft3
Dp = Diameter partikel = 2,6967.10 -3 ft
= Sudut gesekan zat padat = 300
Maka :
295,58 = ( ) ( )( )9,44889,110.6967,216,2330.288,61,58
30
3
−++ −xtgdox
do = 2,0335 ft
77
Exposed area = ( ( )
++ 0335,20689,6
44276,20689,6 xxx π
π
X= ( )22 0335,20689,62558,52 −+x
Exposed area = 445,2789 ft3
6.3. Menentukan beban pemanas
Dari neraca panas, Appendiks B didapat :
a. Q = entalphi udara panas masuk
tG-1 = suhu udara masuk spray dryer = 1000C = 212 0F
Gg-2 = kecepatan massa = 54038,5737 Kg/jam
Cs = jumlah panas yang dibutuhkan pada suhu tG-1
Cs = 1,005 + 1,88 (WG) (Pers 9.3-6, Geankoplis hal. 527)
=1,005 + 1,88 (0,02)
= 1,0426 kJ/kg0 K = 0,2492 kkal/kg0K
Q = Gg-2 . Cs. (tg-1 -25)
= 54038,57373 x (248 - 25)
= 1250,6017 Kj/jam
b. Hg-2 = entalphi udara panas keluar
TG-21 = suhu udara keluar spray dryer = 630C
HG-2 = Gg2 x Cs x (tG2 - 25)
= 54038,57373 x 0,2492 x (145 - 25)
= 1615,9695 kkal/jam
Kebutuhan udara kering (Gp.2) = 54038,57373 kg/jam
Enthalpi udara kering (WG) = 0,02 KJ/Kg solid kering
78
Beban untuk pemanasan = Gg-2 x (Q - WG)
= 54038,57373 x (1205,6017 – 0,02)
= 651196,24 KJ/kg
6.4. Menentukan kecepatan angkut minimum dari gas
Vcv = 910 x
+ 5,62s
s
qq D 6,0
Dimana : Vcv = kecepatan angkut minimum udara panas
s = densitas solid, lb/ft 3
Ds = diameter partikel terbesar yang diangkut, ft
= 200 mesh = 2,6967.10-3 ft
Maka :
Vcv = 910 x
+ 5,621,58
1,58 ( )310.6967,2 − 6,0
= 12,5999 ft/detik
6.5. Menghitung tebal bahan
Tekanan design = tekanan operasi = 14,7 psia
a. Menetukan tebal shell (ts)
ts = CpiEf
rixPi+
− .6,0.
dimana :
ts = tebal shell
ri = 0,5. di
= 0,5 x 6,0949 ft x 12 in/ft = 36,5694 in
79
f = 17051 (untuk SA-285 grade c)
E = 0,80 (dobel welded butt joint)
C =161 in
Pi = tekanan operasi
Sehingga :
ts =))7,146,0()8,017050((
5694,367,14xx
x−
+161
ts =0,1643 in x1616 = inin
163
1663,2
=
b. Menentukan tebal tutup bawah conis (thb) dengan α = 300
thb =).2,0.(2 PiEf
WxrcxPi−
+ C
dimana :
thb = tebal tutup bawah berbentuk conis
rc = radius of crown (L)
di = Dshell – 2 lcr (1 –cos α )
= (6,0949 x 12) – (2(4,3696)x(1 –cos 300))
=71,656 in
Icr = 0,06 Dshell
= 0,06 x (6,0949 x 12) = 4,388 in
L = (0,5 x 71,656) cos 300 = 31,028 in
W =
+
icrLx 3
41
80
=
+
3696,4028,313
41 x = 1,4162 in
Maka :
thb =162
))7,142,0()8,017050((4162,1028,317,14
+− xx
xx
thb = 0,1724 in x1616 =
1676,2 =
163 in
c. Menentukan tebal tutup atas
tha = ( ) CPi1,0Efrc xPi x085,0
+⋅−⋅
Dimana :
tha = Tebal tutup atas berbentuk pelat datar
rc = Radius of crown = di
tha = ( ) ( )[ ]7,141,08,017050028,317,14885,0xx
xx−
+161
= 0,1546 in x1616 =
1647,2 in =
163 in
Dari Brownell & Young, tabel 5-6 hal 88, untuk ketebalan standard flanged
head didapatkan :
sf = 1,5 in
icr = 9/16 in
6.6. Faktor pengelasan
Penentuan:
1. Tutup atas berbentuk pelat datar
81
2. Bagian tengah spray chamber berbentuk silinder
3. Bagian bawah spray dryer berbenruk conis
Pemilihan:
− Tutup atas, tipe doubel welded butt joint
− Bagian bawah conis
(Brownell & Young, tabel 13-2 hal 254)
6.7. Perhitungan nozzle
Perencanaan:
a. Nozzle inlet feed (terletak pada tutp atas)
Feed masuk = 30473,3209 Kg/jam = 67182,1706 lb/jam = 4,9264 lb/dtk
campuran = 67,9301 lb/ft3
gfm =9301,67
9264.4 = 0,0725 ft3/dtk
Dopt = 3,9 x (gfm)0,45 x 0,13
= 3,9 x (0,0725)0,45 x (67,9301)0,13
= 2,481 in
Berdasarkan Brownell & Young, App.K, Hal 387 dipilih pipa dengan
dimensi:
di = 1,049 in
do = 1,315 in
NPs = 1 in
Sch = 40
t = 0,216
82
Dari Brownell & Young, tabel 12.2, hal 221 dipilih flange standard dengan
tipe welding neck, yaitu:
− Ukuran = 1 in
− Diameter luas flange (A) = 4 ¼ in
− Ketebalan flange minimum (T) = 9/16 in
− Diameter luar bagian yang menonjol (R) = 2 in
− Diameter hubungan pada titik pengelasan (K) = 1,32 in
− Diameter hubungan pada alas (E) = 1 15/16 in
− Panjang julukan (L) = 2 3/16 in
− Diameter dalam flange (B) = 1,05 in
− Diameter lubang baut = 5/8 in
− Diameter baut = ½ in
− Bolt circle = 3 in
b. Nozle outlet produk (terletak pada tutup bawah)
Produk keluar = 1,409 lb/dtk
campuran = 67,9301 lb/ft3
gfm =67,93011,409 = 0,0207 ft3/dtk
Dopt = = 3,9 x (gfm)0,45 x 0,13
= 3,9 x (0,0207)0,45 x (67,9301)0,13
=1,1787 in
83
Berdasarkan Brownell & Young, App.K, Hal 387 dipilih pipa dengan
dimensi:
di = 1,049 in
do = 1,315 in
NPs = 1 in
Sch = 40
t = 0,216
Dari Brownell & Young, tabel 12.2, hal 221 dipilih flange standard dengan
tipe welding neck, yaitu:
− Ukuran = 1 in
− Diameter luas flange (A) = 4 ¼ in
− Ketebalan flange minimum (T) = 9/16 in
− Diameter luar bagian yang menonjol (R) = 2 in
− Diameter hubungan pada titik pengelasan (K) = 1,32 in
− Diameter hubungan pada alas (E) = 1 15/16 in
− Panjang julukan (L) = 2 3/16 in
− Diameter dalam flange (B) = 1,05 in
− Diameter lubang baut = 5/8 in
− Diameter baut = ½ in
− Bolt circle = 3 in
c. Nozzle udara panas masuk
Udara masuk = 122111,7755 Kg/jam = 33,919 lb/dtk
campuran = 0,4167 lb/ft3
84
gfm =4167,0919,33 = 81,39 ft3/dtk
Dopt = 3,9 x (gfm)0,45 x 0,13
= 3,9 x (81,39)0,45 x (0,4167)0,13
= 2,520 in
Berdasarkan Brownell & Young, App.K, Hal 387 dipilih pipa dengan
dimensi:
di = 4,026 in
do = 4,5 in
NPs = 4 in
Sch = 40
t = 0,337
Dari Brownell & Young, tabel 12.2, hal 221 dipilih flange standard dengan
tipe welding neck, yaitu:
− Ukuran = 4,5 in
− Diameter luas flange (A) = 9 in
− Ketebalan flange minimum (T) = 15/16 in
− Diameter luar bagian yang menonjol (R) = 6 3/16 in
− Diameter hubungan pada titik pengelasan (K) = 4,5 in
− Diameter hubungan pada alas (E) = 5 5/16 in
− Panjang julukan (L) = 3 in
− Diameter dalam flange (B) = 4,03 in
− Diameter lubang baut = 3/4 in
85
− Diameter baut = 5/8 in
− Bolt circle = 7 ½ in
d. Nozzle udara panas keluar
Udara keluar = 163,0441 kg/jam = 0,7122 lb/dtk
campuran = 0,4167 lb/ft3
gfm =4167,07122,0 = 1,7091 ft3/dtk
Dopt = 3,9 x (gfm)0,45 x 0,13
= 3,9 x (1,7091)0,45 x (0,4167)0,13
= 4,4298 in
Berdasarkan Brownell & Young, App.K, Hal 387 dipilih pipa dengan
dimensi:
di = 4,026 in
do = 4,5 in
NPs = 4 in
Sch = 40
t = 0,337
Dari Brownell & Young, tabel 12.2, hal 221 dipilih flange standard dengan
tipe welding neck, yaitu:
− Ukuran = 4,5 in
− Diameter luas flange (A) = 9 in
− Ketebalan flange minimum (T) = 15/16 in
− Diameter luar bagian yang menonjol (R) = 6 3/16 in
86
− Diameter hubungan pada titik pengelasan (K) = 4,5 in
− Diameter hubungan pada alas (E) = 5 5/16 in
− Panjang julukan (L) = 3 in
− Diameter dalam flange (B) = 4,03 in
− Diameter lubang baut = 3/4 in
− Diameter baut = 5/8 in
− Bolt circle = 7 ½ in
Perhitungan diameter Nozzle
Luas (A) pipa feed = ¼ .do2 = ¼ (1,315)2 = 1,3581 in2
Luas (A) pipa udar = ¼ .do2 = ¼ (4,5)2 = 15,9043 in2
Luas (A) nozzle udara + feed = 1,3581 + 15,9043 = 17,2624 in2
6.8. Menentukan disk atomizer
Type : Centrifugal disk atomizer
Menghitung diameter disk atomizer
Lubang diameter = 200 mesh = 2,6967 . 10-3 ft
Jumlah lubang atomizer =atomizerlubangAfeedpipaA = 23-
2
)10(2,6967¼(1,3581)2
⋅ππ
= 2.029.028,817 = 2.029.029 lubang
Jarak antar lubang (X) = 0,5 x lubang = 0,5 x 2,6967. 10-3 ft
= 1,3484.10-3 ft
Dibuat silinder dengan tinggi 1,083 ft = 12,99 in yang dapat menampung 500
atomizer.
87
Jumlah lubang =500
029.029.2 = 4058,058 = 4059 lubang
Keliling atomizer = ( Lubang x DLubang) + ( Lubang x (X))
= (4059 x 2,6967.10-3 ft) + (4059 x 1,3484.10-3 ft)
= 16,4189 ft
Diameter disk atomizer =π
atomizerdiskKeliling
=14,34189,16 = 5,2263 ft
6.9. Atomizer
Dipilih atomizer dengan jenis centrifugal disk dengan diameter disk 5,2263 ft
Dari Perry ed. 7th, persamaan 12-65 hal 12-89
Dvs = 0,4 x1,0
21
2,06,0
21
v
Γ
Γ
wLxxrxNx
ραµρ
Dimana:
Dvs = Diameter partikel rata-rata, ft
r = jari-jari disk, Ft
= kecepatan massa spray, lb/mnt.ft
1 = densitas bahan, lb/ft3
= viskositas, lb/ft.menit
N = kecepatan disk, lb/menit
= tegangan permukaan, lb/menit
Lw = Wetted disk periphery
= 2 x x r = 2 x x (5,2263/2) = 16,4189 ft
88
Diketahui kecepatan rate feed masuk:
F = 67182,1706 lb/jam = 1119,7028 lb/mnt
=WL
F1 =4189,167028,1119 = 68,1960 lb/mnt
Dari Perry ed 5 pers 3-65, hal 3-240 diperoleh:
=364
1ρxLvb dimana: Lvb adalah panas laten = 962 Btu/lb = 534,4444
kal/g
1 = 0,9307 g/cm3 = 67,9301 lb/ft3
=364
0,9307 x534,4444 = 1,3665 g/dtk = 0,1837 lb/mnt
Maka:
0,002967 = 0,4
1,0
25567,3
4189,169301,671837,02,0
5567,3
010523,06,0
26132,29301,67
4444,534
xx
xNx
N = 1093,4725 rpm
6.10. Menentukan power motor penggerak centrifugal disk
Dari Perry ed. 3 hal 864, maka power motor penggerak centrifugal disk
adalah:
P = 1,04.10-9 x (r.N)2 x w
Dimana: P = Nett horse power, Hp
w = Rate feed, lb/menit
P = 1,04.10-9 x (2,61315 x 1093,4725)2 x 93,2203
= 0,7916 Hp = 1 Hp
89
6.11. Menentukan diameter poros
Torsi maksimum (tq maksimum) = 63,025 xN
Hp
= 63,025 x4725,1093
1
= 0,0576 in
Bending momen maksimum =16
1319000xN
xxHp
=164725,1093
13119000x
xx
= 14,1179 in
6.12. Menentukan diameter poros terhadap shear stress dan stensile stres
ds =( ) ( ) 3
12216
+
TxmaksMmaksTq
π
=( )
31
22
60001179,14)0576,0(16
+xπ
= 0,2288 in
Dipilih diameter 0,675 in = 1,715 cm
6.13. Menghitung dimensi penyangga
Bahan konstruksi = Stainless stell
Densitas = 7801 kg/m3 = 0,282 lb/in3
a. Berat sheel = x D x hs x ts x bahan
90
= 3,14 x (6,0949 x 12) x (2,4276 x 12) x (3/16) x
0,282
= 352,4113 lb
b. Berat tutup atas = x D x sf x icr x bahan
= 3,14 x (6,0689 x 12) x 1,5 x (9/16) x (3/16) x
0,282
= 10,2072 lb
c. Berat tutp bawah = /4 x di x L x ts x bahan
= 3,14/4 x 71,656 x 31,028 x (3/16) x 0,282
= 92,3308 lb
Berat total = (352,4113 + 10,2072 + 92,3308)lb
= 454,9493 lb
Tinggi total bejana = hs + hc
= (2,4379 + 5,2783) ft
= 7,7162 ft = 92,5944 in
6.13.2. Perencaan Leg Support
Untuk penahan dipilih kolom jenis I – beam dengan jumlah 4 buah.
Beban tiap kolom =n.db
L)-(HPw4 +nWΣ (Brownell, pers.10.76 hal
167)
Dimana:
P = Beban tiap kolom (lb)
Pw = Total beban permukaan karena angin (lb)
H = Tinggi vessel dari pondasi (ft)
91
L = Jarak antar vessel (ft)
db = Diameter bolt cycle (ft)
W = Berat total (lb)
Karena tangki diletakan didalam ruangan maka Pw = 0, sehingga:
P =nWΣ
=49403,454 = 113,7373 lb = 114 lb
Untuk I–Beam ditrial (Brownell and Young, hal 355) dengan ukuran (3 x 2 )
dan dipilih dengan sumbu 2.2 (dengan beban eksentrik)
Didapatkan data adalah:
Berat = 5,7 lb
Luas bejana (Ay) = 1,64 in2
Kedalaman beam (h) = 3 in
Lebar dari flange (b) = 2,33 in
Tebal rata-rata flange = 0,26 in
Ketebalan web = 0,17 in
R2-2 = 1,23 in
I2-2 = 0,53 in4
Tinggi kaki = ½ x (hs + hc)
= ½ x (7,7162)
= 3,8417 ft
rl =
53,0128417,3 x = 86,9849 in
92
Karenarl terletak diantara 60 – 200 maka p = 1800
fc aman = ( )18000
1
180002
ri
+
=( )
180009849,861
180002
+
Luas (A) yang dibutuhkan =amanfcP =
21565,12673114
inlb
lb = 0,008995 in2
Karena A yang dibutuhkan < A yang tersedia yaitu 1,64 in2, maka I-beam
dengan ukuran tersebut memadai.
6.13.3. Dimensi base plate
P = 454,9493 lb
− Menghitung luas base plate = Abp =bpfP (Brownell & Young pers 10.35 hal
190)
93
Dimana:
Abp = Luas base plate (in2)
P = Beban bagi tiap-tiap base plate (lb)
fbp = Stress pada pondasi (psi)
fc = Stress pada penahan, digunakan beban beton yaitu fc = 600 lb/in2
(Hesse, hal 162)
Sehingga:
Abp =600
9493,454 = 0,7582 in2
− Menghitung panjang dan lebar dari base plate
A = P x L
P = 2m + 0,95h
L = 2n + 0,8b
Abp = (0,8b + 2n) (0,95h + 2m)
Asumsi m = n
Abp = (0,8(2,33) + 2n) (0,95(3) + 2m)
0,7582 = (1,864 + 2m) x (2,85 + 2m) b
0,7582 = 5,3124 + 3,728m + 5,7m + 4m2
4m2 + 9,428m + 4,5542 = 0
Dengan rumus abc :a2
ca4bb- 2 ⋅−±
m =( ) ( )
4 x24,5542449,4289,428 2 ⋅−±−
Maka didapatkan: m1 = 0,6782 dan m2 = 0,6782
94
p = 2m + 0,95h
= (2 x 0,6782) + (0,95x 3)
= 1,4926 = 2 in
l = 2n + 0,8b
= (2 x (-0,6782)) + (0,8x 2,33)
= 0,5076 = 1 in
A baru = p x l = 2 x 1 = 2 in2
A baru > Abp, sudah memadai
Mencari harga m dan n baru
p = 2m + 0,95h
= 2m + (0,95 x 3)
m = 0,425 in
l = 2n + 0,8b
= 2n + (0,8 x 2,33)
n = 0,432 in
m > n maka m yang dijadikan sebagai acuan.
Beban yang harus ditahan:
fc’ =BaruAP = 2in2
lb9493,454 = 227,4747 Psi
fc’ < fbp yaitu 600 psi maka dimensi base plate memadai
− Menghitung tebal base plate
Tbp = 2m xP x00015,0 (Hesse, hal 163)
= 2(0,425) x227,4747 x00015,0
95
= 0,0785 = 0,0785 x1616 =
16256,1 = in
162
6.13.4. Dimensi baut
P baut = 454,9493 lb
Jumlah baut = 4
P tiap baut =4
454,9493 = 113,7373 lb
Ft stell = beban tiap baut max = 12000 Psi
A baut =stellFt
P bautTiap =12000
113,7373 = 0,0095 in2
Ab = ¼ . . db2
0,00947 = 0,25 x 3,14 x db2
db = 0,1099 in
Standarisasi dari Brownell and Young, hal 188 didapatkan:
Ukuran Dbaut = ½ in
Bolt spacing (B) = 1 ¼ in
Jarak radial minimum = 13/16 in
Edge distance (E) = 5/8 in
Nut dimension = 7/8 in
6.13.5. Dimensi lug support
Type : Double Gusset Plate
Tebal plate horizontal
− Menghitung tebal plate horizontal (thp)
96
Thp =allfMy6 (Brownell and Young, pers 10-41, hal 193)
Dimana:
fall = Allowable working stress, f = 12000 psi
= Poisson ratio = 0,33 untuk baja
My = Jumlah moment pada baut
My = ( )
++ 1y-1
e21ln1 x
4P
πµ
π(Brownell and Young, pers 10-41, hal
193)
e =2
dimensionNut =28
7 = 0,4375 in
L = Panjang horizontal plate bagian bawah
L = 1,5 x b
L = 1,5 x 2,33 = 3,495 in
a = Panjang horizontal plate bagian atas
= ½ l = ½ (3,495) = 1,7475 in
b = jarak antar gusset
= ukuran baut + 8 in
= ½ + 8 = 8,5 in
l = jari-jari bearing plate
= 2 (b – 0,5 ukuran baut)
= 2 (2,33 – 0,5 x ½)
= 4,16 in
1 : konstruksi dari perhitungan moment
97
lb =
16,45,8 = 2,0433
Dari Brownell and Young, pers 10.6, hal 192 diperoleh harga 1 = 0,042
Maka:
My = ( ) ( )
++ 0,042-1
0,4375 x3,144,16 x2ln0,331
3,14 x47373,113
= 30,3676 lb/in
thp =1200030,3676 x6 = 0,1232 in
− Tebal plate vertikal (gusset)
Rumus:
tg = 3/8 x thp (Brownell, hal 194)
= 3/8 x 0,1232 = 0,0462 in
Tinggi gusset
Rumus:
hg = A + ukuran baut (Brownell, fig 10.6 hal 191)
= ukuran baut + 9 in
= ½ + 9 = 9,5 in
Sehingga:
hg = 9,5 + ½ = 10 in
Lebar gusset (L) = 3,495 in
Tinggi lug
Rumus:
H = hg + 2 thp (Brownell, fig 10.6 hal 191)
98
= 10 + (2 x 0,1232) = 10,2464 in
6.13.6. Dimensi pondasi
− Beban tiap kolom (W) = 454,7373 lb
− Beban base plate (Wbp)
Wbp = p x l x t x
Dimana:
p = panjang base plate (2 in = 0,1667 ft)
l = lebar base plate (1 in = 0,0833 ft)
t = tebal base plate (3/16 in = 0,0156 ft)
baja = 489 lb/ft2
Maka:
Wbp = 0,1667 x 0,0833 x 0,0158 ft x 489
= 0,1064 lb = 0,0483 kg
− Beban kolom penyangga (Wp)
Wp = L x A x F x
Dimana:
L = Tinggi kolom = 7,6834 ft
A = Luas kolom I – beam = 1,64 in2
F = Faktor koreksi = 3,4
Wp = 7,6834 ft x 0,0534 ft2 x 3,4 x 489 lb/ft3
= 682,1541 lb = 309,4231 kg
− Berat total
Wt = W + Wbp + Wp
99
= 454,7373 + 0,1064 + 682,1541
= 1136,9978 lb
Dianggap bahwa hanya ada gaya vertikal dari berat kolom itu sendiri yang
berat pada pondasi, maka diambil:
− Luas atas = (20 x 20) in2
− Luas bawah = (40 x 40) in2
− Tinggi pondasi = 25 in2
− Luas permukaan tanah rata-rata =
240 x20
240 x20
= 800 in2
− Volume pondasi:
V = A x t
= 800 x 25 = 20000 in3
= 11,75 ft3
− Berat pondasi:
W = V x ρ
Dimana:
V = volume pondasi
ρ = densitas semen stanosand
= 114 lb/ft3 (Perry, ed 6, tabel 3-118)
W = 11,57 x 114
= 1666,08 lb = 755,7289 kg
100
− Tekanan tanah
Pondasi didirikan diatas Cement Sand and Gravel dengan save
bearing power 5 – 10 ton/ft2 (Hesse, hal 327)
Kemampuan tanah tekanan sebesar:
P = 10 ton/ft2 xton1
22046 x 2in144ft1
= 153,097 lb/in2
Tekanan pada tanah = tanahLuas
lbeban totaberatpondasiBerat +
=800
1136,99781666,08 + = 3,5038 lb/in2
Kesimpulan
Karena tekanan yang diberikan pada tanah lebih kecil dari kemampuan tanah
menahan tekanan, maka pondasi dengan ukuran 20 x 20 in untuk luas atas
dan 40 x 40 in untuk luas bawah dan tinggi pondasi 25 in dapat
dipergunakan (aman).
Spesifikasi peralatan Spray Drayer:
Rate bahan masuk = 67182,17063 lb/jam
Rate udara masuk = 119133,5295 lb/jam
Suhu udara masuk = 120 0C = 248 0F
Suhu udara keluar = 63 0C = 145,4 0F
Suhu bahan masuk = 45 0C = 113 0F
Suhu bahan keluar = 70 0C = 158 0F
Daya motor = 1 Hp
101
Dimensi alat:
l) Silinder (Shell)
− Jenis = silinder tegak lurus
− Diameter (do) = 6,0949 ft x 12 = 73,1388 in
− Panjang (L) = 7,6834 ft x 12 = 92,2008 in
− Tebal (ts) = 3/16 in
m) Tutup atas
− Jenis = Pelat datar
− Tebal(tha) = 3/16 in
n) Tutup bawah
− Jenis = conis dengan α = 300
− Tebal (thb) = 3/16 in
− Tinggi (hc) = 5,2783 ft x 12 = 29,2548 in
o) Nozzle bahan masuk
− Diameter dalam (di) = 1,049 in
− Diameter luar (do) = 1,315 in
− Ukuran nozzle (NPs) = 1 in
− Sch = 40
− t = 0,216 in
p) Nozzle produk keluar
− Diameter dalam (di) = 1,049 in
− Diameter luar (do) = 1,315 in
− Ukuran nozzle (NPs) = 1 in
102
− Sch = 40
− t = 0,216 in
q) Nozzle udara masuk
− Diameter dalam (di) = 4,026 in
− Diameter luar (do) = 4,5 in
− Ukuran nozzle (NPs) = 4 in
− Sch = 40
− t = 0,337 in
r) Nozzle udara keluar
− Diameter dalam (di) = 4,026 in
− Diameter luar (do) = 4,5 in
− Ukuran nozzle (NPs) = 4 in
− Sch = 40
− t = 0,337 in
s) Atomizer
− Diameter disk = 2,6967.10-3 ft
− Keliling disk = 16,4189 ft
− Jumlah lubang = 2029029 lubang
− Kecepatan = 1093 rpm
t) Penyangga
− Jenis = I – Beam
− Ukuran = 3 x 2
− Berat = 5,7 lb
103
− Luas bejana (Ay) = 1,64 in2
− Kedalaman beam (h) = 3 in
− Lebar dari flange (b) = 2,33 in
− Tebal rata-rata flange = 0,26 in
− Ketebalan web = 0,17 in
− R2-2 = 1,23 in
− I1-1 = 0,53 in4
u) Base plate
− Panjang = 2 in
− Lebar = 1 in
− Luas = 2 in2
− Tebal = 3/8 in
v) Pondasi
− Luas atas = 20 x 20 in2
− Luas bawah = 40 x 40 in2
− Tinggi pondasi = 25 in
104
BAB VI
PERANCANGAN ALAT UTAMA
Nama alat : Sulfunator
Kode alat : R – 110
Fungsi : Sebagai tempat untuk bereaksinya larutan dedecyl denzene
dengan larutan oleum
Dengan reaksi berikut:
H 3 C-(CH 2 ) 11 - - + SO 3 H 2 SO 4 H 3 C-(CH 2 ) 11 - - SO 3 H +
H 2 SO 4
Type : Selinder tegak dengan tutup bagian atas dan bawah berbentuk
standart dished yang dilengkapi pengaduk turbin 4 blade dan coil
pendingin
Dasar perancangan
Karena reaksi bersifat exothermis, yaitu reaksi yang melepas panas maka
perlu dilengkapi dengan coil pedingin. Untuk mengontrol kodisi operasi maka
perlu dipasang instrumentasi yang meliputi ratio kontrol dan temperatur kontrol.
Perlengkapan : Pengaduk dan coil pendingin
Kondisi operasi : Temperatur = 55ºC = 131ºF
Tekanan = 1 atm
Waktu operasi = 1jam
Fase = liquid-liquid
105
ρ campuran = 90,36 lb/ft³
(I & EC process Design & Development, 1962, vol. 1, Hal. 273 )
Direncanakan
Bahan konstruksi : Stainlees stell SA 240 grade M type 316
F= 18750 (Brownel & young .App. D-4 hal 342)
Jenis pengelasan : Double welded but joint
E= 0,8 (Brownel & young .App. D-4 hal 342)
Faktoe korosi : 1/16
Bahan masuk : 5638,8889 kg/jam = 12405,5556 lb/jam
6.1 Rancangn dimensi reaktor
a. Menentukan volume reaktor
Bahan masuk = 12405,5556 lb/jam
ρ campuran = 90,36 lb/ft³
Rate volumetrik =campuran
masukbahanmassaρ
= 3/36,90/5556,12405
ftlbjamlb = 137,2903 ft³/jam
Volume liquid = 137,2903 ft³/jam x 1jam = 137,2903 ft³
Diasumsikan volume ruang kosong = 20% sehingga volume coil 80%
Maka:
Voluma total = volume coil + volume ruang kosong
Vt = 137,2903 ft³ + 0,2 Vrk
0,8 Vt = 137,2903 ft³
Vt = 171,613 ft³
106
b. Menentukan dimensi vesel
1. Menghitung diameter vesel
Diasumsikan Ls = 1,5 di
Voluime total = V tutup bawah + V selinder + V tutup
V total =24π
α2/1tan
3di +4. 2diπ Ls + 0,0847di 3
171,613 ft³ =2414,3
120tan
3di +414,3 d 2 (Ls)+ 0,0847di 3
171,613 ft³ = 0.0755 di 3 + 1,1775 di 3 + 0,0847di 3
di 3 =3367,1
613,171
= 128,386ft³
di = 5,0356 ft³
di = 5,0356 ft³ x 12 = 60,43 in
2. Menghitung Volume liquid dalam shell
Volume dalam shell = Volume liquid – Volume tutup bawah
= 137,2903 ft³ - 0,0847 di³
= 137,2903 ft³ - 0,0847 x (5,0356)³
= 126,416 ft³
3. Menghitung tinggi liquid dalam shell
H = 24/ diinderiddalamselVolumeliqu
π
H = 2
3
)0356,5(4/14,3416,126 ft
H = 6,3511
107
4. Menentukan tekanan disegn
P hidrostatik =144
)1( −Hρ =144
)13511,6(36,90 −
= 3,3581
P operasi = 1 atm = 14,7 Psia
P disegn = P operasi + P hidrostatik
= (14,7 +3,3581) Psia
= 18,0578 Psia
= 18,0578 Psia – 1,4,7 Psia
= 3,3581 Psia
5. Menentukan tebal selinder
Ts =).6,0.(2
.piEf
diPi−
+ C
Ts =))3581,36,0()8,018750((2
43,603581,3xx
x−
+C
= 0,06765 x1616
=16082,1 in =
162 in +
163
161
=
Standarisasi do
do = di + 2.ts
do = 60,43+ (2 x162 )
do = 60,68
108
Dengan pendekatan keatas diperoleh do = 72 dari tabel 5-7 Brownel&
Young hal 90 didapatkan harga:
do = 72 in
icr = 4 3/8 in
r = 72 in
menentukan harga di baru
di = do – 2 Ts
di = 72 – 2 3/16
di = 71,625 in = 5,9688 ft
cek hubungan antara Ls dan di
V total =24π
α2/1tan
3di +4. 2diπ Ls + 0,0847di 3
78,1689805 ft³ =2414,3
60tan)9688,5( 2
+414,3 (5,9688) 2 Ls+
0,0847(5,9688) 3
78,1689805 ft³ = 27,9669ft 3 Ls + 36,0226
Ls = 22,8248 ft = 273,8970 in
diLs =
9688,58763,7 = 1.319 < 1,5 (memnuhi)
6. menentukan dimensi tutup
Mencari tebal tutup
Tutup atas dan bawah berbentuk standart dished
R = 72 in (tabel 5-7 brownel& young hal 90)
Icr = 4 3/8 (tabel 5-7 brownel& young hal 88)
109
Sf = 1,5 in (tabel 5-7 Brownel & Young hal 88)
Tha)1,0(
885,0pifE
pir−
+ C
(Brownel& Young pers 13.12 hal 258)
=)7727,21,0()8,018750(
625,717727,2885,0xx
xx−
+161
= 0,0742 x1616
=161875,1 in =
163 in
Tinggi tutup atas (ha) (Brownel & Young hal 87)
a =2di =
2625,71 in = 35,8125 in
AB = a – icr = (35,8125 – 483 ) = 31,4375 in
BC = r – icr = (72 - 483 ) = 67,625 in
AC = 22 )()( ABBC −
= 22 )314375()625,67( −
= 59,8734 in
B = r –AC
= (72 – 59,8734) in = 12,1266 in
Ha = tha + h + sf
= (163 ) + 12,1266 + 1,5
= 13,8141 in
110
Dari perhitungan diatas, maka diperoleh dimensi sulfunator sebagai berikut:
do = 72 in tha =163 in
di = 71,625 in ha = 13,8141 in
Ls = 94,5151 in thb =163 in
ts =163 in hb = 22,1764 in
Tinggi reaktor (H) = Tinggi (tutup bawah + silinder + tutup atas )
= hb + Ls + ha
= (13,8141 + 273,8970 + 13,8141) in
= 208,4250 in
= 17,36875 ft
6.2. Perhitungan Pengaduk
Jenis pengaduk = axial turbin 4 blades sudut 45º (G.G Brown hal 507)
Batas impeler = High alloy steel SA 240 Grade M type 316
Bahan poros = hot Roller SAE 1020
Dari G.G Brown hal 507, diperoleh data-data sebagai berikut :
Dt/Di = 2,4 – 3,0
Zi / Di = 0,4 – 0,5
ZI/ Di = 2,4 – 3,0
W / Di = 0,25
Dimana
Dt = diameter dalam dari silinder
111
Di = diameter impeller
Zi = tinggi impeller dari dasar tangki
ZI = tinggi liquid dalam silinders
W = lebar daun impeller
a. Menentukan Diameter Impeller
DiDt = 3,0
Di =3
Dt
Di =3
625,71 in = 23,875 in = 1,9896 ft
b. menentukan Tinggi Impeler Dari dasar Tangki
DiZi = 0,5
Zi = 0,5 Di
Zi = 0,5 x 23,875 in = 11,9375 in
c. Menentukan Panjang Impeler
DiL =
41 (Geankoplist. Tabel 3.4 -1 hal 144)
L =41 . Di
L =41 (23,875 in) = 5,9688 in
d. Menentukan Lebar Daun Impeler
DiW = 0,25
112
W = 0,25 Di
W = 0,25 x 23,875 in = 5,9688 in
e. menentukan Tebal Blades
DtJ = 1/12 (Geankoplis, tabel 3.4.1hal 144)
J =12Dt
J =12625,71 in = 5,9688 in
f. Menentukan jumlah Pengaduk
n = 22xDiliquidaH
= 2)9896,1(22858,7
xft
= 0,9203 = 1 buah
6.2.1. Perhitungan daya pengaduk
P =gc
xDixnQx 33ρ (G.G brown 508)
Dimana:
P = daya pengaduk
Q = power number
ρ = densitas bahan = 90,36 lb/ft 3
µ bahan = 0,00026 lb/ft.s
Di = diameter impeller = 23,875 in = 1,9896 ft
Gc = 32,2 lt.ft/dt.lbf
113
N = putaran pengaduk
= 100 rpm = 1,67 rps
Menghitung N Re
N Re =µ
ρ..2 nDi (Geankoplis,pers 3.4.1 hal
144)
N Re =sftlb
ftlbxrpsxft./00026,0
)/36,90()667,1()9896,1( 32
= 198556,5282 > 2100 (aliran turbulen)
Dari G.G. Brown fig. 4,77 hal 507, diperoleh ( )1 = 7
P =gc
Din 53...ρϕ
=sftlb
xrpsxftlbx./2,32
)9896,1()667,1()/36,90(7 533
= 1994,2335 lb.ft/dt
= 1994,2335 lb.ft/dt xdtftlb
HP/.550
1
= 3,6259 HP = 4 HP
Kehilangan-kehilangan daya:
- Gain losses (kebocoran gaya pada proses dan bearing) diperkirakan
10%dsari daya masuk
- Transmission system losses (kebocoran belt gear) diperkirakan
20% dari daya masuk
P yang dibutuhkan = (0,1 + 0,15) P + P
114
= (0,25)(4 HP) + (4 HP)
= 5 Hpjadi digunakan pengaduk dengan
daya 5 HP
Jadi digunakan pengaduk dengan daya 5 Hp.
6.2.2. Perhitungan proses pengaduk
a. Diameter poros
T =16.. 2DSπ (Hesse,pers,16.1 hal 465)
dimana
T = Momen puntirN
H.63025
H = daya motor pada poros = 5 HP
N = putaran pengaduk = 100 rpm
Sehingga:
T =100
)5).(63025( = 3151,25 lb.in
Dari hesse tabel 16-1 hal 467, untuk bahan Hot Rolled Steal SAE
1020 mengandung karbon 20% dengan batas = 36000lb/in 2
S = maksimum disegn shering stress yang diijinkan
S = 20% x 36000 lb/in 2
S = 7200 lb/in 2
Maka didapatkan diameter proses penghaduk (D)
115
D =(5
16xxt
π) 3/1 (Hesse,pers,16.1 hal
465)
D = ( 2/720014,325,315116
inlbxlbinx ) 3/1
D = 1,30651 in
b. Panjang poros
rumus:
L = h + l – Zi (Hesse,pers,16.1 hal
465)
Dimana:
L = panjang proses
H = tinggi selinder + tinggoi tutup atas
= (273,8970 + 13,8141) in = 208,3292 in = 9,0274 ft
L = panjang poros diatas bejana tengki = 5,9688 in = 0,4974 ft
ZI= jarak impeler dari dasar tengki = 11,9375 in = 0,9948 ft
Jadi panjang poros pengaduk
L = (208,3292 + 5,9688) – 11,9375
= 202,3605 in = 16,863375 ft
Kesuimpulan:
Type = axial turbin 4 blades sudut 45° angle
Di = diameter impeler = 23,875 in
Zi = tinggi impeler dari dasar bejana = 11,9375 in
W = lebar impeler = 5,9688 in
116
L = lanjang impeler = 5,9688 in
J = tebal blades = 5,9688 in
N = jumlah pengaduk = 1 buah
Daya = 5 HP
Diameter poros = 1,30651 in
Panjang poros = 202,3605 in
6.3. Perhitungan nozzle
Perencanaan:
Nozzle pada tutup atas standart dished
- Nozzle untuk pemasukan larutan DDB
- Nozzle untuk pemasukan larutan oleum
Nozzle untuk silinder sulfanator
- Nozzle untuk pemasukan coil pendingin
- Nozzle untuk pengeluaran coil pendingin
Nozzle pada tutup bawah standart dished
- Nozzle untuk pengeluaran produk
Digunakan flange standart type weldingneck pada:
- Nozzle untuk pemasukan bahan baku utama (larutan DDB dan larutan
oleum)
- Nozzle untuk pemasukan coil pendingin
- Nozzle untuk pengeluaran coil pendingin
- Nozzle untuk pengeluaran produk bawah
117
Dasar perhitungan :
a. Nozzle pemasukan bahan baku utama (larutan DDB)
bahan masuk : 5650,679263 lb/jam
ρ campuran : 53,52 lb/ft³
Rate volumetrik = 3/52,53/679263,5650
ftlbjamlb
= 26,2834 ft³/jam = 0,0734 ft³/dtk
Dari Peter & Timmerhause edisi 3 pers,15 hal 525 didapatkan
Di opt = 3,9(Q) 35,0 ( ρ ) 13,0
= 3,9 (0,0734) 45,0 (53,52) 13,0
= 1,8941 in
Dari geankoplis AppA5 hal 892,maka dipilih pipa 2 in IPS Sch 40 dengan
ukuran:
Di = 2,067 in
Do = 2,375 in
A = 0,02330 ft²
b. Nozzle pemasukan bahan baku utama (larutan oleum)
bahan masuk : 797,5155 lb/jam
ρ campuran : 119,8lb/ft³
Rate volumetrik = 3/8,119/5155,797ftlb
jamlb
= 14,68 ft³/jam = 0,04135 ft³/dtk
Dari Peter & Timmerhause edisi 3 pers,15 hal 525 didapatkan
118
Di opt = 3,9(Q) 35,0 ( ρ ) 13,0
= 3,9 (0,04135) 45,0 (53,52) 13,0
= 1,7803 in
Dari geankoplis AppA5 hal 892,maka dipilih pipa 2 in IPS Sch 40 dengan
ukuran:
Di = 2,067 in
Do = 2,375 in
A = 0,02330 ft²
c. Nozzle untuk pengeluaran produk
bahan masuk : 3164,7648 lb/jam
ρ campuran : 90,36 lb/ft³
Rate volumetrik = 3/36,90/7648,3164ftlb
jamlb
= 35,0240 ft³/jam = 0,0197 ft³/dtk
Dari Peter & Timmerhause edisi 3 pers,15 hal 525 didapatkan
Di opt = 3,9(Q) 35,0 ( ρ ) 13,0
= 3,9 (0,0197) 45,0 (90,36) 13,0
= 2,5080 in
Dari geankoplis AppA5 hal 892,maka dipilih pipa 2 in IPS Sch 40 dengan
ukuran:
Di = 23,0687 in
Do = 23,500 in
A = 0,05130 ft²
119
d. Nozzle untuk pemasukan dan pengeluaran coil
bahan masuk : 1470,7120 lb/jam
ρ campuran : 62,2 lb/ft³
Rate volumetrik = 3/2,62/7120,1470
ftlbjamlb
= 13,5611 ft³/jam = 0,0038 ft³/dtk
Dari Peter & Timmerhause edisi 3 pers,15 hal 525 didapatkan
Di opt = 3,9(Q) 35,0 ( ρ ) 13,0
= 3,9 (0,0038) 45,0 (62,2) 13,0
= 0,5413 in
Dari geankoplis AppA5 hal 892,maka dipilih pipa 2 in IPS Sch 40 dengan
ukuran:
Di = 2,067 in
Do = 2,375 in
A = 0,02330 ft² = 3,352 in 2
Dari Brownel dan Young tabel 12.2 hal 221 diperoleh dimensi flange
untuk semua nozzel, dipilih flange standard type welding neck dengan
dimensi nozzel sbb:
Nozzel A = Nozzel pemasukan larutan DDB
B = Nozzel pemasukan larutan Oleum
C = Nozzel pengeluaran produk
D = Nozzel pemasukan coil pendingin
E = Nozzel pengeluaran coli pendingin
120
Tabel 6.2.1. Dimensi Flange pada masing-masing pipa
Nozzel NPS A T R E K L B
A 2 6 3/4 3 5/8 3 1/16 2,38 2 1/2 2,07
B 2 6 3/4 3 5/8 3 1/16 2,38 2 1/2 2,07
C 3 7 1/2 15/16 5 4 1/4 3,5 2 3/4 3,07
D 20 27 1/2 1 11/16 23 22 20 5 11/16 19,25
E 20 27 1/2 1 11/16 23 22 20 5 11/16 19,25
6.4. Sambungan Tutup (Head) Dengan Dinding (Shell) Sulfonator
Untuk mempermudah perbaikan dan perawatan dari maka tutup bejana
dihubungkan dengan bejana shell secara flange dan bolting
a. flange
- bahan : high alloy steel SA 240 grade M type 316
(Brownel & Young, App.D,hal 342)
- tensile strength minimum :75000Psia
- allowable strees : 18750 Psia
- type flange: ring flange
b.bolting
- bahan low alloy steel SA 193 grade B8
(Brownel & Young, table 13-11, hal 344)
- - tensile strength minimum :75000Psia
- allowable strees :15000 Psia
121
c.Gasket
- bahan : asbestos filled
(brownel & young, table 12-11, hal 288)
- Gasket faktor : 2,00
- Tebal : 1/8
- Minimum design seating strees (y) : 1600 Psia
6.4.1 Perhitungan lebar gasket
Dari Brownell & Young, pers. 12-2 hal 226, didapat:
dido =
)1(.+−
−mpy
mpy
Dimana :
do = Diameter luas gasket
di = Diameter dalam gasket
y = yield strees ( 1600 psia )
p = Internal pressure ( 17,4595 psia )
m = gasket factor ( 2,00 )
Diketahui : di gasket = do shell =72 in = 6 ft
Maka di dapatkan :
6do =
)12(45959,171600)24595,17(1600
+−− x
dido =1,0056
do =6,0337 ft = 72,4050 in
122
Lebar gasket minimum =2
dido −
=2
)724050,72( in−
= 0,2025 m= ¼
Diambil gasket (n) ¼ in = 0,25 in
Diameter rata-rata gsket (G) = di + n
=( 72 + 0,25 ) in
= 72,25 in = 6,0208 ft
6.4.2 Perhitungan jumlah dan ukuran baut ( Bolting )
Perhitungan beban baut
- Dari brownell & Young, pers. 12-88, hal 240, didapat:
Beban gasket supaya tidak bocor (Hy)
Wm2 = Hy = π .G.Y
-Dari Brownell & Young, pers. 12 -12, hal 229, didapat :
Lebar setting gasket bawah : bo =2n =
225,0
= 0,125 in
Sehingga didapatkan:
Hy = Wm2 = (3,14)(0,125 in)(72,25 in)(1600)
= 45373 lb
- Dari Brownell & Young, pers. 12 -90, hal 240, didapat beban buatan
supaya tidak bocor (HP)
123
HP = 2 π .b.G.m.p.
=2 (3,14)(0,125 in)(72,25 in)(2,00)(17,4595 Psia)
= 1980,4747 lb
Dari Brownell & Young, pers. 12 -90, hal 240, didapat beban karena
tekanan dalam(H)
H =4π G 2 P
=414,3 (72,25 in) 2 x (17,4595 Psia)
= 71544,6498 lb
Dari Brownell & Young, pers. 12 -89, hal 240, didapattotal berat beban
pada kondisi operasi (Wm1)
Wm1 = H + HP
= (17,4595 Psia) + (1980,4747 lb)
= 73525,1245 lb
Karena Wm1>Wm2,maka adalah yang mengontrol Wm1
• Perhitungan luas minimumbolting area (Am1)
Dari Brownell & Young, pers. 12 -93, hal 240, didapat :
Aml =fb
Wm1 = 2/000.151245,73525
inlblb
= 4,9017 in 2 = 0,03404 ft 2
• Perhitungan bolting optimum
Dari Brownell & Young, tabel 10.4, hal 188, didapat :
- Ukuran baut = 7/8 in
124
- Root area = 0,419 in 2
Jumlah bolting optimum =Rootarea
Am2
= 2
2
419,09017,4
inin
= 11,698 buah = 12 buah
Dari Brownell & Young, tabel 10.4, hal 188, didapat :
- Bolt spacingdistance preference (Bs) = 2 1/6
- Minimum radial distance (R) = 1 ¼
- Edge distance (E) = 1 5/16
- Bolting circle diameter (C)
C = di shell + 2 (14,5 . go + R)
Dimana : di shell = 71,625 in
go = tebal shell = 3/16 in
Maka : C = 71,625 + 2 [14,6(3/16) +(11/4)]
C = 79,5625 in
- Diameter luar
OD = C + 2E
OD = 79,5625 in + 2(1 5/16)
OD = 82,1875 in
Cek lebar gasket:
Ab aktual = jumlah bolt x root area
= 12 x 0,419 in 2
= 5,028 in 2
125
Lebar gasket minimum (L)
L = Ab aktual xyGf
π2
L = 5,028 in 2 x25,72160014,32
15000xxx
L = 0,1039 in
Karena L < 0,25 in jadi perhitungan golting optimum memenuhi
• Perhitungan moment
- Dari Brownell & Young, pers. 12 -94, hal 242, didapat untuk keadaan
bolting up (tampa tekanan )
W = [2
abAm + ] f a
W = [2
028,59017,4 + ] 15000
W = 74472,75 lb
- jarak radial dari beban gasket yang bereaksi terhadap circle (h G )
Dari Brownell & Young, pers. 12 -101, hal 242 didapat
h G =2
GC −
=2
25,725625,79 − = 3,6563 in
- menghitung moment flage (Ma)
Dari Brownell & Young, hal 243 didapat
Ma = W. h G
= 74472,75 lb x 3,6563 in
126
= 272294,7158 lb.in
- Dari Brownell & Young, pers. 12 -95, hal 243 dalam kondisi operasi
didapat:
W = Wm1 = 73525,1245 lb
- hidrastic and force pada daerah dalam flange (H D )
Dari Brownell & Young, pers. 12 -96, hal 243 didapat:
H D = 0,785.B 2 .P
Dimana: B = do shell reaktor = 72 in
P = tekanan operasi = 17,4595 lb/in 2
Maka: H D = 0,785 x(72 in) 2 ( 17,4595 lb/in 2 )
= 71050,3877 lb
- jarak radial bolt circle pada aksi(H D )
h D =2
BC − =2
725625,79 − = 3,7813 in
- menghitung moment M D
Dari Brownell & Young, pers. 12 -96, hal 242 didapat
M D = H D h D
= 71050,3877 lb x 3,7813 in
= 268662,831 lb.in
- perbadaan antara beban baut flange dengan daya hidrostastic total (H G )
Dari Brownell & Young, pers. 12 -96, hal 242 didapat
H G = W – H = Wm1 – H
= 73525,1245 lb - 71544,6498 lb
127
= 1980,4747 lb
- menghitung M G
Dari Brownell & Young, pers. 12 -96, hal 242 didapat
M G = H G . h G
= 1980,4747 lb x 3,6563 in
= 7241,2096 lb.in
- perbedaan antara gaya hidrostastic total dengan hidrostasticarea dalam flange
(H T )
Dari Brownell & Young, pers. 12 -97, hal 242 didapat
H T = H - H D
= 71544,6498 lb - 71050,3877 lb
= 494,2621 lb
- jarak radial dari sirkulasi baut kesirkulasi pada H T ( h T )
Dari Brownell & Young, pers. 12 -102, hal 244 didapat
h T =2
GD hh +=
26563,37813,3 +
= 3,7188 in
- menghitung moment M T
Dari Brownell & Young, pers. 12 -97, hal 242 didapat
M T = M D x H T x h T
= 494,2621 lb x 3,7188 in
= 1838,0619 lb.in
- moment total pada keadaan operasi (Mo)
128
Mo = M D .M G . M T
= 268662,831 lb.in x 7241,2096 lb.in x 1838,0619 lb.in
= 277742,1025 lb.in
Karena Ma < Mo maka M max = Mo = 277742,1025 lb.in
6.4.3. Perhitungan tebal flange
Dari Brownell & Young, pers. 12 -85, hal 239 didapat
f T =Bt
Moy.2
. dan K =BA
dimana:
A = diameter luar flange = 72,25 in = 6,0208 ft
B = diameter dalam flange = 72 in = 6 ft
f = stress yang diizinkan untuk bahan flange = 18750 Psia
K =BA =
60208,6 = 1,0035
Dari Brownell & Young, fig. 12.22, hal 238 didapat
y = 100
M = 277742,1025 lb.in
Sehingga tebal flange
t =7218750
)1025,277742()100(x
x
t = 4,5358 in = 0,3780 ft
kesimpulan
1. flange:
bahan konstruksi: High alloy stell SA 240 grade type 316
129
Tensil strength minimum : 75.000 psia
Allowable stress (f) : 18750 psia
Tebal flange : 4,5358 in = 0,3780 ft
Diameter dalam (Di) flange : 72 in = 6 ft
Diameter luar (Do) flange : 72,25 in = 6,0208 ft
Type flange : ring flange
2. Bolting
Bahan kontruksi : Low Alloy steel SA 193 grade B8
Tensile strength minimum : 75.000 psia
Ukuran baut : 7/8 in
Jumlah baut : 12 buah
Allowable stress (f) : 15.000 psia
3. Gasket
Bahan kontruksi : Asbestos
Gasket faktor (m) : 2,00
Minimum design seating stress (y) : 1600 psia
Tebal gasket (n) :1/4 in
6.5. Perhitungan Coil Pendingin
Dasar perencanaan
- Panas diserap pendingin (Q) = 10006,659 kkal/jam = 39,6873 Btu/jam
- M = 667,1106 Kg/jam = 1470,7120 lb/jam
- T1 = Suhu bahan masuk = 150ºC = 302 ºF
130
- T2 = Suhu bahan keluar = 150ºC = 302 ºF
- t1 = Suhu pendingin masuk = 30ºC = 85 ºF
- t2 = Suhu pendingin keluar = 55ºC = 131 °F
- Tekanan Operasi 1 atm
- Menggunakan coil dengan bentuk spiral
Bahan kontruksi : High Alloy Steel SA 240 Grade M Type 316 (Brownwll
& Young tabel 13.1 hal 251)
Perhitungan :
1. Menentukan ∆ TIMTD
M = 1470,7120 lb/jam
T1 = suhu bahan masuk = 150ºC = 302ºF
T2 = sush bahan keluar = 150ºC = 302ºF
t1 = suhu pendingin masuk = 30ºC = 86ºF
t2 = suhu pendingin keluar = 55ºC = 131 ºF
T1 = 302 ºF
t1 = 86 ºF t2 = 131 ºF
T2 = 302 ºF
2. Menentukan suhu kaloric
1. Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (302 + 302) ºF = 302 ºF
tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 +131) ºF = 108 ºF
131
3. Menentukan pipa yang digunakan 4 in sch 40 dengan ukuran : (krn tabel
11 hal 844)
d0 = 1,9 in = 0,2563 ft
di = 1,61 in = 0,1342 ft
a” = 0,4210 ft 2
ap = 0,799 in 2 = 0,0055 ft 2
Gp =apm = 20055,0
/7120,1470ft
jamlb = 275659,5966 lb/ft 2 jam
NRE =mGpdi. =
694,15966,2756591342,0 x 37509,462
4. JH = 72 (fig 20-2. kern hal 718)
hi = JH4,02/1.
wmn
KmCp
Dik
dimana : 14,0
=
wmn
CP = Kapasitas panas campuran =,0,42 Btu/lb ºF
K = Konduktifitas thermal campuran = 0,045 Btu/jam 2 ºF
M = Viskositas campuran = 1,694 cp
Maka :
hi = 72 x1342,0045,0 x
2/1
045,0694,1.1
x 0,998 = 396,576 Btu/jam ft² ºF
Asumsi ho untuk coil pendingin 200
5. ‘=.
6. ‘=.
132
7. Tekanan panas dalam keadaan bersih
UC = 3785,1252000388,3362000388,336
==xx
hiOxhohiDxho Btu/jam ft² °F
8. Tahanan panas pipa dalam keadaan kotor
Rd ditetapkan 0,002 (kern tabel 12)
tkRd
Ud11
+=
3785,1251002,01
+=Ud
= 294,0102 btu/jam ft² °F
9. Luas permukaan perpindahan panas
A = 2020 9346,69
)193)(/0102,002946837,39 ft
fftjftBtutLMTDUdxd
==∆
10. Menghitung panjang lilitan coil
L = ftftft
ftaA 032,70
/4210,09346,69
" 2
2
==
11. Menghitung jumlah lilitan
nc =πdcx
L
Dimana :
Dc = 0,65 x di
Di = diameter tangki
Sehingga :
Dc = 0,65 x 5,703 ft = 3,7503 = 3,7376 ft = 44,8512 in
133
Nc = 69672,573736,372032,70
==x
lilitan
12. Menghitung tinggi lilitan coil
Lc = [(nc – 1) (nc + do) + Do]
= [(6 – 1) x (6 + 0,1563 ft) + (0,1563 ft)]
= 31,563 in = 2,6302 ft
Karena Lc (2,6302 ft < Lcs 8,02143) jdi perhitungan coil pendingin
sudah memenuhi.
6.6. Perhitungan Sistem Penyangga
Sistem penyangga dirancang untuk mampu menyangga beban reaktor dan
perlengkapan
Beban yang ditahan oleh sulfunator,meliputi
- Berat shell
- Berat tutup atas dan tutup bawah standart dished
- Berat larutan dalam sulfanator
- Berat proses dan impeler dalam sulfanator
- Berat coil pendingin
- Berat ettachment
a. Menghitung shell sulfanator
Ws =4π (do 2 - ds 2 ) H ρ (Wallas,pers,17.31,hal 566)
Dimana:
Ws = berat shell sulfanator, lb
Do = diameter luar shell = 72 in = 6 ft
134
Di = diameter dalam shell = 71,625 in = 5,9688 ft
H = tinggi shell sulfanator Ls = 94,5151 in = 7,8763 ft
ρ = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft³
(Perry, edisi 6 tabel 3- 118 hal 3-95)
Berat shell reaktor:
Ws =
414,3 (6 2 -5,9688 2 ) 7,8763 ft x 489 lb/ft³
= 1129,0313 lb
= 512,1252 kg
b. menghitung berat tutup atas dan bawah
- menghitung berat tutup atas dan bawah standart dished
Wda = A.t. ρ (Wallas,pers,17.36,hal 570)
A = 6,28.r.h (Hesse, pers, 4.16 hal 92)
Dimana:
Wda = berat tutup atas sulfunator, lb
A = luas tutup atas standart dished, ft 2
t = tebal tutup atas (tha) = 3/16 = 0,1875 in
ρ = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft³ (steal)
r = di = 71,625 in = 5,9688 ft
h = tinggi tutup atas sulfunator (ha) = 13,8141 in = 1,1512 ft
luas tutup atas:
A = 6,28 x 5,9688 ft x 1,1512 ft
= 43,1517 ft 2
135
Berat tutup atas:
W d = A.t ρ
= 43,1517 ft 2 x 0,1875 in x 489 lb/ft³
= 326,6411 lb
= 148,1611 kg
c. menghitung berat larutan dalam sulfunator
W l = m.t
Dimana:
m = bnerat larutan dalam sulfunator = 5650,679263 lb/jam
t = waktu tinggal dalam sulfunator = 1 jam
maka:
W l = 5650,679263 lb/jam / 1 jam
= 5650,679263 lb
= 25632,08763 kg
d. menghitung berat poros pengaduk
Wp = V x ρ
V =4π D 2 L
Dimana:
Wp = berat poros pengaduk dalam sulfunator, lb
V = volume poros pengaduk, ft³
ρ = densitas dari bahan konstruksi = 489 lb/ft³
D = diameter poros pengaduk = 1,30651 in = 0,1089 ft
136
L = panjang poros pengaduk = 102,6305 = 8,53004 ft
Volume pengaduk:
V =414,3 x (0,1089 ft) 2 x 8,53004 ft
V = 0,0794 ft 3
Berat poros pengaduk
Wp = 0,0794 ft 3 x 489 lb/ft³
= 38,8316 lb
= 17,6139 kg
e. menghitung berat impeler
Wi = V. ρ
V = 4(p x 1 x t)
P = Di/2
Dimana :
Wi = berat impeller dalam reaktor, lb
V = volume dari total blades, ft 3
ρ = densitas dari nahan konstruksi = 489/1t/ft 3
P = panjang 1 kupingan blade, ft 2
1 = lebar 1 kupingan blade = 5,9688 in = 0,4974 ft
T = tebal 1 kupingan blade = 5,9688 in = 0,4974 ft
Di = diameter pengaduk = 23,875 in = 1,9896 ft
Volume impeller
P = ftftDi 9948,02
9896,12
==
137
V = 4(0,9948 ft x 0,4974 ft x 0,4974 ft)
= 0,9845 ft 3
Berat impeller pengaduk
Wi = (0,9845 ft 3 x 489 lb/ft 3 )
= 481,4112 lb
= 218,3667 kg
f. Menghitung coil pendingin dalam sulfonator
WC = ( ) ρπ .4
32 Hdido −
Dimana :
WC = berat coil pendingin dalam sulfurnator, lb
Do = diameter luar pipa coil pendingin = 2,3800 in = 0,1983 ft
Di = diameter dalam pipa coil pendingin = 2,0670 in = 0,1723 ft
H = panjang coil pendingin = 91,1166 ft
ρ = densitas dari bahan konstuksi = 489 lb/ft 3
Berat coil pendingin
WC = ( ) ( ) ( )322 /4892858,74688,65,64
ftlbxftx−π
= 341,3682 lb
= 154,8412 kg
Berat larutan pendingin
W = 490350000 lb = 2250,0680 kg/jam
g. Menghitung attachment
138
Berat attachment merupakan berat dari seluruh perlengkapan
seperti nozzel dan sebagainya.
Wa = 18% ws (Brownell & Young, hal 157)
Dimana :
Wa = berat attachment, lb
Ws = berat shell sulfunator = 1129,0313 lb = 512,1252 kg
Wa = 18% x 1129,0313 lb
= 203,2256 lb
= 92,1825 kg
Berat total penyangga:
W1 = Ws + Wd (tutup atas) +wd (tutup bawah) + W1 + Wp + Wi + Wj
+ Wa
= (512,1252 + 148,1611 + 296,3268 + 2250,0680 + 17,6139 +
218,3667 + 154,8412 + 92,1825)kg
= 7560,2233 kg
= 16667,2683 lb
Dengan faktor keamanan adalah 10%, maka berat total atau beban
penyangga :
= (1,1) x (16667,2683) lb
= 18333,9951 lb
= 8316,2456 kg
139
6.7. Perhitungan kolom penyangga (Leg)
Perencanaan :
• Menggunakan 4 buah kolom penyangga (kaki penahan)
• Jenis kolom yang digunakan : 1 beam
Dasar perhitungan :
a. Beban tiap kolom
Dari Brownell & Young, persamaan 10.76 hal. 197 :
P =nW
DnLHp
bc
w Σ+
−.
)(.4
Dimana :
P = Beban tiap kolom, lb
Pw = Total beban permukaan karena angin
H = Tinggi vessel dari pendasi, ft
L = Jarak antara vessel dengan dasar pondasi, ft
Dbc = Diameter anchor bolt circle, ft
n = Jumlah support
Σ = Berat total, lb
Sulfunator diletakkan didalam ruangan, sehingga tidak dipengaruhi
adanya tekanan angin (beban tekanan angin tidak dikontrol)
Maka berlaku rumus :
P w = 0
P =nWΣ
140
P = 4988,458349951,18333
=lb lb
Direncanakan :
Jarak kolom penyangga dari tanah (L) = 5 ft
Mencari tinggi vessel dari pondasi (H) :
H – L = 10,1090 ft
H = (10,1090 + 5) ft
H = 15,1090 ft
Panjang penyangga = 21 (H +L)
= 21 (15,1090 + 5)ft
= 10,4378 ft = 125,253 in
Jadi tinggi penyangga (leg) = 10,4378 ft = 125,253 in
b. Trial ukuran 1 beam
Trial ukuran 1 beam 3” ukuran 3 x 2 3/8 dengan pemasangan memakai
beban eksentrik (terhadap sumbu).
Dari Brownell & Young, App. G-3 hal 355, didapatkan :
Nominal size = 3 in
Berat = 5,7 lb
Area of section (A) = 1,64 in²
Dept of section (A) = 3 in
Width of flange (b) = 2,33 in
Axis (r) = 1,23 in
Analisa terhadap sumbu Y – Y
141
Dengan :
inin
rl
23,1253,125
=
= 101,8317
Karena L/r antara 60-200, maka :
f c aman =
+
18000)/(1
180002rl
=
+
18000)8317,101(1
180002
= 11420,6374 psia
fc = 2/6374,114204988,4583
inlblb
fcP
=
= 0,4073 in 2 < 1,64 in 2 (memadai)
Karena A < A yang tersedia, berarti trial I beam sudah memadai :
Kesimpulan perancangan penyangga (leg) :
Ukuran 1 beam = 3 x 2 3/8 in
Berat = 5,7 lb
Jumlah penyangga = 4 buah
Peletakan beban dengan beban eksentrik
6.8. Perhitungan Base Plate
Perencanaan:
• Dibuat base plate dengan toleransi panjang adalah 5% dan
toleransi lebar 20% (Hesse hal 163)
142
• Digunakan besi cor dengan bahan konstruksidari base blate
Dasar perhitungan:
a. luas base plate
Rumus
A bp =bpfP (Brownell & Young, pers, 10.35,hal
157)
Dimana:
• A bp = luas base plate in 2
• P = beban dari tiap-tiap base plate = 4583,4988 lb
• f bp = stress yang diterima oleh pondasi (bearing capacity yang
terbuat dari beton = 600 ln/ in 2 ) (Hesse tabel.7-
7 hal 162)
sehingga:
A bp = 2/6004988,4583
inlblb
= 7,6392 in 2
b.panjang dan lebar base plate
A bp = p x l
Dimana:
A bp = luas base plate = 7,6392 in 2
P = panjang base plate in
= 2m + 0,95h
143
L = lebar base plate in
= 2n + 0,8b
Diasumsikan m=n
B = 2,33 in
H =3 in
Maka:
A bp = [2m + 90,95h] x [2n + 0,8b]
7,6392 in 2 = [2m + (90,95 x 3)] x [2n + (0,8 x 2,33)]
7,6392 in 2 = [2m + 2,85 ] x [2n + 1,864]
7,6392 in 2 = [4m 2 + 9,428 m + 5,3124]
0 = 4m 2 + 9,428 m – 2,3268
Dengan menggunakan rumus abc, didapat:
m 2,1 =42
))3268,2(4.4()428,9(428,9( 2
x−−±−
m 1 = 0,2253
m 2 = -2,5823
diambil : m = m 1 = 0,2253
sehingga :
Panjang base plate (p) = 2m + 0,95h
= 2(0,2253) + (0,95 x 3)
= 3,3006 in = 3,5 in
Lebar base plate (1) = 2n + 0,8b
= 2(0,2253) + (0,8 + 2,33)
144
= 2,3146 in = 2,5 in
Dari perhitungan didapatkan panjang base plate 3,5 in dan lebar plate 2,5
in, maka ditetapkan ukuran base plate yanng digunakan adalah 3,5 x 2,5 in
dengan luas (A) = 8,75 in 2 .
Karena A = p x 1 > A =bpf
P , maka memenuhi
c. Peninjauan terhadap bearing capacity
f =AP
Dengan :
f = bearing capacity, lb/in 2
P = beban tiap kolom = 4583,4988 lb
A = luas base plate = 8,75 in 2
Maka :
f =AP
= 275,84988,4583in
lb
= 523,8284 lb/in 2 < 600 lb/in²
Karena f < f bp , maka dimensi base plate sudah memenuhi
e. Peninjauan terhadap harga m dan n
• Panjang base plate (p)
P = 2m + 0,95
3,5 in = 2m (0,95 x 3)
145
3,5 in = 2m + 2,85
m = 0,325 in
• Lebar base plate (l)
L = 2n + 0,8 b
2,5 in = 2n + (0,8 x 2,33)
2,5 in = 2,136
n = 0,318 in
karena harga m > n, maka tebal base plate dihitung berdaserkan
harga m
f. Tebal base plate
Dari Hesse, persamaan 7-12 hal 163 :
t bp = 2..00015,0 mp
Dengan :
t = tebal base plate, in
P = tekanan beban yang harus ditahan = 523,8284 lb/in 2
m = 0,325 in
Tebal base plate :
t bp = 2)325,0()8284,523(00015,0 xx
= 0,0911 in
g. Ukuran baut
Beban tiap baut :
P baut =bautnP
146
=44988,4583 lb
= 1145,8747 lb
A baut =baut
baut
fP
Dimana: f baut = stress tiap baut max = 12000 lb/in 2
P baut = beban tiap baut = 1145,8747 lb
A baut = luas baut, in 2
Sehingga:
A baut = 2/000.128747,1145
inlblb
= 0,0955 in 2
A baut = 2.4. dbπ
0,0955 in 2 = 2
414,3 xdb
db 2 = 0,1216 in 2
db = 0,3488 in
Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal 188 diperoleh ukuran baut 21 in
dengan dimensi baut sebagai berikut :
• Ukuran baut : ½ in
• Root area : 0,126
• Bolt spacing min : 1 ¼ in
• Min radial distance : 1 3/16 in
147
• Edge distance : 5/8 in
• Nut dimension : 7/8 in
• Max filled radius : ¼ in
6.9. Perhitungan Lug dan Gusset
Perencanaan :
Digunakan 2 buah plate horisontal (untuk lug) dan 2 buah plate
vertikal (untuk gusset).
Dasar perhitungan :
Dari gambar 10,6, hal 191, Brownell & Young diperoleh :
a. Lebar Lug
A = Lebar lug = ukuran baut + 9 in
= (½ +9) in
= 9,5 in
B = jarak antar gusse = ukuran baut + 8 in
= (1/2+8) in
= 8,5 in
b. Lebar Gusset
L = Lebar Gusset = 2(lebar kolom – 0,5 x ukuran baut)
= 2(2,33 – 0,5 x 1/2)
= 4,16 in
Perbandingan tebal base plate =LB
=inin
16,45,8
148
= 2,0433
Dari table 10.6, hal 192, Brownell & Young, didapatτ 1 = 0,042
e = 0,5 x nut dimension
= 0,5 x 7/8
= 0,4375
c. Tebal Plate horisontal (Lug)
Menentukan maksimumbending moment sepanjang sumbu radial
Dari persamaan 10.40, hal 194 Brownell & Young didapat:
My =
−++ )1(2ln)1(
4 1τπ
µπ e
LxP
Dimana:
P = beban tiap baut = 4583,4988 lb
µ = posson’s rotio = 0,3 (untuk baja)
L = panjang horisontal plate bawah = 4,16 in
e = nut dimension = 0,4375 in
1τ = 0,042
Jadi:
My =
−++ )042,01(
4375,014,316,42ln)3,01(
14,3.44988,4583
xxx
= 1204,0638 lb
My disubtitusikan kepersamaan 10.41,hal193, Brownell & Young diperoleh:
Thp =f
xMy6
Dimana thp = tebal horisontal plate
149
Thp = 2/120000638,12046
inlblbx
= 0,7759 in
Maka digunakan plate dengan tebal 0,7759 in
d. Tebal Plate Vertikal (Gusset)
Dari fig 10.6 Brownell & Young pers10.47 hal 194 diperoleh
Tebal gusset minimal = xthp83
= inx 7759,083 = 0,2909 in
e. Tinggi Gusset
Tinggi gusset = hg = A + ukuran baut
= (9,5 + 1/2) in
= 10 in
f. Tinggi Lug
Tinggi lug = hg + 2thp
= 10 in + 2(0,7759)
= 11,5518 in
Kesimpulan perancangan lug dan gusset
• Lug
- lebar = 9,5 in
- tebal = 0,7759 in
- tinggi = 11,5518 in
• Gusset
150
- lebar = 4,6 in
- tebal = 0,2909 in
- tinggi = 10 in
6.10.Perhitungan Pondasi
Perencanaan :
• Beban total yang harus ditahan
- berat sulfunator total
- berat kolom penyangga
- berat base plte
• Ditentukan :
- Masing-masinng penyangga diberi pondasi
- Spesifik untuk semua penyangga sama
• Dasar Perhitungan :
- W = 18333,9951 lb
a. Beban yang harus ditanggung tiap kolom
Rumus :
W bp = p x l x t x ρ
Dimana :
P = panjang base plate = 3,5 in = 0,2917 ft
l = lebar base plate = 2,5 in = 2,2083 ft
t = tebal base plate = 0,0911 in = 7,5917 . 10 3− ft
ρ = densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft 3
151
Beban yang ditanggung tiap kolom :
W bp = (0,2917 ft) x (0,2083 ft) x (7,5917 . 10 3− ft) x (489 lb/ft 3 )
= 0,2256 lb = 0,1023 kg
b. Beban tiap penyangga
Rumus :
W p = L x A x F x ρ
Dimana :
L = tinggi kolom = 10,4378 ft
A = luas kolom 1 beam = 1,64 in 2 = 0,0114 ft 2
F = faktor koreksi = 3,4
ρ = densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft 3
Bahan tiap penyangga :
W p = (10,4378ft) x (0,0114 ft 2 ) x (3,4) x (489lb/ft 3 )
= 197,7774 lb
c. Beban total
W T = W + W bp + W p
= (18333,9951 + 0,2256 + 197,7774) lb
= 18531,9981 lb
Dianggap hanya ada gaya vertikal dan berat kolom itu sendiri bekerja
pada pondasi, maka ditetapkan:
• Luas atas = 15 x 15 in
• Luas bawah = 20 x 20 in
152
• Tinggi = 10 in
• Luas permukaan tanah rata - rata :
A =
+
++
22015
22015
= 306,25 in 2
• Volume pondasi
V = A x t
= (306,25 in 2 ) x (10 in)
= 3062,5 in 3 = 2,0848 ft 3
• Berat pondasi
W = V x ρ
Dimana :
W = Berat pondasi, lb
ρ = Densitas semen (semen + stone sand) = 144 lb/ft 3
(perry, edisi 6 tabel 3 – [, hal 3 – 95)
Maka :
W = (306,25 ft 3 ) x (144 lb/ft 3 )
= 300,2112 lb
• Tekanan tanah
Pondasi didirikan diatas semen sand dan gravel, dengan :
- Save bearing minimum = 5 ton/ft 2
- Save bearing maximum : 10 ton/ft 2
(tabel 12.2 Hesse hal 327)
153
Kemampuan tekanan tanah sebesar :
P = 10 2
2
2 1441
12240
inftx
tonlbx
ftton
= 155,5556 lb/in 2
Tekanan pada tanah :
P =A
W
Dimana :
W = berat beban total + berat pondasi
A = luas bawah pondasi = (20 x 20) in 2
Sehingga :
P = 24002112,3009981,18531
inlblb +
= 47,0803 lb/in 2 < 155,5556 lb/in 2
Karena tekanan yanng diberikan oleh tanah lebih kecil daripada
kemampuan tanah menahan pondasi, maka pondasi dengan ukuran
(15 x 15) in luas atas dan (20 x 20) in luas bawah dengan tinggi
pondasi 25 in dapat digunakan.
6.11.Spesifikasi Peralatan
1. Bagian Silinder
- Diameter luar (do) = 72 in
- Diameter dalam (di) = 71,625 in
- Tanggki selinder (Ls) = 173,8970 in
- Tebal selinder (ts) = 3/16 in
154
- Tebal tutup atas (tha) = 3/16 in
- Tinggi tutup atas (ha) = 13,8141 in
- Tebal tutup bawah (thb)= 3/16
- Tinggi tutup bawah (hb)= 13,8141 in
- Tinggi reaktor = 208,4250 in
- Bahan konstruksi = stainless steel SA 240 Grade M type 316
2. Bagian Pengaduk
- Type = axial turbin 4 blades sudut 45° angle
- Diameter impeler (di) = 23,875 in
- Tinggi impeler dari dasar bejana (Zi) = 11,9375 in
- Lebar impeler (W) = 5,9688 in
- Panjang impeler (L) = 5,9688 in
- Tebal blade (J) = 5,9688 in
- Jumlah pengaduk (n) = 1 buah
- Daya = 5 HP
- Diameter poros = 1,30651 in
- Panjang poros = 202,3605 in
- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 240grade M type 316
3. Bagian Nozzle
c. Nozzle pemasukan bahan baku larutan DDB
- Ukuran pipa nominal = 2 in sch 40
- Diamater dalam (di) = 2,067 in
- Diameter luar (do) = 3,375 in
155
- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²
d. Nozzle pemasukan bahan baku larutan oleum
- Ukuran pipa nominal = 3 in sch 40
- Diamater dalam (di) = 2,067 in
- Diameter luar (do) = 3,375 in
- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²
c. Nozzle pemasukan dan pengeluaran coil pendingin
- Ukuran pipa nominal = 2 in sch 40
- Diamater dalam (di) = 3,067 in
- Diameter luar (do) = 3,500 in
- Luas (A) = 3,3552 in²
d. Nozzle pengeluaran produk
- Ukuran pipa nominal = 2 in sch 40
- Diamater dalam (di) = 2,067 in
- Diameter luar (do) = 3,375 in
- Luas (A) = 0,02330 ft² = 3,352 in²
4. Bagin Flange, Bolting, Gasket
b. Bagian Flange
- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 240grade M type 316
- Tensile strength minimum = 7500 Psia
- Allowable stress (f) = 18750 Psia
- Tebal flange = 4,5358 in
- Diamater dalam (di) = 72 in
156
- Diameter luar (do) = 72,25 in
- Type = ring flange
b.Bagian bolting
- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 193grade B8
- Tensile strength minimum = 7500 Psia
- Ukuran baut = 7/8 in
- Jumlah baut = 12 buah
- Allowable stress (f) = 15000 Psia
c. Bagian Gasket
- Bahan konstruksi = asbeston
- Gasket factor = 2,00
- Minimum design seating stress = 1600 Psia
- Tebal gasket = ¼ in
5. Bagian Coil Pendingin
- Bahan konstruksi = high alloy steel SA 240grade M type 316
- Panjang lilitan = 44,8512 in
- Diameter luar (do) coil = 1,9 in
- Jumlah lilitan = 6 in
- Tinggi lilitan coil = 32 in
- Diameter lilitan = 27,0563 in
6. Bagian Penyangga
b. Bagian lug
- Lebar = 9,5 in
157
- Tebal = 0,7759 in
- Tinggi = 11,5518 in
b. Bagian gusset
- Lebar = 4,16 in
- Tebal = 0,2909 in
- Tinggi = 10 in
c. Bagian base plet
- Panjang = 3,5 in
- Lebar = 2,5 in
- Tebal = 0,0911 in
- Jenis = I beam
- Ukuran = 3 x 2 3/8 in
- Berat = 5,7 lb
- Tinggi penyangga = 125,253 in
- Area of section (Ay) = 1,64 in²
- Depth of beam (h) = 3 in
- Width of flange (b) = 2,33 in
- Jumlah penyangga = 4 buah
7. Bagian Pondasi
- Luas atas = 15 x15 in
- Luas bawah = 20 x 20 in
- Tinggi = 10 in
158
BAB VII
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
Untuk mendapatkan kualitas dan kuantitas produk yang diinginkan maka
diperlukan adanya suatu alat kontrol jalannya proses suatu industri. Selain itu juga
peranan sumber daya manusia sangat penting dalam menentukan suatu produksi.
Dengan pertimbangan tersebut maka perlu adanya suatu bagian yang berfungsi
untuk mengontrol peralatan dan menjaga keselamatan kerja.
7.1. INSTRUMENTASI
Instrumentasi merupakan bagian yang sangat penting dalam pengendalian
proses suatu industri. Pengendalian proses meliputi keseluruhan unit pabrik
maupun hanya pada beberapa unit pabrik yang benar-benar harus diperhatikan
secara cermat dan akurat.
Instrumentasi dipasang untuk mengatur dan mengendalikan variabel-
variabel proses yang sangat penting selama proses berlangsung. Instrumentasi
dapat bekerja baik secara manual maupun, semi otomatis dan secara otomatis.
Variabel-variabel yang dikendalikan adalah tekanan, temperatur, laju alir dan
tinggi permukaan cairan.
Adapun tujuan pemasangan alat instrumentasi secara spesifik adalah:
1. Menjaga keamanan operasi suatu proses dengan jalan :
− Menjaga variable-variabel proses agar berada dalam batas operasi
yang aman.
− Mendeteksi situasi bahaya dengan membuat tanda-tanda bahaya dan
memutuskan hubungan secara proses otomatis.
159
2. Mendapatkan rate produksi yang diinginkan.
3. Menjaga kualitas produk.
4. Meningkatkan efisiensi kerja
5. Menjamin keselamatan kerja karyawan.
Pengendalian proses dilakukan secara otomatis apabila tidak
memungkinkan dilakukan secara manual atau biaya operasi alat control otomatis
lebih murah dibandingkan jika dengan menggunakan tenaga manusia. Disamping
itu pengendalian proses secara otomatis mempunyai keuntungan yaitu :
− Keselamatan kerja lebih terjamin
− Jumlah pegawai lebih sedikit
− Ketelitian yang cukup tinggi (akurat)
− Ketelitian dapat dipertanggungjawabkan
Oleh karena itu perencanaan pendirian pabrik ini cenderung pada
pemakaian alat secara otomatis. Namun tenaga manusia juga masih dibutuhkan
dalam pengoperasian dan dan pengawasan proses
7.1.1. Pemilihan Instrumentasi
Untuk menentukan alat instrumentasi apa saja yang digunakan maka perlu
ditinjau kondisi input dan kondisi operasi yang menjadi persyaratan. Jadi harus
diketahui parameter apa yang tidak dapat dikontrol (disturbance) dan yang dapat
dikontrol (manipulative parameter) serta outputnya. Disamping itu harus
dipertimbangkan pula segi keuntungan ekonomisnya maupun keuntungan
prosesnya. Kriteria alat pengendali tersebut adalah :
− Mudah dalam pengopersiaanya.
160
− Mudah mendapatkan suku cadangnya
− Mudah dalam perawatannya
− Terjamin kualitasnya dan harganya murah
7.1.2. Macam-Macam Instrumentasi
Jenis-jenis pengontrolan yang dilakukan adalah:
a. Indikator : Alat yang menunjukan kondisi operasi suatu daerah
tertentu dari suatu peralatan.
b. Controller : Alat yang dapat menunjukan kondisi operasi dan
mengendalikannya sehingga sesuai dengan yang
diinginkan.
Instrumentasi yang digunakan antara lain:
1 Pengatur suhu
a) Temperature indicator (TI)
Fungsi : mengetahui secara langsung suhu fluida pada aliran
tertentu.
b) Temperature Controller (TC)
Fungsi : mengendalikan suhu fluida dalam aliran proses agar sesuai
dengan harga yang ditentukan.
2 Pengatur Tekanan
a) Pressure indicator (PI)
Fungsi : mengetahui tekanan pada peralatan setiap saat
b) Pressure recorder (PR)
Fungsi : untuk mencatat dalam peralatan secara kontinue.
161
c) Pressure recorder Controller (PRC)
Fungsi : mengendalikan dan mencatat tekanan dalam peralatan
secara kontinyu.
d) Pressure Controller
Fungsi : mengatur tekanan dalam alat proses secara kontinyu agar
sesuai dengan harga yang dikehendaki.
3 Pengatur aliran
a) Flow recorder (FR)
Fungsi : mencatat laju alir fluida secara kontinyu..
b) Flow Cotroller (FC)
Fungsi : mengendalikan laju fluida melalui perpipaan.
c) Flow Recorder Controller (FRC)
Fungsi : mencatat dan mengukur laju alir fluida melalui perpipaan.
4 Pengatur Tinggi cairan
a) Level Indicator (LI)
Fungsi : mengetahui secara langsung tinggi fluida.
b) Level Controller (LC)
Fungsi : mengatur tinggi fluida dalam tangki agar tidak melebihi dari
batas tertinggi dan terendah yang ditentukan.
Alat-alat kontrol yang digunakan :
• Temperature Controller (TC)
• Level Indicator (LI)
• Flow Recorder Controller (FRC)
162
• pH Controller (pHC)
Pemasangan instrumentasi pada alat-alat proses yang terdapat pada pabrik
Detergent Bubuk ini adalah sebagi berikut:
Tabel 7.1. Instrumentasi Pabrik Bubuk Detergent
No Kode Alat Nama Alat Instrumentasi Jumlah
1 F-111 Storage DDB LI 1
2 F-114 Storage Oleum LI 1
3 F-156 Storage Parfum LI 1
4 R-110 Sulfonator TC 1
5 R-120 Sulfator FRC, TC 1
6 R-130 Netralizer pHC 1
7 B-160 Rotary Cooler TC 1
7.2. Keselamatan Kerja
Dalam perencanaan suatu pabrik, keselamatan kerja merupakan hal yang
sangat penting yang harus diperhatikan karena menyangkut kelancaran dan
keselamatan kerja karyawan, disamping itu juga menyangkut lingkungan dan
masyarakat di sekitar pabrik. Keselamatan kerja ini merupakan usaha untuk
memberikan rasa aman dan tenang kepada karyawan dalam bekerja, sehingga
kontinuitas dan efektifitas kerja dapat terjamin. Usaha untuk mendapatkan
keselamatan kerja bukanlah semata-mata ditujukan hanya faktor manusianya saja
akan tetapi untuk menjaga peralatan yang ada di dalam pabrik. Dengan
163
terpeliharanya peralatan dengan baik, maka alat tersebut dapat digunakan dalam
jangka waktu yang cukup lama.
Secara umum ada tiga macam bahaya yang dapat terjadi dalam pabrik dan
harus diperhatikan dalam perencanaanya yaitu:
- Bahaya kebakaran dan ledakkan
- Bahaya mekanik
- Bahaya terhadap kesehatan
Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya kecelakaan kerja sebagai berikut:
a. Latar belakang pekerja
Yaitu sifat atau karakter yang tidak baik dari pekerja yang merupakan
sifat dasar bekerja, maupun dari lingkungannya yang dapat mempengaruhi
pekerja dalam melakukan pekerjaanya, sehingga dapat menyebabkan
kelalaian pekerja.
Sifat-sifat tersebut meliputi:
- Tidak cocoknya manusia terhadap mesin atau terhadap lingkungan
kerjanya
- Kurangnya pengetahuan dan keterampilan
- Ketidakmampuan fisik dan mental
- Kurangnya motivasi kerja dan kesadaran akan keselamatan kerja
b. Kelalaian pekerja
Adanya sifat gugup, tegang, mengabaikan keselamatan akan
menyebabkan pekerja melakukan tindakan yang tidak aman.
c. Tindakan yang tidak aman dan bahaya mekanis / fisis
164
Tindakan yang tidak aman dari pekerja, seperti berdiri dibawah beban
tersuspensi.
d. Kecelakaan: Kejadian seperti jatuhnya pekerja, tertumbuk benda melayang
sehingga melukai pekerja.
e. Lingkungan fisik
Meliputi mesin, peralatan dan lingkungan kerja. Kecelakaan kerja
disebabkan oleh kesalahan perencanaan, arus, kerusakkan alat, kesalahan
dalam pembelian, kesalahan dalam penyusunan atau peletakan dari
peralatan dan lain-lain
f. Sistem manajemen pabrik
Sistem manajemen pabrik merupakan unsur terpenting. Kesalahan
sistem manajemen dapat menyebabkan kecelakaan kerja antara lain:
- Prosedur kerja yang tidak diterapkan dengan baik
- Tidak adanya inspeksi peralatan
- Tidak adanya penanggulangan terhadap bahaya kecelakaan
- Kurangnya pengawasan terhadap kegiatan pemeliharaan pabrik.
Usaha-usaha untuk mencegah dan mengurangi terjadinya bahaya-bahaya
yang ditimbulkan didalam pabrik antara lain:
- Memberi pelatihan dan pencegahan kecelakaan terhadap pengawasan
khususnya karyawan yang bekerja pada bagian proses dengan alat berat
- Memberi pengamanan berupa pakaian serta perlengkapan sebagai
pelindung
165
- Menyediakan perlengkapan berupa unit pertolongan pertama pada
kecelakaan
7.2.1 Bahaya kebakaran dan peledakan
Pencegahan terhadap bahaya kebakaran dan peladakan bertujuan untuk
memperkecil kemungkinan adanya kecelakaan yang membahayakan pekerja,
kerusakan pada peralatan serta terhentinya proses produksi. Oleh sebab itu
diperlukan pengamanan yang sebaik-baiknya. Penyebab terjadinya kebakaran
antara lain:
- Kemungkinan terjadinya nyala terbuka yang datang dari sistem utilitas,
workshop, laboratorium, inti proses dan lain-lain
- Terjadinya loncatan bunga api pada saklar stop kontak serta pada
instrumentasi yang lain
- Gangguan pada peralatan utilitas seperti pada combustion chamber boiler.
- Kemungkinan terjadi ledakan pada tangki penyimpan Cl2 karena adanya
kenaikan suhu dan tekanan.
Cara mengatasi bahaya kebakaran meliputi:
1 Pencegahan bahaya kebakaran
a. Penempatan alat-alat utilitas yang cukup jauh dari power plant tetapi
praktis dari unit proses.
b. Bangunan seperti workshop, laboratorium dan kantor hendaknya
diletakkan berjauhan dengan unit operasi
c. Pemasangan instrumentasi pendeteksi gas Cl2 disekitar ruang proses.
166
d. Bila terpaksa antara unit yang satu dengan yang lainnya harus
dipisahkan dengan dinding beton agar dapat dihindari pengaruh
kebakaran dari unit yang satu dengan unit yang lain.
e. Pemberian tanda–tanda larang suatu tindakan yang dapat
mengakibatkan kebakaran seperti tanda larang merokok.
f. Pemasangan pipa air melingkar di seluruh lokasi pabrik.
g. Penyediaan alat pemadam kebakaran disetiap bagian bangun pabrik
dan pemasangannya harus pada tempat yang mudah dijangkau
2 Pengamanan dan pengontrolan kebakaran
Apabila terjadi kebakaran api harus dilokalisir, harus dapat
diketahui kemungkinan apa saja yang dapat terjadi dan bagaimana cara
mengatasi. Untuk pemakaian alat-alat pemadam kebakaran harus diketahui
jenis-jenis api, yang dibedakan atas:
a) Kelas A
Yaitu api yang ditimbulkan oleh bahan – bahan yang dapat
terbakar seperti kayu, kertas dan kotoran yang terdapat di dalam
pabrik. Untuk penanganan api jenis ini diperlukan pembahasan
pada bagian yang terbakar dan sekitarnya .
b) Kelas B
Yaitu api yang ditimbulkan oleh cairan yang mudah
terbakar seperti residu. Penanganan api jenis ini dilakukan dengan
cara memberi penutup dengan bahan-bahan yang dianggap sesuai
dengan keperluan di atas.
167
c) Kelas C
Yaitu api yang ditimbulkan oleh perlengkapan listrik atau
hubungan arus pendek. Penanganan api jenis ini adalah tidak boleh
mengandung listrik dan tidak dapat dialiri listrik
d) Kelas D
Yaitu api yang ditimbulkan oleh bahan-bahan yang mudah
meledak untuk pencegahan diperlukan jenis pengamanan tertentu.
Untuk menghindari kerusakan alat-alat seperti adanya ledakan atau
kebakaran pada alat-alat tersebut perlu dipasang sektor pengaman
seperti safety value, isolasi, pengaman, pemadam kebakaran dan
kebakaran (hydrant).
7.2.2 Bahaya mekanik
Bahaya mekanik biasanya disebabkan oleh pengerjaan konstruksi yang
tidak memenuhi syarat yang berlaku. Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk
mencegah kecelakaan adalah:
- Konstruksi harus mendapatkan perhatian yang cukup tinggi
- Pemasangan alat-alat control yang baik yang sesuai serta
pengamanan.
- Perencanaan peralatan harus sesuai dengan aturan yang berlaku
baik pemilihan bahan konstruksi maupun faktor lain
7.2.3 Bahaya terhadap kesehatan
Untuk menjaga keselamatan karyawan perlu adanya kesadaran dari
seluruh karyawan agar dapat bekerja dengan baik sehingga tidak membahayakan
168
keselamatan jiwanya dan jiwa orang lain. Untuk itu pengetahuan akan bahaya
masing-masing alat sangatlah penting untuk diketahui oleh semua karyawan
terutama operator control. Karyawan harus menggunakan pelindung diri seperti
topi pengaman, seperti sepatu, sarung tangan dan masker. Selain itu untuk
menghindari bahaya mekanik maka alat-alat yang bergerak harus diberi
pengaman, dan untuk menghindari panas maka alat-alat seperti reaktor, heater dan
lain-lain dapat menggunakan isolasi sebgai pengaman.
Selain itu bahaya kesehatan karyawan perlu diwaspadai. Umumnya berasal
dari bahan baku, bahan yang diproses dan produk. Karena itu diusahakan agar
ruangan proses maupun ruangan lainnya memiliki ventilasi atau pertukaran udara
yang cukup sehingga pertukaran udara dapat berlangsung dengan baik.
Tabel 7.2. Alat Keselamatan Kerja
No Alat pelindung Lokasi pengaman
1 Pengaman alat-alat mekanik Alat-alat yang bergerak
2 Masker Petugas yang bekerja di reaktor
3 Topi pengaman Petugas yang bekerja pada areal proses
4 Sepatu pengaman Petugas yang bekerja pada areal proses
5 Sarung tangan Petugas yang bekerja pada areal proses
6 Detektor gas Cl2 Ruangan proses
7 Hydrant Petugas di semua ruangan
8 Exhaus Ruangan proses
169
BAB VIII
UTILITAS
Utilitas pada suatu pabrik adalah unit yang dapat menunjang proses
produksi, sehingga kapasitas produksi semaksimal mungkin dapat dicapai.
Adapun utilitas di dalam Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent ini meliputi 4 unit
yaitu:
1. Unit penyediaan air
2. Unit penyediaan steam
3. Unit pembangkit tenaga listrik
4. Unit penyediaan bahan bakar
5. Unit penyediaan pendingin
1. Unit Penyediaan Air
Unit penyediaan air bertugas untuk memenuhi kebutuhan air baik ditinjau
dari segi kuantitas maupun kualitasnya. Segi kuantitas air merupakan jumlah
kebutuhan air yang harus dipenuhi sedangkan segi kualitas air menyangkut syarat
air yang harus dipenuhi. Dalam Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent ini, air
digunakan untuk:
a. Air Umpan Boiler
Air umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi
sebagai media panas. Kebutuhan steam sebesar 3052,9920 kg/jam. Air umpan
boiler disediakan dengan excess 20 % sebagai pengganti steam yang hilang yang
diperkirakan karena adanya kebocoran akibat dari transmisi sebesar 10 %
170
sedangkan faktor keamanan sebesar 15 %, sehingga kebutuhan air umpan boiler
sebanyak 6959,47 kg/jam.
Air untuk keperluan ini harus memenuhi syarat-syarat agar air yang
digunakan tidak merusak ketel (boiler). Persyaratan yang harus dipenuhi adalah
air tidak mengandung kation-kation seperti Ca2+, Mg2+ dan anion-anion seperti
SO42-, Cl-, SO3
2-. Untuk itu diperlukan treatment secara lebih sempurna
Zat-zat yang terkandung dalam air umpan boiler (bahan baku pembuatan
steam) yang dapat menyebabkan kerusakan pada boiler:
§ Kadar zat terlarut (solube matter) yang tinggi
§ Zat padat terlarut (suspended solid)
§ Garam-garam kalsium dan magnesium
§ Zat organik (organic matter)
§ Silika, sulfat, asam bebas dan oksida.
Dari Perry, ed.6, Hal 976 didapat bahwa air umpan boiler tersebut
mempunyai syarat sebagai berikut:
Total padatan (total disolved solid) : 3500 ppm
Alkalinitas : 700 ppm
Padatan terlarut (suspended solid) : 300 ppm
Silika : 60-100 ppm
Besi : 0,1 ppm
Tembaga : 0,5 ppm
Oksigen : 0.007 ppm
Kesadahan (hardness) : 0
171
Kekeruhan (turbidity) : 175 ppm
Minyak : 7 ppm
Residual fosfat : 140 ppm
Untuk memenuhi syarat tersebut dan untuk mencegah kerusakkan pada
boiler, maka sebelum digunakan air umpan boiler harus diolah dahulu, melalui:
demineralizer, untuk menghilangkan ion-ion pengganggu dan deaerator, untuk
menghilangkan gas-gas terlarut.
Nama : Boiler
Type : Fire – tube boiler
Luas pemanasan : 4544,7 ft 2
Kapasitas : 67621,034 Btu/jam
Rate steam : 7403,684 lb/jam
P = 39,77 KPa : T = 250 0 C
Rate feed water : 2087,841 lb/jam
Bahan bakar : Fuel oil
Rate bahan bakar : 454,47 lb/jam
Eff, Boiler : 80 %
Jumlah : 1 buah
b. Air Sanitasi
Air sanitasi digunakan untuk keperluan para karyawan di lingkungan
pabrik untuk konsumsi, cuci, mandi, masak, laboratorium, perkantoran dan lain-
lain.
172
Syarat-syarat yang perlu dipenuhi:
1. Syarat Fisik
- Suhu : Dibawah suhu kamar
- Warna : Tidak berwarna/jernih
- Rasa : Tidak berasa
- Bau : Tidak berbau
- Kekeruhan : <1 mg SiO2/liter
- pH : Netral
2. Syarat Kimia
- Tidak mengandung zat-zat organik maupun anorganik yang tidak
terlarut dalam air, seperti PO4, Hg, Cu dan sebagainya
- Tidak beracun.
3. Syarat Bakteriologis
Tidak mengandung bakteri terutama bakteri patogen yang dapat
merubah sifat-sifat fisik air. Untuk memenuhi persyaratan tersebut,
setelah proses penjernihan, air harus diberi desinfektan seperti klor cair
atau kaporit.
c. Air pendingin
Air pendingin berfungsi sebagai media pendingin pada alat perpindahan
panas.
Hal ini disebabkan karena:
- Air merupakan materi yang banyak didapat
- Mudah dikendalikan dan dikerjakan
173
- Dapat menyerap panas
- Tidak mudah menyusut karena pendinginan
- Tidak mudah terkondensasi
Sebagai media pendingin, air harus memenuhi persyaratan tertentu, yaitu
tidak mengandung:
- Kesadahan (hardness) yang dapat memberikan efek
pembentukan kerak
- Besi, penyebab korosi
- Silika, penyebab kerak
- Minyak, penyebab terganggunya film corrosion inhibitor yang
dapat menurunkan efisiensi perpindahan panas dan merupakan
makanan mikroba yang dapat menyebabkan terbentuknya
endapan.
Mengingat kebutuhan air sebagai pendingin cukup besar dan untuk
menghemat pemakaian air, maka air pendingin yang digunakan didinginkan
kembali (disirkulasi) dalam Cooling Tower, sehingga tidak perlu dilakukan
penggantian air pendingin, kecuali bila ada kebocoran atau kehilangan karena
penguapan, maka disediakan penambahan air sebesar 20 % dari kebutuhan air
pendingin.
Proses Pengolahan Air
Proses pengolahan air pada Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent
dilakukan dengan cara sebagai berikut:
174
Air sungai dipompa (L-202) ke dalam Bak Sedimentasi (F-203) untuk
dipisahkan dari kotoran yang mengapung, kemudian dipompa (L-204) ke Bak
Skimmer (F-205) untuk menghilangkan kotoran yang belum hilang pada bak
sedimentasi. Kemudian air dipompa menuju Tangki Clarifier (F-207) untuk
memisahkan partikel padat. Pada tangki Clarifier dilakukan penambahan koagulan
Al2(SO4)3.18H2O. Bak dilengkapi baffile yang pada awalnya baffile tersebut
dipasang berdekatan dan selanjutnya dipasang agak berjauhan sehingga setelah
terbentuk flok-flok (gumpalan) partikel yang pada akhirnya dapat terendapkan.
Kemudian dilakukan penyaringan dan partikel-partikel yang masih terikat
di dalam Sand Filter (F-208). Selanjutnya air yang sudah bersih ditampung dalam
Bak Penampung Air Bersih (F-211). Dari bak penampung ini sebagian air
dipompa ke Bak Klorinasi (F-214) dan diberi desinfektan (Cl2) yang selanjutnya
dipompa menuju Bak Sanitasi (F-210) dan dapat digunakan sebagai air sanitasi,
sebagian air dipompa ke Cooling Tower (P-230) dan sebagian lagi dipompa ke
Demineralizer (D-220 A/B) untuk menurunkan kesadahannya. Di dalam
demineralizer yang terdiri dari anion dan kation exhanger yaitu untuk
menghilangkan anion dan kation yang tidak diinginkan yang dapat mengganggu
kelancaran kerja pada proses peralatan. Setelah keluar dari Tangki Demineralizer
diharapkan kadar kation dan anion di dalam air sudah memenuhi syarat sebagai
air pengisi Boiler (Q-240) dan air proses. Dari Demineralizer air dipompa ke
Deaerator (D-242) untuk menghilangkan gas-gas impuritis yang masih terikut
dalam air umpan boiler yaitu menggunakan steam sebagai pemanas. Untuk air
pendingin diambil dari bak air bersih yang dipompakan ke Cooling Tower (P-230)
175
kemudian dapat langsung dipompa ke peralatan, sedangkan untuk air pendingin
yang telah digunakan dipompa ke dalam Cooling Tower untuk didinginkan
sehingga dapat digunakan kembali. Begitu pula steam yang telah digunakan yang
berupa kondensat akan dikembalikan ke Bak Air Lunak (F-222) untuk diproses
kembali menjadi steam dalam Boiler (Q-240). Untuk air proses digunakan air dari
bak air lunak (F-222) kemudian dipompakan ke peralatan yang menggunakan air
proses.
2. Unit Penyediaan Steam
Unit ini berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam yang digunakan
sebagai pemanas pada heater dan reboiler. Kebutuhan steam dipenuhi dengan
jalan menguapkan air di dalam sebuah ketel (boiler). Untuk itu maka kesadahan
air pengisi ketel (boiler feed water) harus benar-benar diperhatikan dan diperiksa
dengan teliti serta harus bebas dari kotoran yang mungkin akan mengganggu
jalannya operasi pabrik.
Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler:
a) Tidak disebabkan oleh adanya solid matter, suspended matter dan kebebasan
yang tinggi. Kesulitan yang dihadapi dengan adanya busa adalah:
a. Kesulitan pembacaan tinggi permukaan dalam boiler.
b. Dapat menyebabkan percikan yang kuat yang mengakibatkan
adanya solid-solid yang menempel dan terjadi korosi dengan
adanya penambahan lebih lanjut.
b) Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler
176
Kerak didalam boiler ini disebabkan oleh garam-garam Ca2+, Mg2+,
CO32+, SiO2 dan Al2O3
Kerak yang terbentuk didalam dinding boiler menyebabkan:
§ Isolasi terhadap panas sehingga proses perpindahan panas terhambat.
§ Kerak yang terbentuk dapat pecah sewaktu-waktu, sehingga dapat
menimbulkan kebocoran karena boiler mendapatkan tekanan yang
kuat.
c) Tidak boleh menyebabkan korosi pada pipa
Korosi pada pipa boiler disebabkan oleh keasaman (pH rendah),
minyak dan lemak, bikarbonat dan bahan-bahan organik dan gas CO2, O2,.
H2S, SO3, NH3 yang terlarut dalam air. Reaksi elektrokimia antara besi dan
air akan membentuk lapisan pelindung anti korosi pada permukaan baja,
yaitu:
Fe 2+ + 2H2O Fe (OH)2 + 2H+
Tetapi bila terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hidrogen yang
terbentuk akan bereaksi dengan oksigen membentuk air, akibat hilangnya
lapisan pelindung tersebut terjadi korosi menurut reaksi:
4H+ +O2 2H2O
4Fe (OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Proses pelunakan air umpan boiler dilakukan dengan pertukaran ion
dalam demineralizer (anion dan kation exhanger) mula-mula air bersih
dilewatkan pada kation exhanger yang menggunakan resin zeolit (hidrogen
exhanger). Rekasi yang terjadi (Punmia, Hal 362)
177
Ca(HCO3)2 + H2Z CaZ + 2CO2 + 2H2O
Na (HCO3)2 + H2Z Na2Z + 2CO2 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + H2Z MgZ+ 2CO2 + 2H2O
CaSO4 + H2Z CaZ + H2SO4
Na2SO4 + H2Z Na2Z + H2SO4
MgSO4 + H2Z MgZ + H2SO4
CaCl2 + H2Z CaZ + 2HCl
2NaCl + H2Z Na2 + 2HCl
MgCl2 + H2Z MgZ + 2HCl
Air yang bersifat asam ini akan dimasukkan ke dalam anion exhanger
untuk menghilangkan anion-anion yang mengganggu proses. Resin yang
digunakan De-acidite (DOH). Reaksi yang terjadi: (Punmia, Hal 362)
2DOH + H2SO4 D2SO4 + 2H2O
2DOH + 2HCl 2DCl + 2H2O
2DOH + 2HNO3 2DNO3 + 2H2O
Setelah keluar dari demineralizer, air umpan boiler telah bebas dari ion-ion
yang mengganggu dan siap untuk digunakan.
Pemakaian resin yang terus-menerus menyebabkan resin tidak aktif lagi.
Hal ini dapat diketahui dari pemeriksaan kesadahan air umpan boiler yang
dilakukan terus-menerus. Jika terdapat kenaikan kesadahan air umpan boiler,
maka hal ini menunjukkan bahwa resin sudah jenuh dan perlu diregenerasi
(setelah ± 12 jam).
178
Regenerasi hydrogen / kation exhanger dilakukan dengan menggunakan
asam klorida dengan reaksi sebagai berikut:
CaZ + H2SO4 H2Z + CaSO4
Na2Z + H2SO4 H2Z + Na2SO4
MgZ + H2SO4 H2Z + MgSO4
CaZ + 2HCl H2Z + CaCl4
Na2Z + HCl H2Z + 2 Na2Cl2
MgZ + HCl H2Z + MgCl2
Regenerasi De-acidite (DOH) dilakukan dengan menggunakan larutan
natrium karbonat (Na2CO3) atau natrium hidroksida dengan reaksi sebagai
berikut:
D2SO4 + Na2CO3 + H2O 2DOH + Na2SO4 + CO2
2DCl + Na2CO3 + H2O 2DOH + 2NaCl + CO2
2DNO3 + Na2CO3 + H2O 2DOH + 2NaSO3 + CO2
Setelah keluar dari demineralizer, air umpan boiler ditampung dalam
tangki penampung air umpan boiler. Kemudian dipompakan dalam deaerator
untuk menghilangkan gas-gas impuritis dari air umpan boiler dengan injeksi
steam. Keluar dari deaerator, air umpan boiler telah memenuhi syarat-syarat yang
harus dipenuhi dan siap digunakan.
3. Unit Penyediaan Listrik
Kebutuhan listrik pabrik Detergen ini direncanakan disediakan oleh PLN
dan generator set. Tenaga listrik yang disediakan dipergunakan untuk
menggerakkan motor, penerangan, instrumentasi dan lain-lainnya.
179
Perincian kebutuhan listrik:
Berdasarkan peraturan menteri kesehatan no 7 tahun 1964 tentang syarat-
syarat kesehatan dan kebersihan serta penerangan dalam tempat kerja, dimana
untuk area kerja yang dituntut tingkat ketelitian tinggi dalam waktu yang lama,
syarat intensif penerangan tiap m2 area kerja 500-1000 Lux atau sama dengan
500-1000 Lumen/m2.
Untuk memenuhi kebutuhan listrik direncnakan listrik dipenuhi dari PLN
sebesar 166,35 KW dan dari generator sebesar 25,0413 KW
Jadi total kebutuhan listrik Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent adalah 191,3913
KW dengan daya yang harus dihasilkan oleh generator adalah 33,3884 KVA
4. Unit Penyediaan Bahan Bakar
Bahan bakar pada Pra Rencana Pabrik Detergent Bubuk digunakan
sebagai bahan bakar Boiler adalah 19.682,5 L/hari dan Generator adalah 92,5992
L/hari.
Jadi kebutuhan total bahan bakar adalah 19.775,0992 L/hari
Bahan bakar yang digunakan dalam Pra Rencana Pabrik Detergent Bubuk
adalah solar (diesel oil). Pemilihan bahan bakar tersebut berdasarkan
pertimbangan sebagai berikut:
- Harga relatif murah
- Mudah didapat
- Viscositas relative rendah
- Heating valuenya relative rendah
- Tidak menyebabkan kerusakan pada alat
180
5. Unit Penyediaan Pendingin
− Kebutuhan untuk reaktor (R-110) = 6671106 Kg/jam
− Kebutuhan untuk cooler (E-122) = 11024,6762 Kg/jam
− Untuk faktor kebocoran = 1169,1787 Kg/jam
− Total kebutuhan pendingin = 11691,1787 Kg/jam
181
BAB IX
LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
Pemilihan lokasi pabrik merupakan faktor yang sangat berkaitan erat
dengan efisiensi perusahaan dan harus dapat dipertanggung jawabkan baik dari
segi teknis maupun ekonomis sedangkan tata letaknya merupakan faktor
dipertimbangkan agar kelancaran operasional pabrik menjadi sangat efektif. Oleh
karena itu lokasi dan tata letak pabrik merupakan dua faktor yang tidak
terpisahkan untuk menciptakan lingkungan kerja yang efektif dan efisien. Tapi hal
yang paling mendasar adalah tersedianya infrastruktur yang harus diciptakan oleh
pemerintah setempat agar investor menjadi tertarik untuk mendirikan pabrik di
daerahnya sehingga tercipta kawasan industri yang dapat meningkatkan
Pendapatan Asli Daerah (PAD) sebagai kompensasi dari daerah yang kini
memiliki otonomi yang luas untuk merealisasikan kebijakan arah pembangunan.
9.1 Penentuan Lokasi Pabrik
Dalam pendirian suatu pabrik, pemilihan lokasi menjadi faktor yang
sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup pabrik baik sekarang maupun
masa mendatang. Oleh karena itu perencanaannya harus mempertimbangkan
beberapa faktor yaitu :
1. Faktor utama
a. Bahan baku
b. Marketing
c. Utiltas (bahan bakar, sumber air, dan listrik)
182
d. Keadaan geografis dan masyarakat
2. Faktor Khusus
a. Tenaga Kerja
b. Transportasi
c. Karakteristik lingkungan lokasi.
d. Faktor lingkungan (komunitas)
e. Peraturan perundang-undangan
f. Buangan pabrik
g. Perluasan pabrik
Pemilihan lokasi pabrik berdasarkan prameter
Kota Parameter
Balongan Mbay Rembang
Bahan baku 4 6 9
Pemasaran 2 8 9
Persediaan bahan bakar & listrik 5 7 8
Iklim 3 7 9
Transportasi 7 7 8
Total 21 35 43
Dari segi bahan baku, pemasaran, persediaan bahan bakar dan listrik, serta
iklim dan transportasi dapat dijabarkan sebagai berikut: Rembang merupakan
daerah industri dengan point terbesar dibandingkan Balongan dan Mbay. Kedua
kota ini (Balongan dan Mbay) merupakan daerah yang strategis untuk mendirikan
183
pabrik namun dari segi penyediaan bahan baku, pemasaran, persediaan bahan
bakar dan listrik serta iklim dan transportasi di kedua daerah ini belum maksimal.
Sehingga berdasarkan parameter diatas, maka Rembang merupakan salah
satu kota yang memenuhi syarat untuk mendirikan pabrik bubuk detergent dengan
proses sulfonasi.
9.1.1. Faktor Utama
A. Bahan baku.
Lokasi pabrik jika ditinjau dari keberadaan bahan baku maka pabrik
hendaknya didirikan dekat dengan sumber bahan baku agar sistem transport
bahan baku menjadi efisien yang akhirnya dapat mengurangi biaya produksi.
Hal-hal yang perelu diperhatikan mengenai bahan baku:
- Letak sumber bahan baku
- Kapasitas sumber bahan bakudan berapa lama.sumber tersebut
dapat diandalkan keberadaannya
- Kualitas bahan baku yang ada dan apakah kualitas ini sesuai
dengan persyaratan yang dibutuhkan
- Cara mendapatkan bahan baku dan pengangkutan
B. Marketing.
Marketing merupakan salah satu faktor yang penting didalam industri
kimia karena strategi marketing sangat menentukan keuntungan perusahaan.
Hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :
1. Daerah marketing.
2. Proyeksi kebutuhan produk masa sekarang dan akan datang.
184
3. Pengaruh persaingan dagang.
4. Jarak dan sarana pengangkutan untuk lokasi pemasaran.
C. Utiltas (bahan bakar, sumber air, dan listrik).
Faktor utilitas menjadi sangat penting karena menyangkut kelancaran
proses produksi. Utilitas meliputi kebutuhan bahan bakar, air, dan listrik.
1) Air
Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam industri kimia.air
digunakan untuk kebutuhan proses, air umpan boiler,air senitasi,dan kebutuhan
lainnya. Umntuk memenuhi kebutuhan ini air diambil dari 3 macam sumber
yaitu:
- Air sungai (sumber)
- Air kawasan
- Air PDAM
Bila air dibutuhkan dalam jumlah besar, maka pengambilan air sungai
(sumber) akan lebih ekonomis. Hal-hal yang perludiperhatikan dalam pemilihan
sumber air:
- Kemampuan sumber air untuk melayani pabrik
- Kualitas air yang disediakan
- Pengaruh musim terhadap kemampuan penyediaan air
2) Listrik dan bahan bakar
Listrik dan bahan bakar dalam industri menpunyai peranan penting terutama
sebagai motor penggerak selain penerangan dan untuk memenuhi kebutuhan yang
lainnya.hal-hal yang harus diperhatikan:
185
- Ada tidaknya jumlah tenaga listrik yang tersedia didaerah itu
- Harga tenega listrik dan bahan bakardimassa yang akan datang
- Mudah atau tidaknya mendapatkan bahan bakar
D. Keadaan geografis dan masyarakat.
Keadaan geografis dan masyarakat harus mendukung iklim industri untuk
menciptakan kenyamanan dan ketentraman dalam bekerja. Hal-hal yang perlu
diperhatikan adalah :
1. Kesiapan masyarakat setempat untuk berubah menjadi masyarakat
industri.
2. Keadaan alam seperti gempa bumi, banjir, angin topan, dll.
3. Kondisi tanah tempat pabrik berdiri yang dapat menyulitkan pemasangan
konstruksi bangunan atau peralatan proses.
9.1.2. Faktor Khusus
A. Tenaga Kerja.
Kebutuhan tenaga kerja baik tenaga kasar atau tenaga ahli sangat
mudah didapat karena letaknya yang tidak jauh dari kota-kota besar. Tingkat
pendidikan masyarakat dan tenaga kerja juga menjadi pendukung pendirian
pabrik ini.
B. Transportasi.
Transportasi di daerah Rembang dapat dilakukan dari darat dan
laut. Distribusi bahan baku dan pemasaran produk dapat terjangkau dengan
waktu yang tidak terlalu lama karena letaknya yang strategis.
186
C. Karakteristik dari lokasi
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam memilih lokasi pabrik adalah:
- Apakah daerah tersebut merupakan lokasi bebas sawah, rawa, bukit dsb
- Harga tanah dan fasilitas lainnya
D. Faktor lingkungan (komunitas)
- Adat istiadat daerah sekitar lokasi pabrik
- Fasilitas perumahan, sekolah, poiliklinik dan tempat ibadah
- Apakah merupakan daerah pedesaan atau perkotaan
E. Peraturan dan perundang-undangan
Hal-hal yang perludiperhatikan
- Ketentuan-ketentuan mengenai daerah tersebut
- Ketentuan mengenai jalan umum yang ada bagi industri didaerah tersebut
F. Buangan pabrik
Apabila buangan pabrik berbahaya bagi kehidupan disekitarnya, maka ada
beberapa hal yang harus diperhatikan:
- Cara pengeluaran bentuk buangan, terutama yang berhubungan dengan
peraturan pemerintah dan peaturan setempat
- Masalah pencemaran yang mungkin timbul
Berdasarkan pertimbangan dari kedua faktor tersebut maka pabrik bubuk
detergent ini layak didirikan didaerah Rembang Pasuruan Jawa Timur.
Adapun pertimbangannya karena:
1. Penyediaan air sangat mudah karena berada didaerah kawasan pabrik
2. Dekat dengan bahan baku baik DDB, Oleum dan LA
187
3. Mudah dalam pendistribusian produk bubuk detergent baik untuk
komsumsi dalam negeri maupun untuk ekspor. Dalam hal ini daerah
Rembang Pasuruan mempunyai jalur transportasi darat yang cukup
memadai serta dekat dengan transportasi laut dan udara sehingga sangat
menguntungkan dalam mendistribusikan produk
9.2. Tata Letak Pabrik
Tata letak pabrik adalah pengaturan atau peletakan bangunan dan peralatan
dalam pabrik., yaitu meliputi areal proses, areal penyimpanan dan material
sedemikian rupa sehingga pabrik dapat beroperasi secara efektif dan efisien.
Tujuan utama dari tata letak pabrik adalah:
- Untuk mengatur alat-alat serta fasilitas produksi.
- Untuk menjaga keselamatan.
- Supaya pemeliharaan dapat diatur dengan mudah.
- Pembiayaan dapat ditekan seminimal mungkin.
- Fungsi dari peralatan dan buangan dapat dipakai seefisien mungkin.
Tata letak pabrik ini dibagi menjadi 2 bagian besar, yaitu :
1. Tata letak bangunan
2. Tata letak peralatan
9.2.1. Tata Ruang Pabrik
Pengaturan posisi bangunan diatur sedemikian rupa agar transportasi
proses dan lalu lintas manusia menjadi efektif dan efisien.
188
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam tata ruang pabrik adalah :
1. Letak bangunan sesuai dengan urutan proses.
2. Bahan baku dan produk dapat didistribusikan dengan mudah ke dalam
maupun keluar pabrik.
3. Letak bangunan proses berpisah dari perkantoran.
4. Pemakaian areal tanah sekecil mungkin
5. Menempatkan bahan-bahan yang berbahaya di daerah terisolasi.
6. Menyediakan lahan kosong untuk perluasan pabrik.
7. Fasilitas dan peralatan yang cukup
189
2 1 212
3
4 4
12
9
4 4
4
2 2
19
Jalan Raya
7
5 6
23
U
S
TB
10
11
7 8
22 21
20
13
16
17
18
15
14
23
24
Gambar 9.2.1. Tata Letak Pabrik Bubuk Detergent
190
Keterangan gambar :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16
17
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
Pos Keamanan
Taman
Front Office
Toilet
Ruang Serbaguna (Aula)
Ruang Rapat
Lab. & Pengendalian Mutu (QC)
Penelitian & Pengembangan (R & D)
Tempat Parkir Kendaraan
Gudang Bahan Baku
Gudang Produk
Area Proses
Factory Manager
Dept. Produksi
Dept. Teknik
Koperasi Karyawan
Poliklinik
Musollah
Ruang Generator
Boiler
Utilitas (Unit Pengolahan Air)
Bengkel (Workshop)
Area Perluasan Pabrik
BBM
183
9.2.2. Tata Ruang Peralatan Proses
Tata letak peralatan adalah cara menempatkan peralatan – peralatan
dalam pabrik sedemikian rupa sehingga pabrik dapat bekerja secara efektif dan
efisien. Perencanaan yang baik dalam tata letak pabrik harus mencakup arus
proses. Dalam perencanaan tata letak pabrik ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan, yaitu :
1. Aliran bahan baku dan produk.
Pengaturan aliran bahan baku dan produk yang tepat dapat menunjang
kelancaran dan keamanan produksi. Pemasangan elevasi perlu
memperhatikan ketinggian. Biasanya pipa atau elevator dipasang pada
ketinggian minimal 3 meter agar tidak mengganggu lalu lintas karyawan.
2. Aliran udara.
Aliran udara di sekitar area proses harus lancar agar tidak terjadi
stagnasi udara pada tempat yang dapat menyebabkan akumulasi bahan kimia
berbahaya sehingga mengancam keselamatan pekerja.
3. Pencahayaan.
Penerangan seluruh area pabrik terutama daerah proses harus memadai
apalagi pada tempat-tempat yang prosesnya berbahaya sangat membutuhkan
penerangan khusus.
4. Lalu lintas manusia.
Dalam perencanaan tata letak pabrik perlu memperhatikan ruang gerak
pekerja agar dapat mencapai seluruh alat proses dengan mudah dan cepat
184
sehingga penanganan khusus seperti kerusakan alat (trouble shooting) dapat
segera teratasi.
5. Efektif dan efisien.
Penempatan alat-alat proses diusahakan agar dapat menekan biaya
operasi tapi sekaligus menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik
sehingga dapat menguntungkan dari segi ekonomis.
6. Jarak antar alat proses.
Untuk alat proses bertekanan tinggi atau bersuhu tinggi sebaiknya
berjauhan dari alat lainnya agar bila terjadi ledakan atau kebakaran tidak
cepat merambat ke alat proses lainnya.
Tata letak peralatan proses ini secara garis besar berorientasi pada
keselamatan dan kenyamanan pekerja sehingga dapat meningkatkan
produktifitas kerja.
185
Gambar 9.2.2. Tata Letak Peralatan Pabrik Bubuk Detergent
Keterangan gambar
1. F-114 : Tengki oleum
2. F-111 : Tangki DDB
Persiapan bahan baku Reaksi Pengeringan Pengemasan
1
2
5
3
4
6
7
8
11
10
9
186
3. M-133 : Mixer
4. R-110 : Sulfunator
5. R-120 : Sulfator
6. R-130 : Tengki NaOH
7. R-140 : Netralizer
8. B-150 : Spray dryer
9. B- 160 : Rotary cooler
10. J-164 : Tangki LA
11. F- 166 : Tangki produk
187
BAB X
STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN
Bentuk, struktur dan manajemen suatu perusahaan sangat berpengaruh
terhadap tercapainya tujuan perusahaan. Ketiga unsur tersebut tidak dapat
dipisahkan dalam mencapai tujuan perusahaan. Perusahaan adalah suatu unit
kegiatan ekonomi yang diorganisir dan dijalankan atau dioperasikan untuk
menyediakan barang dan jasa bagi masyarakat, dengan tujuan memperoleh laba
atau keuntungan.
Keberhasilan suatu perusahan didalam menjalankan kegiatan proses
produksi sangat tergantung pada sistem pengelolaan (management) organisasi
perusahaan meliputi : perencanaan, pelaksanaan dan pengendalian. Ketiga hal
diatas harus dapat terkoordinasikan dengan baik. Disamping itu juga, harus
diperhatikan efektifitas kerja, untuk mendapatkan keuntungan yang maksimum
bagi perusahaan, sehingga perusahaan akan berkembang terus dan dapat bersaing
dengan perusahaan-perusahaan lain baik di dalam maupun di luar negeri.
10.1. Dasar Perusahaan
Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas
Status Perusahaan : Swasta
Lokasi Pabrik : Rembang – Pasuruan – Jawa Timur
Kapasitas Produksi : 20.000 ton/thn
188
10.2. Bentuk Badan Hukum Perusahaan
Pabrik Bubuk Detergent ini tergolong dalam kelompok swasta, karena
sumber modal yang dipakai untuk pembangunan pabrik, pelaksanaan seluruh
kegiatan produksi, pemasaran dan seluruh kegiatan didalam pabrik berasal dari
modal sendiri dan pinjaman bank.
Mengingat begitu besarnya investasi yang dibutuhkan oleh pabrik Bubuk
Detergent yang akan didirikan ini, maka bentuk perusahaan yang dipilih adalah
Perseroan Terbatas (PT).
Perseroan Terbatas adalah suatu Badan Hukum yang didirikan oleh
beberapa orang dimana badan hukum ini memiliki kekayaan hak dan kewajiban
tersendiri terpisah dari pendiri, pemilik (pemegang saham) maupun pengurusnya
(Direktur, komisaris).
Adapun keuntungan dipilihnya bentuk Perseroan Terbatas ini adalah:
• Pengelolaan perusahaan dapat dilakukan lebih efisien serta profsional. Hal
ini karena pembagian tugas dan tanggung jawab pengurus dan pemegang
saham diatur secara jelas.
• Kekayaan perusahaan terpisah dari kekayaan pribadi pemilik saham.
• Kelangsungan hidup perusahaan relatif lebih lama, karena tidak tergantung
pada satu pihak. Disamping itu pemegang saham dapat menjual sahamnya
bila menghendaki berhenti sebagai pemegang saham.
• Pengelolaan perusahaan terpisah dari pemilik saham, sehingga tanggung
jawab jalannya perusahaan berada ditangan pengelola (Dewan Direksi).
189
• Pemegang saham menanggung resiko perusahaan hanya terbatas sebesar
dana yang disertakan di Perseroan Terbatas.
• Saham, sebagai tanda kepemilikan perusahaan relatif mudah
diperjualbelikan.
10.3. Struktur Organisasi
Untuk mencapai efisiensi dan efektifitas perusahaan yang tinggi,
diperlukan struktur organisasi perusahaan yang baik. Struktur organisasi ini dapat
menentukan kelancaran aktifitas perusahaan sehari-hari dalam memperoleh
keuntungan yang maksimal, dapat berproduksi secara kontinu dan berkembang
secara pesat. Bentuk organisasi perusahaan menggambarkan hubungan antar unit
yang ada dalam organisasi tersebut dan menunjukan garis wewenang yang ada.
Struktur organisasi yang digunakan adalah sistem garis dan staff. Alasan
pemilihan sistem garis dan staff adalah :
1. Terdapat kesatuan pimpinan dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik.
2. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar dengan produksi kontinu.
3. Sering digunakan dalam perusahaan yang berproduksi secara massal.
4. Masing-masing kepala bagian/manager secara langsung bertanggung jawab
atas aktivitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan.
5. Pimpinan tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung
jawab kepada Dewan Komisaris. Anggota Dewan Komisaris merupakan
wakil-wakil dari pemegang saham dan dilengkapi dengan staff ahli yang
bertugas memberikan saran kepada direktur.
190
Di samping alasan tersebut ada beberapa kebaikan yang dapat mendukung
pemakaian sistem organisasi staf dan garis yaitu :
1. Dapat digunakan oleh setiap organisasi besar, apapun tujuannya, betapapun
luas tugasnya dan betapapun kompleks susunan organisasinya.
2. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya
staf ahli.
3. Perwujudan the right man in the right place lebih mudah dilaksanakan.
Dari kelebihan-kelebihan sistem organisasi garis dan staf di atas maka
dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan sistem organisasi
perusahaan pada Detergent Bubuk yaitu menggunakan sistem organisasi garis
dan staf. Pembagian tanggung jawab dan wewenang berdasarkan departemen.
Pada setiap departemen dibagi lagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil lagi
yaitu divisi. Selanjutnya tiap divisi dibagi lagi menjadi unit-unit.
Setiap departemen dipimpin oleh seorang manajer yang dibantu oleh
asisten manajer, sedangkan untuk divisi dikepalai oleh seorang divisi manajer
yang dibantu oleh asisten divisi manajer.
10.4. Tugas dan Tanggung Jawab Organisasi
1. Pemegang Saham
Pemegang saham adalah sekelompok orang yang ikut dalam
pengumppulan modal untuk mendirikan pabrik dengan cara membeli saham
perusahaan. Pemegang saham adalah pemilik perusahaan yang besarnya
tergantung dari prosentase kepemilikan saham. Kekayaan pribadi pemegang
saham tidak dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang
191
perusahaan. Penanam saham wajib menanamkan modalnya paling sedikit 1
tahun. Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) adalah rapat dari pemegang
saham yang memiliki kekuasaan tertinggi dalam mengambil keputusan untuk
kepentingan perusahaan. RUPS biasanya dilakukan paling sedikit sekali dalam
setahun, atau selambat-lambatnya enam bulan sejak tahun buku yang
bersangkutan berjalan (neraca telah aktif).
2. Dewan Komisaris
Dewan komisaris terdiri dari para pemegang saham perusahaan.
Pemegang saham adalah pihak−pihak yang menanamkan modalnya untuk
perusahaan dengan cara membeli saham perusahaan. Besarnya kepemilikan
pemegang saham terhadap perusahaan tergantung/sesuai dengan besarnya
modal yang ditanamkan, sedangkan kekayaan pribadi dari pemegang saham
tidak dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan.
Pemegang saham harus menanamkan saham paling sedikit 1 (satu) tahun.
Tugas dan wewenang dewan komisaris adalah :
a. Bertanggung jawab terhadap pabrik secara umum dan memberikan laporan
pertanggungjawaban kepada para pemegang saham dalam RUPS.
b. Menerima pertanggungjawaban dari para manager pabrik.
3. Direktur Utama
Posisi direktur utama merupakan pemimpin tertinggi perusahaan
secara langsung dan penanggung jawab utama dalam perusahaan scara
keseluruhan selama perusahaan berdiri. Tugas dan wewenang direktur utama
adalah :
192
a. Menetapkan strategi perusahaan, membuat perencanaan kerja dan
menginstruksikan cara-cara pelaksanaannya kepada manager.
b. Mengurus harta kekayaan perusahaan.
c. Menetapkan sistem organisasi yang dianut dan menetapkan pembagian
ekrja, tugas, dan tanggung jawab dalam eprusahaan untuk mencapai
tujuan atau target perusahaan yang telah direncanakan.
d. Mengadakan koordinasi yang tepat pada seluruh bagian organisasi.
e. Memberikan instruksi resmi kepada bawahannya untuk melaksanakan
tugas masin-masing.
f. Mempertanggungjawabkan kepada dewan komisaris semua anggaran
pembelanjaan dan pendapatan perusahaan.
g. Selain tugas diatas, direktur utama berhak mewakili perseroan secara sah
dan langsung dalam segala hal dan kejadian yang berhubungan dengan
keperntingan perusahaan. Dan harus berkonsultasi kepada dewan
komisaris setiap akan melakukan tindakan perusahaan yang krusial seperti
peminjaman uang ke Bank, memindahtangankan perseroan untuk
menanggung hutang perusahaan, dll).
4. Penelitian dan Pengembangan (R&D).
Divisi LITBANG bersifat independent. Divisi ini bertanggung jawab
langsung kepada direktur utama. Divisi LITBANG bertugas mengembangkan
secara kreatif dan inovatif segala aspek perusahaan terutama yang berkaitan
dalam peningkatan kualitas produksi sehingga mempu bersaing dengan
produk kompetitor.
193
5. Manajer Pabrik
Manager pabrik diangkat dan diberhentikan oleh direktur utama.
Manager pabrik bertanggung jawab penuh terhadap kelancaran produksi,
dimulai dari perencanaan produksi, perencanaan bahan baku, perangkat
produksi. Tugas utamanya adalah merencanakan, mengontrol, dan mengontrol
semua kegiatan yang berkaitan dari mulai bahan baku sampai menghasilkan
produk.
6. Manager Admnistrasi
Manager administrasi memiliki ruang lingkup kerja yang lebih luas
dari amnager produksi. Manager administrasi bertanggung jawab atas segala
kegiatan kerja diluar produksi. Semua manajemen perusahaan diatur dan
dijalankan oleh bagian administrasi, termasuk strategi pemasaran, pengaturan
keuangan perusahaan, hubungan masyarakat, dan mengatur masalah
ketenagakerjaan.
7. Departemen Quality Control (Pengendalian Mutu)
Departemen QC bertugas mengawasi mutu bahan baku yang diterima
dan produk yang dihasilkan. Selama mengawasi mutu produk, tidak hanya
produk jadi saja yang di analisis tapi juga pada setiap tahapan proses.
Misalnya pada tahap dewatering dan defueling, departemen QC harus
mengontrol apakah base oil yang keluar dari alat flash drum II sudah
memenuhi ketentuan yang ditetapkan untuk dialirkan ke proses selanjutnya.
194
8. Departemen Produksi
Kepala Dept. Produksi bertanggung jawab atas jalannya proses
produksi sesuai yang direncanakan, termasuk merencanakan kebutuhan bahan
baku agar target produksi terpenuhi.
a. Divisi Produksi
Divisi produksi bertanggung jawab kepada kepala Dept. Produksi
atas kelancaran proses. Divisi ini juga mengatur pembagian shift dan
kelompok kerja sesuai spesialisasinya pada masing-masing tahapan proses
dan mengendalikan kondisi operasi sesuai prosedurnya.
b. Divisi Gudang
Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Produksi atas ketersedian
bahan baku yang dibutuhkan sesuai banyaknya produksi yang diinginkan
sehingga tidak terjadi kekurangan atau kelebihan, mengatur aliran
distribusi bahan baku dari tangki supply ke dalam gudang dan selain itu
juga mengatur aliran distribusi produk untuk dialirkan ke tangki suply.
9. Departemen Teknik
Kepala Dept. Teknik bertanggung jawab atas kelancaran alat-alat
proses selama produksi berlangsung, termasuk pemeliharaan alat proses dan
instrumentasinya. Apabila ada keluhan pada alat penunjang produksi maka
dept. teknik langsung mengatasi masalahnya.
a. Divisi Utilitas
Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Teknik mengenai kelancaran alat-
alat utilitas.
195
b. Divisi Bengkel & Perawatan
Bertugas memperbaiki alat-alat atau instrumen yang rusak baik alat
produksi maupun peralatan utilitas. Divisi ini juga diharapkan
menciptakan alat-alat yang inovatif untuk menunjang kelancaran produksi.
10. Departemen Pemasaran
Kepal Dept. Pemasaran bertanggung jawab dalam mengatur masalah
pemasaran produk, termasuk juga melakukan research marketing agar
penentuan harga dapat bersaing di pasaran, menganalisis strategi pemasaran
perusahaan maupun kompetitor, mengatur masalah dsitribusi penjualan
produk ke daerah-daerah, melakukan promosi pada berbagai media massa baik
cetak maupun elektronik agar produk dapat terserap konsumen.
- Divisi Penjualan
Bertanggung jawab kepada kepala Dept. Pemasaran mengenai
penjualan produk pada berbagai daerah distribusi sekaligus mensurvei
kebutuhannya agar dapat dipasok setiap saat.
11. Departemen Keuangan
Kepala Dept. Keuangan bertanggung jawab mengatur neraca
perusahaan dengan melakukan pembukuan sebaik-baiknya baik pemasukan
ataupun pembelanjaan untuk kebutuhan perusahaan, selain itu juga
membayarkan gaji ke rekening bank tiap karyawan pada setiap akhir bulan.
Dan juga membayarkan jaminan sosial atas pemutusan hak kerja (PHK)
karyawan. Dept. Keuangan membawahi 2 divisi yaitu :
a. Divisi Pembukuan Keuangan
196
b. Divisi Penyediaan & Pembelanjaan
12. Departemen Sumber Daya Manusia (SDM) dan Humas
Kepala Dept. SDM dan Humas bertugas merencanakan, mengelola,
dan mendayagunakan SDM, baik yang telah bekerja ataupun yang akan
dipekerjakan. Selain itu Dept. SDM mengatur masalah jenjang karier dan
masalah penempatan karyawan, atau pemindahan karyawan antar departermen
atau antar divisi sesuai dengan tingkat prestasinya.
Humas bertugas menjalin hubungan kemasyarakatan baik di dalam
perusahaan, antar instansi ataupun dengan masyarakat setempat. Selain itu
menjaga kenyamanan, keindahan, dan keamanan perusahaan dari mulai
keindahan taman, toilet sampai kebersihan gudang dan produksi. Keamanan
perusahaan meliputi pengontrolan setiap kendaraan yang masuk perusahaan
baik kendaraan bahan baku, produk, sampai kendaraan tamu. Dan juga
menjaga keamanan dan ketertiban di lingkungan kerja di seluruh area pabrik.
Dept. SDM dan Humas membawahi 2 divisi yaitu :
a. Divisi Keamanan
b. Divisi Ketenagakerjaan
10.5. Kepegawaian
10.4.1. Pengaturan Jadwal Kerja
Waktu operasi pabrik adalah sebagai berikut :
• Dalam satu hari : 24 jam
• Dalam satu minggu : 7 hari kerja
• Dalam satu tahun : 330 hari kerja
197
Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perbaikan atau
perawatan dan shut down. Jam kerja seluruh karyawan disesuaikan dengan
peraturan SPSI (Serikat Pekerja Seluruh Indonesia) yaitu 40 jam
seminggu.
Karena proses produksinya berlangsung selama 24 jam, maka
karyawan dibagi menjadi 2 kelompok yang mempunyai jam kerja sebagai
berikut :
1 Karyawan non shiff
Karyawan non shiff adalah para karyawan yang tidak
menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan
non shiff yaitu: Direksi, Staff, Ahli, Manager, Kepala bagiam, Kepala
seksi serta bawahan berada dikantor. Karyawan non shiff dalam satu
minggu akan bekerja selama lima hari mulai hari senin sampai dengan
hari jum’at, dengan pembagian kerja sebagai berikut :
Jam kerja :
• Hari senin-jum’at : jam 08.00-17.00
Jam istirahat :
• Hari senin-kamis : jam 12.00-13.00
• Hari jum’at : jam 11.30-13.00
2 Karyawan Shiff
Merupakan karyawan yang bekerja dari hari senin sampai hari
minggu, pada hari besar dan libur yang diatur secara bergilir. Waktu
kerjanya diatur secara bergantian dalam 24 jam dengan pembagian
198
waktu 3 shiff. Masing-masing bekerja selama 8 jam. Sistem kerja yang
dilakukan dibagi dalam 4 kelompok, sehingga bila tiga kelompok
sedang bekerja pada hari itu, kelompok yang satu lagi libur.
Pergantian shiff dilakukan tiap 4 hari sekali dan setelah itu
libur 2 hari jika kelompok tersebut mendapat shiff malam. Hal ini
dilakukan untuk mengefektifkan kinerja para karyawan. Yang
termasuk karyawan shiff antara lain bagian produksi dan seksi
keamanan.
Karyawan Produksi dan Teknik :
Shiff I : Pukul 06.30-14.30
Shiff II : Pukul 14,30-22.30
Shiff III : Pukul 22.30-06.30
10.4.2. Fasilitas bagi Karyawan
Selain upah yang dibayarkan serta pengaturan jadwal kerja yang
sudah dibuat sedemikian rupa, perusahaan juga menyediakan fasilitas-
fasilitas lain demi kesejahteraan karyawan, yaitu sebagai berikut :
1) Jaminan Keselamatan Kerja
Perusahaan menyediakan fasilitas keselamatan kerja untuk karyawan
berupa perlengkapan, seperti :
Ø Helm atau topi pengaman
Ø Kaca mata pelindung
Ø Sarung tangan khusus
Ø Sepatu khusus di lapangan
199
2) Jaminan Asuransi
Perusahaan mengikutsertakan seluruh pegawainya dalam program
Jaminan Sosial Tenaga Kerja (JAMSOSTEK) sesuai dengan ketetapan
yang dibuat oleh pemerintah.
3) Tunjangan hari raya dan bonus tahunan
4) Fasilitas cuti tahunan sebanyak 12 hari kerja per tahun
5) Fasilitas olah raga
6) Fasilitas kegiatan ibadah yaitu masjid
7) Fasilitas kesehatan yaitu klinik dengan dokter dan perawat.
10.4.3. Penggolongan dan Jumlah Tenaga Kerja
Tabel 10.1. Penggolongan dan Jumlah Tenaga Kerja
Berdasarkan Jenjang pendidikan
No Jabatan Jenjang Pendidikan Jumlah
1 Direktur Utama S2 – S3 1
2 Manajer Pabrik S1 – S2 1
3 Manajer Administrasi S1 – S2 1
4 Sekretaris D3 – S1 2
5 Kepala LITBANG (R & D) S1 – S2 1
6 Staff LITBANG (R & D) SMU – D3 9
7 Kepala Dept. QC S1 – S2 1
8 Staff QC SMU – D3 10
9 Kepala Dept. Produksi D3 – S1 1
10 Kepala Dept. Teknik D3 – S1 1
200
11 Kepala Dept. Pemasaran D3 – S1 1
12 Kepala Dept. Keuangan D3 – S1 1
13 Kepala Dept. SDM & Humas D3 – S1 1
14 Kepala Divisi Produksi D3 – S1 1
15 Staff Produksi D3 – S1 47
16 Kepala Divisi Gudang D3 – S1 1
17 Staff Gudang SMU – D3 10
18 Kepala Divisi Utilitas D3 – S1 1
19 Staff Utilitas SMU – D3 9
20 Kepala Divisi Bengkel & Perawatan D3 – S1 1
21 Staff Bengkel & Perawatan SMU – D3 15
22 Kepala Divisi Penjualan D3 – S1 1
23 Staff Penjualan SMU – D3 25
24 Kepala Divisi Pembukuan Keuangan D3 – S1 1
25 Staff Pembukuan Keuangan SMU – D3 4
26 Kepala Divisi Penyediaan & Pembelanjaan D3 – S1 1
27 Staff Penyediaan & Pembelanjaan SMU – D3 2
28 Kepala Divisi Ketenagakerjaan D3 – S1 1
29 Staff Ketenagakerjaan SMU – D3 20
30 Kepala Divisi Keamanan D3 1
31 Staff Keamanan SMU 18
Jumlah 190
201
10.4.4. Jaminan Sosial dan Kesejahteraan
Untuk meningkatkan produktifitas dan efisiensi kerja, perusahaan
menjamin kesehatan karyawan dan keluarganya. Perusahaan memberikan
tunjangan dan fasilitas lainnya seperti :
• Tunjangan jabatan, tunjangan hari raya dan bonus tahunan
• Tunjangan kesehatan bagi karyawan dan keluarga dengan program
ASKES.
• Perlengkapan kerja untuk karyawan seksi produksi
• Fasilitas kegiatan jasmani dan rohani
• Cuti tahunan 12 hari kerja/tahun
• Fasilitas lainnya seperti sarana rekreasi, olah raga dan lain-lain.
202
BAB XI
ANALISA EKONOMI
Perencanaan suatu pabrik perlu ditinjau dari faktor-faktor ekonomi yang
menentukan apakah pabrik tersebut layak didirikan atau tidak. Faktor-faktor yang
perlu diperhitungkan dalam penentuan untung-rugi dalam mendirikan pabrik
margarin dari minyak ikan sarden adalah sebagai berikut:
• Return On Investment (ROI)
• Pay Out Time (POT)
• Break Event Point (BEP)
• Internal Rate Of Return (IRR)
Sedangkan untuk menghitung faktor-faktor di atas perlu diadakan
penaksiran beberapa hal yang menyangkut administrasi perusahaan dan jalannya
proses, yaitu diantaranya:
11.1 Faktor-Faktor Penentu
11.1.1 Faktor Capital Investment (FCI)
Yaitu modal yang dibutuhkan untuk mendirikan pabrik sebelum berproduksi,
terdiri dari:
1. Fixed Capital Investment (FCI)
a. Biaya Langsung (Direct Cost), meliputi:
− Harga Peralatan
− Instalasi alat
− Instrumentasi dan control
203
− Perpipaan
− Listrik
− Bangunan
− Tanah
− Fasilitas layanan
− Pengembangan lahan
b. Biaya Tak Langsung
- Enggineering
- Konstruksi
2. Working Capital Investment (WCI)
Yaitu modal untuk menjalankan pabrik yang berhubungan dengan laju
produksi, meliputi:
- Penyediaan bahan baku dalam waktu tertentu
- Utilitas dalam waktu tertentu
- Gaji dalam waktu tertentu
- Uang tunai
Sehingga: TCI = FCI + WCI
11.1.2 Total Ongkos Produksi
Total ongkos produksi adalah biaya yang digunakan untuk operasi pabrik
dan biaya penjualan produk, meliputi:
a. Biaya pembuatan, terdiri dari:
- Biaya produksi langsung (DPC)
204
- Biaya produksi tetap (FC)
- Biaya overhead pabrik
b. Biaya Umum (General Expenses), terdiri dari:
- Administrasi
- Distribusi dan pemasaran
- Litbang
Adapun ongkos total terbagi menjadi:
a. Ongkos Variabel (VC)
Yaitu segala biaya yang pengeluaran berbanding lurus dengan laju
produksi yang meliputi:
- Bahan baku per tahun
- Utilitas
- Pengemasan
- Gaji karyawan
- Pemeliharaan dan perbaikan
b. Ongkos Semi Variabel (SVC)
Yaitu biaya pengeluaran yang tidak berbanding lurus dengan laju
produksi, yang meliputi:
- Biaya umum
- Biaya laboratorium
- Operasi suplies
c. Ongkos Tetap (FC), tediri dari:
- Depresiasi
205
- Asuransi
- Pajak
- Bunga
11.1.3 Penaksiran Harga Alat
Harga suatu alat setiap saat akan berubah, tergantung pada perubahan
kondisi ekonomis. Untuk itu digunakan beberapa macam konversi harga alat
terhadap harga alat pada beberapa tahun yang lalu sehingga akan diperoleh harga
yang ekivalen dengan harga sekarang.
Harga alat dalam Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent industri didasarkan
pada data harga alat yang terdapat dalam literature, (Peter dan Timmerhaus dan
G.D.Ulrich). Untuk menaksirkan harga alat pada tahun 2010 digunakan
Rumus: Cx =k
x
II
x Ck
Dari perhitungan appendix E, didapatkan harga peralatan untuk Pabrik Bubuk
Detergent adalah Rp. Rp 18.341.223.000.
1. Penentuan Total Capital Investment (TCI)
A .Modal Langsung (DC)
- Harga Peralatan (E) = Rp 18.341.223.000
- Instalasi alat (57%E) = Rp. 10.454.497.110
- Instrumentasi dan control (18%E) = Rp. 3.301.420.140
- Perpipaan (66%E) = Rp. 12.105.207.180
- Listrik (15%E) = Rp. 2.751.183.450
- Bangunan + tanah (APP.E) = Rp. 1.860.000.000
- Fasilitas layanan (20%E) = Rp. 3.668.244.600
206
- Pengembangan lahan (10%E) = Rp. 1.834.122.300
Total Direct Cost (DC) = Rp. 54.315.897.780
B.Modal Tak Langsung (IC)
- Engineering (5%DC) = Rp. 2.715.794.889
- Bahan kontruksi (7% DC) = Rp. 3.802.112.844,6
Total Indirect Cost (IC) = Rp 6.517.907.733,6
C.Total Plant Cost (TPC)
Total TPC (DC + IC) = Rp 60.833.805.513,6
D. Modal Tetap (FCI)
- Biaya kontraktor (20% TPC) = Rp 12.166.761.102,72
- Biaya tak terduga (25% TPC) = Rp 15.208.451.378,4
Total Fix Capital Investment = Rp 27.375.212.481,12
E .Modal Kerja (WCI)
Work Capital Investment (WCI) = 15% FCI
Total Capital Investment (TCI) = WCI + FCI
WCI = Rp. 4.106.281.872,168
TCI = WCI + FCI
= Rp. 4.106.281.872,168 + Rp 27.375.212.481,12
TCI = Rp 31.481.494.353,288.
F . Modal perusahaan
- Modal sendiri 60% TCI = Rp 18.888.896.611,97
- Modal pinjaman 40% TCI = Rp 12.592.597.741,3152
Total Modal Perusahaan = Rp 31.481.494.353,288
207
Penentuan Total Product Cost (TPC)
Biaya produksi total = Biaya Manufaktur + Biaya Umum
4.1.Biaya manufaktur
a. Biaya Produksi Total (Direct Production Cost/DPC)
- Gaji karyawan 1 tahun =Rp. 3.720.000.000
- Bahan baku 1 tahun = Rp 125.419.025.001
- Biaya utilitas 1 tahun = Rp. 274.804.570,25
- Biaya pengemasan 1 tahun = Rp. 4.999.999.950
- Biaya lab.(15% gaji) = Rp. 558.000.000
- Pemeliharaan (10 % E) = Rp. 1.834.122.300
- Supervisi (10 % pemeliharaan) = Rp. 183.412.230
Total DPC = Rp. 136.989.364.051
b. Biaya Produksi Tetap (Fixed Production Cost/FPC)
- Depresiasi alat (10% E) = Rp. 1.834.122.300
-Depresi bangunan (3,2%FCI) = Rp. 876.006.799,4
- Pajak kekayaan ( 2% FCI ) = Rp. 547.504.249,6
- Asuransi ( 1% FCI ) = Rp 273.752.124,8
- Bunga bank (20% modal pinjaman = Rp. 2.518.519.548,23
Total FPC = Rp. 6.049.905.022
c. Biaya Overhead
Biaya Overhead = 25% (Gaji + Pemeliharaan)
= Rp. 1.388.530.575
Total biaya manufaktur = Rp. 144.427.799.648
208
11.2. Biaya Umum (general Expenses/GE)
- Administrasi (18% gaji + pemeliharaan ) = Rp. 999.742.014
- Distribusi (biaya administrasi ) = Rp. 999.742.014
Total GE = Rp. 1.999.484.028
Total biaya produksi = biaya manufaktur + biaya umum
= Rp. 140.956.606.355,25+ Rp1.999.484.028.
=Rp. 146.427.283.676
2. Analisa Profitabilitas
Asumsi yang diambil:
a. Modal yang digunakan terdiri dari:
- Modal sendiri 60% TCI
- Modal pinjaman 40% TCI
b. Bunga kredit = 15% per tahun
Masa konstruksi:
Tahun I = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman
Tahun II = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman
C Pengembalian pinjaman dalam waktu 10 tahun
Umur pabrik 5 tahun
Kapasitas produksi:
Tahun I = 60% dari produksi total
Tahun II = 100% dari produksi total
Pajak penghasilan = 30% per tahun
209
Menghitung Total Investasi:
Laba Untuk Kapasitas Pabrik 100%
Pajak = 30% per tahun
Laba Kotor = Total penjualan (S)– Biaya produksi total
= Rp 159.999.998.400. - Rp. 146.427.283.676
= Rp. 13.572.714.724
Pajak penghasilan (1-30% )
Laba Bersih = Rp. 13.572.714.724 x (1-30%)
= Rp 9.500.900.306,8
CA = Laba bersih + Depresiasi alat
= Rp 9.500.900.306,8 + Rp. 1.834.122.300
= Rp. 11.335.022.606,8
Menghitung Penilaian Investasi:
1. POT
FCI = Rp 27.375.212.481,12
CA = Rp. 11.335.022.606,8
POT = tahun1FlowCash
FCI×
= tahun1022.606,8Rp.11.335.
.481,1227.375.212Rp.×
= 2,4 tahun
210
2. ROT
Pajak = 30%
Laba kotor = Rp. 13.572.714.724
Laba bersih = Rp. 9.500.900.306,8
FCI = Rp. 27.375.212.481,12
- ROI sebelum pajak
ROIBT = %100FCI
KotorLaba×
= %100.481,1227.375.212Rp..72413.572.714Rp.
×
= 49,6 %
- ROI sesudah pajak
ROIAT = %100FCI
bersihLaba×
= %100.481,1227.375.212306,89.500.900.
×
= 34,7%
3. BEP
BEP adalah titik dimana jika tingkat kapasitas pabrik berada pada titik
tersebut maka pabrik tidak untung dan tidak rugi atau harga penjualan sama
dengan biaya produksi.
BEP =VCSVCS
SVCFPC−−
+)7,0(
.3,0 x 100 %
1. Biaya tetap = Rp. 6.049.905.022
2. Biaya Variabel (VC):
211
- Bahan baku per tahun = Rp 125.419.025.001
- Utilitas = Rp 274.804.570,25
- Pengemasan = Rp 4.999.999.950
- Gaji karyawan = Rp 3.720.000.000
- Pemeliharaan dan perbaikan = Rp 1.834.122.300
- Total VC = Rp 136.247.951.821
3. Biaya Semi Variabel (SVC)
- Biaya umum = Rp 1.999.484.028
- Biaya laboratorium = Rp 558.000.000
- Operasi suplies = Rp 183.412.230
- Biaya overhead = Rp 1.388.530.575
Total SVC = Rp 4.129.426.833
4. Harga penjualan (S) = Rp. 159.999.998.400
BEP = %100VC-0,7SVC-S
SVC0,3FPC×
+
= %1001.821136.247.95)8334.129.426.7,0(8.400159.999.99
)8334.129.426.3,0(0226.049.905.×
−×−×+
= 34,94%
Titik BEP terjadi pada kapasitas produksi:
= 34,94 % x 20.000 ton/tahun
= 6.988 ton/tahun
Nilai BEP untuk pabrik Bubuk Detergent berada diantara 30-60%,
maka nilai BEP memadai. Untuk produksi Tahun I kapasitas pabrik 85% dari
kapasitas sesungguhnya, sehingga keuntungannya adalah:
212
BEP-100)kapasitas-(100-BEP)100(
PBPBi −
=
Dimana:
PBi = Keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)
PB = Keuntungan pada kapasitas 100%
% Kap = % kapasitas yang tercapai
022.606,8Rp.11.335.PBi =
)34,94100()85100()34,94100(
−−−−
PBi = Rp. 755.668.173,8
Sehingga Chas Flow setelah pajak untuk Tahun I:
CA = Laba bersih Tahun I + Depresiasi alat
= Rp. 755.668.173,8 + Rp. 1.834.122.300
= Rp. 2.589.790.473,8
4. Shut Down Point
SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik yang masih
boleh beroperasi.
SDP = %100VC-SVC-S
SVC0,3×
= %1001.821136.247.95-8334.129.426.-8.400159.999.99
8334.129.426.x0,3×
= 6,31 %
Titik Shut Down Point terjadi pada kapasitas:
= 6,31 % × 20.000 ton/tahun
= 1.262 ton/tahun
213
5. Net Present Value
Metode ini digunakan untuk menghitung selisih dari nilai penerimaan kas
bersih dengan nilai investasi sekarang.
Langkah-langkah menghitung NPV:
a. Menghitung CA0 (tahun Ke-0) untuk masa konstruksi 2 tahun
CA-2 = 40% × CA × (1 + i)2
= 40% × Rp. 2.589.790.473,8 × (1 + 0,2)2
= Rp. 1.491.719.312,91
CA-1 = 60% × CA × (1 + i)1
= 60% × Rp. 2.589.790.473,8 × (1 + 0,2)1
= Rp. 1.864.649.141,14
CA-O = (CA-2 - CA-1)
= Rp. 1.491.719.312,91 - Rp. 1.864.649.141,14
= - Rp 372.929.828,23
b. Menghitung NPV tiap tahun
NPV = CA × Fd
Fd = ni)1(1
+
Dimana:
NPV = Net Preaent Value
CA = Cash Flow setalah pajak
Fd = Faktor diskon
i = Tingkat bunga bank
n = Tahun ke-n
214
Tabel 11.1. Cash Flow Untuk NPV Selama 10 Tahun
Tahun Cash Flow/CA (Rp) Fd (i = 0,15) NPV
0 -372.929.828,23 1 -372.929.828,23
1 2.589.790.473,8 0,8696 2.252.081.796
2 11.335.022.606,8 0,7561 8.570.410.593
3 11.335.022.606,8 0,6575 7.452.777.364
4 11.335.022.606,8 0,5718 6.481.365.927
5 11.335.022.606,8 0,4972 5.635.773.240
6 11.335.022.606,8 0,4323 4.900.130.273
7 11.335.022.606,8 0,3759 4.260.834.998
8 11.335.022.606,8 0,3269 3.705.418.890
9 11.335.022.606,8 0,2843 3.222.546.927
10 11.335.022.606,8 0,2472 2.802.017.588
Nilai sisa 0 0,2472 0
WCI 4.106.281.872,17 0,2472 1.015.072.879
Total 49.925.500.647
Karena harga NPV positif, maka pabrik layak didirikan.
6. Internal Rate Of Return (IRR)
Metode yang digunakan untuk menghitung tingkat bunga pada investasi.
Harga IRR harus lebih tinggi dari tingkat bunga Bank sehingga harus dipenuhi
persamaan dibawah ni dengan cara trial.
215
IRR = i2 + )(NPVNPV
NPV12
21
1 ii −+
Dimana:
i1 = Besarnya bunga pinjam tahun ke-1 yang trial 15%
i2 = Besarnya bunga pinjam tahun ke-2 yang trial 24%
Tabel 11.15. Cash Flow Untuk IRR Selama 10 Tahun
Tahun Cash Flow/CA (Rp) Fd(i=0,15) NPV1 FD (0,24) PV2
0 -372.929.828,2 1 -372.929.828,2 1 -372.929.828,2
1 2.589.790.473,8 0,8696 2.252.081.796 0,8064 1.816.078.760
2 11.335.022.606,8 0,7561 8.570.410.593 0.6504 5.574.195.050
3 11.335.022.606,8 0,6575 7.452.777.364 0.5245 3.908.981.727,4
4 11.335.022.606,8 0,5718 6.481.365.927 0.4229 2.740.969.650,5
5 11.335.022.606,8 0,4972 5.635.773.240 0.3411 1.922.362.252,2
6 11.335.022.606,8 0,4323 4.900.130.273 0.2751 1.348.025.838,1
7 11.335.022.606,8 0,3759 4.260.834.998 0,2218 945.053.202,6
8 11.335.022.606,8 0,3269 3.705.418.890 0,1792 664.011.065,1
9 11.335.022.606,8 0,2843 3.222.546.927 0,1442 464.691.267
10 11.335.022.606,8 0,2472 2.802.017.588 0,1164 326.154.847,2
Nilai sisa 0 0,2472 0 0,1164 0
WCI 4.106.281.872,17 0,2472 1.015.072.879 0,1164 118.154.483,1
Jumlah
49.925.500.647
19.455.748.315
IRR = 15% + 221
1 (iNPVNPV
NPV+
-i 2 )
216
= 15% + %)15%24(.31519.455.748.64749.925.500
.64749.925.500−
+x
= 21,48%
Dengan besarnya IRR = 21,48% maka pabrik layak didirikan, karena IRR
> bunga bank (15%).
217
BAB XII
KESIMPULAN
Pra Rencana Bubuk Detergent dari DDB dan Oleum ini diharapkan akan
mencapai hasil yang maksimal sesuai dengan tujuan, sehingga dari hasil produksi
tersebut dapat memenuhi kebutuhan konsumen.
Lokasi pabrik margarin ini terletak di Rembang, Pasuruan, Jawa Timur
dengan mempertimbangkan tersedianya bahan baku dan mudah diperoleh serta
dekat dengan daerah pemasaran.
Ditinjau dari perhitungan analisa ekonomi terhadap Pabrik Bubuk
Detergent, maka diperoleh data sebagai berikut:
Total Capital Invesment (TCI) : Rp 27.375.212.481,12
Return Of Invesment (ROIBT) : 49,6 %
Return Of Invesment (ROIAT) : 34,7%
Play Out Time (POT) : 2,4 tahun
Internal Rate Of Return (IRR) : 21,48%
Break Even Point (BEP) : 34,94%
Maka dapat disimpulkan bahwa Pra Rencana Bubuk Detergent dari
DDB dan Oleum dengan kapasitas 20.000 Ton / Tahun layak untuk didirikan.
218
DAFTAR PUSTAKA
Brownell L.E. and Young F. H, Process Equipment Design, 1 st edition, JhonWilley & Sons, Inc, New York, 1959.
Brown G.G, Unit Operation, Jhon Willey & Sons, Inc, New York 1950
Bernadini, Fats and Oil Techonology, Vol. I & II, Rome, 1938
Coulson, J.M Richarson, J.F, Chemical Engineering, 1 st edition, Volume 6,Pergaman Press, Oxford, 1983
David, M. Himmelblau, Basic Principle And Calculation In ChemicalEngineering, 5th edition, Printice-Hill International, Inc
Daniel Swern, Bayley’s Industri Oil and Fat Product, 3 th edition, InterscienccePublisher, a Division of Jhon Willey and Sons, New York
Faith W.L Keyes D.B and Chark R.L, Industry Chemical, 2th edition, Jhon Willey& Sons, Inc, New York 1986
Geonkoplis C.J, Transport Process and Unit Operation , 3 th edition, Allyn &Bacon, Inc , Boston 1983
Hawley G. Genssner, The Condensed Chemical Dictionary, 10 th edition VanNostrand Reinhold Company, New York 1981
Hesse C. Herman, Process Equipment Design, D. Van Nostrand ReinholdCompany, Inc, New York 1959
Hougen O.A, Watson K.M, Chemical Process Principle 2nd edition, New York,1960
Kern D.Q Process Heat Transfer, 2nd edition Mc Graw Hill, Singapore, 1988
Kirk R.F, and Othmer D.F Encyclopedia Of Chemical Technology, Volume 1,2nd edition Jhon Willey & Sons, Inc, New York 1972
Ludwig E.E Applied Process Design For Chemical and Petrochemical Plants,Volume II, Guff Publishing Company, Houston, 1961
Mc. Cabe, Operasi Teknik Kimia, Jilid 1 Edisi 4, Penerbit Erlangga, Jakarta 1994Perry R.H. and Don Green, Chemical Engineering Hand Book, 6nd edition, Mc
Graw Hill, Singapore, 1984
219
Peters M.S and K.D Timmerhaus, Plant Design And Economic For ChemicalEngineering, 4nd edition, Mc Graw Hill, company, inc
Robert E. Treyball, Mass Transfer Operation, 3nd edition, Mc Graw Hill,Singapore, 1985
Ulrich G.D, A. Guide To Chemical Engineering Process Design And Economic,Jhon Willey & Sons, Inc, New York 1984
Van Ness H.C, Intoduction to Chemical Engineering Termodynamics, 5nd
edition, Mc Graw Hill Book Company, Inc, Singapore , 1996
Vilbrant FC and Dryden CE, Chemical Engineering Plant Design, 4nd edition,Mc Graw Hill, Company, Tokyo
220
Sulfonator
DDB Oleum
Netralizer
APPENDIK A
NERACA MASSA
Kapasitas pabrik = 20.000 ton/tahun.
Kapasitas produksi = 20.000thnton x 1000
tonkg x
hariton
3301 x
jamhari
241
= 2525,2525 Kg/jam produk
Basis = 2563,1313 kg/jam
10. Sulfonator
Dedocyl Benzene yang digunakan dengan kadar 95% (Davidson A. &
Mildwidsky, 95 ).
Komposisi DDB :
DDB = 95% x 2563,1313 = 2434,9747 Kg mol/jam
Benzene = 5 % x 2563,1313 = 128,1566 Kg mol/jam
2563,1313 Kg mol/jam
221
D D B O leum D D B S A
Kebutuhan Oleum:
Oleum yang digunakan berkadar 20% (Riegle’s Hand Book of Industrial
Chemistry, 466).
Komposisi Oleum:
SO3 = 20 % x 2563,1313 = 512,6263 Kg/jam
H2SO4 = 100% x 2563,1313 = 2563,1313 Kg/jam
Total 3075,7576 Kg/jam
Berat molekul:
− DDB = 246,4377
− DDBSA = 326,4999
− Benzene = 78,1143
− BSA = 158,1765
− SO3H2SO4 = 178,1396
− H2SO4 = 98,0774
Reaksi yang terjadi:
Reaksi utama:
CH3-(CH2)10 + SO3 H2SO4 CH3-(CH2)10 SO3H + H2SO4
Konversi reaksi 90% (Riegel’s Hand Book of Industrial Chemistry, 466).
DDB tersedia = 2434,9747 kg/jam.
DDB yang bereaksi = 90% x 2434,9747 = 2191,4772 Kg/jam
DDB sisa reaksi = 2434,9747 – 2191,4772 Kg/jam.
= 243,4975 Kg/jam
222
Benzene O leum B enzen e S u lfon ic A cid Sulfuric Acid
Oleum yang dibutuhkan = 2191,4772/246,4377 x 178,1396
= 1584,1281 Kg/jam
DDBSA terbentuk = 2191,4772/246,4377 x 326,4999
= 2903,4400 Kg/jam
H2SO4 terbentuk = 2191,4772/246,4377 x 98,0774
= 872,1652 Kg/jam.
Reaksi samping:
+ SO3 H2SO4 SO3 H + H2SO4
Konversi reaksi 78% (Unit Processes in Organic Synthesis, 310).
Benzene yang tersedia 128,1566 Kg/jam.
Benzene yang bereaksi = 78% x 128,1566 = 99,9622 Kg/jam
Benzene sisa = 128,1566 – 99,9622 = 28,1944 Kg/jam
Oleum yang dibutuhkan = 99,9622/78,1143 x 178,1396 = 227,9637 Kg/jam
BSA terbentuk = 99,9622/78,1143 x 158,1765 = 202,4171Kg/jam.
H2SO4 = 99,9622/78,1143 x 98,0774 = 125,5088 Kg/jam
Sehingga :
Total Oleum dibutuhkan = 1584,1281 + 227,9637 = 1812,0918 Kg/jam
Ekses 10% = 1,1 x 1812,0918 = 1263,6659 Kg/jam
SO3 yang ada = 20% x 1993,3010 = 398,6602 Kg/jam
H2SO4 yang ada = 1263,6659 – 398,6602 = 865,0057 Kg/jam
H2SO4 total keluar Reaktor = 1862,6797 + 125,5088 + 872,1652
= 1862,6797 Kg/jam
223
Sulfator
L.ADDBSA
Netralizer Reaktor
Ringkasan Neraca Massa di Sulfonator:
Massa Masuk Massa Keluar
− Larutan DDB dari T. Penampung:
DDB = 2434,9747
Benzene = 128,1566
= 2563,1313
− Oleum dari T. Penampung:
SO3 = 512,6263
H2SO4 = 2563,1313
= 3075,7576
Larutan DDBSA ke Sulfator
DDBSA = 2903,4401
DDB = 243,4975
BSA = 202,4171
Benzene = 28,1944
SO3 = 398,6602
H2SO4 = 1862,6797
Total = 5638,8889 Total = 5638,8889
11. Sulfator
Komposisi larutan:
DDBSA = 2903,4401 Kg/jam
DDB = 243,4975 Kg/jam
BSA = 202,4171 Kg/jam
Benzene = 28,1944 Kg/jam
224
SO3 = 398,6602 Kg/jam
H2SO4 = 1862,6797 Kg/jam
= 5638,8889 Kg/jam
Jumlah Lauryl Alkohol yang digunakan dengan perbandingan:
DDB : LA = 1 : 1, (Sherves, 542).
Sehingga: LA = 2434,9747 Kg/jam
Lauryl Alkohol dipasaran umumnya berkadar 98% (Merek standard, 530).
H2O dalam larutan Lauryl Alkohol = 2/98 x 2434,9747 = 49,6934 Kg/jam.
Komposisi larutan Lauryl Alkohol:
LA = 2434,9747 kg/jam
H2O = 49,6934 kg/jam
= 2484,6681 Kg/jam
Reaksi yang terjadi:
CH3-(CH2)10-CH2OH + SO3 CH3-(CH2)10-CH2OSO3H .............(i)
L.A LAS
CH3-(CH2)10-CH2OH + H2SO4 CH3-(CH2)10-CH2OSO3H + H2O ...(ii)
Konversi reaksi 90% (Groggins. PH, 332)
Berat molekul:
LA = 186,3386
SO3 = 80,0622
H2SO4 = 98,0774
H2O = 18,0152
LAS = 266,4008
225
LA yang dapat bereaksi = 90/100 x 2434,9747 = 2191,4772 Kg/jam
LA sisa reaksi = 2434,9747 – 2191,4772 = 243,4975 Kg/jam
SO3 yang ada = 398,6602 / 80,0622 = 4,9794 Kg/jam
LA yang bereaksi pada reaksi (i) = 398,6602 / 80,0622 x 186,3386
= 349,5973 Kg/jam
LAS yang terbentuk pada reaksi (i) = 398,6602 / 80,0622 x 266,4008
= 499,8052 Kg/jam
LA yang bereaksi pada reaksi (ii) = 2191,4772 – 349,5973
= 1841,8799/186,3386 Kg/jam
H2SO4 yang bereaksi pada reaksi (ii) = 1841,8799/186,3386 x 98,0774
= 969,4545 Kg/jam
LAS yang terbentuk pada reaksi (ii) =1841,8799/186,3386 x 266,4008
= 2633,2616 Kg/jam
H2O yang terbentuk pada reaksi (ii) = 1841,8799/186,3386 x 18,0152
= 178,0728 Kg/jam
Total LAS yang terbentuk = 499,8052 + 2633,2616 = 3133,3268 Kg/jam
H2SO4 sisa reaksi = 1598,1204 – 969,4545 = 628,6890 Kg/jam
H2O total keluar reaktor = 178,0728 + 49,6934 = 227,8683 kg/jam
Ringkasan Neraca Massa di Sulfator
Massa Masuk Massa Keluar
− Larutan DDBSA dari Sulfonator:
DDBSA = 2903,4401
DDB = 243,4975
Larutan Asam ke Netralizer
DDBSA = 2903,4401
BSA = 202,4171
226
Netralizer
Larutan Asam dari Sulfator NaOH
Larutan Surfactant ke Mixer Tank
BSA = 202,4171
Benzene = 28,1944
SO3 = 398,6602
H2SO4 = 1862,6797
= 5638,8889
Larutan L.A dari T. Penampung:
LA = 2434,9747
H2O = 49,6934
= 2484,6681
LAS = 3133,3268
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
H2SO4 = 628,6890
H2O = 227,8683
Total = 7610,9307 Total = 7610,9307
12. Netralizer
Komposisi larutan :
DDBSA = 2903,4401 Kg/jam
DDB = 243,4975 Kg/jam
LAS = 3133,3268 Kg/jam
BSA = 202,4171 Kg/jam
Benzene = 28,1944 Kg/jam
227
LA = 243,4975 Kg/jam
H2SO4 = 628,6890 Kg/jam
H2O = 227,8683 Kg/jam
= 7610,9307 Kg/jam
Larutan asam yang masuk dinetralkan dengan sejumlah larutan NaOH
dengan kadar 25% dan pH larutan keluar Netralizer 7 (Davidson A. and
Mildwidsky, 93).
Larutan NaOH dipasarkan umumnya dengan kadar 48% (Produk PT.
Industri Soda Indonesia Waru, Yellow Pages).
Reaksi yang terjadi:
CH3-(CH2)10 SO3H + NaOH CH3-(CH2)10 SO3- Na+ + H2O
DDBSA SDDBS Air
Berat molekul:
DDBSA = 326,4999
SDDBS = 348,4848
NaOH = 39,9971
H2O = 18,0152
Anggapan: reaksi sempurna.
DDBSA yang bereaksi = 2903,4401/326,4999 = 8,8926 Kg/jam
NaOH yang dibutuhkan = 2903,4401/326,4999 x 39,9971
= 355,6791 Kg/jam
SDDBS yang terbentuk = 2903,4401/326,4999 x 348,4818
= 3098,9249 Kg/jam
228
H2O yang terbentuk = 2903,4401/326,4999 x 18,0152
=160,2024 Kg/jam
SO3H + NaOH - SO3Na + H2O
BSA SBS Air
Berat molekul:
BSA = 158,1765 SBS = 180,1584
NaOH = 39,9971 H2O = 18,0152
Anggapan: Reaksi sempurna.
BSA yang bereaksi = 202,4171/158,1765 Kg/Jam
NaOH yang dibutuhkan = 202,4171/158,1765 x 39,9971
= 51,1840 Kg/jam
SBS yang terbentuk = 202,4171/158,1765 x 180,1584
= 230,5472 Kg/jam
H2O yang terbentuk = 202,4171/158,1765 x 18,0152
= 23,0590 Kg/jam
CH3-(CH2)11OSO3H + NaOH CH3-(CH2)11OSO3- Na+ + H2O
LAS SLAS Air
Berat molekul:
LAS = 266,4008 SLAS = 288,3827
NaOH =39,9971 H2O = 18,0152
Anggapan: reaksi sempurna.
LAS yang bereaksi = 3133,3268/266,4008 Kg/jam
NaOH yang dibutuhkan = 3133,3268/266,4008 x 39,9971
229
= 470,4340 Kg/jam
SLAS yang terbentuk = 3133,3268/266,4008 x 288,3827
= 3391,8739 Kg/jam
H2O yang terbentuk = 3133,3268/266,4008 x 18,0152
= 211,8894 Kg/jam
H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O
As. Sulfat Na. Hidroksida Na. Sulfat Air
Berat Molekul
H2SO4 = 98,0774 Na2SO4 = 142,0412
NaOH = 39,9971 H2O = 18,0152
Anggapan: Reaksi sempurna.
H2SO4 yang dibutuhkan = 628,6890/98,0774 Kg/jam
NaOH yang dibutuhkan = 628,6890/98,0774 x 39,9971
= 512,7734 Kg/jam
Na2SO4 yang terbentuk = 628,6890/98,0774 x 142,0412
= 910,4835 Kg/jam
H2O yang terbentuk = 628,6890/98,0774 x 2 x 18,0152
= 230,9596 Kg/jam
Sehingga total NaOH yang dibutuhkan:
355,6791 + 51,1840 + 470,4340 + 512,7734 = 1390,0705 Kg/jam
NaOH yang masuk dengan kadar 25%.
H2O yang ada dalam larutan NaOH 25%.
75/25 x 1390,0705 = 4170,2115 Kg/jam.
230
H2O total keluar reaktor:
= 227,8683 + 160,2024 + 23,0590 + 211,8894 + 230,9596 + 4170,2115
= 5024,1938 Kg/jam
H2O yang ada dalam larutan NaOH 48%:
52/48 x 1390,0705 = 1505,9097 Kg/jam.
H2O proses yang dibutuhkan untuk pengenceran:
4170,2115 – 1505,9097 = 2664,3018 Kg/jam.
Ringkasan Neraca Massa di Netralizer
Massa Masuk Massa Masuk
− Larutan dari Sulfator
DDBSA = 2903,4401
DDB = 243,4975
LAS = 3133,3268
BSA = 202,4171
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
H2SO4 = 628,6890
H2O = 227,8683
= 7610,9307
− Lart. NaOH 25% dari T. penampung:
NaOH = 1390,0705
H2O = 4170,2115
= 5560,2820
Larutan Surfactant ke Mixer Tank
SDDBS = 3098,9249
SBS = 230,5472
SLAS = 3391,8739
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
Na2SO4 = 910,4835
H2O = 5024,1938
231
Mixer Tank
Surfactant Builder & Additive
Liquid Detergent
H2O
Total = 13171,2127 Total = 13171,2127
Ringkasan Neraca Massa di Tangki Pengencer
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Storage NaOH
NaOH = 1390,0705
H2O = 1505,9097
= 2895,9802
Air proses dari unit utilitas:
H2O = 2664,3018
Ke Netralizer:
NaOH = 1390,0705
H2O = 4170,2115
Total = 5560,2820 Total = 5560,2820
13. Mixer Tank
Umpan masuk:
SDDBS = 3098,9249 Kg/jam
SBS = 230,5472 Kg/jam
SLAS = 3391,8739 Kg/jam
DDB = 243,4975 Kg/jam
232
Benzene = 28,1944 Kg/jam
LA = 243,4975 Kg/jam
Na2SO4 = 910,4835 Kg/jam
H2O = 5024,1938 Kg/jam
= 13171,2127 Kg/jam
Builder dan additive: (Sesuai Riegel’s hand Book of Industrial Chemistry, 477)
1. Builder
a) Sodium sulfat (Na2SO4)
Fungsinya untuk memudahkan proses granulasi dan pengeringan
pada Spray Dryer.
Na2SO4/SDDBS = 1,6
Na2SO4 = 1,6 x 3098,9249 = 4958,2798 Kg/jam
Na2SO4 yang ada = 910,4835 Kg/jam.
Na2SO4 yang dibutuhkan = 4958,2798 – 910,4835
= 4047,7963 Kg/jam
Kadar air = 0,1%
H2O yang ada = 0,1/99,9 x 4047,7963 = 4,0519 kg/jam
b) Sodium Tripolyphospat (Na5P3O10)
Fungsinya sebagai water softener untuk menangkap ion Ca2+ dan Mg2+
STTP/SDDBS = 2,2
STTP = 2,2 x 3098,9249 = 6817,6348 Kg/jam
Kadar air STTP = 1% (The Condensad Chemical Dictionary, 600).
H2O yang ada = 1/99 x 6817,6348 = 68,8650 Kg/jam
233
c) Sodium Carbonat (Na2CO3)
Fungsinya sebagai water softener untuk mengendapkan material berat.
Na2CO3/SDDBS = 0,6
Na2CO3 = 0,6 x 3098,9249 = 1859,3549 Kg/jam
Kadar air Na2CO3 = 1% (The Condensad Chemical Dictionary, 600)
H2O yang ada = 1/99 x 1859,3549 = 18,7813 Kg/jam
2. Additive (Zat tambahan)
a) Sodium Silikat (Na2SiO3)
Sebagai emulsifikasi, buffering dan anti redoposisi (anti pengendapan).
Na2SiO3/SDDBS = 0,72
Na2SiO3 = 0,72 x 3098,9249 = 2231,2260 Kg/jam
Kadar air Na2SiO3 = 0,5 % (The Condensad Chemical Dictionary, 600)
H2O yang ada = 0,5/99,5 x 2231,2260 = 21,3032 Kg/jam
b) Sodium Carboxymethyl Cellulosa (Na-CMC)
Untuk menjernihkan pakaian, memisahkan dan mengendapkan
tanah yang menempel pada pakaian.
Na-CMC/SDDBS = 0,12
Na-CMC = 0,12 x 3098,9249 = 371,8710 Kg/jam
Kadar air Na-CMC = 0,5%
H2O yang ada = 0,5/99,5 x 371,8710 = 1,8688 Kg/jam
Total H2O :
= 5024,1938 + 4,0519 + 68,8650 + 18,7813 + 21,3032 + 1,8688
= 5139,0640 Kg/jam
234
Air proses yang digunakan untuk proses pelumatan :
H2O/SDDBS = 0,6
H2O = 0,6 x 3098,9249 = 1859,3550 Kg/jam
Total H2O keluar Mixer = 1859,3550 + 5139,0640
= 6998,4190 Kg/jam
Ringkasan Neraca Massa di Mixer Tank
Massa Masuk Massa Keluar
Larutan Surfactant Dari Netralizer:
SDDBS = 3098,9249
SBS = 230,5472
SLAS = 3391,8739
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
Na2SO4 = 910,4835
H2O = 5024,1938
= 13171,2127
Dari Storage Builder:
− Sodium Sulfat Tangki Penampung
Na2SO4 = 4047,7963
H2O = 4,0519
− STTP dari Tangki Penampung
Na5P3O10 = 6817,6348
Liquid ke Spry Dryer
SDDBS = 3098,9249
SBS = 230,5472
SLAS = 3391,8739
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
Na2SO4 = 4958,2798
Na5P3O10 = 6817,6348
Na2CO3 = 1859,3549
Na2SiO3 = 2231,2260
Na-CMC = 371,8710
H2O = 6998,4190
235
Liquid Detergent
Udara
Bubuk Detergent
Udara
H2O = 68,8650
− Sodium Carbonat T. Penampung
Na2CO3 = 1859,3549
H2O = 18,7813
Dari Storage Additive:
− Sodium Silikat T. Penampung
Na2SiO3 = 2231,2260
H2O = 21,3032
− Na-CMC dari T. Penampung
Na-CMC = 371,8710
H2O = 1,8688
Air Proses dari Unit Utilitas
H2O = 1859,3550
Total = 30473,3209 Total = 30473,3209
14. Spray Dryer
236
Komposisi umpan masuk:
SDDBS = 3098,9249 Kg/jam
SBS = 230,5472 Kg/jam
SLAS = 3391,8739 Kg/jam
DDB = 243,4975 Kg/jam
Benzene = 28,1944 Kg/jam
LA = 243,4975 Kg/jam
Na2SO4 = 4958,2798 Kg/jam
Na5P3O10 = 6817,6348 Kg/jam
Na2CO3 = 1859,3549 Kg/jam
Na2SiO3 = 2231,2260 Kg/jam
Na-CMC = 371,8710 Kg/jam
H2O = 6998,4190 Kg/jam
= 30473,3209 Kg/jam
Udara pengering yang digunakan dihitung pada neraca panas.
− Produk detergent dikeringkan hingga kadar 1 – 3 % ditetapkan = 2 %.
(Riegel’s hand Book of Industrial Chemistry, 479).
− Titik didih benzene 80,1 0C (Condensed Chemical Dictionary).
Anggapan : Total benzene teruapkan.
Produk anhydrous detrgent:
30473,3209 – 28,1944 – 6998,4190 = 23446,7075 Kg.
Misal: X = Berat H2O dalam produk detergent.
237
Kadar air produk:
X/(x + 23446,7075) = 2/100 = 0,02
0,02x + 468,9342 = X
0,98X = 468,9342 = 478,5043 Kg/jam
Jadi berat H2O dalam produk = 478,5043 Kg/jam
Total produk kering = 478,5043 + 23446,7075 = 23925,2118 Kg/jam
H2O yang menguap = 6998,4190 – 478,5043 = 6519,9147 Kg/jam
Sehingga loss produk = 0,5 % x 23925,2118 = 119,6261 kg/jam
Komposisi loss produk ke Cyclone:
SDDBS = 3098,9249/23925,2118 x 119,6261 = 15,4946 Kg/jam
SBS = 230,5472/23925,2118 x 119,6261 = 1,1527 Kg/jam
SLAS = 3391,8739/23925,2118 x 119,6261 = 16,9594 Kg/jam
DDB = 243,4975/23925,2118 x 119,6261 = 1,2175 Kg/jam
LA = 243,4975/23925,2118 x 119,6261 = 1,2175 Kg/jam
Na2SO4 = 4958,2798/23925,2118 x 119,6261 = 24,7914 Kg/jam
Na5P3O10 = 6817,6348/23925,2118 x 119,6261 = 34,0882 Kg/jam
Na2CO3 = 1859,3549/23925,2118 x 119,6261 = 9,2968 Kg/jam
Na2SiO3 = 2231,2260/23925,2118 x 119,6261 = 11,1561 Kg/jam
Na-CMC = 371,8710/23925,2118 x 119,6261 = 1,8594 Kg/jam
H2O = 478,5043 /23925,2118 x 119,6261 = 2,3925 Kg/jam
= 119,6261 Kg/jam
Komposisi Produk ke Rotary Cooler:
SDDBS = 3098,9249 – 15,4946 = 3083,4303 Kg/jam
238
SBS = 230,5472 – 1,1527 = 229,3945Kg/jam
SLAS = 3391,8739 – 16,9594 = 3374,9145 Kg/jam
DDB = 243,4975 – 1,2175 = 242,2800 Kg/jam
LA = 243,4975 – 1,2175 = 242,2800 Kg/jam
Na2SO4 = 4958,2798 – 24,7914 = 4933,4884 Kg/jam
Na5P3O10 = 6817,6348 – 34,0882 = 6783,5466 Kg/jam
Na2CO3 = 1859,3549 – 9,2968 = 1850,0851Kg/jam
Na2SiO3 = 2231,2260 – 11,1561 = 2220,0699 Kg/jam
Na-CMC = 371,8710 – 1,8594 = 370,0116 Kg/jam
H2O = 478,5043 – 2,3925 = 476,1118 Kg/jam
= 23805,5857 Kg/jam
Ringkasan Neraca Massa di Spray Dryer
Massa Masuk Massa Keluar
Liquid dari Mixer Tank
SDDBS = 3098,9249
SBS = 230,5472
SLAS = 3391,8739
DDB = 243,4975
Benzene = 28,1944
LA = 243,4975
Na2SO4 = 4958,2798
Na5P3O10 = 6817,6348
Na2CO3 = 1859,3549
Loss Produk ke Cyclone
SDDBS = 15,4946
SBS = 1,1527
SLAS = 16,9594
DDB = 1,2175
Benzene = 28,1944
LA = 1,2175
Na2SO4 = 24,7914
Na5P3O10 = 34,0882
Na2CO3 = 9,2968
239
L o ss p ro d u k & U d ara
P ro d u k k e R o ta ry C o o le r
U da ra
Na2SiO3 = 2231,2260
Na-CMC = 371,8710
H2O = 6998,4190
Na2SiO3 = 11,1561
Na-CMC = 1,8594
H2O = 6522, 3072
= 6667,7352
Produk ke Rotary Cooler
SDDBS = 3083,4303
SBS = 229,3945
SLAS = 3374,9145
DDB = 242,2800
LA = 242,2800
Na2SO4 = 4933,4884
Na5P3O10 = 6783,5466
Na2CO3 = 1850,0851
Na2SiO3 = 2220,0699
Na-CMC = 370,0116
H2O = 476,1118
Total = 30473,3209 Total = 30473,3209
15. Cyclone 1
240
Total umpan masuk dari Spray dryer = 119,6261 Kg/jam
Anggapan : Efisiensi Cyclone 95%.
Produk ke Rotary Cooler total = 95/100 x 119,6261
= 113,6448 Kg/jam.
Komposisi produk ke Rotary Cooler:
SDDBS = 15,4946/119,6261 x 113,6448 = 14,7199 Kg/jam
SBS = 1,1527/119,6261 x 113,6448 = 1,0951 Kg/jam
SLAS = 16,9594/119,6261 x 113,6448 = 16,1114 Kg/jam
DDB = 1,2175/119,6261 x 113,6448 = 1,1566 Kg/jam
LA = 1,2175/119,6261 x 113,6448 = 1,1566 Kg/jam
Na2SO4 = 24,7914 /119,6261 x 113,6448 = 23,5518 Kg/jam
Na5P3O10 = 34,0882 /119,6261 x 113,6448 = 32,3838 Kg/jam
Na2CO3 = 9,2968 /119,6261 x 113,6448 = 8,8320 Kg/jam
Na2SiO3 = 11,1561 /119,6261 x 113,6448 = 10,5983 Kg/jam
Na-CMC = 1,8594 /119,6261 x 113,6448 = 1,7664 Kg/jam
H2O = 2,3925/119,6261 x 113,6448 = 2,2729 Kg/jam
= 113,6448 Kg/jam
Komposisi Produk ke udara bebas:
SDDBS = 15,4946 – 14,7199 = 0,7747Kg/jam
SBS = 1,1527 – 1,0951 = 0,0576 Kg/jam
SLAS = 16,9594 – 16,1114 = 0,8480Kg/jam
DDB = 1,2175 – 1,1566 = 0,0609 Kg/jam
LA = 1,2175 – 1,1566 = 0,0609 Kg/jam
241
Na2SO4 = 24,7914 – 23,5518 = 1,2396 Kg/jam
Na5P3O10 = 34,0882 – 32,3838 = 1,7044 Kg/jam
Na2CO3 = 9,2968 – 8,8320 = 0,4648 Kg/jam
Na2SiO3 = 11,1561 – 10,5983 = 0,5578 Kg/jam
Na-CMC = 1,8594 – 1,7664 = 0,0930 Kg/jam
H2O = 2,3925 – 2,2729 = 0,1196 Kg/jam
= 5,9813 Kg/jam
Ringkasan Neraca Massa di Cyclone 1
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Spray Dryer:
SDDBS = 15,4946
SBS = 1,1527
SLAS = 16,9594
DDB = 1,2175
Benzene = 28,1944
LA = 1,2175
Na2SO4 = 24,7914
Na5P3O10 = 34,0882
Na2CO3 = 9,2968
Na2SiO3 = 11,1561
Na-CMC = 1,8594
H2O = 6522,3072
Udara bebas:
SDDBS = 0,7747
SBS = 0,0576
SLAS = 0,8480
DDB = 0,0609
Benzene = 28,1944
LA = 0,0609
Na2SO4 = 1,7044
Na5P3O10 = 0,4648
Na2CO3 = 1,2396
Na2SiO3 = 0,5578
Na-CMC = 0,0930
H2O = 6520,0343
242
Udara
Rotary Cooler
Udara
Umpan Produk
Produk ke Rotary Cooler:
SDDBS = 14,7199
SBS = 1,0951
SLAS = 16,1114
DDB = 1,1566
LA = 1,1566
Na2SO4 = 23,5518
Na5P3O10 = 32,3838
Na2CO3 = 8,8320
Na2SiO3 = 10,5983
Na-CMC = 1,7664
H2O = 2,2729
Total = 6667,7352 Total = 6667,7352
16. Rotary Cooler
Umpan masuk Rotary Cooler total:
23805,5857 + 113,6448 = 23919,2337 Kg/jam
Komposisi umpan masuk:
SDDBS = 3083,4303 + 14,7199 = 3098,1501 Kg/jam
243
SBS = 229,3945 + 1,0951 = 230,4895 Kg/jam
SLAS = 3374,9145 + 16,1114 = 3391,0260 Kg/jam
DDB = 242,2800 + 1,1566 = 243,4366 Kg/jam
LA = 242,2800 + 1,1566 = 243,4366 Kg/jam
Na2SO4 = 4933,4884 + 23,5518 = 4957,0402 Kg/jam
Na5P3O10 = 6783,5466 + 32,3838 = 6815,9304 Kg/jam
Na2CO3 = 1850,0851 + 8,8320 = 1858,8901 Kg/jam
Na2SiO3 = 2220,0699 + 10,5983 = 2230,6682 Kg/jam
Na-CMC = 370,0116 + 1,7664 = 371,7781 Kg/jam
H2O = 476,1118 + 2,2729 = 478,3847 Kg/jam
= 23919,2305 kg/jam
Udara yang digunakan untuk pendingin dihitung di neraca panas.
Anggapan: Loss produk ke Cyclone 0,5 % dari umpan masuk.
Total Loss produk = 0,5/100 x 23919,2305 =119,5962 Kg/jam
Komposisi Loss Produk ke Cyclone 2:
SDDBS = 3098,1501/23919,2305 x 119,5962 = 15,4908 Kg/jam
SBS = 230,4895/23919,2305 x 119,5962 = 1,1524 Kg/jam
SLAS = 3391,0260/23919,2305 x 119,5962 = 16,9551Kg/jam
DDB = 243,4366/23919,2305 x 119,5962 = 1,2172 Kg/jam
LA = 243,4366/23919,2305 x 119,5962 = 1,2172 Kg/jam
Na2SO4 = 4957,0402/23919,2305 x 119,5962 = 24,7852 Kg/jam
Na5P3O10 = 6815,9304/23919,2305 x 119,5962 = 34,0797 Kg/jam
Na2CO3 = 1858,8901/23919,2305 x 119,5962 = 9,2945 Kg/jam
244
Na2SiO3 = 2230,6682/23919,2305 x 119,5962 = 11,1533 Kg/jam
Na-CMC = 371,7781/23919,2305 x 119,5962 = 1,8589 Kg/jam
H2O = 478,3847/23919,2305 x 119,5962 = 2,3919 Kg/jam
= 119,5962Kg/jam
Komposisi Produk detrgen ke Bin Produk:
SDDBS = 3098,1501 – 15,4908 = 3082,6594 Kg/jam
SBS = 230,4895 – 1,1524 = 229,3371 Kg/jam
SLAS = 3391,0260 – 16,9551 = 3374,0708 Kg/jam
DDB = 243,4366 – 1,2172 = 242,2195 Kg/jam
LA = 243,4366 – 1,2172 = 242,2195 Kg/jam
Na2SO4 = 4957,0402 – 24,7852 = 4932,2550 Kg/jam
Na5P3O10 = 6815,9304 – 34,0797 = 6781,8507 Kg/jam
Na2CO3 = 1858,8901 – 9,2945 = 1849,5956 Kg/jam
Na2SiO3 = 2230,6682 – 11,1533 = 2219,5148 Kg/jam
Na-CMC = 371,7781 – 1,8589 = 369,9192 Kg/jam
H2O = 478,3847 – 2,3919 = 475,9928 Kg/jam
= 23799,6343 Kg/jam
Ringkasan Neraca Massa di Rotary Cooler
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Spray Dryer:
SDDBS = 3083,4303
SBS = 229,3945
Debu ke Cyclone 2:
SDDBS = 15,4908
SBS = 1,1524
245
SLAS = 3374,9145
DDB = 242,2800
LA = 242,2800
Na2SO4 = 4933,4884
Na5P3O10 = 6783,5466
Na2CO3 = 1850,0851
Na2Sio3 = 2220,0699
Na-CMC = 370,0116
H2o = 476,1118
Produk debu Detergent dari Cyclone 1
SDDBS = 14,7199
SBS = 1,0951
SLAS = 16,1114
DDB = 1,1566
LA = 1,1566
Na2SO4 = 23,5518
Na5P3O10 = 32,3838
Na2CO3 = 8,8320
Na2SiO3 = 10,5983
Na-CMC = 1,7664
H2O = 2,2729
SLAS = 16,9551
DDB = 1,2172
LA = 1,2172
Na2SO4 = 24,7852
Na5P3O10 = 34,0709
Na2CO3 = 9,2945
Na2Sio3 = 11,1533
Na-CMC = 1,8589
H2o = 2,3919
Produk Detergent ke Bin:
SDDBS = 3082,6594
SBS = 229,3371
SLAS = 3374,0708
DDB = 242,2195
LA = 242,2195
Na2SO4 = 4932,2550
Na5P3O10 = 6781,8507
Na2CO3 = 1849,5956
Na2SiO3 = 2219,5148
Na-CMC = 369,9192
H2O = 475,9928
Total 23919,2305 Total 23919,2305
246
Loss produk & Udara
Produk
Udara17. Cyclone 2
Total umpan masuk dari Rotary Cooler =119,5962 Kg/jam.
Anggapan : Efisiensi Cyclone 95%.
Produk ke Rotary Cooler total = 95/100 x 119,5962
= 113,6164 Kg/jam
Komposisi Produk ke bin :
SDDBS = 15,4908/119,5962 x 113,6164 = 14,7162 Kg/jam
SBS = 1,1524/119,5962 x 113,6164 = 1,0948 Kg/jam
SLAS = 16,9551/119,5962 x 113,6164 = 16,1074 Kg/jam
DDB = 1,2172/119,5962 x 113,6164 = 1,1563 Kg/jam
LA = 1,2172/119,5962 x 113,6164 = 1,1563 Kg/jam
Na2SO4 = 24,7852/119,5962 x 113,6164 = 23,5460 Kg/jam
Na5P3O10 = 34,0709/119,5962 x 113,6164 = 32,3757 Kg/jam
Na2CO3 = 9,2945/119,5962 x 113,6164 = 8,8297 Kg/jam
Na2Sio3 = 11,1533/119,5962 x 113,6164 = 10,5957 Kg/jam
Na-CMC = 1,8589/119,5962 x 113,6164 = 1,7659 Kg/jam
247
H2o = 2,3919/119,5962 x 113,6164 = 2,2723 Kg/jam
=113,6164 Kg/jam
Komposisi produk ke udara bebas:
SDDBS = 15,4908 – 14,7162 = 0,7745 Kg/jam
SBS = 1,1524 – 1,0948 = 0,0576 Kg/jam
SLAS = 16,9551 – 16,1074 = 0,8478 Kg/jam
DDB = 1,2172 – 1,1563 = 0,0609 Kg/jam
LA = 1,2172 – 1,1563 = 0,0609 Kg/jam
Na2SO4 = 24,7852 – 23,5460 = 1,2393 Kg/jam
Na5P3O10 = 34,0709 – 32,3757 = 1,7040 Kg/jam
Na2CO3 = 9,2945 – 8,8297 = 0,4647 Kg/jam
Na2Sio3 = 11,1533 – 10,5957 = 0,5577 Kg/jam
Na-CMC = 1,8589 – 1,7659 = 0,0929 Kg/jam
H2o = 2,3919 – 2,2723 = 0,1196 Kg/jam
= 5,9798 Kg/jam
Ringkasan Neraca Massa di Cyclone 2
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Rotary Cooler:
SDDBS = 15,4908
SBS = 1,1524
SLAS = 16,9551
DDB = 1,2172
Ke Udara bebas:
SDDBS = 0,7745
SBS = 0,0576
SLAS = 0,8478
DDB = 0,0609
248
LA = 1,2172
Na2SO4 = 24,7852
Na5P3O10 = 34,0709
Na2CO3 = 9,2945
Na2Sio3 = 11,1533
Na-CMC = 1,8589
H2o = 2,3919
LA = 0,0609
Na2SO4 = 1,2393
Na5P3O10 = 1,7040
Na2CO3 = 0,4647
Na2Sio3 = 0,5577
Na-CMC = 0,0929
H2o = 0,1196
Produk ke Bin:
SDDBS = 14,7162
SBS = 1,0948
SLAS = 16,1074
DDB = 1,1563
LA = 1,1563
Na2SO4 = 23,5460
Na5P3O10 = 32,3757
Na2CO3 = 8,8297
Na2Sio3 = 10,5957
Na-CMC = 1,7659
H2o = 2,2723
Total = 119,5962 Total = 119,5962
249
Detergent Parfum
Produk Detergent ke Packer
18. Gudang Produk
Jumlah total detergent = 23799,6343 + 113,6164
= 23913,2507 Kg/jam
Parfum yang digunakan antara 2 – 15 % dari total produk detergent (Riegel’s
Hand Book of Industrial Chemistry, 479).
Ditetapkan: 2 % dari total produk.
Sehingga:
Parfum = 2/100 x 23913,2507
= 478,2650 Kg/jam
Komposisi produk ke Storage Produk:
SDDBS = 3082,6594 + 14,7162 = 3097,3756 Kg/jam
SBS = 229,3371 + 1,0948 = 230,4319 Kg/jam
SLAS = 3374,0708 + 16,1074 = 3390,1782 Kg/jam
DDB = 242,2195 + 1,1563 = 243,3758 Kg/jam
LA = 242,2195 + 1,1563 = 243,3758 Kg/jam
Na2SO4 = 4932,2550 + 23,5460 = 4955,8010 Kg/jam
Na5P3O10 = 6781,8507 + 32,3757 = 6814,2264 Kg/jam
250
Na2CO3 = 1849,5956 + 8,8297 = 1858,4252 Kg/jam
Na2SiO3 = 2219,5148 + 10,5957 = 2230,1105 Kg/jam
Na-CMC = 369,9192 + 1,7659 = 371,6851 Kg/jam
H2O = 475,9928 + 2,2723 = 478,2651 Kg/jam
Parfum = 478,2650 Kg/jam
24391,5157 Kg/jam
Ringkasan Neraca Massa di Gudang Produk
Massa Masuk Massa Keluar
Dari Rotary Cooler :
SDDBS = 3082,6594
SBS = 229,3371
SLAS = 3374,0708
DDB = 242,2195
LA = 242,2195
Na2SO4 = 4932,2550
Na5P3O10 = 6781,8507
Na2CO3 = 1849,5956
Na2Sio3 = 2219,5148
Na-CMC = 369,9192
H2o = 475,9928
= 23799,6343
Dai Cyclone 2
SDDBS = 14,7162
Produk ke Storage Produk:
SDDBS = 3097,3756
SBS = 230,4319
SLAS = 3390,1782
DDB = 243,3758
LA = 243,3758
Na2SO4 = 4955,8010
Na5P3O10 = 6814,2264
Na2CO3 = 1858,4252
Na2Sio3 = 2230,1105
Na-CMC = 371,6851
H2o = 478,2651
Parfum = 478,2650
251
SBS = 1,0948
SLAS = 16,1074
DDB = 1,1563
LA = 1,1563
Na2SO4 = 23,5460
Na5P3O10 = 32,3757
Na2CO3 = 8,8297
Na2Sio3 = 10,5957
Na-CMC = 1,7659
H2o = 2,2723
= 113,6164
Dari Storage Parfum:
Parfum = 478,2650
Total = 24391,5157 Total = 24391,5157
252
APENDIX C
PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
1. Sulfonator (R - 110)
Lihat di alat utama
2. Tangki Penampung Larutan DDB (F-111)
Fungsi untuk menampung larutan DDB sebagai bahan baku selama 30 hari.
Type : Gudang
Direncanakan :
− Bahan konstruksi beton
− Waktu = 30 hari
− DDB mengisi 80% storage
Dasar perencanaan :
Massa bahan masuk = 2563,1313 kg/jam = 5650,7373 lb/jam
Densitas asam asetat = 53,52 lb/ft
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Direncanakan digunakan 1 alat:
Perhitungan
a. Menghitung volume storage
Massa DDB = 5650,7373 lb/jam x 24 jam/hari x 30 hari
= 4068530,8560 lb
253
Volume DDB =ρm
=52,53
8560,4068530
= 76018,8875 ft
DDB mengisi 80% dari volume gudang, maka:
Volume gudang =%80DDBVolume
=%80
76018,8875
= 95023,6094 ft3 = 2690,7689 m3
b. Menentukan ukuran gudang
V = P x L x T
Dimana:
P = Panjang (m) = 3 x L
L = Lebar (m)
T = Tinggi (m) = 1,5 L
Sehingga
V = P x L x T
2690,7689 m3 = 3L x L x 1,5L
2690,7689 m3 = 4,5 L3
L3 =4,5
2690,7689 = 23,328
L = 4,288 m
P = 3 x 4,288 m = 12,864 m
254
T = 1,5 x 4,288 m = 6,433 m
Spesifikasi:
Nama : Storage DDB
Fungsi : Untuk menyimpan DDB sebagai bahan baku selama 30
hari
Type : Gudang
Panjang : 12,864 m = 13 m
Lebar : 4,288 m = 4 m
Tinggi : 6,432 m = 6 m
Bahan kontruksi : Beton
Jumlah alat : 1
3. Pompa (L-112)
Fungsi : memompa larutan DDB ke Sulfator
Type : Centrifugal pump
Direncanakan:
–. Bahan konstruksi = Stainless steel Sa – 410 Grade M.
Dasar perencanaan:
Massa = 1406,5621 lb/jam
Densitas = 53,52 lb/cuff
Viskositas = 0,0002 lb/ft.det.
Suhu operasi = 30 0C
255
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Perhitungan:
c. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa
=352,53
5621,1406
ftlb
jamlb
= 0,015 ft3/dt
d. Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,015)0,45 (53,52)0,13 = 0,98 in
Dipilih nominasi size = 1¼ in sch. 80
Standarisasi 10 = 1¼ in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh harga:
ID = 0,106 ft = 1,27 in
OD = 0,138 ft = 1,656 in
A = 0,0089 ft = 0,1068 in
e. Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,015/0,0089 = 1,7 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0002
53,52 x1,7 x1,27
= 48221,52 = 48000 > 2100 (turbulen)
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), fig. C-1, Foust.
IDε =
1,2700015,0 = 0,00125
f = 0,0245
256
f. Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 3,18 9,54
2 Gate valve 1 3,17 3,7
3 Globe valve 1 6 6
Jumlah 19,24
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
g. Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
F = (2 x 0,0245 x1,27
75 + 1 + 0,55 + 19,24) x27,1 2
F = 24,9714 lb.ft/lbm
h. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
Z = 20,335 ft
P = 15 psi
V = 2,7672 ft/det
257
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,174 lbm.ft/lbf.s2
= 53,52 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
124,3212
7672,1 2
xx +
174,32
8,9335,20 x +
52,53
15 + (3,775)
-Ws = 10,2978 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
=550
52,53015,02978,10 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,4 Hp
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,76521,1406
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 109,5203 gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
BHP =PompaWHP
η
=7,04,0 = 0,5 Hp
258
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
Daya motor =motorBHP
η =
8,05,0 = 0,5 Hp
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa liquid dari bahan baku ke sulfonator
Type : Centryfugal pump
Bahan : Cast iron
Power motor : 0,5 Hp
Kapasitas : 109,5203 gpm
4. Heater (E – 113)
Fungsi : Memanaskan DDB ke Sulfonator
Type : Double Pipa Head Exchanger (DPHE)
Dasar perencanaan :
− Faktor kekotoran gabungan minimum atau kd = 0,004 j.ft2F/Btu
− P Steam maksimum = 2 Psi
− P Aliran masuk maksimum = 10 Psi
259
1) Neraca massa dan neraca panas
Dari Appendik A dan Appendik B diperoleh:
Massa bahan masuk = 10631,2590 kg/jam = 23437,6736 lb/jam
Massa steam masuk = 681,2591 kg/jam = 1002,3580 lb/jam
Q = 3389879,8014 kkal/jam = 1345218,9772 Btu/jam
2) Menentukan TLMTD
t1 = T1 – t2 = 302 – 248 = 54 0F
t2 = T2 – t1 = 302 – 86 = 216 0F
TLMTD( )
F216F54ln
F21654
0
0
0− = 116,883 0F
Karena isothermal maka Ft = 1
P = TLMTD x Ft
= 116,883 x 1 = 116,883 0F
3) Suhu Caloric
Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (302 + 302) 0F = 302 0F
tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 248) 0F = 167 0F
4) Trial ukuran DPHE
Direncanakan ukuran DPHRE = 2½ x 1¼ in IPS sch 40 dengan aliran
steam bagian pipa (Kern, tabel 6.2 hal 110)
Bagian annulus (Liquida) Bagian pipa (Steam)
De = 2,02 in Di = 1,380
De’ = 0,8 in Do = 1,66 in
Aan = 2,63 in2 Ap = 1,50 in2
260
a" = 0,435 ft2
Evaluasi perpindahan panas (Rd)
Bagian annulus (liquid) Bagian pipa (Steam)
5) Gan =anA
M
= 2ft2,63/144jam
lb23437,6736
=1237973,6868 jamftlb
2
Pada Tc = 167 Of Didapat µ =0,3751
Nre =42,2xdexGan
µ
= ( )( )42,23751,0
12/02,2681237973,68x
= 72357,9364
6) JH = 490 (Kern Fig. 24 Hal, 834)
7) K = 0,0846 Btu/Jft2
Cp = 0,432 Btu/lb 0F
Ho = JH x (k/de) x4,03,0
⋅
⋅
wkCp
µµµ
= 490 x
02,2
0846,0 x3,0
0846,03751,0432,0
x
x4,0
8,03751,03751,0
x
5) Gt =apµ =
144/5,135798,1002
= 144226,3611 Lb/J.Ft2
Pada Tc 302 0F Didpat µ = 0,0363 Cp
µrep =42,2⋅
⋅µ
diGp = 211397,502
6) Js = –
7) Harga perpindahan panas untuk
steam :
hio = 1500 Btu/J.ft2 .0F
261
= 410,6025 Btu/J.Ft 0F
tw = tc +hohio
ho+
+ (Tc – tc)
= 167 +6025,4101500
6025,410+
+(302–167)
= 492,6625 0F
Pada tw 492,6625 0F didapat µ = 0,532 Cp
ho = 410,6025 Qan
= 410,60254,0
532,03751,0
= 357,0599
8). Tahanan panas pipa bersih
Uc =hiohohioxho
+ =
15006025,41015006025,410
+x = 334,744 Btu/J.ft2.0F
Rd =UdxUcUdUc − =
Ud1 = Rd
Uc+
1 = 004,0744,334
1+
Ud = 698,735 Btu/J.ft2. 0F
A =txUo
A∆
=883,116735,690
977,1345218x
= 16,471 ft2
L = 'aA =
435,0471,16 = 37,865 ft
262
9) Mencari panjang ekonomi
L n L baru A baru Ud baru Rd hitung % Over design
12
16
20
7,54 = 8
5,66 = 6
4,52 = 5
192
192
192
83,52
83,52
83,52
131,8469
131,8469
126,5730
0,0044
0,0044
0,0048
10
10
20
Dipilih DPNE dengan panjang pipa 16 in dari jumlah harpin 6 buah
Evaluasi penurunan tekanan P
Bagian annulus (bahan) Tube side (udara)
1.NReam =42,2
'
⋅⋅
µdeGan
=42,2432,0
128,06868,1237973
x
= 79931,151
f = 0,0035 + 42,0Re
26,0N
= 0,0035 + 42,0151,7993126,0
= 0,0024
2. P1 ='1047,2
428
2
dexlGf an
⋅⋅⋅⋅
ρ 144ρ
= ( )( )( )( )12/81,08767,551047,2
166060,1237973428
2
xf
1448707,55
1.Nre = 489552,3051
f = 0,0035 + 42,0
26,0
reN
= 0,0046
2. PP =')102,4(2
428
2
dixlGf an
⋅⋅⋅⋅
ρ 144ρ
= ( )( )( )( )12/38,172,100)102,4(2
163661,144226428
2
xf
14472,100
= 0,0049 Psi
PP < 2 Psi (memadai)
263
= 1,68 Psi
3. Pn = ( )gc
V⋅2
2
144ρ V =
ρ⋅3600anG
= ( )8767,5536006060,1237973
⋅
= 6,379
Pn = 2 ( )174,3223795,6 2
1448767,55
= 0,736
4. Pam = P1 + Pn
= 1,68 + 0,736 = 2,415 Psi
Pn < 10 Psi (memadai)
Spesifikasi:
Fungsi : Memanaskan DDB ke Sulfonator
Type : DPHE
Dimensi annulus :
De = 2,02 in
De’ = 0,81 in
Aan = 2,63 in2
P = 2,415 Psi
Dimensi tube:
ID = 1,380 in
Do = 1,66 in
264
Ap = 1,50 in2
a” = 0,435 ft2/ft
P aliran perhitungan = 0,0049 Psi
Bahan konstruksi = Carbon steel Sa – 240 Grade M type 316
5. Storage Oleum (F – 114)
Fungsi : Untuk menampung larutan oleum sebagai bahan baku selama 30
hari.
Type : Gudang
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Beton
Waktu tinggal : 30 hari
Oleum mengisi 80 % storage
Dasar perencanaan:
Massa bahan masuk : 3075,7576 kg/jam = 6780,8848 lb/jam
Densitas oleum : 119,88 lb/cuft
Suhu operasi : 30 0C
Tekanan : 1 Atm = 14,7 Psia
a. Menghitung Volume Storage
Massa oleum = 6780,8848 lb/jam x 24 jam x 30 hari = 4882237,0560
lb
Volume =ρm
265
=88,119
0560,4882237 = 40726,0348 ft3
Oleum mengisi 80% dari volume gudang, maka:
Volume gudang =%80OleumVolume
=0,8
40726,0348 = 50907,5435 ft3 = 1441,5411
m3
b. Menentukan ukuran gudang
V = P x L x T
Dimana:
P = Panjang (m) = 2 x L
L = Lebar (m)
T = Tinggi (m) = 7 m
Maka:
1441,5411 m3 = 2L x L x 7m
L =25482,19 = 9,7741 m
P = 2 x 19,5482 m
=20964,39 = 19,5482 m
Spesifikasi :
Nama : Storage Oleum
Fungsi : Untuk menampung oleum sebagai bahan baku selama
30 hari
266
Type : Gudang
Panjang : 19,5482 m
Lebar : 9,7741 m
Tinggi : 7 m
Bahan konstruksi : Beton
Jumlah : 1 buah
6. Pompa (L – 115)
Fungsi : Untuk memompa oleum ke Sulfonator
Type : Centrifugal pump
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M
Dasar perencanaan:
Massa = 1758,2025 lb/jam
Densitas = 119,84 lb/cuft
Viskositas = 0,003 lb/ft.det
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Perhitungan:
c. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa
267
=3003,0
2025,1758
ftlb
jamlb
= 0,00815 ft3/dt
d. Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in
Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80
Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh harga:
ID = 0,0798 ft = 0,9576 in
OD = 0,1096 ft = 1,3152 in
A = 0,00499 ft = 0,0599 in
e. Menentukan jenis aliran
Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0003
119,84 x1,6332 x0,0798
= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal
99.
IDε =
0798,000015,0 = 0,00189
f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)
268
f. Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 0,75 2,25
2 Gate valve 1 4,5 4,5
Jumlah 6,75
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
g. Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x
26332,1 2
F = 3,475 lb.ft/lbm
h. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
Z = 11,135 ft
P = 15 psi
V = 0,00815 ft/det
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
269
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,2 lbm.ft/lbf.s2
= 119,84 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
2,3212
0,008152
xx +
2,32
8,9135,11 x +
84,119
15 + (3,475)
-Ws = 3,825 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
=550
84,1190,008153,825 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,7 Hp
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,72025,1758
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 3,5577 gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
BHP =PompaWHP
η
=7,07,0 = 1 Hp
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
Daya motor =motorBHP
η =
8,01 = 1,25 Hp
270
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa liquid dari bahan baku ke sulfonator
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
7. Heater (E – 116)
Fungsi = Mamanaskan oleum yang masuk ke sulfanatur
Type = Double pipa head Exchanger (DPhE)
Dasar perencanaan :
Faktor kekotoran gabungan minimum atau kd = 0,004 j ft2 .0F/Btu
∆ P Steam makimum = 2 Psi
∆ P aliran masuk maksimum = 10 Psi
1. Neraca massa dan neraca panas Neraca massa dan neraca panas
Dari Appendik A dan Appendik B diperoleh:
271
Massa bahan masuk = 10631,2590 kg/jam = 23437,6736 lb/jam
Massa steam masuk = 681,2591 kg/jam = 1002,3580 lb/jam
Q = 3389879,8014 kkal/jam = 1345218,9772 Btu/jam
2. Menentukan TLMTD
t1 = T1 – t2 = 302 – 248 = 54 0F
t2 = T2 – t1 = 302 – 86 = 216 0F
TLMTD( )
F216F54ln
F21654
0
0
0− = 116,883 0F
Karena isothermal maka Ft = 1
P = TLMTD x Ft
= 116,883 x 1 = 116,883 0F
3. Suhu Caloric
Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (302 + 302) 0F = 302 0F
tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 248) 0F = 167 0F
4. Trial ukuran DPHE
Direncanakan ukuran DPHRE = 2½ x 1¼ in IPS sch 40 dengan aliran
steam bagian pipa (Kern, tabel 6.2 hal 110)
Bagian annulus (Liquida) Bagian pipa (Steam)
De = 2,02 in Di = 1,380
De’ = 0,8 in Do = 1,66 in
Aan = 2,63 in2 Ap = 1,50 in2
a" = 0,435 ft2/ft
272
Evaluasi perpindahan panas (Rd)
Bagian annulus (liquid) Bagian pipa (Steam)
5. Gan =anA
M
= 2ft2,63/144jam
lb23437,6736
=1237973,6868 jamftlb
2
Pada Tc = 167 Of Didapat µ =0,3751
Nre =42,2xdexGan
µ
= ( )( )42,23751,0
12/02,2681237973,68x
= 72357,9364
6. JH = 490 (Kern Fig. 24 Hal,
834)
7. K = 0,0846 Btu/Jft2
Cp = 0,432 Btu/lb 0F
Ho = JH x (k/de)
x4,03,0
⋅
⋅
wkCp
µµµ
= 490 x
02,2
0846,0 x3,0
0846,03751,0432,0
x
5. Gt =apµ =
144/5,135798,1002
= 144226,3611 Lb/J.Ft2
Pada Tc 302 0F Didpat µ = 0,0363 Cp
µrep =42,2⋅
⋅µ
diGp
=42,20363,0
1238,13661,144226
x
⋅
= 211397,502
6. Js = –
7. Harga koefisien perpindahan panas
untuk steam :
hio = 1500 Btu/J.ft2 .0F
273
x4,0
8,03751,03751,0
x
= 410,6025 Btu/J.Ft 0F
tw = tc +hohio
ho+
+ (Tc – tc)
= 167 +6025,4101500
6025,410+
+(302–
167)
= 492,6625 0F
Pada tw 492,6625 0F didapat µ = 0,532
Cp
ho = 410,6025 Qan
= 410,60254,0
532,03751,0
= 357,0599
8.Tahanan panas pipa bersih
Uc =hiohohioxho
+ =
15006025,41015006025,410
+x = 334,744 Btu/J.ft2.0F
9.Rd =UdxUcUdUc − =
Ud1 = Rd
Uc+
1 = 004,0744,334
1+
Ud = 698,735 Btu/J.ft2. 0F
A =txUo
A∆
=883,116735,690
977,1345218x
= 16,471 ft2
274
L = 'aA =
435,0471,16 = 37,865 ft
10. Mencari panjang ekonomi
L n L baru A baru Ud baru Rd hitung % Over design
12
16
20
7,54 = 8
5,66 = 6
4,52 = 5
192
192
192
83,52
83,52
83,52
131,8469
131,8469
126,5730
0,0044
0,0044
0,0048
10
10
20
Dipilih DPNE dengan panjang pipa 16 in dari jumlah harpin 6 buah
Evaluasi penurunan tekanan P
Bagian annulus (bahan) Tube side (udara)
5.NReam =42,2
'
⋅⋅
µdeGan
=42,2432,0
128,06868,1237973
x
= 79931,151
f = 0,0035 + 42,0Re
26,0N
= 0,0035 + 42,0151,7993126,0
= 0,0024
6. P1 ='1047,2
428
2
dexlGf an
⋅⋅⋅⋅
ρ 144ρ
= ( )( )( )( )12/81,08767,551047,2
166060,1237973428
2
xf
3.Nre = 489552,3051
f = 0,0035 + 42,0
26,0
reN
= 0,0046
4. PP =')102,4(2
428
2
dixlGf an
⋅⋅⋅⋅
ρ 144ρ
= ( )( )( )( )12/38,172,100)102,4(2
163661,144226428
2
xf
14472,100
= 0,0049 Psi
PP < 2 Psi (memadai)
275
1448707,55
= 1,68 Psi
7. Pn = ( )gc
V⋅2
2
144ρ V =
ρ⋅3600anG
= ( )8767,5536006060,1237973
⋅
= 6,379
Pn = 2 ( )174,3223795,6 2
1448767,55
= 0,736
8. Pam = P1 + Pn
= 1,68 + 0,736 = 2,415 Psi
Pn < 10 Psi (memadai)
Spesifikasi:
Fungsi : Memanaskan Oleum yang akan masuk ke Sulfonator.
Type : DPHE
Dimensi annulus :
De = 2,02 in
De’ = 0,81 in
Aan = 2,63 in2
P = Steam perhitungan = 2,415 Psi
Dimensi tube:
ID = 1,380 in
276
Do = 1,66 in
Ap = 1,50 in2
a” = 0,435 ft2/ft
P aliran perhitungan = 0,0049 Psi
Bahan konstruksi = Carbon steel Sa – 240 Grade M type 316
8. Sulfator (R - 120)
Fungsi = Untuk mereaksikan larutan DDBSA dengan larutan lauryl alcohol
Type = Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart disk
Direncanakan :
Bahan konstuksi = Hight Alloy steel SA 240 Grade M 316
Waktu tinggal = 1 jam
Fallow ble = 18750
Faktor korosi (c) = 1/16
Type pengelasan = Double wended butt joint (E = 0,8)
Dasar perencanaan:
Massa bahan = 22641,3445 lb/jam
Densitas bahan = 72,25 lb/ft3
Suhu operasi = 550C
Tekanan = 1 Atm
Perhitungan :
Menentukan volume sulfator
Bahan masuk ke sulfator sebanyak:
277
= 22641,3345 lb/jam x 1 jam = 22641,3445 lb/jam
Volume produk =25,723445,22641 = 313,3750 ft3
Volume coil = 10% x 313,3750 ft3 = 3133,75
Asumsi liquid mengisi 80% dari volume total tangki
Volume total = Volume bahan masuk + Volume yang kosong
= 3133,75 ft3 - 313,3750 ft3 – 0,2 Vt
Volume total =8,0325,3447 = 4309,1875 ft3
Asumsi = Ls = 1,5 . di
V sulfator =4π . di2 (Ls) – 0,0847 . di3
4309,1875 =4π . di2 (1,5) - 0,0847 . di3
4309,1875 = 0,0755 di3 - 0,0847 . di3
= 1,262 di3
di3 = 3414,570
di = 14,65 ft = 175,86 in
Menentukan tekanan design (Pi)
Volume produk dalam shell:
Volume sheel = V produk – V tutup atas
= 313,3750 ft3 – 0,0847 (14,65)3
= 2830,844 ft3
Tinggi liquida dalam sheel (H)
278
H =2
41 di
sheelVolumeπ
=265,14/14,3.4
1844,2830
= 16,80 ft
Tekanan hidrostatif (ph)
Ph = ( )144
1−Hρ
= ( )144
180,1625,175 − = 19,23 Psia
P1 = 19,23 – 14,7 = 33,93 Psig
Menentukan tabel silinder (ts)
- Bahan = Carbon steel SA 240 grade M type 316
- Fall = 18750 Psi
- 1 = 1/16
ts = ( )PitFdiPi
.6,0.2 − + c
= ( ) ( )( )03,33.6,08,0.187502
65,1493,33−
− + 161
= 0,0332 in x1616 in =
16312,5 =
165 in
Standarisasi do :
do = di – 2 . ts
= 175,86 + 2 (5/16)
do = 176,485 in
279
Dengan pendekatan diatas di dapat do baru
do = 180 in
icr = 11 in
r = 170 in
Menghitung harga di baru :
di = do – 2 . ts
= 108 – 2 . (1/16)
= 179,375 in = 14,94 ft
Cek hubungan Ls dan di
V Storage =4π di2 . Ls – 0,0847 di3
4309,1875 =4π (14.94)2 . Ls – 0,0847 (14.94)3
Ls = 22,98 ft = 275,78 in
1dLs =
94,1498,22 = 1,53 < 1,5 memenuhi
Menentukan tabel tutup atas dan bawah standart dishk
tha = ( )pitfrPi
.6,0...885,0
− + C
= ( )( )( )93,336,08,0.18750
170.93,33.885,0−
+161
= 0,340 in x161 in =
1645,5 =
165
Menentukan tinggi storage
Tinggi sheel = Ls = 22,98 ft = 275,78 in
280
Tinggi tutup atas dan bawah standart dishk (h)
n = 2 (0,169 x di)
= 2 (0,169 x 14,94 ft)
= 5,04972 ft = 60,59664 in
Tinggi storage = Tinggi sheel + tinggi tutup atas dan bawah
= 22,98 ft + 5,04972 ft = 28,0297 ft = 336,3564 in
Spesifikasi:
Fungsi : Untuk mereaksikan larutan DDBSA dengan larutan lauryl alcohol
Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart disk
Dimensi :
di : 179,375 in = 14,94 ft
Ls : 22,98 ft = 275,78 in
ts :165 in
Bahan konstruksi : Carbon steel SA 240 grade M type 316
Jumlah : 1 buah
9. Pompa (L - 121)
Fungsi : Untuk memompa bahan ke Sulfonator ke sulfator
Type : Centrifugal pump
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M
Dasar perencanaan:
Massa = 1758,2025 lb/jam
281
Densitas = 119,84 lb/cuft
Viskositas = 0,003 lb/ft.det
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Perhitungan:
i. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa
=3003,0
2025,1758
ftlb
jamlb
= 0,00815 ft3/dt
j. Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in
Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80
Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh:
ID = 0,0798 ft = 0,9576 in
OD = 0,1096 ft = 1,3152 in
A = 0,00499 ft = 0,0599 in
k. Menentukan jenis aliran
Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0003
119,84 x1,6332 x0,0798
= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)
282
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal
99.
IDε =
0798,000015,0 = 0,00189
f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)
l. Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 0,75 2,25
2 Gate valve 1 4,5 4,5
Jumlah 6,75
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
m. Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x
26332,1 2
F = 3,475 lb.ft/lbm
n. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
Z = 11,135 ft
283
P = 15 psi
V = 0,00815 ft/det
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,2 lbm.ft/lbf.s2
= 119,84 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
2,3212
0,008152
xx +
2,32
8,9135,11 x +
84,119
15 + (3,475)
-Ws = 3,825 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
=550
84,1190,008153,825 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,7 Hp
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,72025,1758
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 3,5577
gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
BHP =PompaWHP
η =
7,07,0 = 1 Hp
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
284
Daya motor =motorBHP
η =
8,01 = 1,25 Hp
Spesifikasi:
Fungsi : Untuk memompa liquid dari bahan baku ke sulfonator
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
10. Storage L.A (F - 122)
Fungsi : Menampung LA sebelum masuk sulfator
Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan sudut
1200
Dasar perhitungan :
Rete LA = 2434,9747 kg/jam
= 5368,2003 lb/jam
= 72,25 lb/ft
Storage dirancang untuk menampung 2 hari (48 jam)
Perhitungan = 5368,2003 lb/jam x 48 jam
= 100531,316 lb
Volume Produk =ρm
=25,72
316,100531 = 1391,43 ft3
285
Ditentukan volume produk mengisi 80% dari volume storage maka :
Volume storage =25,72
316,100531 = 1391,43 ft3
Asumsi = Ls = 1,5. di
V storage =4π . di2 (1,5. di) + 0,0847. di3
1739,29 = 1,2622 di3
= 0,0167 in =162672,0 =
161 in
Standarisasi do :
do = di – 2 . ts
= 10,96 – 2 (1/16)
do = 133,02 in
Dengan pendekatan keatas dari brownelt dan young tabel 5 – 7, hal 91
didapatkan harga :
do = 108 in
ier = 6 ½ in
r = 102 in
Menentukan harga di baru :
di = do – 2 . ts
= 108 – 2 . (1/16)
= 107,875 in
Cek hubungan Ls dan di
V Storage =4π di2 . Ls – 0,0847 di3
286
17329,29 =414,3 (8,98)2 . Ls – 0,0847 (8,98)3
Ls = 15,88 ft = 190,66 in
1dLs =
98,888,15 = 1,48 < 1,5 memenuhi
Spesifikasi:
Fungsi : Menampung LA sebelum masuk sulfator
Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan sudut
1200
Dimensi :
di = 107,875 in = 8,98 ft
ts = 1/16 in
Ls = 190,66 in = 15,88 ft
tha = 3/16 in
Tinggi tutup atas = 18,211 in = 1,51762 ft
Tinggi Storage = 208,77 in = 17,397 ft
Bahan konstruksi = Carbon steel SA 240 Grade M type 316
Jumlah = 1 buah
11. Pompa (L - 123)
Fungsi : Untuk memompa LA ke sulfator
Type : Centrifugal pump
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M
287
Dasar perencanaan:
Massa = 1758,2025 lb/jam
Densitas = 119,84 lb/cuft
Viskositas = 0,003 lb/ft.det
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Perhitungan:
a. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa
=3003,0
2025,1758
ftlb
jamlb
= 0,00815 ft3/dt
b. Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in
Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80
Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh:
ID = 0,0798 ft = 0,9576 in
OD = 0,1096 ft = 1,3152 in
A = 0,00499 ft = 0,0599 in
288
c. Menentukan jenis aliran
Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0003
119,84 x1,6332 x0,0798
= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal
99.
IDε =
0798,000015,0 = 0,00189
f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)
d. Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 0,75 2,25
2 Gate valve 1 4,5 4,5
Jumlah 6,75
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
e. Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
289
F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x
26332,1 2
F = 3,475 lb.ft/lbm
f. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
Z = 11,135 ft
P = 15 psi
V = 0,00815 ft/det
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,2 lbm.ft/lbf.s2
= 119,84 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
2,3212
0,008152
xx +
2,32
8,9135,11 x +
84,119
15 + (3,475)
-Ws = 3,825 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
=550
84,1190,008153,825 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,7 Hp
290
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,72025,1758
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 3,5577 gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
BHP =PompaWHP
η
=7,07,0 = 1 Hp
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
Daya motor =motorBHP
η =
8,01 = 1,25 Hp
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa liquid dari bahan baku ke sulfonator
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
12. Neteralizer (R - 130)
Fungsi = Untuk menetralkan larutan DDBSA dengan NaOH
Type = Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk standart
disk.
291
Direncanakan :
Bahan konstruksi = High Alloy steel SA 24C Grade M 316
Waktu tinggal = 1 jam
Fallow ble = 18750
Faktor koresi (c) = 1/16
Type pengelasan = Double Welded butt joint (E = 0,8)
Dasar perencanaan :
Massa bahan = 8662.82 lb/jam
Densitas bahan = 87.7 lb/ft3
Suhu operasi = 940C
Tekanan = 1 Atm
= 1234.72 ft3 – 0,0847 (9.7)3
= 1226.75 ft3
Tinggi liquida dalam sheel (H)
H =24
1di
sheelVolume
π
=27.9.314.4
175.1226
= 16,60 ft = 199.30 in
Tekanan hidrostatif (ph)
Ph = ( )144
1−Hρ
= ( )144
116,167.87 −
292
= 9.5 Psia
Pi = 9.2 – 14,7 =24.2 Psig
Menentukan tabel silinde (ts)
- Bahan = Carbon steel SA 240 grade M type 316
- Fall = 18750 Psi
- 1 = 1/16
ts = ( )PitFdiPi
.6,0.2 −− + c
= ( ) ( )( ) 6
12.24.6,08,0.187502
7.92.24+
−−
= 0,0156 in x 616 in = 16
25,0 = 161 in
Standarisasi do :
do = di – 2 . ts
= 116.41 – 2 (1/16)
do = 116,53 in
Dengan pendekatan diatas di dapat do baru :
do = 120 in
icr = 71,4 in
r = 114 in
Menghitung harga di baru :
di = do – 2 . ts
= 120 – 2 . (1/16)
= 119.875 in = 9.98 ft
293
Cek hubungan Ls dan di
V Storage =4π di2 . Ls – 0,0847 di3
234.72 =4π . Di2 (9.98)2 . Ls - 0,0847 . (9.98)3
234.72 = 78.186 Ls – 8.436
Ls = 15.68 ft = 188.20 in
1dLs =
98.968.15 =1,5 < 1,5 memenuhi
Menentukan tabel tutup bagian atas dan bagian bawah standart dishk
tha = ( )PitfrPi
.6,0..885,0
− + C
= ( ) ( )( )2.24.6,08,0.18570
114.2.24.885,0−
+ 61
= 0,162 in x 1616 in = 16
26 = 163 in
Menentukan tinggi storage
Tinggi shell = Ls = 15.68 ft = 188.20 in
Tinggi tutup atas dan bawah standart dishk :
h = 2 (0,169 x di)
= 2 (0,169 x 9,98 ft)
= 3,37 ft = 40,44 in
Tinggi storage = tinggi shell + tinggi tutup atas dan bawah
= 15,68 ft + 3,37 ft = 19,05 ft = 228.63 in
Spesifikasi
Fungsi = Untuk menetralkan larutan DDBSA dengan NaOH
294
Type = Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk standart
disk.
Dimensi:
Tebal tutup atas = 163 in
Tebal tutup bawah = 163 in
Tinggi tutup atas = 40,44 in
Tinggi tutp bawah = 40,44 in
Bahan konstruksi = High Alloy steel SA 24C Grade M 316
Jumlah = 1 buah
13. Pompa (L - 131)
Fungsi : Untuk memompa bahan dari Sulfator ke Tangki Netralizer
Type : Centrifugal pump
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M
Dasar perencanaan:
Massa = 1758,2025 lb/jam
Densitas = 119,84 lb/cuft
Viskositas = 0,003 lb/ft.det
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
295
Perhitungan:
a. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa
=3003,0
2025,1758
ftlb
jamlb
= 0,00815 ft3/dt
b. Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in
Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80
Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh:
ID = 0,0798 ft = 0,9576 in
OD = 0,1096 ft = 1,3152 in
A = 0,00499 ft = 0,0599 in
c. Menentukan jenis aliran
Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0003
119,84 x1,6332 x0,0798
= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal
99.
IDε =
0798,000015,0 = 0,00189
296
f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)
d. Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 0,75 2,25
2 Gate valve 1 4,5 4,5
Jumlah 6,75
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
e. Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x
26332,1 2
F = 3,475 lb.ft/lbm
f. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
Z = 11,135 ft
P = 15 psi
V = 0,00815 ft/det
297
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,2 lbm.ft/lbf.s2
= 119,84 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
2,3212
0,008152
xx +
2,32
8,9135,11 x +
84,119
15 + (3,475)
-Ws = 3,825 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
=550
84,1190,008153,825 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,7 Hp
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,72025,1758
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 3,5577 gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
BHP =PompaWHP
η
=7,07,0 = 1 Hp
298
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
Daya motor =motorBHP
η =
8,01 = 1,25 Hp
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa bahan dari Sulfator ke Tangki
NetralizerType : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
14. Pompa (L - 141)
Fungsi : Untuk memompa produk ke mixer
Type : Centrifugal pump
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M
Dasar perencanaan:
Massa = 1758,2025 lb/jam
Densitas = 119,84 lb/cuft
Viskositas = 0,003 lb/ft.det
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
299
Perhitungan:
a. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa
=3003,0
2025,1758
ftlb
jamlb
= 0,00815 ft3/dt
b. Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in
Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80
Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh:
ID = 0,0798 ft = 0,9576 in
OD = 0,1096 ft = 1,3152 in
A = 0,00499 ft = 0,0599 in
c. Menentukan jenis aliran
Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0003
119,84 x1,6332 x0,0798
= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal
99.
IDε =
0798,000015,0
= 0,00189
300
f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)
d. Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 0,75 2,25
2 Gate valve 1 4,5 4,5
Jumlah 6,75
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
e. Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x
26332,1 2
F = 3,475 lb.ft/lbm
f. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
Z = 11,135 ft
P = 15 psi
V = 0,00815 ft/det
301
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,2 lbm.ft/lbf.s2
= 119,84 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
2,3212
0,008152
xx +
2,32
8,9135,11 x +
84,119
15 + (3,475)
-Ws = 3,825 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
=550
84,1190,008153,825 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,7 Hp
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,72025,1758
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 3,5577 gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
BHP =PompaWHP
η
=7,07,0 = 1 Hp
302
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
Daya motor =motorBHP
η =
8,01 = 1,25 Hp
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa produk ke mixer
Type : Centrifugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
15. Tangki Pengencer (M - 133)
Fungsi = Untuk mengencerkan NaOH
Type = Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart
disk
Direncanakan :
- Bahan konstruksi = Hight Alloy steel SA 240 Grade M 316
- waktu tinggal = 1 jam
- Fallow ble = 18750
- Faktor korosi (c) = 1/16
- Type pengelasan = Double welded butt joint (E = 0,8)
Dasar perencanaan :
- Massa bahan = 22641,3445 lb/jam
303
- Densitas bahan = 72,25 lb/ft3
- Suhu operasi = 550C
- Tekanan = 1 Atm
Perhitungan :
Menghitung volume tangki pengencer
Bahan masuk ke dalam tangki pengencer sebanyak :
22641.3445 lb/jam x 1 jam = 22641.3445 lb/jam
Volume produk =25.723445.22641 = 313,3750 ft2
Volume coil = 10% x 313,3750 ft2 = 3133,75
Asumsi liquid mengisi 80% dari volume total tangki
Volume total = Volume bahan masuk – Volume yang kosong
= 3133,75 ft3 - – 0,2 VT
Volume total =8,0325,3447 = 4309,1875 ft3
Asumsi = Ls = 1,5 . di
V sulfator =4π . di2 (Ls) – 0,0847 . di3
4309,1875 =4π . di2 (1,5) di – 0,0847. di3
4309,1875 = 0,0755 di3 - 0,0847 di3
= 1,262 di3
di3 = 3414,570
di = 14,65 ft
di = 175, 86 in
304
Menentukan tekanan design (Pi)
Volume produk dalam shell
Volume shell = V produk – V tutup atas
= 313,3750 ft3 - 0,0847 (14,65)3
= 2830,844 ft3
Tinggi liquida dalam shell (H)
H =24
1di
sheelVolume
π
=265.14.14.3.4
1844.2830
= 16,80 ft
Tekanan hidrostatif (ph)
Ph = ( )144
1−Hρ
= ( )144
180,1625,175 −
= 19.23 Psia
Pi = 19.23 – 14,7 = 33,93 Psig
Menentukan tabel silinder (ts)
- Bahan = Carbon steel SA 240 grade M type 316
- Fall = 18750 Psi
- 1 = 1/16
ts = ( )PitFdiPi
.6,0.2 −− + c
305
= ( ) ( )( ) 6
103.33.6,08,0.187502
65,1493,33+
−−
= 0,0332 in x 616 in = 16
312,5 = 165 in
Standarisasi do :
do = di – 2 . ts
= 175,86 – 2 (5/16)
do = 176,485 in
Dengan pendekatan diatas di dapat do baru :
do = 180 in
ier = 11 in
r = 170 in
Menghitung harga di baru :
di = do – 2 . ts
= 180 – 2 . (5/16)
= 179.375 in = 14,94 ft
Cek hubungan Ls dan di
V Storage =4π di2 . Ls – 0,0847 di3
4309,1875 =4π . (14,94)2 . Ls - 0,0847 . (14,94)3
4309,1875 = 175,214 Ls – 282,44
Ls = 22,98 ft = 275,78 in
1dLs =
94,1498,22 =1,53 < 1,5 memenuhi
306
Menentukan tabel tutup bagian atas dan bagian bawah standart dishk
tha = ( )PitfrPi
.6,0..885,0
− + C
= ( ) ( )( )93,33.6,08,0.18570
170.93,33.885,0−
+ 61
= 0,340 in x 1616 in = 16
45,5 = 165 in
Menentukan tinggi storage
Tinggi shell = Ls = 22,98 ft = 275,78 in
Tinggi tutup atas dan bawah standart dishk (h) :
h = 2 (0,169 x di)
= 2 (0,169 x 14,94 ft)
= 5,04972 ft = 60,59664 in
Tinggi storage = tinggi shell + tinggi tutup atas dan bawah
= 22,98 ft + 5,4972 ft = 28,4772 ft = 341,7264 in
Perencanaan pengaduk
ρ = 3,1 cps = 0,00211 lb/ft dtk
1 cps = 2,4191 lb/ft.dtk
µ = 58 lb/ ft
Digunakan impeller jenis turbin dengan 6 buah flate blade tanpa baffle,
dari fig. 9-9 Mc Cabe ed. 4, diperoleh:
D impeller = 1/3 x D shell = 1/3 x 2,17 = 0,723 ft
Lebar blade = 0,2 x D impeller = 0,145 ft
Panjang blade = 0,25 x D impeller = 0,81 ft
307
Dari fig. 9-13 Mc Cabe ed. 4, diambil kecepatan putar, N = 120 rpm = 2
rps
Froude number, Nfr =gcxDaN 2
= 1,083
Dari fig. 9-12 Mc Cabe, dipeoleh: Np = 1,01 ft.lbf/s
Np koreksi = Np x Nfr = 1,094
Dari persamaan 9-20, diperoleh:
P =gc
xDaxNpxN ρ53 . = 0,0585 Hp
Gland losses = 10%,
Power input = 10% x Pi
Transmission system losses = 20% x Pi
Total power input yang diperlukan:
Pi = 0,0585 + (0,1 x Pi) + (0,2 x Pi)
0,7 Pi = 0,0585
Pi = 0,0836 Hp
Dipakai motor dengan daya : 0,25 Hp
Spesifikasi:
Nama alat : Tangki pengencer
Fungsi : Untuk mengencerkan NaOH
Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk Standart
disk
Bahan kontruksi : Hight Alloy steel SA 240 Grade M 316
Jumlah : 1 buah
308
Dimensi :
Tinggi tangki total : 21,84972 ft
Tebal tutup atas : 5/16 in
Tebal tutup bawah : 5/16 in
Perlengkapan pengaduk:
Jenis : Six bladed flat disk turbin
Diameter : 0,0837 ft
Kecepatan pengaduk : 120 rpm
Bahan kontruksi : Stainless steel
Volume shell : 0,00211 cuft
Tinggi shell : 0,01939 ft
Power : 0,25 Hp
Jumlah : 1 buah
16. Bin (H - 134)
Fungsi = Untuk menampung NaOH sebelum masuk ke tangki pengecer
Type = Tangki silinder tegak plat datar dan tutup bawah berbentuk conis
dengan α 1200
Dasar perhitungan :
- Massa NaOH masuk = 755,515 kg/jam
- Densitas = 132,4 lb/ft2
- Bahan = Carbon steel SA 240 Grade B
- Fallowable = 17500
309
- Faktor koresi (c) = 1/16
- Type pengelasan = Double welded butt joint (E = 0,8)
- Feed mengisi bejana = 80%
Dasar perencanaan :
- Massa bahan masuk = 755, 515 kg/jam
- Densitas = 132, 4 lb/ft2
- Suhu operasi = 200C
- Tekanan = 1 Atm = 14,7 Psia
Perhitungan :
Menentukan volume bin
Kecepatan volumetrik =ρ
masukbahanMassa
=4,132
515,755 = 5,70633/jam
Volume total = Volume bahan – Volume ruang kosong
= 5,70633/jam – 0,2 VT
Volume total =8,0
7063,53ft
= 7,1328 ft3/jam
Asumsi = Ls = 1,5 di
Volume bin =α
π
21.24
. 3
tagdi + 2.
4diπ (Ls)
328 ft3 = ( )diditag
di .5,1.460.24
. 20
3 ππ+
328 ft3 = 0,076 . di3 + 1,178 . di3
310
di = 5,87 ft = 70,44 in
Volume produk dalam sheel = Volume produk – Volume conis
= 7,1328 -
LW
pLPvgcFmGv
ρρ
...2
= 7,1328 – 0,030 = 7,1028 ft2
Tinggi bahan dalam sheel (H) =2..4
1di
sheeldalamprodukVolume
π
=287,5..4
11028,7
π
= 0,2625 ft
Menentukan tabel silinder :
ts = ( )PiEFdiPt
.6,0.2 −− + c
= ( ) ( )( )7,14.6,08,0.175002
44,707,14−
− +in
Standarisasi do :
do = di – 2 . ts
= 70,44 – 2 (3/16)
do = 70,813 in
Dengan pendekatan keatas dari brownelt dan young tabel 5 – 7, hal 91
didapatkan harga :
do = 72 in
ier = 43/8 in
r = 72 in
Menentukan harga di baru :
311
di = do – 2 . ts
= 1,5 x 2 . (3/16)
= 71,625 in = 5,969 ft
Menentukan harga Ls
Ls = 1,5 di
= 1,5 x 2. (3/16)
= 71,625 in = 5,969 ft
Menentukan tabel tutup bawah berbentuk conis
tbh : ( )( )260..6,0.2.
pspiEfdiPi
−
= ( ) ( )( ) 0607,14.6,08,0.175002
6725,71.7,14Cos−
+ 61
= 0,0752 in x1616 in =
1625,1 =
163 in
Menentukan tinggi bin :
Tinggi sheel = Ls = 8,952 ft
Tinggi tutup bawah berbentuk conis :
Tan ½ α =550
.QpWs
h =0729,0
483,992,135,477,354
=
h = 0,2172 ft = 2,606 in
Sehingga :
Tinggi bin = tinggi sheel + tinggi tutup bawah
312
= 8,952 – 0,2172
= 9,1692 ft = 110,03 in
Spesifikasi alat :
Nama : Bin bahan
Fungsi : Untuk menampung NaOH sebelum masuk ke tangki pengecer
Type : Tangki silinder tegak plat dasar dan tutup bawah berbentuk conis
dengan sudut 1200
Kapasitas : 5,7063 ft3/jam
Dimensi :
di = 71,625 in
thb = 3/16 in
t3 = 3/16 in
hb = 2,606 in
h = 110,03 in
Bahan konstruksi = Carbon steel SA 240 Grade B
Jumlah = 1 buah
17. Storage NaOH (F - 135)
Fungsi = Menampung NaOH ke mixer
Type = Tangki silinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan
sudut 1200
Dasar perhitungan :
Rate NaOH = 755,51 kg/jam
313
= 1665,62 lb/jam
ρ = 13,51 bl/ft3 (Perry edisi 5 hal 3-91)
Suhu bahan masuk = 300C
Tangki produk dirancang untuk menampung bahan selama 30 hari
Produk yang ditampung = 30 hari x 24 jam x 1665,62 lb/jam
= 1199246,4 lb
Volume produk =135
1199246,4 = 8883,3067 ft3
Asumsi = Ls 1,5 di
=α
π tg24di³. -
4π x di².Ls
V Tangkai =60 tg24
di³.π -4π x di².(1,5. di)
= 0,0755 di ³ + 1,175 di3
di3 = 968,132
di =9,66 ft = 116,02 in
a. Menentukan tekanan design (P1)
Volume shell = V produk – V tutup atas
= 8883,3067 –60 tg24
.(9,66)²π
= 1206,109 ft³
H =di²¼shellVolume
π
=9,66²3,14¼
1206,019⋅⋅
314
= 16,46 ft =197,56 in
Tekanan hidrostatif (ph)
Ph =144
1)-(Hρ
=144
1)-135(16,46
= 14,43 Psia
P1 = 14,43 - +14,76 = 29,19 Psig
b. Menentukan tabel shell (ts)
Bahan = Carbon steel SA 240 Grade M type 316
− Fall = 18750 Psi
− l = 1/16
ts =0.6.pi)-2(F.tdiPi − + c
=161
29,19)0,6-0,8187502((9,66)29,19)(
+⋅⋅
= 0,0188 in x1616 in =
1630,0 =
161 in
Standariasi do:
do = di – 2 . ts
= 116,02 – 2 (1/16)
do = 116,145 in
Dengan pendekatan diatas didapat do baru
do = 120
icr = 7 ¼ in
315
r = 114 in
Menghitung harga di baru:
di = do – 2 .ts
= 120-2 (1/16)
= 119.875 in = 9,98 ft
Cek hubungan ls dan di
V Tangki =α
πtgdix
24
3
-4π di² . Ls
1213,07 =60 tg24
9,98³ x3,14 -414,3 (9,98) Ls
1213,07 = 75,10 di³ - 78,18 Ls
ls = 14,55 ft = 174,676 in
dils =
98,955,14 = 1,45 < 1,5 memenuhi
Menentukan tebal tutup bagian atas konis
Tha = ( ) CpilF
dipi+
⋅−⋅−
6,02
=161
0,6.29,19)-0,82(18750.9,98-29,19
+
=0,0019 in in1616 =
16031,0 =
161
Menentukan tinggi tangki
Ls = 174,66 in
Tinggi tutup tas berbentuk conis (h):
316
Tg ½ α =hdi½
Tg ½.45 =h
½.9,98
h = 5.76 ft = 69,145 in
Tinggi tangki = tinggi sheel + tinggi tutup atas
= 14,55 + 5,76 = 20,31 ft = 243,72 in
Spesifikasi:
Nama : Storange NaOH
Fungsi : untuk menampung NaOH
Type : Selinder tegak denghan tutup atas berbentuk conis
Dimensi :
di = 119,878 in = 9,98 ft
ts = 1/16 in
ls = 174,66 in = 14,55 ft
Tha = 1/16 in
Tinggi tutup atas = 69,145 in = 5,76 ft
Tinggi storage = 243,72 in = 20,31 ft
Bahan konstruksi = Karbon steel SA 240 Grade M Type 316
Jumlah = 1 buah
18. Mixer (M-140)
Fungsi : Untuk mencampur produk dengan builder
Type : Selinder tegak dengan bagian bawah berbentuk conis dengan sudut 450
317
Dasar perhitungan:
Rate produk = 6241,44 kg/jam
= 13760,09 lb
ρ = 114,3 lb ft (Perry edisi 5 hal 3-91)
Tangki builder direncanakan untuk menampung builder selama 8 jam
Perhitungan
Produk yang ditampung = 13760,09 lb/jam x 1jam
= 13760,09 lb
13760,09 lb
Voleume produk = = 120,38 ft³
114,3
Asumsi = Ls= 1,5 di
h.di³ π
Volume tangki = + di².Ls
24 tg ½ 45 4
1504,82 = 0,1308.di³ + 1.1775 di³
di³ = 1150,210
di = 10,23 ft = 122,811 in
Menentukan tekanan design (P1)
Volume sheel = Vproduk – V conis
= 120.38 – 0.030
= 120,35
318
Tinggi liquida dalam sheel (H)
Voluime sheel
H =
½ π di²
120,35
=
½.3,14.10,32²
= 1,43 ft = 17,27 in
Tekanan hidrostatif (ph)
ρ (h-1)
Ph =
144
114,39(17,27-1)
=
144
= 1,3 Psia
P1 = 1,3+14,7=16
Menentukan tebal sheel (ts)
Pi-di
Ts = + c
2(F.i-0,6.pi)
(10.3292)-(17.9)
= + 1/16
2(18750.0,8-0,6.17,9)
16 0,162 1
= 0,010 in x in = = in
16 16 16
319
Standarisasi do:
Do = di +2.ts
= 122,811 + 2 (1/16)
= 123,006 in
Dengan pendekatan diatas didapat do baru
Do = 126 in
Icr = 75/6 in
R = 120 in
Menghitung harga di baru:
Di = do – 2 ts
= 126 – 2 (1/16)
= 125,875 in = 10,48 ft
Cek hubungan Ls dan di:
Ls = 1,5 . di = 1,5 x 125,875 in = 188,825 in = 15,73 ft
Menentukan tebal tutup bagian atas berbentuk standart dish:
Pi . di
Tha = + c
2(f.i – 0,6 pi) tg 45
(14,72) x (10.483,98)
= + 1/16
2(18750 . 0,8 – 0,6 . 14,7) tg45
320
16 1,72 3
= 0.107in x = = in
16 16 16
Menentukan tinggi tangki:
Ls = 6,34 ft = 76,11 in
Tinggi tutp atas berbentuk konis 45º:
Ws. qp
Tg 1/2α =
550
354,77
H =
550
= 0.643 ft = 7,72 in
Tinggi tangki = Ls + ha
= 188,8125 + 7,72 = 196,53 ft
Perencanaan pengaduk
ρ = 3,1 cps = 0,00211 lb/ft dtk
1 cps = 2,4191 lb/ft.dtk
µ = 58 lb/ ft
Digunakan impeller jenis turbin dengan 6 buah flate blade tanpa baffle,
dari fig. 9-9 Mc Cabe ed. 4, diperoleh:
D impeller = 1/3 x D shell = 1/3 x 2,17 = 0,723 ft
Lebar blade = 0,2 x D impeller = 0,145 ft
321
Panjang blade = 0,25 x D impeller = 0,81 ft
Dari fig. 9-13 Mc Cabe ed. 4, diambil kecepatan putar, N = 120 rpm = 2
rps
Froude number, Nfr =gcxDaN 2
= 1,083
Dari fig. 9-12 Mc Cabe, dipeoleh: Np = 1,01 ft.lbf/s
Np koreksi = Np x Nfr = 1,094
Dari persamaan 9-20, diperoleh:
P =gc
xDaxNpxN ρ53 . = 0,0585 Hp
Gland losses = 10%,
Power input = 10% x Pi
Transmission system losses = 20% x Pi
Total power input yang diperlukan:
Pi = 0,0585 + (0,1 x Pi) + (0,2 x Pi)
0,7 Pi = 0,0585
Pi = 0,0836 Hp
Dipakai motor dengan daya : 0,25 Hp
Spesifikasi:
Nama : Tangki mixer
Fungsi : Untuk mereaksikan produk dengan builder
Type : selinder tegak tutup bawah conis dan tutup atas standart dish
I : 0,8
Di : 125,875 in
322
Ts :1/16 in
Ls : 188,8125 in = 15,575 ft
Thb : 3/16 in
Tinggi tutup atas : 7,72 in = 0,643 ft
Tinggi storage : 196,55 in = 16,37 ft
Bahan konstruksi: Carbon steel SA 240 grade M type 316
Jumlah : 1 buah
Perlengkapan pengaduk:
Jenis : Six bladed flat disk turbin
Diameter : 0,0837 ft
Kecepatan pengaduk : 120 rpm
Bahan kontruksi : Stainless steel
Volume shell : 0,00211 cuft
Tinggi shell : 0,01939 ft
Power : 0,25 Hp
Jumlah : 1 buah
19. Pompa (L – 141)
Fungsi : Untuk memompa produk ke mixer
Type : Centrifugal pump
Direncanakan
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M
323
Dasar perencanaan:
Massa = 1758,2025 lb/jam
Densitas = 119,84 lb/cuft
Viskositas = 0,003 lb/ft.det
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Perhitungan:
a. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa =
3003,0
2025,1758
ftlb
jamlb
= 0,00815 ft3/dt
b. Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in
Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80
Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh:
ID = 0,0798 ft = 0,9576 in
OD = 0,1096 ft = 1,3152 in
A = 0,00499 ft = 0,0599 in
c. Menentukan jenis aliran
Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0003
119,84 x1,6332 x0,0798
324
= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal
99.
IDε =
0798,000015,0 = 0,00189
f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)
d. Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 0,75 2,25
2 Gate valve 1 4,5 4,5
Jumlah 6,75
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
e. Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x
26332,1 2
F = 3,475 lb.ft/lbm
f. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
325
Z = 11,135 ft
P = 15 psi
V = 0,00815 ft/det
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,2 lbm.ft/lbf.s2
= 119,84 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
2,3212
0,008152
xx +
2,32
8,9135,11 x +
84,119
15 + (3,475)
-Ws = 3,825 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
=550
84,1190,008153,825 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,7 Hp
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,72025,1758
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 3,5577 gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
BHP =PompaWHP
η =
7,07,0 = 1 Hp
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
326
Daya motor =motorBHP
η =
8,01 = 1,25 Hp
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa produk ke mixer
Type : Centrifugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
20. Belt conveyor (J-142)
Fungsi : Untuk memindahkan builder dari storage builder ke mixer tank
Type : Flat belt oncontinous plate(Perry’s edisi 6 hal 7-10)
Direncanakan :
Bahan : Karet
Dasar perancanaan
- Masa bahan masuk = 5642,053247kg/jam = 12438,4705883 lb/jam
- Densitas = 45 lb/ft³
- Suhu operasi = 30º c
- Tekanan = 1 atm = 14,7 psia
Perhitungan
Brandt,tabel 2 hal 23 didapatkan faktor keamanan untuk belt conveyor
= 1,2 x 5642,053247 kg/jam
= 6770,4638 kg/jam = 1,8806 kg/det
327
= 15169,9011902 lb/jam
Builder = m x ρ
= 15169,9011902 lb/jam/45 lb/ft³
= 337,1089 ft³/jam = 9,5459 m³/jam
Belt conveyor (L) = 10 m (ulrich,tabel4-4 hal71)
Yang dibutuhkan (Kw) = 0,0027 x (flow massa)82,0
x 10 m
= 0,0607
Daya motor(η ) = 80% (ulrich,tabel 4-4 hal 71)
=ηdibutuhkanyangDaya
=8,0
0607,0 = 0,0758 Hp = 0,7 Hp
Spesifikasi:
Nama alat : Belt Conveyer
Fungsi : Untuk memindahakn builder dari storagebuilder ke mixer tank
Type : Plate Belt oncontinous plate (perry’s edisi 6 hal 7-10)
Kapasitas : 5642.053247 kg/jam
Bahan : Karet
Lebar belt : 0,9 m (Perry’s edisi 6 hal 7-10)
Panjang :10 m
Kecepatan belt : 30,5 m/menit = 100 ft/menit (Perry’s edisi 6 hal 7-10)
Belt plies : Min = 3
: Max = 5 (Perry’s edisi 6 hal 7-10)
328
Daya motor 0,7
Jumlah : 1 buah
21. Storage Builder(F-143)
Fungsi : Menampung Builder selama 30 hari
Type : Selinder tegak dengan bagian atas berbentuk konis dengan sudut
450C
Dasar perhitungan:
Rate produk = 766,8051 kg/jam
= 1690,5267 lb/jam
ρ = 136,75 lb/ft³ (Perry’s edisi 6 hal 7-10)
Tangki builder direncanakan untuk menampung builder selama 30 hari
Perhitungan:
Produk yang ditampung = 1690,5267 lb/jam x 24 jam x 30 hari
= 1217179,224 lb
Volume produk =135,75
41217179,22 = 8966,3295 ft³
Asumsi = Ls = 1,5 . di
V tangki =45½24tg
diH 3⋅ +4π di². Ls
98,897 = 0,315 di³ -+ 1,1775 di³
di³ = 66,24
di = 3,98 ft = 47,87 in
329
Menentukan tekanan design(p1)
Volume shell = Vproduk –V ta
= 8966,3295 ( )4524
98,3 2
tgπ -
= 8964,2571 ft³
Tinggi liquida dalam shell(H)
Volume shell
H =
½ π di
8964,2571
=
½.3,14.3,981²
= 360,2722 ft = 4323,2665 in
Tekanan hidrostatif(Ph)
ρ (H-1)
Ph =
144
136.75(7,55 - 1)
=
144
= 6,22 Psia
P1 = 6,22 – 14,7 = 20,92 Psia
Menentukan tebal shell(ts)
Pi.di
Ts = + c
2(F.i – 0.6.pi)
330
20,92) - (3,98) 1
= +
2(18750.0,8 – 0,6.20,92) 16
16 0,22 1
= 0,0139 in x in = = in
16 16 16
Standarisasi do:
Do = di – 2. ts
= 47,87 – 2 (1/16)
Do = 47,996 in = 3,99 ft
Dengan pendekatan diatas didapat do baru:
Do = 48 in
Icr = 3 in
R = 48 in
Menghitung harga di baru:
Di = do – 2 ts
= 48 – 2 (1/16)
= 47,875 in = 3,98 ft
Cek hubungna Ls dan di:
π x di³ π
V tangki: = + di². Ls
24 tg 45 4
331
3,14 x 3,983³ 3,14
98,897 = + (3,98)². Ls
24 tg 45 4
Ls = 6,34 ft = 76,11 in
Menentrukan tebal tutup bagian atas berbentuk standart dish
Pi . di
Tha = +c
2(F.i – 0,6 pi) tg 45
(20,92) (3,98) 1
= +
2(18750 . 0,8 – 20,98) tg 45 16
16 0,088 1
= 0.0055 in x in = = in
16 16 16
Menetukan tinggi tangki:
Ls = 6,34 ft = 76,11 in
Tinggi tutup atas berbentuk konis 45º:
½.di
Tg ½ α =
H
½ . 3,98
Tg ½ 45 =
h
= 3,98 ft = 95,52 in
332
Tinggi tangki = Ls – tha
= 6,34 + 3,98 = 10,32 ft = 123,84 in
Spesifikasi:
Nama : Tangki builder
Type : Standart tegak tutup atas conis
Dimensi :
Di = 47,879 in = 3,98 ft
Ts = 1/16 in
Ls = 76,11 in = 6,34 ft
Tha = 1/16 in
Tinggi tutup atas = 95,52 in = 3,98 ft
Tinggi storage = 123,84 in = 10,32 ft
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 grade M type 316
Jumlah : 1 buah
22. Spray Drayer
Lihat di alat utama
23. Pompa(L- 151)
Fungsi : Untuk memompa bahan dari Mixer ke Spray Dryer
Type : Centrifugal pump
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M
333
Dasar perencanaan:
Massa = 1758,2025 lb/jam
Densitas = 119,84 lb/cuft
Viskositas = 0,003 lb/ft.det
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Perhitungan:
a. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa =
3003,0
2025,1758
ftlb
jamlb
= 0,00815 ft3/dt
b.Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in
Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80
Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh:
ID = 0,0798 ft = 0,9576 in
OD = 0,1096 ft = 1,3152 in
A = 0,00499 ft = 0,0599 in
c.Menentukan jenis aliran
Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0003
119,84 x1,6332 x0,0798
334
= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal
99.
IDε =
0798,000015,0 = 0,00189
f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)
d.Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 0,75 2,25
2 Gate valve 1 4,5 4,5
Jumlah 6,75
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
e.Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x
26332,1 2
F = 3,475 lb.ft/lbm
335
f. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
Z = 11,135 ft
P = 15 psi
V = 0,00815 ft/det
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,2 lbm.ft/lbf.s2
= 119,84 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
2,3212
0,008152
xx +
2,32
8,9135,11 x +
84,119
15 + (3,475)
-Ws = 3,825 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
=550
84,1190,008153,825 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,7 Hp
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,72025,1758
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 3,5577 gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
336
BHP =PompaWHP
η =
7,07,0 = 1 Hp
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
Daya motor =motorBHP
η =
8,01 = 1,25 Hp
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa bahan dari Mixer ke Spray Dryer
Type : Centryfugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
24. Heater (E- 152)
Fungsi = Memanaskan udara dari Blower ke Spray Drayer
Type = Double pipa head Exchanger (DPHE)
Dasar perencanaan :
Faktor kekotoran gabungan minimum atau kd = 0,004 j ft2 .0F/Btu
∆ P Steam makimum = 2 Psi
337
∆ P aliran masuk maksimum = 10 Psi
1. Neraca massa dan neraca panas Neraca massa dan neraca panas
Dari Appendik A dan Appendik B diperoleh:
Massa bahan masuk = 10631,2590 kg/jam = 23437,6736 lb/jam
Massa steam masuk = 681,2591 kg/jam = 1002,3580 lb/jam
Q = 3389879,8014 kkal/jam = 1345218,9772 Btu/jam
2. Menentukan TLMTD
t1 = T1 – t2 = 302 – 248 = 54 0F
t2 = T2 – t1 = 302 – 86 = 216 0F
TLMTD( )
F216F54ln
F21654
0
0
0− = 116,883 0F
Karena isothermal maka Ft = 1
P = TLMTD x Ft
= 116,883 x 1 = 116,883 0F
3. Suhu Caloric
Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (302 + 302) 0F = 302 0F
tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 248) 0F = 167 0F
4. Trial ukuran DPHE
Direncanakan ukuran DPHRE = 2½ x 1¼ in IPS sch 40 dengan aliran
steam bagian pipa (Kern, tabel 6.2 hal 110)
Bagian annulus (Liquida) Bagian pipa (Steam)
De = 2,02 in Di = 1,380
De’ = 0,8 in Do = 1,66 in
338
Aan = 2,63 in2 Ap = 1,50 in2
a" = 0,435 ft2/ft
Evaluasi perpindahan panas (Rd)
Bagian annulus (liquid) Bagian pipa (Steam)
5. Gan =anA
M
= 2ft2,63/144jam
lb23437,6736
=1237973,6868 jamftlb
2
Pada Tc = 167 Of Didapat µ =0,3751
Nre =42,2xdexGan
µ
= ( )( )42,23751,0
12/02,2681237973,68x
= 72357,9364
6. JH = 490 (Kern Fig. 24 Hal,
834)
7. K = 0,0846 Btu/Jft2
Cp = 0,432 Btu/lb 0F
Ho = JH x (k/de)
x4,03,0
⋅
⋅
wkCp
µµµ
= 490 x
02,2
0846,0 x3,0
0846,03751,0432,0
x
5. Gt =apµ =
144/5,135798,1002
= 144226,3611 Lb/J.Ft2
Pada Tc 302 0F Didpat µ = 0,0363 Cp
µrep =42,2⋅
⋅µ
diGp
=42,20363,0
1238,13661,144226
x
⋅
= 211397,502
6. Js = –
7. Harga koefisien perpindahan panas
untuk steam :
hio = 1500 Btu/J.ft2 .0F
339
x4,0
8,03751,03751,0
x
= 410,6025 Btu/J.Ft 0F
tw = tc +hohio
ho+
+ (Tc – tc)
= 167 +6025,4101500
6025,410+
+(302–
167)
= 492,6625 0F
Pada tw 492,6625 0F didapat µ = 0,532
Cp
ho = 410,6025 Qan
= 410,60254,0
532,03751,0
= 357,0599
8. Tahanan panas pipa bersih
Uc =hiohohioxho
+ =
15006025,41015006025,410
+x = 334,744 Btu/J.ft2.0F
9. Rd =UdxUcUdUc − =
Ud1 = Rd
Uc+
1 = 004,0744,334
1+
Ud = 698,735 Btu/J.ft2. 0F
A =txUo
A∆
=883,116735,690
977,1345218x
= 16,471 ft2
L = 'aA =
435,0471,16 = 37,865 ft
340
10. Mencari panjang ekonomi
L n L baru A baru Ud baru Rd hitung % Over design
12
16
20
7,54 = 8
5,66 = 6
4,52 = 5
192
192
192
83,52
83,52
83,52
131,8469
131,8469
126,5730
0,0044
0,0044
0,0048
10
10
20
Dipilih DPNE dengan panjang pipa 16 in dari jumlah harpin 6 buah
Evaluasi penurunan tekanan P
Bagian annulus (bahan) Tube side (udara)
11.NReam =42,2
'
⋅⋅
µdeGan
=42,2432,0
128,06868,1237973
x
= 79931,151
f = 0,0035 + 42,0Re
26,0N
= 0,0035 + 42,0151,7993126,0
= 0,0024
12. P1 ='1047,2
428
2
dexlGf an
⋅⋅⋅⋅
ρ 144ρ
= ( )( )( )( )12/81,08767,551047,2
166060,1237973428
2
xf
1448707,55
11. Nre = 489552,3051
f = 0,0035 + 42,0
26,0
reN
= 0,0046
12. PP =')102,4(2
428
2
dixlGf an
⋅⋅⋅⋅
ρ 144ρ
= ( )( )( )( )12/38,172,100)102,4(2
163661,144226428
2
xf
14472,100
= 0,0049 Psi
PP < 2 Psi (memadai)
341
= 1,68 Psi
13. Pn = ( )gc
V⋅2
2
144ρ V =
ρ⋅3600anG
= ( )8767,5536006060,1237973
⋅
= 6,379
Pn = 2 ( )174,3223795,6 2
1448767,55
= 0,736
14. Pam = P1 + Pn
= 1,68 + 0,736 = 2,415 Psi
Pn < 10 Psi (memadai)
Spesifikasi:
Fungsi : Memanaskan udara dari Blower ke Spray Drayer
Type : DPHE
Dimensi annulus :
De = 2,02 in
De’ = 0,81 in
Aan = 2,63 in2
P = Steam perhitungan = 2,415 Psi
Dimensi tube:
342
ID = 1,380 in
Do = 1,66 in
Ap = 1,50 in2
a” = 0,435 ft2/ft
P aliran perhitungan = 0,0049 Psi
Bahan konstruksi = Carbon steel Sa – 240 Grade M type 316
25. Blower (G – 153)
Fungsi = Menghembuskan udara dari luar menuju Spray Dryer
Type = Centryfugal blower
Perhitungan :
Jumlah Udara masuk = 14428,8732 Kg/jam
= 31810,3866 lb/jam
= 530,17311 lb menit
Suhu udara masuk = 30ºC = 86ºF
Humidyty udara (N) = 0,015 (Hougen fig 19 hal 20)
Perhitungan dari Perry edisi 3 hal 8-11 didapat
Spesifik volume udara (Vs) = 0,045 x (460 + 1) (0,622 +H)
= 0,045 x (460 + 1) (0,622 +0,015)
= 14,0859 ft 3 /menit
144 x Q x (P 4 - P 2 )
Power blower = (Perry ed 6 hal 13-14)
33000
343
Perhitungan :
= 12848,5897 kg/jam = 28326 lb/jam
= 30ºc
= 1,16758 kg/m 3
Perhitungan:
Kecepatan Volumetrik
12848,5897 kg/jam
= = 11004,462 m 3 /j = 6476,746 ft 3 /menit
1,16758 kg/m 3
1 gram
Debu dalam udara = (Perry ed 6 th tbl 20-39 hal 20-109)
1000 ft 3
1 gram
besar debu dalam udara = x 6476,746 ft 3 /menit = 6,477
1000 ft 3
Menetukan jumlah filter
Perry ed 6 th tbl 20-39 hal 20-109,didapat ukuran filter = 24 x 24 in
Kapasitas filter = 1000 ft 3 /mnt
Qf 6476,746
= = = 6,477 = 7 buah
Kapasitas 1000
Spesifikasi:
Fungsi = Menghembuskan udara dari luar menuju Spray Dryer
344
Type = Centryfugal blower
Kapasitas filter = 1000 ft 3 /mnt
Ukuran filter = 24 x 24 in
Jumlah = 7 buah
Bahan = Carbon steel
26. Filter Udara (H-154)
Fungsi : Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan dimasukkan
pada blower
Type : Dry filter
H-131
Dasar perhitungan:
Rate = 12848,5897 kg/jam = 28326 lb/jam
Suhu = 30°C
ρ udara = 1,16758kg/m³
Perhitungan :
Kecepatan volumetrik
12848,5897 kg/jam
Q = = 11004,462m³/j = 6476,746 ft³/menit
1,16758 kg/m³
345
1 gram
Kadar debu dalam udara = (Perry edisi 6 th tabel 20-39 hal 20-
109)
1000 ft³
1 gram
Berat debu = x 6476,746 =6,477 grm/menit
1000 ft³
Menentukan jumlah filter
Dari perry edisi 6 th tabel 20-39 hal 20-109, didapat ukuran filter = 24 x 24 in
Kapasitas filter = 1000 ft³/menit
Qf 6476,746
= = = 6,477 = 7 buah
Kapasitas 1000
Spesifikasi
Fungsi : Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan dimasukkan
pada blower
Type : Dry filter
Kapasitas filter = 1000 ft/mnt
Ukuran = 24 x 24 in
Jumlah = 7 buah
Bahan = Carbon steel
346
27. Pompa (L-155)
Fungsi : Untuk memompa parfum ke Screw Conveyor
Type : Centrifugal pump
Direncanakan:
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-410 Grade M
Dasar perencanaan:
Massa = 1758,2025 lb/jam
Densitas = 119,84 lb/cuft
Viskositas = 0,003 lb/ft.det
Suhu operasi = 30 0C
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Perhitungan:
1. Menghitung rate volumetrik
Kecepatan volumetrik =ρbahanMassa =
3003,0
2025,1758
ftlb
jamlb
= 0,00815 ft3/dt
2. Menentukan ID optimal
ID optimum = 3,9 x (0,00815)0,45 (119,84)0,13 = 0,83 in
Dipilih nominasi size = 1 in sch. 80
Standarisasi 10 = 1 in Sch. 80 (Geancoplis.App 45, hal. 835) sehingga
diperoleh:
ID = 0,0798 ft = 0,9576 in
OD = 0,1096 ft = 1,3152 in
347
A = 0,00499 ft = 0,0599 in
3. Menentukan jenis aliran
Kecepatan aliran fluida (V) = Q / A = 0,00815/0,00499 = 1,6332 ft/det.
Nre =µ
ρ⋅⋅VID =0,0003
119,84 x1,6332 x0,0798
= 52062,24 = 52000 > 2100 (turbulen)
Dipilih pipa comersial steel ( = 0,00015 ft.), Geankoplis, fig. 2.10-3, hal
99.
IDε =
0798,000015,0 = 0,00189
f = 0,0059 (Geankoplis, fig. 2.10-3, hal 99)
4. Menentukan panjang pipa
No Nama Jumlah Kf kf
1 Elbow 900 3 0,75 2,25
2 Gate valve 1 4,5 4,5
Jumlah 6,75
K ex = 1 –2
2
11
−
AA = (1 – 0)2
Kc = 0,552
2
11
−
AA
= 0,55 (1 – 0)2 = 0,55 (Geankoplis, pers. 2.10 – 15 hal 104)
348
5. Menentukan panjang fiksi pipa
F = (2 x f xDL∆ + K ek + Kc + Kf) x
2
2V
F = (2 x 0,0059 x0798,060 + 1 + 0,55 + 6,75) x
26332,1 2
F = 3,475 lb.ft/lbm
6. Menentukan daya pompa
Direncanakan :
Z = 11,135 ft
P = 15 psi
V = 0,00815 ft/det
∆gcv
2
2
+
∆gcZ +
∆ρp + F + Ws = 0
Dimana:
= 1 (aliran turbulen)
gc = 32,2 lbm.ft/lbf.s2
= 119,84 lb/ft3
g = 9,8 m/s2
-Ws =
2,3212
0,008152
xx +
2,32
8,9135,11 x +
84,119
15 + (3,475)
-Ws = 3,825 ft.lb/lbm
WHP = ( )550
ρxQxWs−
349
=550
84,1190,008153,825 2
2
ftlb
jamft
lbmlbft
= 0,7 Hp
Kapasitas =( )
3
3
6182,6160
4810,72025,1758
ftlbmenit
ftgal
jamlb
= 3,5577
gpm
Maka daya pompa = 70 % (Peter & Timmerhous, fig 14 – 37 hal 1520)
BHP =PompaWHP
η =
7,07,0 = 1 Hp
Maka motor = 80 % (Peter & Timmerhous, fig 37 hal 1520)
Daya motor =motorBHP
η =
8,01 = 1,25 Hp
Spesifikasi:
Nama : Pompa
Fungsi : Untuk memompa parfum ke Screw Conveyor
Type : Centrifugal pump
Bahan : Stainless Steel SA – 410 Grade M
Power motor : 1,25 Hp
Kapasitas : 3,557 gpm
Jumlah : 1 buah
28. Storage Parfum (F – 158)
Fungsi : Menampung parfum sebelum masuk Screw Conveyor
Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas standart dish
350
Perhitungan:
Rate parfum = 466,47 kg/jam
= 1028,39 lb/jam
= 49,7 lb/ft² (Perry edisi 5 hal 3-91)
Storage dirancang untuk menampung 30 hari
Perhitungan : 1028,39 lb/jam x 24 jam x 30 hari
= 740440,8 lb
Volume produk =49,7
740440,8 = 14898,2052 ft 3
Menetukan Volume produk mengisi 80% dari Volume storage maka:
Volume storage =0,8
14898,2052 = 18622,7565 ft³
Asumsi = Ls = 1,5 . di
V storage =4π .di².(1,5.di) + 0,0487.di³
18622,7565 ft³ = 1,2622.di³
di³ = 14754,2042
di = 24,5267 ft = 294,3201 in
Menentukan tekanan disegn(P1)
Volume shell = V produk – V tutup atas
= 18622,7565 – 0,0847(9,71)³
= 18614,7714 ft³
Tinggi liquida dalam shell (H)
H =di²½shellVolume
π
351
=3,14.9,11²½
18614,7714
= 142,8641 ft = 1714,3621 in
Tekanan hidrostatif
ρ (H-1)
Ph =
144
49,7(1714,3621 – 1)
=
144
= 48,9631 psia
Menentuikan tabel shell(ts)
Pi –di
Ts = + c
2(F.i-0,6.pi)
19,78 – 9,71
= +1/16
2(18750.0,8-0,6.19,78)
16 0,205 1
= 0.0128 in x in = = in
16 16 16
Standarisasi do:
Do = di – 2.ts
352
= 9,71 – 2. (1/16)
Do = 118,02 in
Dengan pendekatran diatas didapat do baru:
Do = 120 in
Icr = 7 1/4in
R = 144 in
Perhitungan harga di baru:
Di = do-2.ts
= 120-2(1/16)
= 119,875 in
Cek hubungan Ls dan di:
π
V storag = di².Ls + 0,0847 di³
4
3,14
17329,29 = (9,98)². Ls +0,0847. (9,98)³
4
Ls = 14,77 ft = 177,30 in
Ls 14,77
= =1,47< 1,5 memenuhi
Di 9,98
Menentukan tebal tutup bagian atas berbentuk standart dish
353
0,885.pi.r
Tha = + C
21 (F.i-0,6.pi)
0,885.19,78.114
Tha = + 1/16
2(18750.0,8-0,6.19,78
16 0,213 1
= 0,0133 in x in = = in
16 16 16
Menentukan tinggi storage:
Ls = 14,77 ft = 177,30 in
Tinggi tutup atas berbentuk standart dish:
ha = 0,169 x di
= 0,169 x 9,98]
= 1,68662 ft = 20,23 in
Tinggi storage = Ls + ha
= 177,30 +20,23
= 197,53 in = 16,46 ft
Spesifikasi:
Nama : storage parfum
Fungsi : Menampung parfum sebelum masuk Screw Conveyor
Type : tangki selinder dengan tutup bagian atas standart dish
354
Dimensi:
Di = 119,875 in = 9,98 ft
Ts = 1/16 in
Ls = 177,30 in = 14,77 ft
Tha = 1/16 in
Tinggi tutup atas = 20,23 in = 1,68662 ft
Tinggi storage = 197,53 in = 16,46 ft
Bahan konstruksi = Carbon Stell SA 240 grade M type 316
Jumlah = 1 buah
29. Cyclone 1 (H-157)
Fungsi : Untuk memisahkan debu yang terbawah udara keluar dari spray dryer
Type : Cyclone separator
Kapasitas: 113,6448 kg/jam = 250,5413 lb/jam
: Perry edisi.5,hal 20-82
Udara = 35ºC = 555ºR
= (BM udara/359) x (Po/Pi) x (To/Ti)
= (29/359) x (14,7/14,7) x (492/555) = 4888,8208 cuft/detik
=126702/(0,072x3600) = 488,8208 cuft/detik
Kecepatan gas : 150 ft/detik (perry edisi 6,hal 20-86)
Penampang gas masuk: 488,8208 cuft/detik/150 = 3,26 ft² = 469,27 in²
AC = BC X HC
HC = 2 X BC
355
AC = BC X (2 X BC) = 2 XBC²
BC = (AC/2)² = (469,27/2) 5,0 = 15,3 in
HC = 2 X BC = 2 X 15,3 =30,6 in
DC = 4 X BC = 4 X 15,3 = 61,2 in
De = DC/2 = 61,2/2 = 30,6 in
LC = 2 X De = 2 x 30,6 = 61,2 in
SC = DC/8 = 61,2/8 = 7,65 in
ZC = 2 XDC = 2 X 61,2 = 122,4 in
JC = DC/4 = 61,2/4 = 15,3 in]
Penentuan tabel:
Ditetapkan: ∆ p =1,5 atm
Pop = 1,5 atm
P design = 1,5 x1,5 = 2,25 atm
Bahan konstruksi carbon steel SA – 201 grade Bdengan system sambungan
double welded butt joint,e = 80 % ; C = 0,125in ; f = 14550 Psia
Tebal shell ts = P . D / (2 . fe - P) + C
= (2.25 x 61,2) / (2 x 14550 x 0,8) – 2,25) + 0,125
= 0,2 in
Diambil tebal standart = ¼ in
Tebal head atas (flate plate)
D = DC/4
= 61,2/4 = 15,3 in
Th = d x (C x P/f) 2/1 - 0,125
356
= 15,3 x (0,162 x 2,25/14550) 2/1 - C
= 0,187 in
Diambil tebal standart = 3/16 in
Tebal head bawah(conisα = 60º)
M = DC – ts / 2 = 61,2 – 0,1875 / 2 = 61,89 in
Th = P.M/(2.f.e cos 60) + C
= (61,89 x 2,25) / (2 cos 60 x 14550 x 0,8) 0,125
= 0,13 in
Diambil tebal plate standart = 3/16 in
Spesifikasi:
Fungsi : untuk memisahkan debu yang terbawah udara keluar dari spray dryer
Type : cyclone separator
Kapasitas : 113,6448 kg/jam
Ukuran:
Penampang masuk = 469,27 in² ;HC = 30.6 in ;JC = 15,3 in
BC = 15,3 in ;DC = 61,2 in ;LC = 61,2 in
ZC = 122,4 in ;De = 30,6 in ;SC = 7,65 in
Tebal shell = ¼ in
Tutup atas = 3/16 in
Tutup bawah = 3/16 in
Jumlah = 1 buah
30. Screw conveyor (J-158)
357
Fungsi : untuk mengangkut detergen yang keluar dari spray dryer
Type : Plant Spout or Chetus
Perhitungan
Massa bahan = 20743,11645 kg/jam
= 108,11 lb/jam
Digunakan kapasitas scruw conveyor 20% lebih besar dari bahan masuk
Perhitungan:
Bahan = 20743,11645 kg/jam
= 45730,9826 lb/jam
Kapasitas =lb/jam108,11
lb/jam45730,9826 = 423,00418 ft³/jam = 7,05006 ft³/menit
Dari screw conveyor
= 6 in
l = kelas d
tan = 24 Rpm
material = 4
menentukan power motor (hp)
c x L xW x F 7,05006 x 10 x 98,7782 x 4
hp = = = 0,814
33000 33000
Dimana:
Kapasitas ft³/menit
Panjang konveyor ft
Berat material
358
Faktor material
K power motor < 2 hp maka digunakan power dengan ukuran
- 2 hp
- 0,3225 hp
Pilih power dengan ukuran 0,5 hp
Klasifikasi:
Nama : Screw Conveyor
Fungsi : untuk mengangkut detergen yang keluar dari spray dryer
Type : Plant Spout or Chetus
Kapasitas : - 423,00418 ft³/detik
- 7,05006 ft³/menit
Kecepatan : 24 rpm
Power motor : 0,5 hp
Jumlah :1 buah
31. Rotary cooler (B - 160)
Fungsi : mendinginkan produk dari spray dryer
Type : single shell inderect rotary cooler
Perhitungan:
Rate bahan masuk = 9287,56kg/jam
= 25353,0684 lb/jam
Rate udara masuk = 14428,87327 kg/jam
= 31810,3866 lb/jam
359
Suhu udara masuk = 115ºC
Perhitungan:
Perhitungan massa udara dalam rotary cooler mempunyai range 200 – 1000
lb/jam.ft²
Ditetapkan G = 1000 lb/jam.ft²
Luas penampang cooler(A)
A =4π D²
= 0,785.D²
Kebutuhan udara
G =
A
31810,3866
1000 lb/jam.ft² =
0,785 D²
D² = 40,522
D = 6,365 ft = 6 ft
A = 0,785.D²
= 0,875 x (6)²
= 28,26 ft²
Menghitungn panjang cooler:
Qt = 0,4 x L x D x G 67,0 x ∆ tw (Perry edisi 7 hal 12-54)
L =tw xG x0,4
Qt0,67 ∆
= 98,897 ft³
360
Qt = jumlah panas yang dipindahkan = 146748,841 kkal/jam
= 582345,9142 Btu/jam
L = panjang cooler
D = diamater
G = kecepatan udara1000 lb/jam.ft²
T2 T1
T3 T4
T1 = suhu udara = 30ºC = 86ºF
T2 = suhu udara keluar = 70ºC = 158ºF
T3 = feed masuk = 115ºC = 239ºF
T4 = feed keluar = 35ºC = 95ºF
T2 – T1
Nt =
∆ tm
158 – 86
∆ tm = = 48ºF
115
582345,9142
L = = 46,78 = 47 ft
0,4 x 1000 67,0 x 48
361
Cek harga L/D
L/D = 4 – 10 ft maka
L/D = 47/6 = 7,83 (memnuhi)
Perhitungan putaran rotary cooler:
N =D x
Vπ
Dimana:
N = jumlah putaran (rpm)
V = kecepatan peripheral (ft/menit)
D = diameter
Dari(Perry,edisi 3 hal 20 – 83) diketahui kecepatan peripheral rotary cooler
Antara 30 – 150 ft/menit didapatkan V= 80 ft/menit
80 ft/menit
N =
3,14 x 6ft
Dari(Perry,edisi 3 hal 20 – 83) diketahui harga N xD = 25 – 30 sehingga N xD
= 4,26 x 6 = 25,47 (memnuhi)
Perhitungan waktu tinggal(time of passage)
0,23 x L 0,6 x B x 1 x 6
Q = =
5 x N 9,0 x D F
Dimana:
Q = waktu tinggal
L = panjang Rd
362
S = slope (0 – 8 em/m atau 0 – 0,96 in/ft)
Diambil 0,5 in/ft 0,042 ft
N = kecepatan Rd
B = konstanta material = 5 Dp
G = kecepatan udara
25365300,0684
F = = 79,700
31810,3866
0,23 x 47 0,6 x 0,3101 x 47 x 1000
Q = +
0,042 x (4,246)² x 6 79,700
= 109,716 menit
Perhitungan jumlah flight
Jumlah flight = 2D – 3,5D (perry, edisi 3 hal 832)
Diambil = D/10
= 6/10 = 1,5 ft
Tabel radial flight didapatkan 0,5 in = 0,047 ft
Perhitungan daya motor
n(4,75 x Do x w) + (0,1925 x d w) + 0,33 x w
Hp =
1000
Dimana:
Hp = daya motor
363
N = jumlah putaran Rd = 1,5924 rpm
Di = diameter = 6ft tebal shell = 1/12
Do = diameter luar rotary cooler
= 6ft + (2 x 1/12) = 6,16 ft
Di = diameter riding ring
= Do + 2
= 6,16 ft + 2 = 8,16 ft
W = berat material
= (7% volume bagian dalam) x ρ produk
= (0,07
L xdix
4π x 54 lb/ft²)
= 1138,018 lb
W = berat total cooler
= berat shell + berat material +berat radial flight
π
Berat shell = ( Do² x Di² ) x L x ρ produk)
4
π
= x (16,6² x 6² ) x 47 x 54)
4
= 2410,7193 lb
Berat radial = n x L x h x t x ρ steel
= 15 x 47 x 6 x 0,0417 ft x 490 lb/ft
364
= 14405,7193 lb
W = 2410,7993 lb + 1138,018 lb + 14405,265lb
= 31221,2343 lb
5[(4,75 x 8,16 x 1138,018) + (0,1925 x 8,16 x 31221,2343) + (0,33 x 31221,2341)]
1000
84,51 hp = 85 hp
Spesifikasi:
Nama : Rotary Cooler
Fungsi : mendinginkan produk dari spray dryer
Type : Single shell inderect rotary cooler
Diameter : 6 ft
Panjang : 47 ft
Putaran : 4,246 Rpm
Waktu tinggal : 109,716 menit
Jumlah flight : 15 buah
Daya : 85 hp
Bahan konstruksi : carbon steel SA-240 grade M type 316
Jumlah : 1 buah
32. Blower (G-161)
Fungsi : Mengalirkan udara ke rotary cooler
Type : Centrifugal blower
Bahan : Cast iron
365
Dasar perhitungan:
144 x Q x (P1 –P2)
Power blower = (Perry edisi 5 hal 6-34)
33000
Dimana:
Q = rate volumetrik ft³/menit
P1 = tekanan masuk lb/m² = 14,7 Psia
P2 = tekanan keluar lb/m² = 17,60 Psia
Antara proses yang dibutuhkan = 32605,1414 lb/jam
Suhu = 30ºC
Udara pada 30ºC = 0,0729 lb/ft³ (gean koplis edisi 3 hal 866)
Rate massa udara
Rate volume udara =
ρ udara
32605,1414
=
0,0729
= 447258,4554 ft³/jam
= 7454,3075 ft³/menit
144 x 7454,3075 x (17,64 – 14,7)
Power blower =
33000
= 16,94
366
Efisiensi blower = 80 % (Ulrich, table 4-9, hal 120)
16,94
Power blower = = 21,175 Hp = 21 Hp
0,8
Efisiensi motor = 92 % (Ulrich, fig 42, hal 187)
21,175
Power motor = = 23,016 = 23 Hp
0,92
Spesifikasi:
Nama : Blower
Fungsi : Untuk mengalirkan udara kerotary cooler
Type : Centrifugal blower
Bahan : Cast iron
Daya : 23 hp
Bahan : Cast iron
Jumlah : 1 buah
33. Filter udara (H - 162)
Fungsi : Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan dimasukkan pada
blower
Type : Dry filter
H-131
367
Dasar perhitungan:
Rate = 12848,5897 kg/jam = 28326 lb/jam
Suhu = 30°C
ρ udara = 1,16758kg/m³
Perhitungan :
Kecepatan volumetrik
12848,5897 kg/jam
Q = = 11004,462m³/j = 6476,746 ft³/menit
1,16758 kg/m³
1 gram
Kadar debu dalam udara = (Perry edisi 6 th tabel 20-39 hal 20-
109)
1000 ft³
1 gram
Berat debu = x 6476,746 =6,477 grm/menit
1000 ft³
Menentukan jumlah filter
Dari perry edisi 6 th tabel 20-39 hal 20-109, didapat ukuran filter = 24 x 24 in
Kapasitas filter = 1000 ft³/menit
Qf 6476,746
= = = 6,477 = 7 buah
Kapasitas 1000
368
Spesifikasi
Fungsi = Menyaring debu yang terbawah filter udara yang akan
dimasukkan pada blower
Type = Dry filter
Kapasitas filter = 1000 ft/mnt
Ukuran = 24 x 24 in
Jumlah = 7 buah
Bahan = Carbon steel
34. Cyclone 2 (H-163)
Fungsi : untuk memisahkan debu yangterbawah udara keluar dari Rotary Cooler
Type : cyclone separator
Kapasitas: 113,6448 kg/jam = 250,5413 lb/jam
: perry edisi.5,hal 20-82
Udara = 35ºC = 555ºR
ρ gas = (BM udara/359) x (Po/Pi) x (To/Ti)
= (29/359) x (14,7/14,7) x (492/555) = 4888,8208 cuft/detik
rategas =126702/(0,072x3600) = 488,8208 cuft/detik
Kecepatan gas : 150 ft/detik (perry edisi 6,hal 20-86)
Penampang gas masuk: 488,8208 cuft/detik/150 = 3,26 ft² = 469,27 in²
AC = BC X HC
HC = 2 X BC
AC = BC X (2 X BC) = 2 XBC²
369
BC = (AC/2)² = (469,27/2) 5,0 = 15,3 in
HC = 2 X BC = 2 X 15,3 =30,6 in
DC = 4 X BC = 4 X 15,3 = 61,2 in
De = DC/2 = 61,2/2 = 30,6 in
LC = 2 X De = 2 x 30,6 = 61,2 in
SC = DC/8 = 61,2/8 = 7,65 in
ZC = 2 XDC = 2 X 61,2 = 122,4 in
JC = DC/4 = 61,2/4 = 15,3 in]
Penentuan tabel:
Ditetapkan: ∆ p =1,5 atm
Pop = 1,5 atm
P design = 1,5 x1,5 = 2,25 atm
Bahan konstruksi carbon steel SA – 201 grade Bdengan system sambungan
double welded butt joint,e = 80 % ; C = 0,125in ; f = 14550 Psia
Tebal shell ts = P . D / (2 . fe - P) + C
= (2.25 x 61,2) / (2 x 14550 x 0,8) – 2,25) + 0,125
= 0,2 in
Diambil tebal standart = ¼ in
Tebal head atas (flate plate)
D = DC/4
= 61,2/4 = 15,3 in
Th = d x (C x P/f) 2/1 - 0,125
= 15,3 x (0,162 x 2,25/14550) 2/1 - C
370
= 0,187 in
Diambil tebal standart = 3/16 in
Tebal head bawah(conisα = 60º)
M = DC – ts / 2 = 61,2 – 0,1875 / 2 = 61,89 in
Th = P.M/(2.f.e cos 60) + C
= (61,89 x 2,25) / (2 cos 60 x 14550 x 0,8) 0,125
= 0,13 in
Diambil tebal plate standart = 3/16 in
Spesifikasi:
Fungsi : untuk memisahkan debu yangterbawah udara keluar dari Rotary Cooler
Type : cyclone separator
Kapasitas : 113,6448 kg/jam
Ukuran:
Penampang masuk = 469,27 in² ;HC = 30.6 in ;JC = 15,3 in
BC = 15,3 in ;DC = 61,2 in ;LC = 61,2 in
ZC = 122,4 in ;De = 30,6 in ;SC = 7,65 in
Tebal shell = ¼ in
Tutup atas = 3/16 in
Tutup bawah = 3/16 in
Jumlah = 1 buah
35. Bucket elevator (J-164)
Fungsi : Mengangkut produk ke bin
371
Type : centrifugal discharge
Dasar perhitungan
-massa = 9287,564050 kg/jam
ρ = 137,24 kg/m³
Direncanakan sebuah bucket elevator dengan:
Tinggi = 15 m (ulrich table,4-4 hal 71)
Putaran = (8 x 5 x 51/2) in
Kapasitas (untuk 100 lb/ft³) = 27 ton/jam
Ket speed = 225 ft/menit
Head shaft =
Head = 115/16 in
Tail = 111/16 in
Besar belt = 9 in
Tahap-tahap perancangan:
-Kecepatan Bucket elevator:
- Dimensi dan daya yang dibutuhkan
Perhitungan:
Denagan faktor keamanan 20 % (vilbrant, table 2-2 hal123) maka:
Kapasitas = 1,2 x 9287,564050 kg/jam = 0,1114 ton/jam
0,1114 ton/jam 127,727 lb/ft³
Kecepatan bucket = x x 225 ft/menit
27 ton/jam 100 lb/ft³
= 1,1875 ft/menit
372
0,1114 ton/jam 127,727 lb/ft³
daya total = x x 1,6 hp
27 ton/jam 100 lb/ft³
= 0,008 hp
0,008
Daya motor = = 0,009 hp = 0,5 hp
0,82
η motor = 82 % (peter and timmer haus,fig 14 hal 1521)
Klasifikasi
Fungsi : Mengangkut produk ke bin
Type : centrifugal discharge
Alat = Bucket elevator
Kapasitas = 0,1114 ton/jam
Putaran = (8 x 5 x 51/2) in
Besar belt = 9 in
Kecepatan = 1,1875 ft/menit
Daya motor = 0,5 hp
Jumlah = 1 buah
36. Bin (H-165)
Fungsi : Untuk menampung produk detergen ke pengamasan
Type : Tangki selinder tebal plat datar dan tutup bawah berbentuk conis
dengan α 120°
373
Perhitungan:
Bahan = Carbon steel SA-240 Grade B
Fallowable = 17500
Faktor korosi = 1/16
Type pengelasan = double welded butt joint (E = 0,8)
Feed mengisi bejana = 80 %
Perencanaan:
Massa bahan masuk = 9331,901 lb/jam
Densitas = 86,7 ft
Suhu operasi = 30ºC
Tekanan = 1 atm = 14,7 Psia
Perhitungan:
a. Menentukan volume bin
massa bahan masuk
kecepatan volumetrik =
ρ
9796,047
= = 85,704 ft³/jam
114,3
Volume total = volume bahan + volume ruang kosong
= 85,704 ft³/jam + 0,2
85,704 ft³/jam
= = 107,13 ft³/jam
0,8
374
Asumsi Ls = 1,5. di
π . di³ π
Volume Bin = - x di².Ls
24tag1/2α 4
π . di³ π
107,13ft³ = - x (di)².(1,5.di)
24 tgα 4
107,13ft³ = 0,0755 di ³ + 1,1775 di³
di =4,34 ft = 52,09 in
Volumne produk dalam shell = Volume produk – Volume conis
Gv² . Fm ρ W
= 107,13 - ( )
Gc.Pv. ρ L ρ L
= 107,13 – 0,030 = 107,1 ft³
Volumne produk dalam shell
Tinggi bahan dalam shell (H) =
¼.π .di²
107,13
= = 7,242 ft
1/4 .3,14,4,34²
B. Menentukan tebal selinder:
ts = ( )pi0,6-iF2di-Pi
⋅⋅+ C
= ( )( )( )7,146,08,0175002
09,527,14⋅−⋅
+ 161
375
= 0,0547 in x1616 in =
1630,0 =
161 in
Standarisasi do:
Do = di + 2.ts
= 52,09 + 2 (1/16)
= 52,215 in
Dengan pendekatan keatas dari Brownell dan Young tabel 5-7, hal 91 didapatkan
harga
Do = 54 in
Icr = 48 in
R = 3 in
C. menetukan harga baru:
Di = do - 2.ts
= 54 - 2 (1/16) = 51,875 in
Menentukan harga Ls:
Ls = 1,5 . di
= 1,5 x 51,875 = 6,48 ft
Menentukan tebal tutup bawah berbentuk conis
Thb = ( ) 060cospi0,6-iF2di-Pi
⋅⋅+ C
Thb = ( )( )( ) 060cos7,146,08,0175002
875,517,14⋅−⋅
+ 1/16
= 0,054 in x1616 in =
1687,0 =
161 in
Meneutkan tinggi bin
376
Tinggi shell = ls 6,48 ft
Tinggi tutup bawah berbentuk conis:
Tg ½ α =550
QpWs ⋅
H =5,477,354
H = 0,645 ft = 7,74 in
Sehingga
tinggi bin = tinggi shell + tinggi tutup bawah
= 6,48 +7,74
= 14,22 ft = 170,64 in
Spesifikasi alat:
Nama : Bin produk
Fungsi : Untuk menampung produk detergen ke pengamasan
Type : Tangki selinder tebal plat datar dan tutup bawah berbentuk conis
dengan α 120°
Kapasitas : 85,704 ft³/jam
Dimensi:
Di = 4,322 in
Thb = 1/16 in
Ts = 6,48 in
Hb = 7,74
H = 170,64
377
Bahan konstruksi = Carbon steel SA-240 Grade B
Jumlah = 1 buah
37. Gudang produk(F-166)
Fungsi : Menampung produk akhir
Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan
sudut 120º
Perhitungan:
Rate parfum = 478,2650 kg/jam
= 1054,4 lb/jam
ρ = 135 lb/ft² (Perry edisi 5 hal 3-91)
Suhu bahan masuk =30°C
Tangki produk dirancang untuk menampung bahan selama 8 jam
Perhitungan :
Produk yang ditampung = 1054,4 lb/jam x 8 jam
= 8435,2 lb
Volume produk =135
lb8435,2 = 624,83 ft 3
Asumsi = Ls = 1,5 . di
=α
π tg24di3⋅ +
4π di².Ls
624,83 =α tg24
di14,3 3⋅ +414,3 di².1,5
= 0,0755 di³ - 1.1775 di³
378
di = 9,66 ft = 110,02 in
Menentuikan tekanan design(P1)
Volume shell = V produk – V tutup atas
= 624.83 – 0,0847(9,71)³
= 547,29 ft³
Tinggi liquida dalam shell (H)
H = 2di½shellVolume
π
= 266,93,14½019,1206⋅⋅
= 16,46 ft = 197,56 in
Tekanan hidrostatif
Ph = ( )144
1-Hρ
= ( )144
146,16135 −
= 14,43 psia
P1 = 14,43 + 14,7 = 29,19 Psia
Menentuikan tabel shell(ts)
Ts = ( )pi0,6-iF2di-Pi
⋅⋅+ C
= ( )19,296,08,018750266,919,29
⋅−⋅− + 16
1
= 0.0188 in x1616 in =
16205,0 +
161 =
161 in
379
Standarisasi do:
Do = di – 2.ts
= 116,02– 2. (1/16)
Do = 116,145 in
Dengan pendekatran diatas didapat do baru:
Do = 120 in
Icr = 7 1/4in
R = 144 in
Perhitungan harga di baru:
Di = do-2.ts
= 120-2(1/16)
= 119,875 in = 9,98 ft
Cek hubungan Ls dan di:
Vtangki =α
π tg24di3⋅
4π di².Ls
1213,07 = ( )60tg2498,914,3
414,3 (9,98)². Ls
Ls = 14,55 ft = 174,66 in
DiLs =
98,955,14 =1,46 < 1,5 memenuhi
Menentukan tebal tutup bagian atas berbentuk standart dish
Tha = ( )pi0,6-iF2dipi
⋅⋅⋅ + C
Tha = ( )( )( )19,296,08,0187502
98,919,29⋅−⋅
+ 1/16
380
= 0,0019 in x1616 in =
16031,0 +
161 =
161 in
Menentukan tinggi storage:
Ls = 14,55 ft = 174,66 in
Tinggi tutup atas berbentuk conis(H):
Tg ½ α =H
di.½
Tg ½ .45 =H.9,98½
H = 5,76 ft = 69,145 in
Tinggitangki = tinggi shell + tinggi tutup atas
= 14,55 + 5,76
= 20,31 ft = 243,72 in
Spesifikasi:
Nama : Storage Produk
Fungsi : Menampung produk akhir
Type : Tangki selinder dengan tutup bagian atas berbentuk conis dengan
sudut 120º
Dimensi:
Di = 119,875 in = 9,98 ft
Ts = 1/16 in
Ls = 174,66 in = 14,55 ft
Tha = 1/16 in
Tinggi tutup atas = 69.145 in = 5,76 ft
381
Tinggi storage = 243,72 in = 20,31 ft
Bahan konstruksi= carbon stell SA 240 grade M type 316
Jumlah = 1 buah
382
APPENDIX D
UTILITAS
Setiap industri kimia mutlak harus harus mempunyai unit utilitas. Unit ini
merupakan penunjang berlangsungnya proses produksi utama sehingga kapasitas
produksi semaksimal mungkin dapat teratasi.
Utilitas pada pabrik Detergent meliputi unit – unit sebagai berikut :
1. Unit penyediaan steam
2. Unit pengolahan air
3. Unit pembangkit tenaga listrik
4. Unit penyediaan bahan bakar
5. Unit penyediaan pendingin
D.1. Unit Penyediaan Steam
Unit ini berfungsi menyediakan kebutuhan steam yang digunakan sebagai
pemanas pada Heater dan Sulfator. Jumlah steam yang dibutuhkan pada proses
pembuatan ini adalah :
Nama Peralatan Steam, Kg/jam
Sulfator (R – 210)
Heater (E – 530)
474,508600
2578,482555
Total kebutuhan steam 3052,99200
Jumlah kebutuhan steam = 3052,992000 kg/jam
= 6730,626 lb/jam
383
Dengan memperhitungkan faktor keamanan dan kebocoran maka
direncanakan steam yang dihasilkan adalah 1,1 kebutuhan steam normal, jadi
jumlah steam yang harus disediakan oleh Boiler :
1,1 x 6730,626 = 7403,689 lb/jam
Suhu feed water boiler = 250 0 C
Hf = 271,77 Btu/I (Smith Van Ness, tabel 9.1)
Steam yang dikehendaki (Saturated steam) pada suhu 250 0 C tekanan 39,77 Kpa.
h = 1180,25 Btu/lb (Smith Van Ness,App.C-3)
Faktor evaporasi = (h-hf)/970,3 (Savern,pers.173)
= (1180,25 – 271,77)/970,3
= 0,94
Air yang dibutuhkan = Equivalen evaportion
= [ms.(h – hf)]/970.3 (Savern, pers. 173)
Dimana :
ms = Massa steam yang dihasilkan oleh Boiler, lb/jam
h = Enthalpi steam, Btu/lb
hf = Enthalpi liquid, Btu/lb
Maka air yang dibutuhkan = 7403,689 x 0,94
= 6959,4786 lb/jam
= 33,46 m3/hari
Dianggap air yang harus ditambahkan (make up water) adalah 30%
0,3 x 6959,47 = 2087,84 lb/jam
384
Boiler horse power = [ms(hL-hf)] / (970,3x34,5) (Savern, pers. 172)
= [ 7403,689(1180,25-271,77)] / (970,3 x 34,5)
= 200,93 Hp
Kapasitas bolier :
Q = [ms(h L - hf)] /100 (Savern, pers. 171)
= [7403,689(1180,25 – 271,77)] 100
= 67261,034
Kebutuhan bahan bakar :
Mf = [ms(h L -hf)] / η x F (Savern, pers. 175)
Dimana :
= Effisinsi boiler, %
= Ditetapkan 80%
F = Nilai panas dari bahan bakar, Btu/lb
Digunakan bahan bakar fuel oil dengan nilai panas = 18500
btu/lb
Ms = Masa total dari bahan bakar, lb/hari
Mf = [7403,689(1180,25 – 271,77)] / (0,8 x 18500)
= 454,47 lb /jam
= 206,1441 l/jam
Luas pemanasan :
Untuk 1 Hp Boiler = 10 ft 2
Total luas pemanasan = 454,47 x 10 = 4544,7 ft 2
Spesifikasi
385
Nama : Boiler
Type : Fire – tube boiler
Luas pemanasan : 4544,7 ft 2
Kapasitas : 67621,034 Btu/jam
Rate steam : 7403,684 lb/jam
P = 39,77 KPa : T = 250 0 C
Rate feed water : 2087,841 lb/jam
Bahan bakar : Fuel oil
Rate bahan bakar : 454,47 lb/jam
Eff, Boiler : 80 %
Jumlah : 1 buah
D.2. Unit Pengolahan Air
Air merupakan elemen yang sangat penting dalam suatau industri kimia
demikian pula dengan pabrik detergen ini. Kebutuhan akan air direncanakan dapat
dipenuhi dari air sungai, namun air sungai ini harus diolah terlebih dahulu dalam
unit pengelolaan air agar layak dipakai.
Untuk menghemat pemakaian air maka dilakuakn sirkulasi. Adapun
penggunaan air dalam pabrik ini adalah:
1. Air sanitasi
2. Air pendingin
3. Air proses
4. Air umpan boiler
386
D.2.1. Air sanitasi
Air sanitasi digunakan untuk keperluan para karyawan dilingkungan
pabrik untuk komsumsi cuci, mandi, masak, laboratorium, dan lain-lain karena air
ini berhubungan dengan kesehatan, maka air sanitasi harus memenuhi standart
kualitas yaitu sebagai berikut:
a. Syarat fisis
− Suhu : Dibawah suhu kamar
− Warna : Tidak berwarna (jernih)
− Rasa : Tidak berasa
− Aroma : Tidak berbau
− Kekeruhan : < 1 mg SiO 2 / liter
b. Syarat kimia
− Tidak mengandung zat-zat organic maupun yang terlarut dalam air,
seperti PO 4 .Hg, Cu, Fe, dan sebagainya
− Tidak beracun (tidak mengandung zat-zat kimia)
c. Syarat bakteriologis
Tidak mengandung kuman maupun bakteri, terutama bakteri potogen.
Angka kuman dan bakteri harus nol. Untuk memenuhi persyaratan
terakhir, setelah proses penjernihan harus diberi desinfektan seperti chlor
can atau kaporit.
Kebutuhan air untuk pabrik detergen ini adalah:
Kebutuhan karyawan = 120 L/hari per orang (Standart WHO)
Jumlah karyawan yang menggunakan air sanitasi adalah 130 orang/hari
387
Jadi kebutuhan air untuk 190 orang karyawan setiap hari adalah:
= 190/3 x 120 kg/hari= 7600 l/hari = 316,7 l/jam
- Laboratorium, Taman Dan Keperluan Lain
Air untuk kebutuhan laboratorium, taman dan pemadam kebakaran
diperkirakan 50 % dari kebutuhan karyawan, Maka:
= 1,5 x 316,7 l/jam = 475,05 l/jam
Jadi kebutuhan air untuk karyawan, laboratorium dan pemadam kebakaran adalah:
= 316,7 + 475,05 = 791,75 l/jam.
Untuk pemadam kebakaran dan cadangan air diperkirakan 40 % excess,
sehingga total kebutuhan air sanitasi: = 1,4 x 791,75 l/jam = 1108,45 l/jam
D.2.2. Air pendingin
Air pendingin digunakan sebagai media pendingin pada peralatan sebagai
berikut:
Nama peralatan Air Kg/jam
Sulfonator (R – 110 )
Netralizer
667,1106
11024,6762
Total 11691,7868
Total kebutuhan air pendingin = 11691,7868 Kg/jam
= 28602,8832 kg/hari
Densitas air(ρ) pada suhu 30°C = 994,703 Kg/m³
Rate volume = 280602,8832/ 994,703
388
= 282,097 m³/hari
Dianggap air pendingin yang hilang akibat kebocoran adalah 10% dari kebutuhan
air pendingin total, yaitu:
= 10% x 11691,7868 kg/jam = 1169,1787 Kg/jam = 28,20 m3/hari
D.2.3. Air proses
Air keperluan ini harus memenuhi syarat agar air yang dipakai tidak
merusak ketel (boiler). Persyaratan adalah air tidak mengandung kation-
kation seperti Ca2+, Mg2+ dan anion-anion seperti SO42-,Cl-, SO3
2-.
Untuk itu diperlukan treatment secara sempurna:
Air yang diperlukan boiler = 6959,47 lb/jam
Air yang dapat dikembalikan = 0,7 x 6959,47 = 4871,629 lb/jam
Jadi air baru yang harus ditambah:
= 6959,47 – 4871,629
= 2087,841 lb/jam
= 947,038465 Kg/jam
Air yang harus disuplay:
= Air sanitasi + Air pendingin yang hilang + Air proses + Air umpan
boiler
= 1108,45 + 1169,1787 + 947,0385 + 6959,4786
= 12014,7125 l/jam
Peralatan Pada Unit Utilitas
389
1. Pompa Air Sungai (L-202)
Fungsi : Memompa air sungai ke Bak Sedimentasi
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 12014,7125 kg/j = 7,3590 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft2
Viskositas = 0,00054 lb/ft detik
Q =liq
Wρ
=5,62
359,7 = 0,1177 ft/detik
Diasumsikan Aliran Turbulen
ID Optimal = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13
= 3,9 x (0,1177)0,45x(62,5) 0,13
= 2,5489 in = 0,2124 ft
Diambil ID Optimal = 4 in Sch 80
Di Tabel 11 Kern diperoleh hal 844:
ID = 3,826 in = 0,3188 ft
OD = 4,5 in = 0,375 ft
a”=11,5 in2 = 0,07986 ft2
menghitung laju fluida dalam pipa
Laju alir fluida (V) ="a
Q = 2
3
07986,0/1177,0ftdtkft = 1,4738 ft/dtk
390
Pengecekan jenis aliran:
Nre =µ
ρIDxVx
= 410047,65,624738,13188,0
xxx
= 48562,0390 >2100 (Turbulen) (Geonkoplis, hal 49)
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
Ditentukan:
Bahan Pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh:
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
F = 0,009
Perhitungan friksi:
1.Kontrasi Tangki Ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25-A2/A1)
= 0,4 (1,25-0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322
)44738,1( 2
x
= 0,0169 lbf/lbm
391
2. Friksi Pada Pipa Lurus
- Panjang pipa lurus (LI) = 150 ft
- Panjang ekivalen hambatan (Lc) berdasarkan Geankoplis 2nd Edition,
Hal 104 untuk valve fiting
Valve-fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)
Elbow 90O 3 35 33,4775
Grate valve 2 9 5,7390
Globe valve 1 300 95,65
Total 134,8665
Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 150 + 134,8665 = 284,8665 ft
Ff =gcxID
vxLxfx 22
=174,323188,0
)4738,1(8665,284009,02 2
xxx
= 1,0858 lbf/lbm
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104 didapat:
Kf = 0,75,maka:
Fs =gc
vxkfx 22
=174,32
)4738,1(75,02 2x
392
= 0,1013 lbf/lbm
Total friksi (Ft )= Fc + Ff + Fs =0,0169 +1,0858 +0,1013 = 1,2040 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft,
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=174,3212)4738,1( 2
xx +
174,32174,3220x + 0 + 1,2040
= 21,2377 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,621177,02377,21 xx
= 0,2841 Hp
393
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =20,0
2841,0 = 1,4203 Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
4203,1 = 1,7753 2 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya pompa : 2 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash iron
Jumlah : 1 buah
2. Bak Skimer (F-205)
Fungsi : Memisahkan kotoran yang mengapung sekaligus sebagai bak
pengendapan awal
Bahan kontruksi : Beton bertulang
Perencanaan:
Laju alir = 25650,6038 kg/jam
ρ air pada 30 OC = 995,68 kg/m3
Lama pengendapan = 12 jam
Jumlah = 1 buah
Perhitungan:
Laju alir volumetrik = 3/9095,9956038,25650
mkgkmjam = 25,47622 m3/jam
394
Volume air = laju alir volumetrik x waktu pengendapan
= 25,47622 m3/jam x 12 jam
= 309,1464 m3
Direncanakan bak berisi 80 % liquida, maka:
Volume bak =8,0
1464,309 3m = 386,4330 m3
Bak berbentuk persegi panjang dengan ratio:
Panjang x Lebar x Tinggi = 5 x 3 x 2
Volume bak = 5 x 3 x 2 = 30 m3
Maka:
Volume bak = 30 x2
386,4330 = 30 x2
x = 2,3441 m
Jadi:
Panjang bak = 5 x 2,3441 = 11,7205 m
Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m
Tinggi bak = 2 x 2,3441 = 4,6882 m
Spesifikasi peralatan:
Bahan = Beton bertulang
Jumlah = 1 buah
Panjang bak = 11,7205 m
Lebar bak = 7,0323 m
Tinggi bak = 4,6882 m
395
3. Pompa Skimmer (L-206)
Fungsi : Memompa air dari bak skimer ke bak clarifire
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 25650,6038 kg/jam = 15,7110 lb/detik
ρ air = 62,5 lb/ft3
µ = 0,9 cp = 6,047 x 10-4 lb/ft detik
Laju alir volumetrik =ρ
ratemassa
= 35,62det/7110,15
lbftiklb
= 0,2514ft3/dtk = 15,084 ft3/menit =112,8434 gpm
Diasumsikan aliran turbulen
ID = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13
= 3,9 x (0,2514)0,45 x (62,5)0,13
= 3,5864 in = 2989 ft
Diambil ID optimal = 4 in, sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 3,826 in = 0,3188 ft
OD = 4,5 in = 0,375 ft
a” = 11,5 in2 = 0,07986 ft2
Menghitung Laju alir fluida dala pipa,V = Q/a”
396
= 2
3
07986,0/2514,0ftdtkft
= 3,1480 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
Nre =µ
ρIDxVx
= 410047,65,621480,33188,0
xxx
= 103727,3028 >2100
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
Ditentukan:
Bahan Pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 deperoleh
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
f = 0,009
Perhitungan friksi:
1. Kontrasi Tangki Ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25-A2/A1)
= 0,4 (1,25-0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
397
= 0,5174,322
)1480,3( 2
x = 0,0770 lbf/lbm
2. Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 50 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104
untuk valve fiting
Valve-fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)
Elbow 90oc 3 35 33,4775
Grate valve 2 9 5,7390
Globe valve 1 300 95,65
Total 134,8665
Perkiraan panjang pipa total =L1 + Lc = 50 +134,8665 = 184,8665 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,323188,0
)1480,3(8665,184009,02 2
xxx
= 3,2149 lbf/lbm
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis, Hal 104 didapat kf = 0,75, maka:
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)1480,3(75,02 2x
398
= 0,4620 lbf/lbm
Total friksi , Ft= Fc + Ff + Fs = 3,7539 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212)1480,3( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 3,7539 = 23,9079 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,622514,09079,23 xx
= 0,6830 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
6830,0 = 3,4150 Hp
399
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
4150,3 = 4,2680 4,5 Hp
4. Tangki Clarifier (F-207)
Fungsi : Tempat terjadinya proses flokulasi yaitu proses pencampuran alum
(Al2(SO4)3.18H2O)
Bahan kontruksi : Beton bertulang
Perencanaan:
Laju alir = 25650,6038 kg/jam
ρ air pada 30 OC = 995,68 kg/m3
Waktu tinggal = 4 jam
Jumlah = 1 buah
Rate alir Volumetrik = 3/9095,9956038,25650
mkgjam = 25,7622 m3/jam
Volume air = Rate Volumetrik x Waktu pengendapan
= 25,7622 m3/jam x 4 jam
= 103,0488 m3
Volume bak = 80 % Volume air
=8,0
0488,103 = 128,8110 m3
Alum yang dipakai sebanyak 30 % dari volume total air, dengan konsentrasi 80
ppm (0,08 kg/m3)
Jadi, kebutuhan koagulan =128,8110 m3 x 30 % x 0,08 kg/m3
400
= 3,0915 kg/jam
Dalam sehari alum yang dibutuhkan adalah
= 3,0602 x 24 = 74,1960 kg/jam
Volume tangki =41 x di2 x Ls ; Dimana Ls = 1,5 di
74,1960 = ¼ x di x 1,5 di
di = 5,8271 m
Ls = 1,5 x 5,8271 m = 8,7407 m
Spesifikasi Bak Clarifier
Bentuk : Silinder tertutup
Tinggi : 8,7407 m
Diameter : 5,8271 m
Bak ini dilengkapi dengan pengaduk sekat-sekat
6. Pompa Sand Filter (L-209)
Fungsi : Memompa air sungai dari tangki sand filter menuju bak air bersih
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 25650,6038 kg/jam = 15,7110 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp = 6,047 x 10-4 lb/ft detik
Laju alir volumetrik =ρmassaRate
401
= 35,62det/7110,15
lbftiklb
= 0,2514 ft3/menit
=112,8434gpm
Diasumsikan aliran turbulen
ID = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13
= 3,9 x (0,2514)0,45 x (62,5)0,13
= 3,5864 in = 2989 ft
Diambil ID optimal = 4 in, sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 3,826 in = 0,3188 ft
OD = 4,5 in = 0,375 ft
a” = 11,5 in2 = 0,07986 ft2
Menghitung Laju alir fluida dala pipa,V = Q/a”
= 2
3
07986,0/2514,0ftdtkft
= 3,1480 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
Nre =µ
ρIDxVx
= 410047,65,621480,33188,0
xxx
= 103727,3028 >2100
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
402
Ditentukan:
Bahan Pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 deperoleh
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
f = 0,009
Perhitungan friksi:
1. Kontrasi Tangki Ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25-A2/A1)
= 0,4 (1,25-0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322
)1480,3( 2
x
= 0,0770 lbf/lbm
2. Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 50 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104
untuk valve fiting
403
Valve-fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)
Elbow 90oc 3 35 33,4775
Grate valve 2 9 5,7390
Globe valve 1 300 95,65
Total 134,8665
Perkiraan panjang pipa total =L1 + Lc = 50 +134,8665 = 184,8665 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,323188,0
)1480,3(8665,184009,02 2
xxx
= 3,2149 lbf/lbm
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis, Hal 104 didapat kf = 0,75, maka:
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)1480,3(75,02 2x
= 0,4620 lbf/lbm
Total friksi , Ft= Fc + Ff + Fs = 3,7539 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
404
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212)1480,3( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 3,7539 = 23,9079 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,622514,09079,23 xx
= 0,6830 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
6830,0 = 3,4150 Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
4150,3 = 4,2680 4,5 Hp
6. Tangki Sand Filter (F-208)
Fungsi : Menghilangkan warna, rasa dan bau air sungai
Type : Tangki mendatar
405
Waktu tinggal : 0,5 jam
Rate aliran : 25650,6038 kg/jam
Densitas air : 995,68 kg/m3
Rate Volumetrik = 3/68,995/6038,25650
mkgjamkg
= 25,7622 m3/jam
Volume air = 25,7622 x 0,5 jam
= 12,8811 m3
Direncanakan air mengisi 80 % Volume tangki
Volume air dalam silinder = 80 % x 12,8811 = 10,3049 m3
Volume tangki = Volume padatan x Volume air
Volume ruang kosong = 0,2 x Volume air dalam silinder
= 0,2 x 10,3049 m3
= 2,0610 m3
Porositas =gkiVpadangVruangkoso
ngVruangkosotan+
Asumsi porositas bad = 0,4 maka
0,4 =gkiVolumepada tan0610,2
0610,2+
V padatan = 3,0915 m3
Volume total tangki = Volume padatan + Volume air
= 3,0915 + 12,8811
= 15,9726 m3
Bahan mengisi 80 % Volume tangki, maka:
406
Volume tangki =80,0
9726,15 = 19,9658 m3
V = ¼ x di2 x Ls
Ls = 1,5 di
19,9658 = ¼ x di2 x Ls x 1,5 di
di = 2,5687 m = 101,1297 in
Standarisasi di di Tabel 5.7B dan Y
ID Standart = 120 in
Ls = 1,5 x 120 = 180 in = 4,5721 m
Menentukan tinggi tutup
h = 0,196 di
= 0,196 x 120 in
= 23,52 in = 0,5974 m
Jadi panjang total tangki = Ls + h
= 4,5721 + 0,5974 m
= 5,1695 m
Spesifikasi Tangki Sand Filter:
Panjang = 5,1695 m
Diameter = 3,0480 m
Tutup = Standard dished
7. Bak Air Bersih (F-211)
Fungsi : Menampung air yang berasal dari sand filter
Waktu tinggal : 24 jam
407
Rate air : 25650,6038 kg/jam
Densitas air : 995,68 kg/m3
Waktu tinggal = 24 jam
Rate Volumetrik = 3/68,995/6038,25650
mkgjamkg
= 25,7622 m3/jam
Volume air = 25,7622 x 24 jam = 618,2928 m3
Direncanakan
Jumlah: 1 buah
Bak berbentuk persegi panjang
Ukuran: Panjang x Lebar x Tinggi = 4 x 3 x 2
Volume air = 80 % Volume bak,
Maka:
Volume bak =8,02928,618
= 772,8660 m3
Luas = p x l x t = 24 m3
Volume bak = 24 x3
772,8660 = 24 x3
x = 2,3441 m
Maka:
Panjang bak = 4 x 2,3441 = 9,3764 m
Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m
Tinggi = 2 x 2,3441 = 4,6882 m
408
Bahan = Beton bertulang
Spesifikasi peralatan
Bahan = Beton bertulang
Jumlah = 1 buah
Panjang bak = 9,3764 m
Lebar bak = 7,0323 m
Tinggi = 4,6882 m
8. Pompa Demineralisasi (L-221)
Fungsi : Memompa air dari bak air bersih ke kation exhanger (D-210 A)
Tipe : Sentrifugal
Bahan : Cost iron
Perhitungan:
Rate aliran = 6235,9058 kg/jam = 3,8195 lb/detik
Densitas air = 62,5lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp = 6,048 x 10-4 lb/ft detik
Aliran Volumetrik =ρ
RateMassa
= 3/5,62/8195,3ftlbdtlb = 0,0611 ft3/dt
= 3,666 ft3/menit
= 27,4253 gpm
Diasumsikan aliran turbulen:
ID optimal = 3,9 x (Q)0,14 x ( )0,13
409
= 3,9 x (0,0611)0,14 x (62,5)0,13
= 1,8980 in
Diambil ID optimal = 2 in, Sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 1,939 in = 0,1616 ft
OD = 2,384 in = 0,1983 ft
a” = 2,95 in2 = 0,0205 ft2
Laju alir fluida (V) ="a
Q
= 2
3
0205,0/0611,0
ftdtft
= 2,9805 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
Nre =µ
ρIDxVx
= 410048,65,629805,21616,0
xxx
= 49781,7926 > 2100
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
Ditentukan :
Bahan pipa : Cost iron
Dari Geankoplis 2nd Edition, Hal 99 diperoleh:
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
410
f = 0,0005
Perhitungan friksi:
1. Kontraksi Tangki Ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1 tangki >> A2 pipa
Kc = 0,4 (1,25-A2/A1)
= 0,4(1,25-0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322
)9805,2( 2
x = 0,0690 lbf/lbm
2. Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 100 ft
Panjang ekivalen hambatan (Lc) berdasarkan Geankoplis 2nd,Hal 104 untuk valve
dan fiting.
Valve-Fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)
Elbow 90O 3 35 16,9663
Gate valve 2 9 2,9085
Globe valve 1 300 48,475
Total 68,3498
Perkiraan panjang pipa total = L1+ Lc = 100 + 68,3498 = 168,3498 ft
Ff =DixgcxfxLxv22
411
=174,321616,0
)9805,2(3498,1680005,02 2
xxxx = 0,2876 lbf/lbm
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis, Hal 104 didapat kf = 0,75, maka:
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)9805,2(75,02 2xx = 0,4141 lbf/lbm
Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 0,7707 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212)9805,2( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 0,7707
= 20,9087 ft lbf/lbm
412
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,620611,09087,20 xx = 0,1451 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
1451,0 = 0,7258 Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
7258,0 = 0,9073 1 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya : 1 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash ison
Jumlah : 1 buah
9. Kation Exchanger (D-220 B)
Fungsi : Menghilangkan ion-ion positif yang menyebabkan kesadahan air. Resin
yang digunakan adalah hidrogen exchanger (H2Z), dimana tiap m3 H2Z
dapat menghilangkan 6500-9000 gram hardness.
Direncanakan : kapasitas 10000 gr kation/ m3 resin
Bahan kontruksi : Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316.
Perhitungan:
Rate air = 6235,958 kg/jam =13747,7930 lb/jam = 3,8188 lb/dt
413
air = 62,5 lb/ft3
Rate Volumetrik =Air
AirRateρ
= 3/5,62/7930,13747
ftlbjamlb = 219,9647 ft3/jam = 3,6661 ft3/jam
= 22,8360 gal/jam
Direncanakan:
Bejana berbentuk silinder
Kecepatan air = 5 gpm/ft2
Tinggi bad = 3 m
Luas penampang tangki =AirKecepatan
VolumetrikRate
= 2/5gal/jam22,8360
ftgpm
= 5,095 ft2 = 0,5095 m2
Volume bad = Luas x Tinggi
= 0,5095 x 3 = 1,5285 m3
Diameter bad :
A = /4 x d2
1,5285 = /4 x d2
d = 1,3954 m
Direncanakan:
H/D = 3
H = 3 x D
414
= 3 x 1,3954
= 4,1862 m
Volume tangki = H x A
= 4,1862 x 0,5095
= 2,1329 m3
Asumsi: Tiap galon air mengandung 10 gram hardness, maka:
Kandungan kation = 22,8360 gpm x 1 jam x 10 gpm
= 228,3600 gram/jam
Dalam 1,5285 m3 H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak:
= 1,5285 m3 x 7500 grm/m3
= 11463,7500 x (1/451,329 g/lb) x 7000 gram/lb
= 177799,8976 gram
Umur resin =228,3600
8976,177799 = 776,5948 jam
Setelah 776,5948 jam, resin harus segera diregenerasi dengan menambahkan asam
sulfat atau asam klorida.
10. Anion Exchanger (D-210 A)
Fungsi : Menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan air
Bahan : Carbon steel SA-240 Gradew M Type 316
Anion Exchanger direncanakan berkapasitas 10000 g anoion /m3 resin
Perhitungan:
Rate air = 6235,958 kg/jam = 3,8360 lb/dtk
air = 62,5 lb/ft3
415
Rate Volumetrik =Air
AirRateρ
= 3/5,62/8195,3ftlbdtklb = 0,0611 ft3/dtk = 22,4253 gpm
Direncanakan:
Bejana berbentuk silinder
Kecepatan air = 5 gpm/ft2
Tinggi bad = 3 m
Luas penampang tangki =AirKecepatan
VolumetrikRate
= 2/54253,27
ftgpmgpm
= 5,4851 ft2
= 0,5095 m2
Volume bad = Luas x Tinggi
= 0,5095 x 3 = 1,5285 m3
Diameter bad :
A = /4 x d2
1,5285 = /4 x d2
d = 1,3954 m
Direncanakan:
H/D = 3
H = 3 x D
= 3 x 1,3954 = 4,1862 m
416
Volume tangki = H x A
= 4,1862 x 0,5095
= 2,1329 m3
Asumsi: Tiap galon air mengandung 20 gram hardness, maka:
Kandungan anion = Rate Volumetrik x jam x Kandungan air
= 22,4253 gpm x 1 jm x 20 gpm
= 448,5060 gpm/jam
Dalam 1,5285 m3 H2Z dapat menghilangkan hardness sebanyak:
= 1,5285 x 10000
= 15285 gpm
= 15285 gpm (451,329 lb) x 7000 gpm/lb
= 237066,5302 gpm
Umur resin =448,5060
5302,237066
= 528,57 jam = 529 jam
Setelah 529 jam, resin harus segera diregenerasi dengan menambahkan
asam sulfat atau asam klorida.
11. Bak Air Lunak (F-222)
Fungsi : Menampung air bersih untuk umpan air boiler dan air proses
Bahan : Beton bertulang
Perhitungan:
Rate aliran = 6235,9058 kg/jam
Densitas = 995,668 kg/m3
417
Waktu tinggal = 8 jam
Rate Volumetrik =Densitas
aliranRate
= 3/668,995/9058,6235mkgjamkg
= 6,2630 m3/jam
Volume air = 6,263 m3/jam x 8 jam
= 50,1040 m3
Direncanakan
Jumlah bak : 1 buah
Bak berbentuk persegi panjang dengan ratio:
Panjang x Lebar x Tinggi = 5 x 3 x 2 = 30 m3
Maka:
Volume bak = 30 x2
386,4330 = 30 x2
x = 2,3441 m
Jadi:
Panjang bak = 5 x 2,3441 = 11,7205 m
Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m
Tinggi bak = 2 x 2,3441 = 4,6882 m
Spesifikasi peralatan:
Bahan = Beton bertulang
Jumlah = 1 buah
Panjang bak = 11,7205 m
418
Lebar bak = 7,0323 m
Tinggi bak = 4,6882 m
12. Pompa Deaerator (L-241)
Fungsi : Memompa air dari bak air lunak ke deaerator
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 6037,2981 kg/jam = 3,6978 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp = 6,048 x10 -4lb/ft detik
Rate Volumetrik =ρmassaRate
= 3/5,62/6978,3ftlbdtklb
= 0,0592 ft3 /detik
=3,5520 ft3 /mnt
= 26,5725 gpm
Diasumsikan aliran turbulen
ID optimal = 3,9 x (Q)0,45 x ( )0,13
= 3,9 x (0,0592)0,45 x (62,5)0,13
= 1,8706 in
Diambil ID optimal = 2 in Sch 80
419
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 1,939 in = 0,1616 ft
OD = 2,384 in = 0,1983 ft
a” = 2,95 in2 = 0,0205 ft2
Laju alir fluida (V) = Q/a”
= 2
3
0205,0/0592,0
ftdtkft
= 2,8878 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
Nre =µ
ρIDxVx
= 410048,65,628878,21616,0
−xxx
= 48233,4711 >2100
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
Ditentukan:
Bahan Pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 deperoleh
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
f = 0,0005
Perhitungan friksi:
1.Kontrasi Tangki Ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
420
Kc = 0,4(1,25-A2/A1)
= 0,4 (1,25-0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322
)8878,2( 2
x
= 0,0648 lbf/lbm
2. Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 100 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104
untuk valve fiting
Valve-Fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)
Elbow 90O 3 35 16,9663
Gate valve 2 9 2,9085
Globe valve 1 300 48,475
Total 68,3498
Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 100 + 68,3498 = 168,3498 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,321616,0
)8878,2(3498,1680005,02 2
xxxx
= 0,2700 lbf/lbm
421
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104 didapat kf = 0,75,maka:
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)8878,2(75,02 2x
= 0,3888 lbf/lbm
Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 0,7236 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212)8878,2( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 0,7236
= 20,8532 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
422
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,620592,08532,20 xx
= 0,1403 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
1403,0 = 0,7014 Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
7014,0 = 0,8768 1 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya : 1 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash iron
Jumlah : 1 buah
13. Deaerator (D-242)
Fungsi : Menghilangkan gas impurities dalam air umpan boiler dengan injeksi
steam.
Type : Bejana horisontal
Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
Perhitungan:
Rate = 6037,2981 kg/jam
Densitas = 995,668 kg/m3
423
Waktu tinggal = 1 jam
Rate Volumetrik = 3/668,995/2981,6037mkgjamkg
= 6,0636 m3/jam
Volume air = Rate Volumetrik x Waktu tinggal
= 6,0636 m3/jam x 1 jam
= 6,0636 m3
Direncanakan air mengisi 80% Volume tangki
Maka:
Volume tangki =8,0
0636,6 = 705795 m3
Direncanakan bak berbentuk silinder dengan panjang L = 2D
Volume tangki = ¼ x x d2 x L
7,5795 =1/4 x x d2 x 2d
d =1,6901 m
L = 2 x d = 3,3802 m
Spesifikasi peralatan:
Bentuk : Bejana horizontal
Diameter : 1,6901 m
Tinggu : 3, 3802 m
Bahan : Karbon steel
Bahan : Carbon Steel SA 240 Grade M Type 316
Jumlah : 1 buah
424
14. Pompa Boiler (L–243)
Fungsi : Memompa air dari deaerator ke boiler
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 6037,2981 kg/jam = 0,7606 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp = 6,048 x10-4 lb/ft detik
Aliran Volumetrik =ρ
RateMassa
= 3/5,62/7606,0ftlbdtklb
= 0,0122 ft3/detik
= 5,4761 gpm
Diasumsikan aliran turbulen
ID optimal = 3,9 x (Q)0,45x( )0,13
= 3,9 x (0,0122)0,45x(62,5)0,13
= 0,9193 in
Diambil ID optimal = 2 in Sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 1,939 in = 0,1616 ft
OD = 2,384 in = 0,1983 ft
a” = 2,95 in2 = 0,0205 ft2
Laju alir fluida (V) = Q/a”
425
= 2
3
0205,0/0122,0
ftdtkft
= 0,5951 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
Nre =µ
ρIDxVx
= 410048,65,625951,01616,0
−xxx
= 9939,6560 >2100
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
Ditentukan:
Bahan Pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2nd Edition, Hal 99 diperoleh
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
f = 0,0005
Perhitungan friksi:
1.Kontraksi Tangki Ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25-A2/A1)
= 0,4 (1,25-0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
426
= 0,5174,322
)5951,0( 2
x
= 0,0027 lbf/lbm
2.Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 100 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2nd Edition, Hal 104
untuk valve dan fiting.
Valve-Fiting Jumlah Lc/D Lc (ft)
Elbow 90O 3 35 16,9663
Gate valve 2 9 2,9085
Globe valve 1 300 48,475
Total 68,3498
Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 100 + 68,3498 = 168,3498 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,321616,0
)5951,0(3498,1680005,02 2
xxxx
= 0,0115 lbf/lbm
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104 didapat, kf = 0,75,maka:
427
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)5951,0(75,02 2x
= 0,0165 lbf/lbm
Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 0,0307 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212)5951,0( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 0,0307
= 20,0362ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
428
=550
5,620122,00362,20 xx
= 0,0278 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
0278,0 = 0,1389 Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
1389,0 = 0,1736 0,5 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya : 0,5 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash iron
Jumlah : 1 buah
15. Pompa Klorinasi (L-213)
Fungsi : Memompa air dari bak bersih ke bak klorinasi
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 549 kg/jam
= 0,3363 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp = 6,048 x10-4 lb/ft detik
Aliran Volumetrik =ρ
RateMassa
429
= 3/5,62/3363,0ftlbdtklb
= 0,0054 ft3/detik
= 2,4238 gpm
Diasumsikan aliran turbulen
ID optimal = 3,9 x (Q)0,45x( )0,13
= 3,9 x (0,0054)0,45x(62,5)0,13
= 0,6369 in
Diambil ID optimal = 3/4 in sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 0,742 in = 0,0618 ft
OD = 1,50 in = 0,0875 ft
a” = 0,432 in2 = 0,003 ft2
Laju alir fluida (V) = Q/a”
= 2
3
003,0/0054,0
ftdtkft
= 1,800 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
NRe =µ
ρIDxVx
= 410048,65,62800,10618,0
−xxx
= 11497,4368 >2100
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
430
Ditentukan:
Bahan Pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
f = 0,0005
Perhitungan friksi:
1.Kontraksi Tangki Ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25-A2/A1)
= 0,4 (1,25-0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322)8,1( 2
x
= 0,0252 lbf/lbm
2.Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 50 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104
untuk valve dan fiting.
431
Valve-fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)
Elbow 90O 3 35 6,4925
Gate valve 2 9 1,1130
Globe valve 1 300 18,55
Total 26,1555
Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 50 + 26,1555 = 76,1555 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,320618,0
)8,1(1555,760005,02 2
xxxx
= 0,1247 lbf/lbm
3. Friksi pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104 didapat:
Kf = 0,75,maka:
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)8,1(75,02 2xx
= 0,1510 lbf/lbm
Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 0,3009 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
432
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212
)8,1( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 0,3009
= 20,3513 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,620054,03513,20 xx
= 0,0125 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
0125,0 = 0,0624Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
433
Daya pompa =η
BHP =80,0
0624,0 = 0,0781 0,5 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya : 0,5 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash iron
Jumlah : 1 buah
16. Bak Klorinasi (F-214)
Fungsi : Sebagai tempat membersihkan air dari kuman dengan penambahan
gas Cl2 sebanyak 1 ppm.
Type: beton bertulang
Perhitungan:
Rate = 549 kg/jam
Densitas = 995,668 kg/m3
Waktu tinggal = 24 jam
Rate Volumetrik = 3/668,995/549
mkgjamkg
= 0,5514 m3/jam
Volume bak = Rate Volumetrik x Waktu tinggal
= 0,5514 m3/jam x 24 jam
= 13,2336 m3
Direncanakan air mengisi 80% Volume tangki
434
Volume tangki =8,0
2336,13
= 16,542 m3
Direncanakan bak berbentuk persegi panjang dengan ratio:
Panjang x Lebar x Tinggi = 5 x 3 x 2 = 30 m3
Maka:
Volume bak = 30 x2
386,4330 = 30 x2
x = 2,3441 m
Jadi:
Panjang bak = 5 x 2,3441 = 11,7205 m
Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m
Tinggi bak = 2 x 2,3441 = 4,6882 m
Spesifikasi peralatan:
Bahan = Beton bertulang
Jumlah = 1 buah
Panjang bak = 11,7205 m
Lebar bak = 7,0323 m
Tinggi bak = 4,6882 m
17. Pompa Sanitasi (L-215)
Fungsi : Memompa air dari bak klorinasi ke bak air sanitasi
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
435
Rate aliran = 549 kg/jam
= 0,3363 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp = 6,048 x10-4 lb/ft detik
Aliran Volumetrik =ρ
RateMassa
= 3/5,62/3363,0ftlbdtklb
= 0,0054 ft3/detik
= 2,4238 gpm
Diasumsikan aliran turbulen
ID optimal = 3,9 x (Q)0,45x( )0,13
= 3,9 x (0,0054)0,45x(62,5)0,13
= 0,6369 in
Diambil ID optimal = 3/4 in sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 0,742 in = 0,0618 ft
OD = 1,50 in = 0,0875 ft
a” = 0,432 in2 = 0,003 ft2
Laju alir fluida (V) = Q/a”
= 2
3
003,0/0054,0
ftdtkft
= 1,800 ft/dtk
436
Pengecekan jenis aliran:
NRe =µ
ρIDxVx
= 410048,65,62800,10618,0
−xxx
= 11497,4368 >2100
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
Ditentukan:
Bahan Pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
f = 0,0005
Perhitungan friksi:
1.Kontraksi Tangki Ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25-A2/A1)
= 0,4 (1,25-0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322)8,1( 2
x
= 0,0252 lbf/lbm
437
2.Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 50 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104
untuk valve dan fiting.
Valve-fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)
Elbow 90O 3 35 6,4925
Gate valve 2 9 1,1130
Globe valve 1 300 18,55
Total 26,1555
Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 50 + 26,1555 = 76,1555 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,320618,0
)8,1(1555,760005,02 2
xxxx
= 0,1247 lbf/lbm
3. Friksi pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104 didapat:
Kf = 0,75,maka:
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)8,1(75,02 2xx
= 0,1510 lbf/lbm
438
Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 0,3009 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212
)8,1( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 0,3009
= 20,3513 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,620054,03513,20 xx
= 0,0125 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
0125,0 = 0,0624Hp
439
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
0624,0 = 0,0781 0,5 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya : 0,5 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash iron
Jumlah : 1 buah
18. Bak Air Sanitasi (F-210)
Fungsi : Menampung air bersih untuk digunakan sebagai air sanitasi.
Type : beton bertulang
Perhitungan:
Rate aliran = 549 kg/jam
Densitas air = 995,668 kg/m3
Waktu tinggal = 24 jam
Rate Volumetrik = 3/668,995/549
mkgjamkg
= 0,5514 m3/jam
Volume air = Rate Volumetrik x Waktu tinggal
= 0,5514 m3/jam x 24 jam
= 13,2336 m3
Direncanakan
Bak berbentuk persegi panjang dengan ratio:
440
Panjang x Lebar x Tinggi = 5 x 3 x 2 = 30 m3
Maka:
Volume bak = 30 x2
386,4330 = 30 x2
x = 2,3441 m
Jadi:
Panjang bak = 5 x 2,3441 = 11,7205 m
Lebar bak = 3 x 2,3441 = 7,0323 m
Tinggi bak = 2 x 2,3441 = 4,6882 m
Spesifikasi peralatan:
Bahan = Beton bertulang
Jumlah = 1 buah
Panjang bak = 11,7205 m
Lebar bak = 7,0323 m
Tinggi bak = 4,6882 m
19. Pompa Cooling Tower (L-231)
Fungsi : Memompa air dari bak air bersih ke cooling tower.
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 18865,6980 kg/jam
= 11,5552 lb/detik
441
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp
= 6,048 x 10-4 lb/ft detik
Aliran Volumetrik =ρ
RateMassa
= 35,62det/5552,11
lbftiklb
= 0,1849 ft3/dtk
= 82,9942 gpm
Diasumsikan aliran turbulen
ID = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13
= 3,9 x (0,1849)0,45 x (62,5)0,13
= 3,1237 in
Diambil ID optimal = 4 in Sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 3,826 in = 0,3188 ft
OD = 4,5 in = 0,375 ft
a” = 11,5 in2 = 0,07986 ft2
Laju alir fluida (V) ="a
Q
= 2
3
07986,0/1849,0ftdtkft
442
= 2,3153 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
NRe =µ
ρIDxVx
= 410048,65,623153,23188,0
xxx
= 76289,6519 >2100 (Turbulen)
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
Ditentukan:
Bahan pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh:
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
f = 0,009
Perhitungan friksi:
1. Kontrasi Tangki ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25 - A2/A1)
= 0,4 (1,25 - 0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322
)3153,2( 2
x
443
= 0,0416 lbf/lbm
2. Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 100 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal
104 untuk valve dan fiting.
Valve-Fiting Jumlah Lc/D Lc (ft)
Elbow 90O 3 35 33,4775
Gate valve 2 9 5,7390
Globe valve 1 300 95,65
Total 134,8665
Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 100 +134,8665 = 234,8665 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,323188,0
)3153,2(8665,234009,02 2
xxx
= 2,2094 lbf/lbm
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis, Hal 104 didapat:
Kf = 0,75,maka:
Fs =gc
xkfxv22
444
=174,32
)3153,2(75,02 2x
= 0,2499 lbf/lbm
Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 2,5009 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212)3153,2( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 2,5009
= 22,5842 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,621849,05842,22 xx
= 0,4745 Hp
445
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
4745,0 = 2,3726 Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
3726,2 = 2,9658 3 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya : 3 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash iron
Jumlah : 1 buah
20. Pompa Air Ke Alat (L-233)
Fungsi : Memompa air dari cooling tower ke peralatan.
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 18865,6980 kg/jam
= 11,5552 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp = 6,048 x 10-4 lb/ft detik
Aliran Volumetrik =ρ
RateMassa
446
= 35,62det/5552,11
lbftiklb
= 0,1849 ft3/dtk
= 82,9942 gpm
Diasumsikan aliran turbulen
ID = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13
= 3,9 x (0,1849)0,45 x (62,5)0,13
= 3,1237 in
Diambil ID optimal = 4 in Sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 3,826 in = 0,3188 ft
OD = 4,5 in = 0,375 ft
a” = 11,5 in2 = 0,07986 ft2
Laju alir fluida (V) ="a
Q
= 2
3
07986,0/1849,0ftdtkft
= 2,3153 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
NRe =µ
ρIDxVx
= 410048,65,623153,23188,0
xxx
= 76289,6519 >2100 (Turbulen)
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
447
Ditentukan:
Bahan pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh:
€ = 0,00026
€/D = 0,0015
f = 0,009
Perhitungan friksi:
1. Kontrasi Tangki ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1>>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25 - A2/A1)
= 0,4 (1,25 - 0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322
)3153,2( 2
x
= 0,0416 lbf/lbm
2. Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 100 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104
untuk valve dan fiting
448
Valve-Fiting Jumlah Lc/D Lc (ft)
Elbow 90O 3 35 33,4775
Gate valve 2 9 5,7390
Globe valve 1 300 95,65
Total 134,8665
Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 100 +134,8665 = 234,8665 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,323188,0
)3153,2(8665,234009,02 2
xxx
= 2,2094 lbf/lbm
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis, Hal 104 didapat:
Kf = 0,75,maka:
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)3153,2(75,02 2x
= 0,2499 lbf/lbm
Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 2,5009 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
449
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212)3153,2( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 2,5009
= 22,5842 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,621849,05842,22 xx
= 0,4745 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
4745,0 = 2,3726 Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
450
Daya pompa =η
BHP =80,0
3726,2 = 2,9658 3 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya : 3 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash iron
Jumlah : 1 buah
21. Pompa Air Proses (L-223)
Fungsi : Memompa air dari bak air lunak ke peralatan proses.
Type : Sentrifugal
Bahan : Cast iron
Perhitungan:
Rate aliran = 200,6077 kg/jam
= 0,1229 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Viskositas = 0,9 cp
= 6,048 x 10-4 lb/ft detik
Aliran volumetrik =ρ
RateMassa
= 35,62/1229,0
lbftdtlb
= 0,00197 ft3/dtk
= 0,8842 gpm
451
Diasumsikan aliran turbulen
ID optimal = 3,9 x (Q)0,45 x ( ρ )0,13
= 3,9 x (0,00197)0,45 x (62,5)0,13
= 0,4046 in
Diambil ID optimal = 3/8 in, Sch 80
Dari Tabel 11 Kern, diperoleh:
ID = 0,423 in = 0,03525 ft
OD = 0,675 in = 0,05625 ft
a” = 0,141 in2 = 0,00097917 ft2
Laju alir fluida (V) ="a
Q
= 2
3
00097917,0/00197,0ftdtkft = 2,0119 ft/dtk
Pengecekan jenis aliran:
NRe =µ
ρIDxVx
= 410048,65,620119,203525,0
xxx
= 7330,0268 >2100
Jadi asumsi aliran turbulen memenuhi
Ditentukan:
Bahan pipa : Cast Iron
Dari Geankoplis 2 nd Edition, Hal 99 diperoleh:
€ = 0,00026
452
€/D = 0,0015
f = 0,0005
Perhitungan friksi:
1. Kontrasi Tangki ke Pipa
A2/A1 = 0, karena A1 tangki >>A2 pipa
Kc = 0,4(1,25 - A2/A1)
= 0,4 (1,25 - 0)
= 0,5
Fc = Kcxgcv
2
2
= 0,5174,322
)0119,2( 2
x
= 0,0314 lbf/lbm
2. Friksi Pada Pipa Lurus
Panjang pipa lurus (LI) = 100 ft
Panjang ekivalen hambatan(Lc) berdasarkan Geankoplis 2 nd Edition, Hal 104
untuk valve dan fiting
Valve-Fiting Jumlah Lc/D Lc(ft)
Elbow 90O 3 35 3,70125
Gate valve 2 9 0,6345
Globe valve 1 300 10,575
Total 14,9108
453
Perkiraan panjang pipa total = L1 + Lc = 100 + 14,9108 = 114,9108 ft
Ff =IDxgcxfxLxv22
=174,3203525,0
)0119,2(9108,1140005,02 2
xxxx
= 0,4101 lbf/lbm
3. Friksi Pada 3 Buah Elbow 90O
Dari Geankoplis, Hal 104 didapat:
Kf = 0,75,maka:
Fs =gc
xkfxv22
=174,32
)0119,2(75,02 2x
= 0,1887 lbf/lbm
Total friksi, Ft = Fc + Ff + Fs = 0,6302 lbf/lbm
Menentukan kerja pompa
Berdasarkan persamaan Bernoulli,
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
Ditentukan ∆ Z = 20 ft
∆ P = 0 lb/ft
α =1
g = 32,174
gc = 32,174 lbf/lbm
454
Sehingga:
Wf =
∆gc
V..2
2
α+
∆gc
gZ . +
∆ρP + Ft
=
174,3212)0119,2( 2
xx+
174,32
174,3220x + 0 + 0,6302
= 20,6931 ft lbf/lbm
Menentukan tenaga penggerak pompa
WHP =550
ρWfxQfx
=550
5,6200197,06931,20 xx
= 0,0046 Hp
Efisiensi pompa = 20 % (Timmerhouse, Gambar 14-37, Hal 520)
BHP =η
WHP =2,0
0046,0 = 0,0232 Hp
Efisiensi motor (η m) 80 %
Daya pompa =η
BHP =80,0
0032,0 = 0,0289 0,5 Hp
Spesifikasi peralatan:
Daya : 0,5 Hp
Type : Centrifuge pump
Bahan : Cash iron
Jumlah : 1 buah
455
22. Cooling Tower (P-230)
Fungsi : mendinginkan air yang akan digunakan sebagai air pendingin.
Perhitungan:
Rate aliran = 18865,6950 kg/jam
= 11,5552 lb/detik
Densitas air = 62,5 lb/ft3
Rate Volumetrik = 35,62det/5552,11
lbftiklb = 0,1849 ft3/dtk = 82,9942 gpm
Suhu welb bulb udara = 25 OC = 77 OF
Suhu air masuk menara = 60 OC = 140 OF
Suhu air pendingin = 30 OC = 88 OF
Direncanakan : Tinggi tower = 10 m
Digunakan counter flow encluced draft cooling tower dari gambar 12-14 Perry
didapatkan konsentrasi air = 2,5 gpm
Luas yang dibutuhkan =gpm
gpm5,2
9942,82
= 33,1977 ft2
Luas = ¼ . . d2 (10/82,9942 )
33,1977 = ¼ . . d2 (10/82,9942 )
d = 18,7330 ft2
Dari gambar 12-15 Perry, diperoleh:
Standart power performance = 100 % diperoleh:
Hp Ton/ft3 tower area = 0,041 Hp/ ft2 x 33,1977ft2
= 1,3611Hp 2 Hp
456
D.3. Unit Penyediaan Listrik
Kebutuhan listrik pabrik Detergent Bubuk ini direncanakan disediakan oleh PLN
dan generator set. Tenaga listrik yang disediakan dipergunakan untuk
menggerakkan motor, penerangan, instrumentasi dan lainnya.
Perincian kebutuhan listrik:
- Peralatan proses produksi
- Penerangan pabrik
- Listrik untuk penerangan
a. Peralatan Proses Produksi
Pemakaian listrik pada proses produksi dapat dilihat dalam Tabel 8.1
No Kode Alat Nama Alat Jumlah Daya (Hp)
1 L - 112 Pompa 1 0,5
2 L - 115 Pompa 1 0,5
3 L - 121 Pompa 1 0,5
4 L - 123 Pompa 1 0,5
5 L - 131 Pompa 1 0,5
6 L - 132 Pompa 1 3,0
7 L - 141 Pompa 1 0,5
8 L - 151 Pompa 1 0,5
9 L - 155 Pompa 1 0,5
10 R-110 Sulfonator 1 0,5
11 R-120 Sulfator 1 0,5
12 M-140 Mixer 1 0,5
457
13 B-150 Spray Dryer 1 0,5
14 G-153 Blower 1 0,5
15 G-161 Blower 1 0,5
16 B-160 Rotary Cooler 1 0,5
Total 10,5
b. Daerah Pengolahan Air
Pemakaian listrik daerah pengolahan air dipabrik Detergent Bubuk dapat
dilihat dalam tabel 8.2
No Kode Alat Nama Alat Daya (Hp)
1 L-202 Pompa 2
2 L-206 Pompa 4.5
3 L-209 Pompa 4.5
4 L-221 Pompa 1
5 L-241 Pompa 1
6 L-243 Pompa 0.5
7 L-223 Pompa 0.5
8 L-213 Pompa 0.5
9 L-215 Pompa 0.5
10 L-231 Pompa 3
11 L-233 Pompa 3
458
12 P-230 Cooling tower 2
Total 23
Data total penggerak pada unit proses dan pengolahan air adalah:
= 10,5 + 23
= 33,5 Hp
= 33,5 x 0,7475 KW/Hp
= 25,0413 KW
c. Listrik Untuk Penerangan
Berdasarkan peraturan menteri kesehatan No. 7 Tahun 1964 tentang
syarat-syarat kesehatan dan kebersihan serta penerangan dalam tempat kerja,
dimana untuk area kerja yang dituntut tingkat ketelitian tinggi dalam waktu yang
lama, syarat intensif penerangan tiap m2 area kerja 500-1000 Lux atau sama
dengan 500-1000 Lumen/m2.
Adapun luas pabrik yang memerlukan penerangan dapat dilihat dalam tabel 8.3
No Bangunan Luas (m2) Luas (ft2)
1 Pos jaga 30 322.9095
2 Taman 50 538.1825
3 Parkir 100 1076.365
4 Kantor 825 8880.011
5 Perpustakaan 140 1506.911
6 Kantin 50 538.1825
7 Mushola 50 538.1825
459
8 Poliklinik 50 538.1825
9 Pos timbangan 30 322.9095
10 Laboratorium 250 2690.913
11 Gudang produk 300 3229.095
12 Gudang bahan bakar 50 538.1825
13 Toilet 8 86.1092
14 Listrik/generator 120 1291.638
15 PMK 250 2690.913
16 Boiler 150 1614.584
17 Bengkel 150 1614.584
18 Ruang proses 1000 10763.65
19 Ruang serba guna 140 1506.911
20 Perluasan 3200 34443.68
21 Pengolahan air 900 9687.285
22 Jalan 1500 16145.48
23 Garasi 150 1614.584
24 Limbah 250 2690.913
Total 9743 104870.3577
Untuk taman, timbangan, halaman, unit pengolahan air, unit pengolahan
limbah menggunakan lampu mercury 250 watt dengan ouput lumen 1000.
Kebutuhan limen berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No. 7 Tahun 1964
adalah:
460
Lumen = Luas area x Lux
= 2730 x 1000
= 2730000 Lumen
Kebutuhan lampu mercury untuk penerangan taman, timbangan, halaman, jalan,
unit pengolahan limbah, unit pengolahan air adalah:
Jumlah lampu =LumenOutput
Lumen
=10000
2730000
= 273 buah lampu
Untuk area lainnya, kebutuhan penerangan dipenuhi dengan menggunakan lampu
TL 50 watt yang memiliki out lumen 2500
Kebutuhan lumen = Luas area x Lux
= 6613 m2 x 700
= 4629100 lumen
Kebutuhan lampu TL untuk penerangan area:
Jumlah lampu =LumenOutput
Lumen
=2500
4629100
=1851,64 buah 1852 buah lampu
Kebutuhan listrik untuk penerangan:
= Jumlah lampu x Daya lampu
= (273x250 watt) +(1852 x 50 watt)
= 160850 watt
461
Kebutuhan listrik untuk alat laboratorium = 1500 watt
Kebutuhan listrik untuk peralatan bengkel = 2000 watt
Kebutuhan listrik untuk keperluan lain = 2000 watt
Jadi total kebutuhan listrik penerangan = 160850 watt +1500 +2000+2000
= 166350 watt
=166,35 KW
Jadi total kebutuhan listrik pabrik Detergent Bubuk adalah:
= Listrik proses dan pengolahan + Listrik untuk penerangan
= 25,0413 KW +166,35 KW
= 191,3913 KW
Untuk memenuhi kebutuhan listrik direncnakan listrik dipenuhi dari PLN sebesar
166,35 KW dan dari generator sebesar 25,0413 KW
Untuk itu power yang harus dibangkitkan dari generator:
=generatorfaktorPower
listrikDaya
=%75
0413,25 KW
= 33,3884 KW (33,3884 KVA)
Jadi daya yang harus dihasilkan oleh generator =33,3884 KVA
D.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar
Jenis bahan bakar yang digunakan adalah solar (diesel oil)
a. Perhitungan kebutuhan bahan bakar
- Densitas ( ) = 55 lb/cuft = 0,881 kg/liter
462
- Heating volue solar = 19000 btu/lb
Bahan bakar untuk boiler = 206,1441 l/jam
Bahan bakar untuk generator
- Daya generator = 33,3884 KVA,
Dimana 1 KVA = 3412,154 btu/jam
- Daya generator perhari = 33,3884 x 3412,154 x 24 jam
= 113926,3626 btu/hari
- Efisiensi generator = 80 %
Bahan bakar yang dibutuhkan =%801900703,2734232
x
=74,9516 lb/jam
= 33,9917 L/jam
Total kebutuhan bahan bakar = 206,1441 L/jam + 33,9917 L/jam
= 240,1358 L/jam
b. Tangki bahan bakar
Fungsi : Menampung bahan bakar selama 10 hari
Type : Fixed roof vertical tank
Bahan : High alloy stell SA 240 grade A
Waktu tinggal : 10 hari
Volume bahan bakar = 19775,0992 liter/hari
Dalam 10 hari = 19775,0992 liter/hari x10
= 197750,992 liter
= 197,7510 m3/hari
Tangki dibagi menjadi 2 buah, maka volume tangki = 98,8755 m3/hari
463
Bahan bakar mengisi 80 % volumetotal tangki, maka”
Volume tangki =%80
8755,98
= 123,5944 m3
V tangki = ¼ x x d2 x 1,5 d
123,5944 = ¼ x 3,14 x d2 x 1,5 d
123,5944 = 1.1775 d3
d = 4,7171 m = 15,4768 ft =185,7216 in
H = 1,5 x 4,7171 = 7,0757m= 23,2154 ft= 278,5848 in
Standarisasi di (Brownell and young App E, Hal
347)
Diperoleh:
di standar = 60 in
H standar = (1,5 x 60) in = 90 in
Menentukan tebal tangki
ts =)6,0(2 xpifxEx
pixdi−
+C
Dari (Brownell and young, diperoleh:
- f = 15600 Psi
- E = 0,85
- di = 60 in
- C = 2/16
- Pi = 55 lb/ft2 x 23,2154 ft
= 1276,847 lb/ ft2
464
= 8,8670 lb/in2
ts =)8670,86,085,015600(2
608670,8xxx
x−
+162
=)8670,86,085,015600(2
02,532xx −
+162
=16325,0 +
162 in
=16325,2
163 in
Jadi tebal silinder =163 in
Menentukan tebal tutup:
t =α2/1cos)6,0(2 XxpifxEx
pixdi−
+ C
=60cos)8670,86,085,015600(2
608670,8xxx
x−
+162
=16651,0 +
162 in
=16651,2
163 in
D.5. Unit Penyediaan Refrigent
Refrigant yang dipakai adalah dowthern A. kebutuhan dowthern pada
pabrik Detergent Bubuk pada tabel dibawah ini:
Nama alat Kode alat Dowtherm A (kg/jam)
Reaktor R – 110 693,7879
465
Cooler I E - 121 4238,283
Jumlah 4932,072
Make up dowtrerm yang disebabkan adanya kebocoran 10 % sehingga
kebutuhan dowtrerm A : 5425,279 Kg/jam.
1. Tangki Dowtherm
Fungsi = Menyimpan dowtherm A sebagai refrigerant pada
reactor, dan cooler.
Type = Fixed roof
Bahan = High Alloy Stell SA – 240 grade A
Massa dowtherm A = 5425,279 Kg/jam
Densitas dowtherm = 64 lb/ft 3
a. Menghitung volume tangki
Volume dowtherm yang di tampung untuk satu tangki
= 3787,7)2464(2046,2279,5425 ft
xx
=
Tangki terisi liquida 80 % maka :
V t = 3733,98,0
787,7 ft=
b. Menghitung dimensi tangki
Volume total = volume silinder + volume konical
Sudut tutup konical (α ) = 120 0 , maka :
466
V t =
+
α
ππ
21244
32
tgd
xlsd ii
9,733 =
+
60245,1
4
32
tgd
dxd iii
ππ
9,733 = 1,1775 di 3 + 0,0755 di 3
9,733 = 1,2530 di 3
Di = 1,669 ft = 20,034 in
Bahan yanng digunakan High Alloy Sa – 240 grade A
F = 16.250 faktor pengelasan DWBJ (E = 0,8) ; C = 1/16
c. Menentukan tebal silinder
t s = CPEf
xdP
i
ii +− )06.(2
t s =163
161
)6,0.(2034,207,14
=+− iPEf
x
OD = di + 2 ts
= 20,034 – 2(3/16) = 19,659 in
hb = intgtg
d 675,560
)659,19(2/12/1
2/1==
α
1s = 1,5 di = 1,5 (19,659) = 29,488 in
H = hb + 1s
H = 5,675 + 29,488 = 35,163 in
d. Menentukan tebal tutup
t ha = CPEfxdP
i
ii +− α2/1cos)6,0.(2
467
t s =162
161
60cos)7,146,08,0.250.16(2034,207,14
=+− xx
2. Pompa Dowtherm
Fungsi = mengalirkan Dowtherm A menuju peralatan proses
Rate massa = 5425,279 Kg/jam
= 42,907lb/det
Densitas = 64 lb/ft³
Viskositas : 0,0002 lb/ft.s
Rate volumetrik:
Q =ρm
Q = 3/64/9807,42
ftlbslb = 0,067
Q = gpmmenit
xft
galxs
ft 904,300det60481,7067,03 =
Id optimum = 3,9 x Q 45,0 x ρ 13,0
= 3,9 x (300,904) 45,0 x (64) 13,0
= 5,594 in
Dari kern, table 11 hal 844 didapat ukuran IPS Sch 40
Od = 6,625in = 0,552 ft
Id = 6,065 in = 0,201 ft
A = 28,900ft² = 0201 ft²
kecepatan aliran (V)
V =AQ
468
V = 2
3
201,0/067,0
ftsft = 3,340 ft/s
Cek aliran dengan bilangan Reynolds (N Re )
N Re =µ
ρ..VID = 38,5402690002,0
64340,3505,0=
xx
NRe > 2100 maka aliran turbulen
Pipa:
Pipa lurus = 200 ft
Elbow 90°, sebanyak 4 buah
L/D = 35 in (Gean koplis,2th edition hal
104)
L elbow = 35.ID
= 4x35 x0,505 = 70,08 ft
Gate valve sebanyak 2 buah
L/D = 9 in (Gean koplis,2 th edition hal 104)
L elbow = 9 ID
= 2 x 9 x 0,505 = 9,098 ft
Globe valve sebanyak 2 buah
L/D = 300 in (Gean koplis,2 th edition hal
104)
L elbow = 300 ID
= 2 x 300 x 0,505 = 153,400 ft
Panjang total pipa:
469
L Total = 200 + 70,08 ft + 9,098 ft + 153,400 ft
= 432,578 ft
Bahan yana digunakan : commersial steel
Dari Fig14.2 hal 642 “ petter dan Timmerhaus”
e = 0,00015 ; e/D = 0,0009 ; f = 0,008
Friction loss:
F f = ( ) ftx
xxxIDg
LVf
c
748,4505,02,32
578,432340,3008,02,
...2 22
==
Friksi yang bekerja pada konstruksi dan pembesaran (F 2 )
Ff = ftxx
xxg
VVf
c
243,02,3212
)340,3()340,3()405,0(2..2
..2 2222
=+
=+
α
Ketinggian head ( ∆ Z) = 30 ft
Beda ketinggian ( ∆ P) = 0 Psia
Faktor turbulen (α ) = 1
Sehingga friksion loss total ( ∑ F):
∑ F = 4,748 + 0,243 = 4,991 ft
Menghitung kerja pompa dengan persamaan Bernoulli:
W = Z∆ +cg
V..2
2
α∆ + FP ∑+∆
W = 30 + lbmflbft /..1642,35991,402,32.1.2
)340,3( 2
=++
Power pompa:
WHP = 741,2550
6467,01642,35550
..==
xxQW ρ HP
470
Dari fig 14.37,hal 520 “Petter dn timmerhaus”,efesiensi pompa 30%
BHP = =η
WHP30.0741,2 = 9,144 Hp
Dari fig 14.37,hal 521 “Petter dn timmerhaus”,efesiensi pompa 80%
Daya = 4230,1180,0
144,9==
ηBHP Hp
Jumlah : 2 buah (1 cadangan)
Bahan : commersial steel
Jenis : centrifugal pump
Daya : 12 HPs
471
APPENDIKS
PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI
E.1. Indeks Harga
Penafsiran harga peralatan setiap tahn mengalami perubahan sesuai dengan
kondisi perekonomian yang ada. Untuk penafsiaran harga peralatan, diperlukan
indeks yang dapat digunakan untuk mengkonveksi harga peralatan pada tahun
yang lalu, sehingga diperoleh harga peralatan tahun ini. Persamaan yang dapat
digunakan antara lain:
a. Tafsiran harga saat ini
X = CkK
X
II (Peter and Timmerhaus hal 164)
Dimana:
X = Tafsiran harga alat saat ini.
Ck = Tafsiran harga pada tahun yang lalu.
Ix = Indeks harga saat ini.
Ik = Indeks harga tahun k.
b. Tafsiran harga alat pada kapasitas yang bebeda
Digunakan untuk menafsirkan harga alat yang sama dengan
kapasitas yang berbeda.
n
B
ABA C
CVV
= (Peter and Timmerhaus hal 169)
Dimana:
VA = Harga A
472
VB = Harga alat B
CA = Kapasitas alat A
CB = Kapsitas alat B
n = Eksponen harga alat
pada Pra Rencana Pabrik Bubuk Detergent ini harga peralatan didasarkan
pada Peters and Timmerhaus dan Ulrich, G.D. yang terlihat pada tabel berikut:
Tabel E.1. Indeks Harga Alat Pada Tahun Sebelum Evaluasi
No Yi Xi Xi2 Xi.Yi
11 1985 325 105625 645125
12 1986 318 101124 631548
13 1987 324 104976 643788
14 1988 343 117649 681884
15 1989 355 126025 706095
16 1990 356 126736 708440
11.925 2.021 682.135 4.016.880
Sumber: Peters and Timmerhaus hal 163
a =( )( ) ( )( )
( ) ( )22
2
∑∑∑∑∑∑
−
×−
XiXin
YiXiXiXiYi
= ( )( ) ( )( )( ) ( )
0882,1953021.2682.1356
4.016.8802.021682.13511.9252 =
−−
b =( ) ( )( )
( ) ( )22 ∑∑∑∑∑
−
−×
XiXin
XiYiYiXin
473
= ( ) ( )( )( ) ( )
1022,0012.2135.6826
021.2925.114.016.88062 =
−−
Kenaikkan harga tiap tahun merupakan fungsi linier, tahun dan indeks
harga tahun yang merupakan persamaan garis lurus, sehingga:
Y = a + bX
Dimana:
a = Konstanta
b = Gradien
Y = Tahun
X = Indeks harga
Indeks harga tahun 2010 adalah:
2010 = 1953,0882+ 0,1022 . X
X = 556,8689
E.2. Penafsiran Harga Peralatan
Dengan menggunakan rumus-rumus diatas, didapatkan harga peralatan
proses seperti terlihat dari tabel E.2. (Tabel Harga Peralatan Proses), dan tabel
E.3.(Tabel Harga Peralatan Utilitas). Dengan menggunakan persamaan umum:
Harga saat ini =X tahunhargaIndeks
inisaathargaIndeks x Harga tahun X
Contoh perhitungan peralatan:
Nama alat : Pompa Centryfugal
Daya : 1 Hp
Bahan kontruksi : Carbon steel SA 283 Grade C
474
Dari Ulrich, fig. 5-49 hal 310 diperoleh:
FBM : 1
Cp : $ 3000
CBM : FBM × Cp
= $ 3000
Harga pompa tahun 1982 = $ 3000
Jadi harga pompa pada tahun 2010 adalah:
Harga pompa tahun = 1982 tahunHarga1982 tahunahargIndeks2010 tahunahargIndeks
×
= 3000$314
556,8689×
= $ 5320,4035
Tabel E. 2 Harga Peralatan Proses
No Nama Peralatan Harga/Unit
($)
Jumlah Harga Total
1
2
3
4
5
6
7
8
Sulfonator (R-110)
Tangki penampung larutan DDB (F-111)
Tangki penampung larutan Oleum (F-114)
Pompa 1 (L – 112)
Pompa 2 (L – 113)
Pompa 3 (L – 121)
Sulfator (R-120)
Tangki penampung larutan LA (F-122)
229.440
14.242
14.242
5320,4035
5320,4035
5320,4035
213670
14.288
1
1
1
1
1
1
1
1
22.9440
14.242
14.242
5320,4035
5320,4035
5320,4035
213670
14.288
475
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Pompa 4 (L – 123)
Pompa 5 (L – 131)
Tangki Pengencer (M-133)
Pompa 6 (L – 141)
Pompa 7 (L – 150)
Tangki Mixer (M-140)
Tangki penampung Na-CMC (F-143)
Tangki penampung Na2SO4 (F-143)
Tangki penampung Na2SiO3 (F-143)
Tangki penampung Na2CO3 (F-143)
Tangki penampung Na5P3O10 (F-143)
Belt Conveyor (J-164)
Pompa 8 (L-151)
Spray Dryer (B-150)
Blower 1 (G-161)
Heater (E-152)
Cyclone 1 (H-157)
Screw Conveyor (J-158)
Rotary Cooler (B-160)
Cyclone 2 (H-163)
Tangki Penampung Parfum (F-166)
Pompa 9 (L-155)
Tangki Penampung Produk (F-166)
5320,4035
5320,4035
144250
8.154
8.154
144250
15.015
14.272
13.651
14.159
13.576
13017
8.154
130307
11.258
15.548
14.704
13.307
15906
14.704
14.876
7.616
14.159
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5320,4035
5320,4035
144250
8.154
8.154
14.425
15.015
14.272
13.651
14.159
13.576
13017
8.154
130307
11.258
15.548
14.704
13.307
15906
14.704
14.876
7.616
14.159
476
32
33
34
35
36
37
38
Tangki NaOH (F-135)
Bin (H-134)
Bin (H-165)
Netralizer (R-130)
Mixer (M-140)
Filter Udara (H-154)
Filter Udara (H-162)
14.242
12.563
12.563
22644
14242
8.356
8.356
1
1
1
1
1
1
1
14.242
12.563
12.563
22644
14242
8.356
8.356
TOTAL 1.124.662,3
Tabel E.3. Harga Peralatan Utilitas
No Nama alat Harga/Unit ($) Jumlah Harga Total
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Pompa
Bak Skimer
Tangki Clarifier
Tangki Sand Filtration
Bak air Bersih
Kation Exchanger
Anion Exchanger
Bak Air Lunak
Deaerator
Bak Klorinasi
Bak Air Sanitasi
5320,4035
4985
3301
4277
2.777
12526
12526
3.437
27017
7.465
2542
10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
53204,035
4985
3301
4277
2.777
12526
12526
3.437
27017
7.465
2542
477
12.
13.
Cooling Tower
Boiler
42.667
75.683
1
3
42.667
227049
TOTAL 403.773
Harga Peralatan total = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas
= $ 1.124.662,3 + $ 403.773
= $ 1.528.435,25
Asumsi: $1 = Rp.10.000,00
Dengan faktor keamanan (safety factor) sebesar 20%, maka:
Harga peralatan total = 1,2 × 1.528.435,25
= $ 1.834.122,3 = Rp 18.341.223.000
E.3. Biaya Bahan Baku
1. Bahan Baku Utama
− Larutan Dedocyl Benzene (DDB)
Kebutuhan per jam = 243,4975 kg
Densitas ( ρ ) = 0,8 g/cc
Harga perliter = Rp 6525
Biaya pertahun = Rp 10.066.771.044
− Larutan Oleum
Kebutuhan per jam = 226,134 Kg
Densitas ( ρ ) = 1,9 g/cc
Harga perliter = Rp 4350
478
Biaya pertahun = Rp 4.100.404.509,5
− Larutan Lauryl Alkhohol
Kebutuhan per jam = 243,4975 kg
Densitas ( ρ ) = 0,89 g/cc
Harga perliter = Rp 5250
Biaya pertahun = Rp 11.375.984.325,8
− Larutan NaOH
Kebutuhan per jam = 139,0071 kg
Densitas ( ρ ) = 2,10 g/cc
Harga /Kg = Rp 3850
Biaya pertahun = Rp 2.018.382.364
2. Bahan pembantu
a. Builder
− Sodium sulfate(Na 2 SO 4 )
Kebutuhan per jam = 404,7796 kg
Harga /Kg = Rp 3100
Biaya pertahun = Rp 9.938.148.739
− Sodium karbonat (Na 2 CO 3 )
Kebutuhan per jam = 185,9355 kg
Harga /Kg = Rp 5350
Biaya pertahun = Rp 7.878.459.006
− Sodium trypolyphosphate (Na 5 P 3 O 10 )
Kebutuhan per jam = 681,7635 kg
479
Harga/ Kg = Rp 13.200
Biaya pertahun = Rp 71.274.283.344
b. Bahan Aditive
− Sodium Carboxyl Methyl Cellulose (Na-CMC)
Kebutuhan per jam = 371,8710 kg
Harga /Kg = Rp 6825
Biaya pertahun = Rp 2.010.111.503
− Sodium silikate Na 2 SiO 3 )
Kebutuhan per jam = 223,1226 kg
Harga kg = Rp 3250
Biaya pertahun = Rp 4.100.404.510
c. Parfum
Kebutuhan per jam = 4,7827 kg
Harga Kg = Rp 305.275
Biaya pertahun = Rp 10.066.771.044
Total harga bahan baku =Rp 125.419.025.001
E.4. Biaya utilitas
a. Air
Air yang diperlukan perhari = 12014,7125 m 3
Ongkos pengolahan air per m 3 = Rp 500
Total pertahun = Rp 42.051.493,75
b. Bahan bakar
Kebutuhan fuel oil = 240,1358 L/hari
480
Harga per liter = Rp 6000
Total pertahun = Rp 161.528.400
c. Listrik
Kebutuhan listrik = 191,3913 KWH
Biaya pemakaian per KWH = Rp 1000
Total pertahun = Rp 63.159.129
d. Alum
Kebutuhan per hari = 74,1960 kg/bulan
Harga per kg = Rp 6000
Total per tahun = Rp 5.342.112
e. Resin
Kebutuhan per hari = 37,8255 kg/bulan
Harga per kg = Rp.6000
Total pertahun = Rp 2.723.436
Biaya utilitas pertahun = Rp 274.804.570,25
3. Harga Tanah Dan Bangunan
Luas tanah = 8.040 m2
Luas bangunan pabrik = 7.040 m2
Harga tanah/m2 = Rp.100.000
Harga bangunan/m3 = Rp.150.000
Harga tanah dan bangunan = (8.040 × 100.000) + (7.040 × 150.000)
= Rp.1.860.000.000
481
4. Gaji Pegawai
Tabel E.4. Gaji Pegawai
No Jabatan Ju
ml
ah
Gaji/Bln
(Rp)
Total (RP)
1 Direktur utama 1 8.000.000 8.000.000
2 Menejer pabrik 1 7.000.000 7.000.000
3 Manajer administrasi 1 7.000.000 7.000.000
4 Sekretaris 2 2.500.000 5.000.000
5 Kepala litbang (R&D) 1 5.000.000 5.000.000
6 Staf litbang (R&D) 3 2.000.000 6.000.000
7 Kepala depertement 1 5.000.000 5.000.000
8 Staf QC 3 2.000.000 6.000.000
9 Kepala depertement produksi 1 2.500.000 2.500.000
10 Kepala depertement teknik 1 2.500.000 2.500.000
11 Kepala depertement pemasaran 1 2.500.000 2.500.000
12 Kepala depertement keuangan 1 2.500.000 2.500.000
13 Kepala depertement SDM & Humas 1 2.500.000 2.500.000
14 Kepala devisi produksi 1 2.500.000 2.500.000
15 Staf produksi 90 1.500.000 135.000.000
16 Kepala devisi gudang 1 2.500.000 2.500.000
17 Staf gudang 6 1.500.000 9.000.000
482
18 Kepala devisi utilitas 1 2.500.000 2.500.000
19 Staf utilitas 9 1.500.000 13.500.000
20 Kepala devisi bengkel& perawatan 1 2.500.000 2.500.000
21 Staf bengkel & perawatan 15 1.500.000 22.500.000
22 Kepala devisi penjualan 1 2.500.000 2.500.000
23 Staf penjualan 10 1.500.000 15.000.000
24 Kepala devisi pembukuan keuangan 1 2.500.000 2.500.000
25 Staf pembukuan keuangan 4 1.500.000 6.000.000
26 Kepala devisi penyediaan &
pembelanjaan
1 2.500.000 2.500.000
27 Staf penyediaan & pembelanjaan 6 1.500.000 5320,4035.000
28 Kepala devisi ketenaga kerjaan 1 2.500.000 2.500.000
29 Staf ketenaga kerjaan 5 1.500.000 7.500.000
30 Kepala devisi keamanan 1 2.000.000 2.000.000
31 Staf keamanan 18 1.000.000 18.000.000
Total 310.000.000
Total gaji pegawai = Rp. 310.000.000 x 12
= Rp. 3.720.000.000
E.5. Biaya Pengemasan
Pengemasan dilakukan tiap 1 Kg dan menggunakan kantong plastik dengan
harga Rp.250 /Kg
Kapasitas = 20.000 ton/tahun
483
= 2.525,2525 Kg/jam
Jumlah pengemasan pertahun = 2525.2525 = 19.999.999,8 kg/tahun
Biaya pengemasan = Rp.250 x 19.999.999,8 kg/tahun
= Rp 4.999.999.950
E.6. Perhitungan penjualan produk detergen
Kapasitas produksi = 19.999.999,8 Kg/tahun
Harga produk = Rp 8.000/Kg
Harga penjualan = 19.999.999,8 Kg/tahun x Rp 8.000
= Rp. 159.999.998.400
FC
FRC
WC
T C
LI
LC
CTWR
S
WP
CTW
SC
No SIMBOL KETERANGAN1 MASS FLOW2 TEMPERATUR3 ALIRAN LIQUID4 ALIRAN GAS5 ALIRAN PADATAN6 STEAM CONDENSAT7 COOLING TOWER WATER8 WATER PROSES9 STEAM
10 COOLING TOWER WATER RETURN11 TEKANAN (ATM)12 LEVEL CONTROL13 LEVEL INDIKATOR14 TEMPERATUR CONTROL15 WEIGTH CONTROLLER16 FLOW RATIO CONTROLLER17 FLOW CONTROLLER
DISETUJUIDOSEN PEMBIMBINGOLEH
YOHANES S. SAWU0305010023
JONSON STEFANUS0305010032
Ir. B. POERWADI, MS..
ZUHDI MA’SUM, ST.
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWIFLOW SHEET PRA RENCANA PABRIK BUBUK
DETERGENT DENGAN PROSES SULFONASI
WP
CTW
STEAM
11
1 11
1
1
1
1
1
1
1
1
1
CTWR
SC
1
1
1
F-143
F-114
F-111
F-135
F-122
F-156
300C
300C
300C
300C
300C
300C
550C
550C
L-155
L-123
L-112
L-155
J-142
M-133
L-132
H-134
E-116
FC
LC
TC
TC
R-110
TC
L-121550C
TC
R-120
L-131550C 550C L-141
TC
R-130
H-154 G-153E-152
R-140
TC
L-151420C
B-150
FC
300C
650C
650C
H-157
600C
1650C
630C
300C
300CJ-158
B-160
J-164
1150C1
H-162
TC
G-161
300C
WC
F-166
300C
H-165
H-163
LI
LI
LI
LI
E-113
10
2
1
6
4
3 5 912
11
14
13
15
20
19
21
18
178
16
22
TC TC TC
FC
1
1
TC
TC
LI
LI
LI
LI
1
1
1
I-25
7
37 F-166 GUDANG PRODUK 136 H-165 BIN 135 J-164 BUCKET ELEVATOR 134 H-163 CYCLONE 133 H-162 FILTER UDARA 132 G-161 BLOWER 131 B-160 ROTARY COOLER 130 J-158 SCREW CONVEYOR 129 H-157 CYCLONE 128 F-156 STORAGE PARFUM 127 L-155 POMPA 126 H-154 FILTER UDARA 125 G-153 BLOWER 124 E-152 HEATER 123 L-151 POMPA 122 B-150 SPRAY DRYER 121 F-143 STORAGE BUILDER 120 J-142 BELT CONVEYOR 119 L-141 POMPA 118 M-140 MIXER 117 F-135 STORAGE NaOH 116 H-134 BIN 115 M-133 TANGKI PENGENCER 114 L-132 POMPA 113 L-131 POMPA 112 R-130 NETRALIZER 111 L-123 POMPA 110 F-122 STORAGE LA 19 L-121 POMPA 18 R-120 SULFATOR 17 L-116 HEATER 16 L-115 POMPA 15 F-114 STORAGE OLEUM 14 E-113 HEATER 13 L-112 POMPA 1
2 F-111 STORAGE DDB 1
1 R-110 SULFONATOR 1
No KODE KETERANGAN JMH
Komponen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22H2O – – – 49,69 227,87 4170,21 2664,30 4170,21 4170,21 – 1859,36 6998,42 6522, 31 6520,03 2,27 – 476,11 475,99 2,39 0,12 2,27 478,27DDB 2434,97 – 243,49 – 243,48 – – – 243,49 – – 243,492 1,22 0,06 1,16 – 242,28 242,22 1,22 0,06 1,16 243,38
Benzene 128,16 – 28,19 – 28,19 – – – 28,19 – – 28,192 28,19 28,19 – – – – – – – –SO3 – 512,63 398,66 – – – – – – – – – – – – – – – – – – –
H2SO4 – 2563,13 1862,68 – 628,69 – – – – – – – – – – – – – – – – –DDBSA – – 2903,44 – 2903,44 – – – – – – – – – – – – – – – – –
BSA – – – – 202,42 – – – – – – – – – – – – – – – – –LA – – – 2434,98 243,49 – – – 243,49 – – 243,49 1,22 0,0609 1,16 – 242,28 242,22 1,22 0,06 1,16 243,38
LAS – – – – 3133,33 – – – – – – – – – – – – – – – – –NaOH – – – – – 1390,07 – 1390,07 – – – – – – – – – – – – – –SBS – – – – – – – – 230,55 – – 230,55 1,15 0,06 1,09 – 229,39 229,34 1,15 0,06 1,09 230,43
Na2SO4 – – – – – – – – 910,48 4051,85 – 4958,28 24,79 1,70 23,55 – 4933,49 4932,26 24,79 1,24 23,55 4955,80SDDBS – – – – – – – – 3098,93 – – 3098,93 15,49 0,78 14,72 – 3083,43 3082,66 15,49 0,78 14,72 3097,38SLAS – – – – – – – – 3391,87 – – 3391,87 16,96 0,85 16,11 – 3374,92 3374,07 16,96 0,85 16,11 3390,18
Na5P3O10 – – – – – – – – – 6886,49 – 6817,64 34,09 0,47 32,38 – 6783,55 6781,85 34,07 1,70 32,38 6814,23Na2CO3 – – – – – – – – – 1878,14 – 1859,36 9,29 1,24 8,83 – 1850,09 1849,59 9,29 0,47 8,83 1858,43Na2SiO3 – – – – – – – – – 2252,53 – 2231,23 11,16 0,56 10,59 – 2220,07 2219,52 11,15 0,09 10,59 2230,113Na-CMC – – – – – – – – – 373,74 – 371,87 1,86 0,09 1,77 – 370,01 369,92 1,86 0,56 1,77 371,6851Parfum – – – – – – – – – – – – – – – 478,27 – – – – – 478,2650Jumlah 2563,13 3075,76 5638,89 2484,67 7610,93 5560,28 2664,30 5560,28 13171,21 15442,75 1859,36 30473,32 6667,74 6554,09 113,65 478,27 23805,59 23799,63 119,59 5,98 113,62 24391,52
F-207
Cl2
Q-240
L-243
Fuel Oil Flue Gas
Blow Down
D-242
L-202
F-211
L-231
PERALATAN
DrainF-232
P-230
L-233
L-221 F-222
L-241
D-220A
D-220B
Steam + O2
PERALATAN
Udara
L-223Air Proses
F-214L-213
F-210
L-215 L-216
Drain
NO123456
91011121314151617181920
KODEL-202
L-204
F-211
F-222L-223
L-231F-232L-233Q-240L-241D-242L-243
NAMA ALAT POMPA AIR SUNGAI
POMPA BAK SEDIMENTASI
POMPA PENYUPLAI AIR SANITASI
BAK AIR LUNAK POMPA DEMINERALISASI
POMPA AIR PROSESCOOLING TOWER
POMPA COOLING TOWER BAK AIR PENDINGIN POMPA PERALATAN
BOILERPOMPA AIR DEAERATORDEAERATOR
POMPA BOILER
78
L-216
P-230
AIR SANITASI
F-210 BAK SANITASIL-209 POMPA SAND FILTER
BAK AIR BERSIH
L-215 POMPA KE BAK AIR SANITASI
D-220AD-220B KATION EXCHANGER
ANION EXCHANGER
L-221
F-208 SAND FILTER
21
F-203
SUNGAI
F-205
F-208
BAK SEDIMENTASIF-203
L-204L-206
L-209
F-207L-206 POMPA SKIMER
TANGKI CLARIFIER
F-205 BAK SKIMER
L-213 POMPA KE BAK KLORONASI BAK KLORINASIF-214
222324252627
UNIT PENGOLAHAN AIRPRA RENCANA PABRIK
BUBUK DETERGENT
DISETUJUIDOSEN PEMBIMBINGOLEH
YOHANES S. SAWU0305010023
JONSON STEFANUS0305010032
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI
Ir. B. POERWADI, MS.
ZUHDI MA’SUM, ST.
Alum
DISETUJUIDOSEN PEMBIMBING :
62,7
156
in
TAMPAK ATAS
62,7156 in
12,9
98in
1,315 in
TAMPAK SAMPING
DETAIL ATOMIZER
29,2
548
in63
,339
6in
122,
9568
in
1
3
5
7
8
13
11
9
TAMPAK SAMPING
A
B
E
B
37,70
3/16 in
3/16 in
DETAIL NOZZLE
0,0462 in
0,1232 in
DETAIL LUG &GUSSET
TAMPAKSAMPING
TAMPAKDEPAN
TAMPAK ATAS
73,1
388
in
74in
NOZZLE
DC
B
A
NPS
44
1
1
A
4½
4½
9
9
T9/16
9/16
15/16
15/16
R2
2
6 3/16
6 3/16
E1 15/16
1 15/16
5 5/16
5 5/16
K1,32
1,32
4,50
4,50
L2 3/16
2 5/16
3
3
B1,05
1,05
4,03
4,03
1 in20 in
2in
10in
DETAIL PONDASIBASE PLATE
TAMPAK ATAS
3/16 in
10 in
1in
2 in
TAMPAK SAMPING
13 PONDASI
12 NOZZLE PRODUK KELUAR
11 BASE PLATE
10 PENYANGGA
9 TUTUP BAWAH
8 LUG DAN GUSSET
7 SILINDER
6 NOZZLE UDARA MASUK
5 NOZZLE UDARA KELUAR
4 ATOMIZER
3 TUTUP ATAS
2 NOZZLE BAHAN MASUK
1 DRIVE MOTOR
NO KETERANGAN
73,1388 in
74 in
3/16 in
63,3
396
in
DETAIL TUTUP BAWAH
POTONGAN MEMBUJUR
B
C
D
A3/16 in
29,2548 in
73,1388 in
3/16 in
2
4
6
10
12
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWIMALANG
OLEH :
YOHANES STEFANUS SAWU
PERANCANGAN ALAT UTAMASPRAY DRYER
Ir. Bambang Poerwadi, MS.
Zuhdi Ma’sum, ST.
27,0
563
in
23,8
75in
1,5
in
13,8
141
in
1,5
in 13,8141in
71,6
25in
72in
10in
107.
5600
5in
273,
8970
in13
,814
1in
13,8
141
in12
5,25
3in