Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi [PDF]

Citation preview

PRA RENCANA PABRIK ETANOL DARI UBI KAYU DENGAN PROSES FERMENTASI KAPASITAS 20000 TON/TAHUN



SKRIPSI



Disusun Oleh: SEBASTIANA FANO



: 0305010025



PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG 2008



LEMBARAN PESETUJUAN



PRA RENCANA PABRIK ETANOL DARI UBI KAYU DENGAN PROSES FERMENTASI KAPASITAS 20000 TON/TAHUN



SKRIPSI Disusun Oleh: Nama



: Sebastiana Fano



Progaram studi : Teknik Kimia Fakultas



: Teknik



Menyetujui: Dosen Pembimbing I



Dosen Pembimbing II



Ir. Bambang Poerwadi, MS.



Susy Yuniningsih, ST., MT.



NIP: ............................



NIP: .............................



Mengetahui: Dekan Fakultas Teknik



Ketua Program Studi Teknik Kimia



Nawir Rasidi, ST., MT.



S. P. Abrina Anggarini, ST., MT.



NIP: ..............................



NIP: .............................



ii



LEMBARAN PENGESAHAN



Nama



: Sebastiana Fano



Nim



: 0305010025



Program Studi



: Teknik Kimia



Fakultas



: Teknik



Judul Skripsi



: Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses Fermentasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun



Dipertahankan dihadapan penguji skripsi jenjang Srtata Satu(S-I) Pada: Hari



: Selasa



Tanggal



: 23 September 2008



Nilai



: ..............................



Tim Penguji: 1.



Ir. Bambang Poerwadi, MS.



..............................



2.



Susy Yuniningsih, ST., MT.



..............................



3.



Ir. Taufik Iskandar



..............................



iii



LEMBARAN PERNYATAAN



Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama



: Sebastiana Fano



NIM



: 0305010025



Program studi : Teknik Kimia Menyatakan bahwa skripsi yang berjudul: PRA RENCANA PABRIK ETANOL DARI UBI KAYU DENGAN PROSES FERMENTASI KAPASITAS 20000 TON/TAHUN Merupakan hasil karya sendiri, bukan merupakan duplikasi serta tidak mengutip atau menyadurkan sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain, kecuali yang disebutkan sumber aslinya. Malang, ........Oktobert 2008 Yang menyatakan:



Sebastiana Fano Mengetahui: Dosen Pembimbing I



Dosen Pembimbing II



Ir. Bambang Poerwadi, MS.



Susy Yuniningsih, ST., MT.



NIP: ............................



NIP: ..................................



iv



RIWAYAT HIDUP



Penulis dilahirkan pada tanggal 20 Januari 1985 di Watuapi, anak ke-2 dari lima bersaudara oleh Bapak Antonius Dhoy dan Ibu Emi Rensiana Mina Rani. Masuk sekolah dasar (SD) pada tahun 1991 di SDK Aeramo sampai kelas III tahun 1993, kemudian pindah sekolah dan menamatkan pendidikan SD di SDK Watuapi pada tahun 1996. Dan melanjutkan sekolah di SMPN II Aesesa pada tahun 1996 sampai tahun 1999, pada tahun 1999 penulis melanjutkan pendidikan ke SMUN Nangapanda dan tamat pada tahun 2003. Pada tahun 2003 juga penulis melanjutkan pendidikan perguruan tinggi di UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG dan lulus pada 23 september tahun 2008 dengan gelar Srata 1 (S-1) program studi Teknik Kimia.



v



LEMBARAN PERSEMBAHAN Segala puja dan puji Syukur aty haturkan ke Hadirat Mu Ya Tuhan yang maha kuasa berkat rahmat dan kasih Nya yang melimpah ” Tuhan talah menjawab aku dengan memberikan kelegahan” (Maz; 118-5) sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik. Ku persembahkan buat bapak dan mama yang aty cinta,,,,,,,,,,, Trima kasih atas segala cinta, kasih sayang, doa, suport, kerja keras bapak N mama selama ini buat aty. Selamanya aty tak akan pernah dapat membalas semua yang aty terima dari bapak n mama. Buat ka’ Toje yang bijaksana N baik hati yang telah memberikan dukungan, doa, serta nasehat buat aty. Ma kasih ya ka’,,, aty bidak bisa balas semua kebaikan kk buat ade-adeQ bertiga yang lucu; Marlin, Ina n Vianma kasih ya,,, berkat doa kalian semua akhirnya kk bisa selesai jg,,,, Buat keluarga besar Anakoli n Dhawe yang telah memberikan dukungan, doa serta nasehat buat aty Buat ka Geby yang Elle,,,,tapi baik hati N bijaksana tak ada kata yang bisa aty ungkapkan selain ucapan Trima kasih atas semua kebaikkan mu, Cinta N Kasih Sayang, perhatian, nasehat dan serta kenal lelah membantu Nmanemani aty kemana aja aty pergi.



vi



Selalu menghibur aty di kala aty strees, menghapus air mata Q di kala aty bersedih,, Buat LEGENDA 2 Q, aty ga tau harus berkata apa atas kesetianmu selama ini, tanpa kenal lelah selalu memboyong aty, ke mana aja aty pergi... Menghibur aty di saat aty lagi strees, jenuh di kost. Trima kasih tak terhingga aty ucapkan tuk bapak Bambang Poerwadi dan Ibu Susy tas bimbingan yang telah bapak n ibu berikan sehingga skripsi ini selesai. Mak kasih juga yang sebesar-besarnya buat Ibu Rina N Ibu Wahyu dan seluruh dosen Teknik Kimia UNIIRI Malang Buat teman-teman Teknik Kimia ” Nona, Ina, Nira, Ente, An, Manti Ito, Edu, Leri, Mario, Jovan, Steven, Edu Belo, Aqilo, Tomi, K’ Tias, K’ Piter, Mas Yudi, Mas Juma’ad, Rahma , Denok, Helsa, Oliva, Densi, Oge (ELE DEWE), Faldi, Filipe,,,,, ma kasih ya,,tas dukungan kalian serta canda tawa yang buat aty ga bisa lupa ma kalian. Entar kalau uda dapat kerja N banyak duit jangan lupa aty atau ada yang merit jangan lupa undang aty ya,,, Buat teman-teman Etna, Lulu N ade Q Sony yang selalu menemani aty di kala aty lagi sedih, steess N sakit. Ma kasih Ya,,, aty ga bisa balas semua kebaikan kalian Bertiga Buat Bapak N Ibu Q, Mbak Ill Sek, Mbak Ida, Mas Danang, Mas Zainal, Kalim, Mas Endis Yang Cakap N ade Dinda Yang Lucu,,, Ma kasih ya,,, tas kebaikan semuaN perhatian selama aty di Malang



vii



ABSTRAKSI PRA RENCANA PABRIK ETANOL DARI UBI KAYU DENGAN PROSES FERMENTASI KAPASITAS 20000 TON/TAHUN



Etanol merupakan salah satu produk yang dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbohidrat (gula, pati dan selulossa), dengan rumus molekul C2H5OH dan berat molekul 46. Etanol berupa cairan yang tidak berwarna dan mempunyai bau yang khas. Senyawa ini banyak digunakan sebagai pelarut dan sebagai intermediate dalam memproduksi senyawa kimia lain, serta sebagai bahan baku dalam pembuatan obat, plastik, parfum, kosmetik, minuman beralkohol dan kini digunakan sebagai bahan bakar. Proses yang digunakan pada pembuatan etanol adalah proses fermentasi dengan memfermentasikan ubi kayu dengan bantuan bakteri Saccharomyces cereviceae dan menghasilkan prodak dengan kemurnian 99,5%. Pabrik etanol menggunakan air sungai yang berada di dekat lokasi pabrik untuk memenuhi kebutuhan unit utilitas. Pabrik etanol ini direncanakan didirikan di daerah Mbay, Kabupaten Nagekeo, Flores, NTT pada tahun 2010 dengan kapasitas 20000 ton/tahun. Bentuk perusahaan Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi berbentuk garis dan staff. Dari hasil perhitungan analisa ekonomi didapatkan TCI Rp. 120.586.055.138 ; ROI sebelum pajak 71,96 %; ROI setelah pajak 46,77%; POT 1 tahun 8 bulan; BEP 38,53%; IRR 26.34%. Ditinjau dari segi teknik dan ekonomi maka Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi cukup memadai untuk dilanjutkan ke tahap perencanaan.



viii



KATA PENGANTAR



Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi kapasitas 20000 ton/tahun” sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Serjana Sastra-1 Jurusan Teknik Kimia Di Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang. Penyusun menyadari bahwa terselesainya skripsi ini karena adanya dorongan dan bimbingan dari banyak pihak. Oleh karena itu dengan tulus hati penyusun menyampaikan rasa trima kasih kepada: 1. Ir. Bambang Poerwadi, MS, selaku Dosen Pembimbing I yang telah meluangkan waktu untuk membimbing penyusun dalam menyelesaikan skripsi 2. Susy Yuniningsih, ST., MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk membimbing penyusun dalam menyelesaikan skripsi 3. Ir. Taufik Iskandar, selaku penguji yang telah bersedia luangkan waktu untuk memberikan uijian skripsi 4. Orang tua yang telah memberikan doa dan dukungan selama ini hingga terselesainya skripsi ini 5. Semua pihak khususnya rekan-rekan Teknik Kimia yang telah banyak membantu dalam penyelesaian skripsi ini



ix



Penyusun menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam menyusun skripsi ini, oleh karena itu penyusun sangat mengharapkan keritik dan saran yang bersifat positif dan membangun dari para pembaca. Akhir kata, penyusun berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa, khususnya mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang.



Malang, ......Oktobert 2008



Penyusun



x



DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .......................................................................................i LEMBARAN PERSETUJUAN ...................................................................... ii LEMBARAN PENGESAHAN ......................................................................iii LEMBARAN PERNYATAAN ......................................................................iv RIWAYAT HIDUP ......................................................................................... v LEMBARAN PERSEMBAHAN ..................................................................vi ABSRTAKSI ................................................................................................viii KATA PENGANTAR ...................................................................................ix DAFTAR ISI .................................................................................................. x DAFTAR TABEL .........................................................................................xiii DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xv BAB I



PENDAHULUAN ......................................................................1-7



BAB II



SELEKSI DAN URAIAN PROSES ...........................................1-7



BAB III



NERACA MASSA ......................................................................1-7



BAB IV



NERACA PANAS ......................................................................1-3



BAB V



SPESIFIKASI PERALATAN .....................................................1-8



BAB VI



PERANCANGAN ALAT UTAMA ..........................................1-59



BAB VII ISTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA.................1-12 BAB VIII UTILITAS ..................................................................................1-11 BAB IX



LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ..................................1-14



BAB X



STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN ................1-25



xi



BAB XI



ANALISA EKONOMI...............................................................1-16



BAB XII KESIMPULAN ............................................................................ 1 APPENDIKS A. PERHITUNGAN NERACA MASSA ..............................1-29 APPENDIKS B. PERHITUNGAN NERACA PANAS ...............................1-30 APPENDIKS C. SPESIFIKASI PERALATAN...........................................1-40 APPENDIKS D. PERHITUNGAN UTILITAS ...........................................1-68 APPENDIKS E. PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ........................1-22



xii



DAFTAR TABEL



TABEL 1.2. KOMPOSISI UBI KAYU ........................................................ I-4 TABEL 2.1. SELEKSI PROSES ................................................................. II-4 TABEL 3.1 NERACA MASSA PENCUCIAN UBI KAYU ......................III-1 TABEL 3.2 NERACA MASSA MESIN GILING UBI KAYU ..................III-2 TABEL 3.3 NERACA MASSA REAKTOR LIQUIFIKASI ......................III-2 TABEL 3.4 NERACA MASSA REAKTOR SAKARIFIKASI AWAL .....III-3 TABEL 3.6 NERACA MASSA REAKTOR SAKARIFIKASI LANJUT ..III-4 TABEL 3.6 NERACA MASSA PEMISAHAN SERAT ............................III-5 TABEL 3.7 NERACA MASSA DECANTER ...........................................III-6 TABEL 3.8 NERACA MASSA DISTILASI ..............................................III-6 TABEL 3.9 NERACA MASSA DEHIDRASI ..........................................III-7 TABEL 4.1 NERACA PANAS LIQUIFIKASI ......................................... IV-1 TABEL 4.2 NERACA PANAS SAKARIFIKASI AWAL ........................ IV-2 TABEL 4.3 NERACA PANAS SAKARIFIKASI LANJUT ..................... IV-2 TABEL 4.4 NERACA PANAS RVF ......................................................... IV-2 TABEL 4.5 NERACA PANAS DISTILASI ............................................. IV-3 TABEL 4.6 NERACA PANAS DEHIDRASI ............................................ IV-3 TABEL 6.1 DIMENSI FLANGE UNTUK NOZZLE ............................... VI-19 TABEL 6.2 EVALUASI Rd ...................................................................... VI-21 TABEL 7.1 PEMASANGAN ALAT KONTROL ..................................... VII-5



xiii



TABEL 7.2 ALAT PELINDUNG PRP ETANOL .................................... VII-12 TABEL 9.1 PARAMETER PEMILIHAN LOKASI PABRIK .................. IX-1 TABEL 9.2 PERINCIAN DAERAH PABRIK .......................................... IX-7 TABEL 10.1 JADWAL KERJA KARYAWAN ........................................ X-14 TABEL 10.2 PERINCIAN JUMLAH KARYAWAN ................................ X-16 TABEL 10.3 DAFTAR GAJI KARYAWAN ............................................ X-20 TABEL 11.1 CHAS FLOW UNTUK NPV ............................................... XI-14 TABEL 11.2 CHAS FLOW UNTUK IRR ................................................ XI-15



xiv



DAFTAR GAMBAR



GAMBAR 2.1 BLOK DIAGRAM PROSES ESTARIFIKASI DAN HIDROLISA DARI ETILEN ................................................. 9 GAMBAR 2.2 BLOK DIAGRAM PROSES FERMENTASI DARI UBI KAYU ............................................................................1-1 GAMBAR 9.1 TATA LETAK BANGUNAN PABRIK ETANOL ............ IX-9 GAMBAR 9.2 TATA LETAK PERALATAN PROSES ........................... IX-13 GAMBAR 10.1 STRUKTUR ORGANISASI PABRIK ETANOL ............ X-12 GAMBAR 11.1 BREAK EVENT POINT (BEP) PRA RENCANA PABRIK ETANOL .......................................................... XI-11 GAMBAR APP-E HUBUNGAN TAHUN DENGAN INDEKS HARGA ........................................................................ APP-E-3



xv



BAB I PENDAHULUAN



1.1. Perkembangan Industri Etanol Etanol telah lama digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditinggalkan pada peninggalan keramik yang berumur 9000 tahun dari China bagian utara menunjukan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusia prasejarah dari masa neolitik. Etanol merupakan bahan kimia yang diproduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung pati seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu biasanya disebut dengan bio-ethanol. Ubi kayu, ubi jalar, dan jagung merupakan tanaman pangan yang biasa ditanam rakyat hampir di seluruh wilayah Flores, sehingga jenis tanaman tersebut merupakan tanaman yang potensial untuk dipertimbangkan sebagai sumber bahan baku pembuatan bio-ethanol atau gasohol. Namun dari semua jenis tanaman tersebut, ubi kayu merupakan tanaman yang setiap hektarnya paling tinggi dapat memproduksi etanol. Selain itu pertimbangan pemakaian ubi kayu sebagai bahan baku proses produksi bio-ethanol juga didasarkan pada pertimbangan ekonomi. Etanol dapat dihasilkan dari peragian/fermentasi karbohidrat (gula dan pati). Prinsip pembentukkan etanol adalah pelepasan energi yang tersimpan pada bahan-bahan organik, yang memiliki kandungan karbohidrat tinggi, dengan bantuan mikroba sebagai fermentor. Terdapat sejenis mikroba yang memiliki



I-1



kemampuan untuk pembentukan etanol, diantaranya khamir dan bakteri. Proses pembentukkan etanol dengan perantara mikroba tersebut berlangsung secara anaerobik. Secara sederhana proses fermentasi merupakan penguraian karbohidrat menjadi etanol dan gas karbondioksida (CO2) dengan bantuan enzim. Pada penelitian Nursiyah, 2000 mengemukakan bahwa jika tahapan proses aerobik ini dihentikan pada tahapan fermentasi saja, yakni tahapan sebelum pembentukan gas metana, maka dapat dihasilkan etanol yang memiliki nilai kelori tinggi. Etanol pada umumnya mengandung 95% etanol dan 5% air dengan berat molekul 46 dan rumus molekul C2H5OH. Etanol dalam kehidupan sehari-hari dikenal sebagai bahan yang dapat digunakan



untuk bahan pelarut, bahan



antiseptik, bahan baku pembutan eter, serta minuman. Etanol



juga dapat



digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti premium. Seiring dengan kebutuhan akan etanol yang mendesak, dimana etanol relatif telah cukup dikenal di masyarakat Flores dalam pemanfaatannya sebagai alternatif pengganti premium yang terus meningkat seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut: Tabel 1.1 Penggunaan premium di Flores Tahun



Kebutuhan (ton)



Kenaikkan



2002



13630



-



2003



14647



7.46



2004



16418



12,09



2005



17459



6,34



2006



17069



-2,23



Sumber: Dirjen Migas, 2007



I-2



Berdasarkan data diatas maka untuk mengurangi ketergantungan terhadap kebutuhan etanol dan juga untuk memenuhi kebutuhan premium dalam negeri dari tahun ke tahun yang terus meningkat maka perlu didirikan pabrik baru di Flores.



1.2. Kegunaan Etanol Etanol merupakan hidrokarbon berikatan tunggal. Salah satu atom hydrogennya merupakan gugus OH yang bersifat tidak berwarna. Berdasarkan senyawa organik yang berikatan dengan gugus hidroksil senyawa etanol terdiri atas R-H primer (R-CH2-OH), sekunder ((R)2 CH-OH), dan tersier ((R)3C-OH). Beberapa kegunaan dari etanol diantaranya sebagai berikut: 1. Digunakan sebagai bahan pelarut 2. Digunakan sebagai antiseptik 3. Digunakan sebagai bahan baku pembuatan eter 4. Digunakan sebagai alternatif bahan bakar premium 5. Digunakan sebagai minuman



1.3. Spesifikasi Bahan Baku Dan Produk 1.3.1. Bahan Baku 1. Ubi Kayu Ubi kayu mempunyai komposisi pada 100 g seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut:



I-3



Tabel 1.2 Komposisi ubi kayu No



Kandungan Gizi



Jumlah Dalam Singkong



Kalori (Kal)



146,00



Air (g)



62,50



Fosfor (mg)



40,00



Lemak (g)



0,30



Karbohidrat (g)



34,70



Protein (g)



1,20



Amylosa (g)



27



Amylopektin (g)



73



Kalsium (mg)



33,00



Zat Besi (mg)



0,70



Vitamin A (SI)



0,00



Vitamin B1 (mg)



0,06



Vitamin C (mg)



30,00



Sumber: Direktorat gizi, 1979 2. Enzim -Amylase Enzim ini mempunyai sifat dapat memecah pati rantai lurus pada amylosa maupun pada amylopektin, secara acak dari dalam rantai. Karena sifat pemecahannya dimulai dari rantai tengah maka enzim ini dapat digolongkan dalam endo enzim. Pemecahan



-amylase pada amylosa



terdiri atas dua tahap, yaitu tahap degradasi secara sempurna dan cepat, sehingga dihasilkan glukosa dan maltosa. Pemecahan tahap pertama



I-4



ditandai dengan penurunan viskositas yang cepat dan hilangnya kemampuan pewarnaan iod terhadap amylosa. Pemecahan



oleh



-amylase



terhadap



amylopektin



dapat



menghasilkan limit dextrin, kadang-kadang dapat berupa oligosakarida dan maltosa. Hasil pemecahan amylopektin juga dapat ditandai oleh penurunan viskositas larutan pati. 3. Enzim Glukoamylase Glukoamylase yang sudah dibuat secara industri diisolasi dari beberapa jenis jamur yaitu; aspergillus, rhizopus dan beberapa strain yeast endomycopsis. Pemecahan molekul pati oleh enzim glukoamylase menghasilkan inversi konfigurasi, sehingga dihasilkan glukosa. Kecepatan pemecahan pati oleh enzim ini tergantung pada struktur dan besarnya molekul substrat. Enzim ini tidak dapat aktif pada substrat pati yang masih mentah. Glukoamylase dari aspergillus niger dapat menghidrolisis maltosa, maltotetraosa dan maltopentosa. Aktivitas optimal pada pH 4-5 dengan suhu 50-60 ºC. 4. Air Sifat fisik:



Berat molekul: 18 Titik didih: 100 ºC Titik beku: 0 ºC Bentuk: Cairan tak berwarna, tak berbau Spesifik grafity: 1 g/m



Sifat kimia:



Rumus kimia: H2O



I-5



5. Urea Sifat fisik:



Berat molekul: 60 Titik didih: 132.7 ºC Titik beku: d ºC Bentuk: Padatan Spesifik grafity: 1.335204 g/m



Sifat kimia:



Rumus kimia: H2N.CN.NH2



1.3.2. Produk -



Produk utama: Etanol Sifat fisik



: Titik didih: 78,32 ºC Titik beku: -114,1 ºC Bentuk: Cairan tak berwarna Densitas: 0,7893 g/ml pada suhu 25 ºC Viscisitas: T 20 ºC = 1.17 cp Spesifik grafity: 0,789 g/m Spesifik heat: T 20 ºC = 2,42 J/g ºC



Sifat kimia:



Rumus molekul: C2H5OH Berat molekul: 46,07 Mudah menguap Mudah terbakar Tidak berasap, nyala apinya kebiru-biruan Berat jenisnya lebih kecil dari air



I-6



1.4. Kapasitas Produksi Penggunaan premium di Indonesia berdasarkan tabel 1.1 mengalami kenaikan rata-rata sebesar 5,91%, sehingga perkiraan kebutuhan premium pada tahun 2010 sebesar 19169 ton. Jadi perkiraan kapasitas pabrik baru etanol pada tahun 2010 dapat dihitung dengan rumus: M1+ M4 + M5 = M2 +M3 Dimana: M1 = Nilai import (ton/tahun) M2 = Nilai eksport (ton/tahun) M3 = Kebutuhan premium (ton/tahun) M4 = Kapasitas produksi (ton/tahun) M5 = Nilai produksi (ton/tahun) Dengan rumus diatas, maka kapasitas pabrik alkohol yang direncanakan pada tahun 2010 adalah: M1+ M4 + M5 = M2 +M3 0 + 0,06 M4 = 0 + 19169 M4 = 19169 – 0,06 = 19168,94 ton/tahun Dengan perhitungan diatas, kemudian dirancang pabrik etanol dengan kapasitas 20.000 ton/tahun. Diharapkan pendirian pabrik etanol dapat mengurangi ketergantungan terhadap kebutuhan premium disamping peluang untuk pemasaran ke luar negeri.



I-7



BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES



2.1. Macam Proses Proses pembuatan etanol terdiri dari dua macam proses yang berbeda bahan bakunya. Proses tersebut telah dikembangkan oleh beberapa perusahaan di Indonesia, diantaranya:



2.1.1. Proses Esterifikasi Dan Hidrolisis Dari Etilen Proses ini terjadi dengan penyerapan etilen dalam H2SO4 untuk menghasilkan etil sulfat, kemudian dihidrolisa untuk menghasilkan etanol dengan persamaan reaksi: CU2 = CH2 + H2SO4



C2H5SO2OH Mono etil sulfat



2 CH2 = CH2 + H2SO4



C2H5SO2OC2H5 Dietil sulfat



C2H5OSO2OH + C2H5O SO2O C2H5 + 3 H2O



3C2H5OH + 2H2SO4.



Etil dilarutkan kedalam kolom absorbsi secara counter Qurrent dangan asam sulfat 90%. Gas yang tidak terabsorbsi keluar dari atas kolom dan digunakan sebagai bahan bakar. Cairan yang dihasilkan merupakan campuran monoetil dan dietil sulfat yang dikeluarkan dari menara absorber bagian bawah dengan penambahan sejumlah air. Pada kolom ini senyawa sulfat dihidrolisa menjadi etanol, asam sulfat, etil, eter dan bahan lain. Larutan etanol mentah dimasuk



II-1



dalam kolom stripping dengan pemberian steam yang mengangkat etanol, eter dan sebagian kecil asam sulfat yang dikeluarkan dari bawah kolom didinginkannya dan dipekatkan untuk recovery. Sedangkan uap etanol mentah yang dikeluarkan dari bagian kolom stripping, dialirkan menuju bagian bawah kolom scrubber dan ditambahkan NaOH untuk netralisasi asam. Sisa NaOH keluar dari bawah kolom, sedangkan uap etanol, eter dan air keluar dari bagian atas kolom kemudian dikondensasi dan dipompa menuju tangki penyimpanan etanol mentah (kolom eter), dimana eter akan keluar sebagai uap. Produk samping eter dapat diubah menjadi etanol dengan hidrasi katalik, kemudian etanol dilewatkan kolom fraksinasi dan diperoleh etanol dengan kemurnian 95%, seperti pada gambar 2.1 berikut:



Gambar 2.1 Blok diagram esterifikasi dan hidrolisa dari etylen



II-2



2.1.2. Proses Fermentasi Proses fermentasi adalah proses terjadinya perubahan kimia pada suatu senyawa kimia dengan adanya suatu mikroorganisme. Mikroorganisme yang digunakan pada proses fermentasi adalah sacharomyces cereviceae dengan bahan baku untuk industri adalah glukosa yang dihasilkan dari ubi kayu dengan proses sebagai berikut: -



Pati dihaluskan dan diencerkan sehingga terbentuk maltosa dengan proses liquifikasi dengan penambahan enzim α-amylase. Proses ini dilakukan pada suhu 90-1000C selama 2 jam dan pH dipertahankan 5-6.



-



Selanjutnya maltosa yang terbentuk dilakukan proses sakarifikasi dengan menggunakan enzim glukosidase sehingga terbentuk pada suhu 600C.



-



Glukosa yang terbentuk kemudian dilakukan sterilisasi selanjutnya dilakukan fermentasi dengan menggunakan bakteri anaerob sacharomices cereviciae pada temperatur 31-380C dan pH berkisar antara 4,5-5.



-



Setelah proses fermentasi dilakukan, selanjutnya dilakukan proses pemurnian pada kolom destilasi. Hasil pemurnian yang diperoleh adalah 95%.



II-3



Gambar 2.2 Blok diagram proses fermentasi etanol



2.2. Seleksi Proses Dari kedua macam uraian proses diatas, dapat dibuat tabel perbandingan antara proses eksterifikasi dan fermentasi dibawah ini: Tabel 2.1 Tabel perbandingan antara proses eksterifikasi dan fermentasi Macam-macam proses Parameter Esterifikasi



Fermentasi



Segi teknis Proses - Yield



95%



95%



- Katalis



-



-



- Peralatan



Kompleks



Sederhana



II-4



Kondisi Operasi - Suhu Operasi



3500C



60-1100C



- Waktu Operasi



Cepat



Lama



Mahal



Murah



Segi Ekonomis Biaya Operasi



Berdasarkan tabel diatas maka proses yang akan digunakan dalam pembuatan etanol adalah proses fermentasi karena proses tersebut membutuhkan biaya investasi yang relatif kecil.



2.3. Uraian Proses Ubi kayu segar yang telah disiapkan dikupas kulitnya kemudian dicuci bersih. Ubi kayu digiling menggunakan mesin penggiling, slury ubi kayu tersebut dimasukkan pada tangki kosong kemudian tambahkan air sesuai ketentuan sambil melakukan pemanasan dan pengadukan. Slury ubi kayu selanjutnya diteruskan ke reaktor liquifikasi. Pada reaktor liquifikasi sejumlah enzim α-amylase untuk mencair gel pati sambil melakukan pemanasan pada suhu 90-950C selama 2 jam dan hasil hidrolisanya adalah dextrin. Didalam reaktor liquifikasi ini terjadi reaksi hidrolisa sebagai berikut:



II-5



Kemudian slury tersebut diteruskan pada tangki sakarifikasi awal dan didinginkan hingga suhu mencapai 55-600C. Pada reaktor sakarifikasi awal terjadi proses hidrolisis dextrin menjadi glukosa dengan bantuan sejumlah enzim glukoamylase sesuai dengan ketentuan dan temperatur dijaga pada kisaran 60-660C selama 3 jam lalu didinginkan hingga suhu dibawah 320C. Dalam tangki sakarifikasi ini terjadi reaksi hidrolisa sebagai berikut:



Dari reaktor sakarifikasi awal slury tersebut diteruskan pada tangki sakarifikasi lanjut dan fermentasi, slury tersebut kemudian ditambahkan ragi roti, urea, NPK sesuai kebutuhan. Dibiarkan selama 36 jam pada reaktor dalam keadaan reaktor tertutup tetapi tidak rapat agar gas karbondioksida yang terbentuk biasa keluar. Fermentasi yang berhasil ditandai dari aroma seperti tape dan suara gelembung gas yang naik ke atas pada reaktor dan keasaman (pH) diatas 4. Dalam tangki sakarifikasi lanjutan terjadi reaksi sebagai berikut:



Cairan yang mengandung etanol 7-9% diteruskan pada reaktor pemisahan serat dan distilasi dan diuapkan menggunakan evaporator. Temperatur bagian atas kolom distilasi ditahan pada suhu 790C hingga cairan etanol keluar. Kontrol temperatur dapat dilakukan dengan mengatur aliran air refluks dalam alat distilasi.



II-6



Fraksi etanol 90-95% akan berhenti mangalir secara pelan-pelan, kemudian limbahnya dapat dikeluarkan pada kran bawah tangki melewati saluran yang akan menahan limbah padat dan meloloskan limbah cair. Tangki tersebut dibersihkan untuk persiapan proses berikutnya.



II-7



BAB III NERACA MASSA



Kapasitas produksi



= 20.000 ton/thn



Operasi



= 300 hari/thn



Basis perhitungan



= 1 jam operasi



Produksi



=



20 .000 1000 24 300



= 2777,7777 kg/jam



1. Pencucuian Ubi Kayu Tabel 3.1 Neraca massa pencucian ubi kayu Masuk



Kg/jam



Keluar



Kg/jam



Ubi Kayu Kotor



680003,9419



Ubi Kayu Bersih



612003,5477



H2O



680003,9419



Kotoran + H2O



748004,3465



Total



1360007,884



1360007,884



III-1



2. Mesin Giling Ubi Kayu Tabel 3.2 Neraca massa mesin giling ubi kayu Masuk



Kg/jam



Keluar



Ubi Kayu:



Kg/jam



Slurry:



-



Amylosa



57338,6140



-



Amylosa



-



Amylopektin



155026,6231



-



Amylopektin



155026,6231



-



Protein



7344,0426



-



Protein



7344,0426



-



Lemak



1836,0106



-



Lemak



1836,0106



-



Air



382502,2173



-



Air



424701,2822



-



Impiuritis



7956,0461



-



Impiuritis



7956,0461



Air Yang Ditambahkan



42199,0649



Total



654202,6186



Total



57338,6140



654202,6186



3. Reaktor Liquifikasi Tabel 3.3 Neraca massa reaktor liquifikasi Masuk



Kg/jam



Slurry:



Keluar



Kg/jam



Slurry:



-



Amylosa



57338,6140



-



Amylosa Sisa



47591,0496



-



Amylopektin



155026,6231



-



Amylopektin Sisa



128672,0972



-



Protein



7344,0426



-



C12H22O11



10289,1042



-



Lemak



1836,0106



-



(C6H10O5)3



27368,1666



-



Air



424701,2822



-



Protein



7344,0426



III-2



= 646246,5725



-



Lemak



1836,0106



-



Air



423146,1146



47,4771



-



E.α-Amylase



47,4771



646294,0496



Total



Enzim: -



E.α-Amylase



Total



646294,0496



4. Reaktor Sakarifikasi Awal Tabel 3.4 Neraca massa reaktor sakarifikasi awal Masuk



Kg/jam



Slurry:



Keluar



Kg/jam



Slurry:



C12H22O11



10289,1042



- (C6H10O5)3 Sisa



- (C6H10O5)3



27368,1666



-



- Protein



7344,0426



- C6H12O6



40631,508



- Lemak



1836,0106



- Protein



7344,0426



- Air



423146,1146



- Lemak



1836,0106



- E.α-Amylase



47,4771



- Air



419624,381



= 470030,9157



- E.α-Amylase



47,4771



- E.Glukoamylase



5,7012



Total



470036,6169



-



Enzim: - E.Glukoamylase



5,7012



Total



470036,6169



III-3



C12H22O11



541,5318 411,5628



5. Reaktor Sakarifikasi Lanjut Tabel 3.5 Neraca massa sakarifikasi lanjutan Masuk



Kg/jam



Slurry:



Keluar



Kg/jam



Slurry:



-



C12H22O11



411,5628



-



C12H22O11



411,5628



-



C6H12O6



40631,508



-



C2H5OH



3738,098



-



Protein



7344,0426



-



C6H12O6



33317,8366



-



Lemak



1836,0106



-



Protein



7344,0426



-



Air



419624,381



-



Lemak



1836,0106



-



E.α-Amylase



47,4771



-



Air



419624,381



-



E.Glukoamylase 5,7012



-



E.α-Amylase



47,4771



-



E.Glukoamylase 5,7012



-



H2N.CN.NH2



468,3286



= 469900,7979 Nutrient: -



H2N.CN.NH2



468,3286



-



NPK



100,8242



-



NPK



100,8242



-



Ragi



7,0577



-



Ragi



7,0577 = 576,2105



Total



470477,0084



= 466901,435 Gas: CO2



3575,572



Total



470477,0084



III-4



6. Pemisahan Serat (RVF) Tabel 3.6 Neraca massa pemisahan serat Masuk



Kg/jam



Slurry:



Keluar



Kg/jam



Cake: 411,5628



-



E.α-Amylase



47,4771



- C2H5OH



3738,098



-



E.Glukoamylas



5,7012



- C6H12O6



33317,8366



H2N.CN.NH2



468,3286



- Protein



7344,0426



-



Protein



7344,0426



- Lemak



1836,0106



-



Lemak



1836,0106



- Air



419624,381



-



C12H22O11



246,9377



- E.α-Amylase



47,4771



-



C6H12O6



19990,7019



- E.Glukoamylase



5,7012



-



Air



251774,6286



- H2N.CN.NH2



468,3286



-



NPK



100,8242



- NPK



100,8242



-



Ragi



7,0577



- Ragi



7,0577



-



C12H22O11



= 281839,7108 Bahan Terpisah: -



C2H5OH



3738,098



-



Air



167849,7524



-



C12H22O11



164,6251



-



C6H12O6



13327,1347 = 185079,6102



Total



466901,3204



Total



III-5



466901,3204



7. Decanter Tabel 3.7 Neraca massa decanter Masuk



Kg/jam



Keluar



Kg/jam



C2H5OH



3738,098



Ke Distilasi:



Air



167849,7524



-



C2H5OH



3738,098



C12H22O11



164,6251



-



Air



20141,9703



C6H12O6



13327,1347



-



C12H22O11



32,925



-



C6H12O6



2665,4269 = 26578,4202



Cake: -



Air



147707,7821



-



C12H22O11



131,7001



-



C6H12O6



10661,7078 = 158501,19



Total



185079,6102



Total



185079,6102



8. Distilasi Tabel 3.8 Neraca massa destilasi Masuk



Kg/jam



Keluar



Kg/jam



C2H5OH



3738,098



Distilat:



Air



20141,9703



- C2H5OH



2715,6153



C12H22O11



32,925



- Air



142,6104



III-6



C6H12O6



2665,4269



= 2858,2257 Bottom: - C2H5OH



1022,4827



- H2O



19999,3599



- C12H22O11



32,6341



- C6H12O6



2663,7689 = 23718,2456



Total



26578,4202



Total



26578,4202



9. Dehidrasi Tabel 3.9 Neraca massa dehidrasi Masuk



Kg/jam



Keluar



Kg/jam



C2H5OH



2715,6153



Produk:



Air



142,6104



C2H5OH



2715,6153



CaO



443,6768



Air



62,1624 = 2777,7777



Air



80,748



Ca(OH)2



16,5097



CaO ekses



427,1671 = 524,4248



Total



3301,9025



Total



III-7



3301,9025



BAB IV NERACA PANAS



Kapasitas produksi



= 20.000 ton/thn



Produksi etanol



=



20 .000 1000 24 300



= 2777,7777 kg/jam Satuan



= Kcal



Suhu refrensi



= 25 0C – 298,15 K.



1.



Reaktor Liquifikasi Tabel 4.1 Neraca panas liquifikasi Entalpi Masuk (kcal)



Entalpi Keluar (kcal)



1



= 2503980,377



2 = 54627523,9



R



= 27286805,01



Qloss = 1307196,764



Qs Total



= 26143935,28 = 55934720,67



Total



IV-1



= 55934720,67



2.



Reaktor Sakarifikasi Awal Tabel 4.2 Neraca panas tangki sakarifikasi awal Entalpi Masuk (kcal)



1



Entalpi Keluar (kcal)



= 28647915,66



3 = 15254686,8



2 = 9508389,303



4 = 38033557,22



R = 15131939,05 Total



3.



= 53288244,02



Total



= 53288244,02



Reaktor Sakarifikasi Lanjut Tabel 4.3 Neraca panas sakarifikasi lanjut Entalpi Masuk (kcal)



1



= 15254686,8



R



= 15479956,3



Total



4.



= 3071364,514



Entalpi Keluar (kcal)



2 = 3071364,514



Total



= 3071364,514



Pemisahan Serat (RVF) Tabel 4.4 Neraca panas total Entalpi Masuk (kcal)



1



Entalpi Keluar (kcal)



= 3071364,514



2 = 874625,3026 3 = 2196739,211



Total



= 3071364,514



Total = 3071364,514



IV-2



5.



Distilasi Tabel 4.5 Neraca panas total Entalpi Masuk (kcal)



f Qs



Total



6.



Entalpi Keluar (kcal)



= 874625,3026



D = 567993,1793



= 101747469,2



B = 5165965,734



= 102622094,5



Qc



= 91757030,87



Qloss



= 5131104,725



Total



= 102622094,5



Dehidrasi Tabel 4.6 Neraca panas total



1



Entalpi Masuk



Entalpi Keluar



= 113054,7272



2 = 25031,4997



R = - 88023,2275 Total



= 25031,4997



Total



IV-3



= 25031,4997



BAB V SPESIFIKASI PERALATAN



1. Storage Fungsi



: Menyimpan bahan baku (ubi kayu)



Jumlah



: 1 buah



Bahan konstruksi



: Semen dan batu bara



Kapasitas bahan baku



: 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam



Spesifikasi peralatan: Volume storage



= 147432 m3



Tinggi storage



= 12 m



Panjang storage



= 11,3409 m



Lebar storage



= 11,3409 m



2. Belt Conveyor Fungsi



: Mengangkut ubi kayu



Jumlah



: 1 buah



Bahan



: Rubber



Type



: Flat belt on flat belt idlers (Perry edisi 6 gbr.7 hal 7-10)



Kapasitas maks



: 1 m3/dt



Waktu angkut



: 3 menit = 0,05 jam



(Perry edisi 6 hal 7-8)



(Ulrich,table 4-4 hal 71)



V-1



Lebar



: 14 in = 1,1667 ft = 0,36 m



Luas penampang melintang : 0,11 ft2



Spesifikasi Peralatan: Nama alat



: Belt conveyor



Type



: Flat belt on flat belt idlers



Panjang



: 10732,88919 ft



Lebar



: 1,1667 ft



Power



: 1 Hp



Jumlah



: 1 buah



3. Peeler Fungsi



: Mengupas kulit ubi kayu



Bahan konstruksi



: Stainless steel



Kapasitas



: 680003,9419 kg/jam = 11333,39002 kg/menit



Direncanakan



: Tiap mesin terdiri dari 4 peeler



Tiap run = 2 menit



Spesifikasi Peralatan: Kapasitas



= 11333,39002 kg/menit



Bahan



= Stainless steel



Jumlah mesin



= 38 buah



V-2



4. Pencucian Fungsi



= Mencuci ubi kayu yang telah dikupas



Massa bahan masuk = 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam Densitas



= 63,4895 lb/ft3



Densitas air



= 999,87 kg/m3 = 62,4261 lb/ft3



Waktu tinggal



= 10 menit = 0,17 jam



Spesifikasi Peralatan: = 10330,4713 ft3



Volume bak



Jumlah bak pencuci = 6 buah Bahan konstruksi



= Beton



Panjang



= 15,429 ft = 185,148 in



Lebar



= 7,7145 ft = 92,574 in



Tinggi



= 11,5718 ft = 138,8616 in



5. Mesin Penggilingan Fungsi



= Mengubah ubi kayu menjadi pati dengan penambahan air



Jumlah



= 1 buah



Type



= Rotary Knife Cutter



Bahan



= Stainless steel



Bahan masuk



= 612003,5477 kg/jam = 134923,021 lb/jam



V-3



6. Reaktor Liquifikasi Fungsi



: Mengubah larutan pati menjadi dekstrin



Massa bahan masuk : 646246,0496 kg/jam = 1424714,041 lb/jam Densitas lar. Pati



: 1,122 g/cm3 = 1122 kg/m3 = 70,0442 lb/ft3 (Geankoplis, App A4-2)



Suhu operasi



: 30 0C



Tekanan operasi



: 1 atm



Spesifikasi Peralatan: Nama alat



: Reaktor Liquifikasi



Type



: Tangki berpengaduk berbentuk silinder tegak dengan tutup dengan tutup atas berbentuk standartdishead dan tutup bawah berbentuk conical denga α = 120 0C.



Bahan



: Carbon steel SA283 grade D type 316



7. Reaktor Sakarifikasi Awal (dikerjakan oleh Sebastiana Fano) 8. Reaktor Sakarifikasi Lanjut Fungsi



= Tempat terjadinya fermentasi glukosa menjadi etanol. Waktu tinggal 48 jam.



Dirancang: - Bejana berbentuk silinder tegak dengan asumsi Ls = 1,5 di - Tutup atas dan tutup bawah berbentuk standart dishead - Tangki dirancang 33% lebih besar



V-4



- Bahan konstruksi carbon stell SA 53 Grade B - Faktor korosi: C 1/8’’ = 2/16’’ - Pengelasan: E = 0,8 - Allowable strees: f = 12750 (App. D Brownell & Young) - Bejana dilengkapi dengan coil pendingin dan pengaduk - ρ = 69,8839 lb/ft3 - μ = 21,8055 cp = 1,2132 . 10-3 lbm/ft.dt



Kesimpulan:  Vtotal



= 34536,73 ft3



 Ts



= 3/8 in



 do



= 10,43 ft



 di



= 10,4375 ft



 Ls



= 124,1989 ft



 r



= 125,25 in



 tha



= 6/16 in



 icr



= 7,515 in



 thb



= 6/16



Dimensi Pengaduk:  Da



= 3,444 ft



 L



= 0,861 ft



 W



= 0,861 ft



 N



= 0,25



putaran detik



V-5



 Daya



= 0,5 Hp



 Jumlah blade = 6 buah plate Dimensi Coil Pendingin:  dc



= 7 ft



 nc



= 1000 buah



 Lc



= 1,5 in



 Pipa coil = 1 ½ ’’IPS Sch 40  di



= 1,610 in



 a’



= 2,04 in2



 do



= 1,9 in



 a’’ = 0,498 ft2/ft  hc



= 283,2083 ft



9. Pemisahan Serat (RVF) Fungsi



: Untuk memisahkan larutan dan cakenya



Type



: Rotary Vacum Filter



Perencanaan: Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-135 Grade B Tekanan filtrasi



: 20 bar = 41766,7328 (



Faktor tahanan



: 0,25 x10-8



Waktu filtrasi



: 1 jam



Kapasitas cake



= 158501,19 kg/jam = 349431,7235 lb/jam



V-6



)



Spesifikasi Alat: Nama



= Pemisahan serat (RVF)



Fungsi



= Untuk memisahkan larutan dari cakenya



Type



= Rotary vacum filter



Bahan konstruksi



= Carbon Steel SA-135 Grade B



10. Distilasi



(Dikerjakan oleh Sumanti Makmur)



11. Decanter Fungsi



= Untuk memisahkan air, gukosa dan maltosa dengan etanol.



Type



= Tangki horizontal dengan tutup kanan dan kiri standart dishead.



Tekanan



= 1 atm



Spesifikasi Alat: Nama alat



= Decanter



Fungsi



= Untuk memisahkan air, glukosa dan maltosa dengan etanol.



Type



= Tangki silinder horizontal dengan tutup kanan dan tutup kiri standart dishead



Bahan



= Carbon Steel SA-240 Grade M type 316



Tinggi light liquid



= 124,2281 ft



Tinggi heavy liquid



= 62,9573 ft



V-7



Dimensi tangki



= H = 1510,9748 in = 125,9146 ft = Lls = 0,0104 ft = 0,1248 in = ts



= 2/16 in



12. Dehidrasi Nama alat



= Tangki dehidrasi



Fungsi



= Tempat berlangsungnya reaksi dehidrasi etanol dengan bantuan CaO



Type



= Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas standart dishead tutup bawah conis (α = 1200).



Tekanan



= 1 atm



Waktu operasi



= 1 jam



Spesifikasi Alat: Nama



: Tangki dehidrasi



Type



: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah standart dishead



Bahan



: Carbon Steel SA-240 Grade M



Kapasitas



: 6301,2444 lb/jam



Dimensi tangki: -



H : 204,526 in = 17,038 ft



-



ts : 2/16



-



tha = thb = 2/16



V-8



BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA



Nama



: Reaktor Sakarifikasi Awal



Kode alat : R – 120 Fungsi



: Untuk mengubah larutan dekstrosa menjadi glukosa dengan bantuan enzim glukoamylaze. Dengan reaksi sebagai berikut: C6H10O5 + H2O Dekstrin



Tipe



Air



C6H12O6 Glukosa



: Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk standard dishead dan tutup bawah berbentuk conical dengan sudut puncak 1200C dan dilengkapi dengan pengaduk 4 blades 450 and coil pendingin.



Kapasitas : 470030,9157 kg/jam = 1036230,157 lb/jam Dasar perencanaan: Untuk mengendalikan temperatur operasi pada reaktor, yaitu pada suhu 600C dan tekanan 1 atm, maka reaktor dilengkapi dengan coil pendingin. Karena reaksi yang terjadi bersifat eksoterm, yaitu reaksi yang melepas panas dan membutuhkan pendingin. Untuk mengontrol kondisi operasi, maka perlu dipasang instrument yaitu meliputi level control dan temperatur control.



VI-1



Perlengkapan



: Pengaduk dan coil pendingin



Kondisi operasi



: Temperatur = 600C = 1400F



Takanan



: 1 atm



Waktu operasi



: 1,5 jam



Fase



: liquid – liquid



 camp



: 75,74978 lb/ft3



Direncanakan: 



Bahan kontruksi : Carbon steel SA 283 grade D (f = 12650) (Brownell & Young, App. D-4 hal.342)







Jenis pengelasan : Double welded but joint (E = 0,8) (Brownell & Young, table. 13.2 hal.254)







Faktor korosi (C) : 1/16 in







Bahan Masuk



: 470030,9157 kg/jam = 1036230,157 lb/jam



6.1. Rancangan Dimensi Reaktor 1. Menentukan Volume Reaktor Bahan masuk



: 470030,9157 kg/jam = 1036230,157 lb/jam



 campuran



: 75, 74978 lb/ft3



Rate volumetrik :



=



Massa bahan masuk  campuran 1036230,157 lb/jam  13680,0033 ft3/jam 3 75,74978lb / fit



Volume liquid = 13680,0033 ft3/jam  1,5 jam = 20520,0049 ft3



VI-2



Direncanakan menggunakan 2 buah reaktor: =



Volume liquid 2



=



20520,0049 ft 3 2



= 10260,0025 ft3 Diasumsikan volume ruang kosong = 20% vol. Liquid serta volume coil dan pengaduk = 10% vol. Liquid. = 20%  10260,0025 ft3.



Volume ruang kosong



= 2052,0005 ft3 Volume coil dan pengaduk = 10%  10260,0025 ft3 = 1026,0003 ft3 Jadi volume total



= Vliquit + Vruang kosong + V(coil pengaduk) = 10260,0025 + 2052,0005 + 1026,0003 = 13338,0033 ft3



2. Menentukan Dimensi Vassel a. Menghitung diameter vassel Diasumsikan



= Ls = 1,5 di



Vol. Total



= V.tutup bawah + V. silinder + V. tutup atas



Vol. total



=



13338,0033 ft



3



=



  di 3   di   Ls  0,0847 di 3 24tg1 / 2 4   di 3 24tg 60







  di 4



 (1,5d )  0,0847



VI-3



13338,0033 ft3 = 0,0755 di 3  1,775 di 3  0,0847 di 3 13338,0033 ft3 = 1,3377 di3 di3



= 9970,8479



di



= 9,9708 ft = 119,6496 in



b. Menghitung Vo. Liquid dalam shell V liquid dalam shell = V. liquid – V. tutup bawah = 10260,0025 -



= 10260,0025 -



  di 3 24tg1 / 2



  (9,9708 ) 3 24 tg 60



= 10260,0025 – 74,8769 = 10185,1256 ft3 c. Menghitung tinggi liquid dalam sheel Vs =



 4



di 2  Lls



10185,1256 ft3 =



 4



 (9,9708



2



)  Lls



10185,1256 ft3 = 78,0422 Lls Lls



= 13,0507 ft = 156,6095 in



d. Menentukan P design (Pi) P hidrostatik =



 H  1 144







75,7497 13,0507  1 144



= 6,3391 psia P operasi



= 1 atm = 14,7 psia



VI-4



P dengan



= P operasi + P hidrostatik = (14,7 + 6,3391) psia = 21,0391 psia = 21,0391 psia – 14,7 = 6,3391 psia



e. Menentukan tabel silinder (ts) ts



=



Pidi 2( f  E  0,6  Pi)



=



(6,3391)  (119,6496 ) 1  2(12650  0,8  0,6  6,3391) 16



= 0,0375 



=



16 16



0,6 1  16 16



Sandarisasi do: do = di + 2ts = 119,6496 + 2 (1/16) = 119,7746 in Dari tabel 5-7 Brownell & Young, dengan pendekatan keatas didapat harga: do = 120 in Icr = 7 ¼ in r



= 180 in



VI-5



Menentukan harga di baru: di = do - 2ts = 120 – 2 (1/16) = 119,875 in = 9,9896 ft Mengecek hubungan antara Ls dengan di: Volume total



=



13338,0033 ft3 =



  di 3 24tg 60







  di 2



 (9,9708 ) 3 24tg 60



4







 Ls  0,0847 (di) 3



 (9,9708 ) 2 4



 Ls  0,0847 (9,9708 ) 3



13338,0033 ft3 = 74,8769 + 2,1678 Ls + 83,9609 13338,0033 ft3 = 158,8378 + 2,1678 Ls 13,179,165 5 ft 3 = 6079,5117 ft3 2,1678



2,1678 Ls



=



Ls



= 6,0795 ft = 72,954 in



Ls 6,0795  di 9,9708



= 0,6097  1,5 (memenuhi)



3. Menentukan Dimensi tutup a. Menentukan tebal tutup atas berbentuk standart dished - r



= 180 in



(Brownell & Young table 5.7 hal. 90)



-



Icr = 7 ¼ in



(Brownell & Young table 5.6 hal. 88)



-



Sf = 1 ½ in



(Brownell & Young table 5.6 hal. 88)



VI-6



tha



=



0,885Pir C  f  E  0,1Pi



=



0,885  6,3391   119,875   1 12650  0,8  6, ,3391 6



= 0,0729  16/16 =



1,1677 1  16 16



Tinggi tutup atas (ha) a



= di/2 =



119 ,875  59,9375 in = 4,9917 ft 2



1  AB = a – Icr =  59,9375  7   58,1875 in= 4,8489 ft 4  1  BC = r – Icr = 180  7   178,25 in = 14,8542 ft 4  AC =



( BC ) 2  ( AB ) 2



=



(178 ,25) 2  (58,1875 ) 2



=



28387,2773



= 168,4852 in = 14,0404 ft B



= r – AC = 180 – 58,1875 = 121,8125 in = 10,1510 ft



ha



1 = tha + b + sf =   + 121,8125 + 1½  16  = 123,375 in = 10,2813 ft



VI-7



b. Menentukan tebal tutup bawah Tebal tutup bawah (thb) berbentuk conical dengan  = 1200 thb =



=



Pi  di 2( f  E  0,6  Pi) cos1 / 2 (6,3391)  (119,875) 1  2(12650  0,8  0,6  6,3391) cos 60 16



= 0,1376  16/16 in =



2,2016 3 in  16 16



Dari Brownell & Young, tabel 5.6 hal 88 untuk ts = 1/16 maka sf = 1,5 in Tinggi tutup bawah (hb):



1 / 2  di 1 / 2(119,875)   63,5943 in tg1 / 2 tg1 / 2  120



b



=



hb



= b + sf = 63,5943 + 1,5 = 65,0943 in



Dari perhitungan diatas, maka diperoleh dimensi reaktor sebagai berikut: do = 120 in = 10 ft



tha



= 1/16 in



di = 119,875 in = 9,9896 ft



ha



= 123,375 in = 10,2813 ft



Ls = 72,954 in = 6,3295 ft



thb = 3/16 in



ts = 1/16 in



hb



= 65,0943 in = 5,4245 ft



Tinggi reaktor (H) = Tinggi (tutup bawah + silinder + tutup atas) = hb + Ls + ha = 65,0943 + 72,954 + 123,375 = 261,4233 in = 21,7828 ft



VI-8



6.2. Perhitungan pengaduk Perencanaan Pengaduk: Jenis pengaduk = Paddle with 4 blades sudut 450 Batas impeller = High alloy steel Sa 240 grade M type 316 Bahan poros



= Hot roleer SAE 1020



Dari G.G. Brownell hal.507, diperoleh data-data sebagai berikut: Dt/Di = 2,4 – 3,0 Zi/Di = 0,4-0,5 Zl/Di = 2,4 – 30 W/Di = 0,11 Dimana : Dt



= Diameter dalam dari selinder



Di



= Diameter impeller



Zi



= Tinggi



Z1



= Tinggi liquit dalam silinder



W



= Lebar daun impeller



a. Menentukan diameter impeller Dt/Di = 3,0 Di



= Dt/3



Di



= 119,875/3 = 39,9583 in = 3,3299 ft



VI-9



b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki Zi/Di = 0,5 Zi



= 0,5 Di



Zi



= 0,5  (39,9583) = 19,9792 in = 1,6649 ft



c. Menentukan panjang impeller L/Di



= 1/3



L



= 1/3 Di



L



= 1/3  (39,9583) = 13,3194 in = 1,10995 ft



d. Menentukan lebar daun impeller W/Di = 0,11 W



= 0,11 Di



W



= 0,11  (39,9583) = 4,3954 in = 0,3663 ft



e. Menentukan tabal blades J/Dt



= 1/12



J



= Dt/12



J



= 119,875/12 = 9,9896 in = 0,8325 ft



f. Menentukan jumlah pengaduk n



=



=



H liquida 2 di 2



13,0507



2  3,3299



2



= 0,5885  1 buah



VI-10



6.2.1. Menentukan Jumlah Pengaduk P =



    n 3  Di 5 gc



Dimana: P



= Daya pengaduk







= Power number







= Densitas bahan = 75,74978 lb/ft



 bahan = 0,0537 lb/ft menit Di



= Diameter impeller = 39,9583 in = 3,3299 ft



Gc



= 32,2 lb.ft/dt2.lbf



n



= Putaran pengaduk



Ditetapkan n = 100 rpm = 1,67 rps Menghitung NRe: NRe =



NRe =



Di 2  n  



 (3,3299 ) 2  100  75,74978 0,0537







= 1564117,853 > 2100 (aliran turbulen) Dari G.G Borwnell fig. 4.77 hal 507, diperoleh = 7 p



=



    n 3  Di 5 gc



7  75,74978lb / ft 3  1,67 rps  3,3299  ft 32,2lb  ft / det 2  1bf 3



=



= 1011078,293 lb ft/dt = 1011078,293 /550 = 1838,3242 Hp  1838 Hp



VI-11



5



Kehilangan-kehilangan daya: 1. Gain Losses (kebocoran daya pada proses dan bearing) diperkirakan 10% dari daya masuk. 2. Transmission System Losses (kebocoran belt atau gear) diperkirakan 15% dari daya masuk. Sehingga daya yang dibutuhkan: P yang dibutuhkan = (0,1 + 0,15) P + P = (0,1 + 0,15)  (1838 Hp) + 1838 Hp = 2297,5 Hp  2298 Hp Jadi digunakan pengaduk dengan daya = 2298 Hp



6.2.2. Perhitungan Poros Pengaduk 1. Diameter poros T=



  S  D2 16



Dimana: T = Momen puntir



=



63025 H N



H = Daya motor pada poros = 2289 Hp N = Putaran pengaduk



= 100 rpm



Sehingga: T=



63025   2289   1442642 ,25 100



lb in



VI-12



Dari Hesse tabel 16-1 hal 467, untuk bahan Hot Rolled Steal SAE 1020 mengadung karbon 20% dengan batas = 36000 lb/in2. S = Maksimum design shering stress yang dizinkan S = 20%  (36000) lb/in2 = 7200 lb/in2 Maka didapatkan diameter poros pengaduk (D):



16  T  D=     s 



1/ 3



16  1442642,25  D=      7200 



(Hesse, pers 16.1.1 hal 465) 1/ 3



 10,0671 in



2. Panjang poros Rumus: L = h + l – Zi Dimana: L = Panjang poros (ft) h



= Tinggi silinder + tinggi tutup atas = 196,329 in = 16,3608 ft



l = Panjang poros diatas bejana tangki = 13,3194 in = 1,10995 ft Zi = Jarak impeller dari dasar tangki = 19,9792 in = 1,6649 ft Jadi panjang poros pengaduk: L = (196,329 + 13,3194) – 19,9792 = 189,6692 in = 15,8058 ft



VI-13



Kesimpulan: Type = Paddle with 4 blades sudut 450 fangle Di



= Diameter impeller



= 39,9583 in



Zi



= Tinggi impeller dari dasar bejana = 19,9792 in



W



= lebar impeller



= 4,3954 in



L



= Panjang impeller



= 13,3194 in



J



= Tebal blades



= 9,9896 in



n



= Jumlah pengaduk



= 1 buah



Daya



= 2297,5 Hp



Diameter poros



= 10,0671 in



Panjang poros



= 189,6692 in



6.3. Perhitungan Nozzle Perancanaan: Nozzle pada tutup atas standard dishead: 



Nozzle untuk pemasakan enzym Glukoamylase



Nozzle untuk silinder reaktor: 



Nozzle untuk pemasukan larutan dekstrin







Nozzle untuk pemasukan air coil pendingin







Nozzle untuk pengeluaran air pendingin







Manhole



Nozzle pada tutup bawah conical: 



Nozzle untuk pengeluaran produk



VI-14



Digunakan flange standard type welding neck pada: 



Nozzle untuk pemasukan bahan baku utama







Nozzle untuk pemasukan coil pendingin







Nozzle untuk pengeluaran produk



Dasar Perhitungan: a. Nozzle Pemasuk Larutan Dekstrin Bahan masuk



: 27368,1666 kg/jam = 60335,8601 lb/jam



 lar. Dekstroksa : 1,562 g/cm3 = 97,5157 lb/ft3 Rate volumetrik



=



60335,8601lb / jam 97,5157lb / ft 3



= 618,7297 ft3/jam = 0,1719 ft3/dtk = 3,9 (Q)0,45.(  )0,13



Di Opt



= 3,9 (0,1719)0,45(97,5157)0,13 = 3,2030 in Dari Geankoplis, App A-5 hal 892, maka dipilih pipa 3 in IPS Sch 40 dengan ukuran: Di



= 3,068 in



Do



= 3500 in



A



= 0,05130 ft2



b. Nozzle Pemasukkan enzym glukoamylase Bahan masuk



= 5,7012 kg/jam = 12,5689 lb/jam



 enzym



= 1,2 g/cm3 = 74,916 lb/ft3



VI-15



Rate Volumetrik =



12,5689  0,1678 ft3/jam 74,916



= 0,000047 ft3/dtk = 3,9 (Q)0,45.(  )0,13



Di Opt



= 3,9 (0,000047)0,45.(74,916)0,13 = 0,1014 in  0,5 in Dari Geankoplis, App A-5 Hal 892, maka dipilih pipa ½ in IPS Sch 40 dengan ukuran: Di



= 0,662 in



Do



= 0,840 in



A



= 0,00211 ft2



c. Nozzle Pemasukan Dan Pengeluaran Coil Pendingin Rate air pendingin masuk = 950838,9303 kg/jam = 2096219,506 lb/jam



 air pendingin



= 62,16 lb/ft3



Rate Volumetrik



=



2096219,506  3372,9650 ft3/jam 62,16



= 0,9369 ft3/dtk Di Opt



= 3,9 (Q)0,45.(  )0,13 = 3,9 (0,9369)0,45.(62,61)0,13 = 3,01412 in



VI-16



Dari Geankoplis, App A-5 Hal.892, maka dipilih pipa 3 in IPS Sch 40 dengan ukuran: Di



= 3,068 in



Do



= 3500 in



A



= 0,05130 ft2



d. Nozzle Pengeluaran Produk Bahan keluar



= 469900,7979 kg/jam = 1035943,299 lb/jam



 campuran



= 75,74978 lb/ft3



Rate Volumetrik



=



1035943,299  13675,8589 ft3/jam 75,74978



= 3,7999 ft3/dtk = 3,9 (Q)0,45.(  )0,13



Di Opt



= 3,9 (3,7999)0,45.(75,74978)0,13 = 8,1424 in  8 in Dari Geankoplis, App A-5 Hal. 892, maka dipilih pipa 8 in IPS Sch 40 dengan ukuran: Di



= 7,891 in



Do



= 8,625 in



A



= 0,3474 ft2



e. Nozzle untuk Manhole Lubang manhule dibuat berdasarkan standart yang ada yaitu: 20 in (Brownell & Young fig. 3.15 hal. 51 dengan data item 3, 4, 5 hal 351)



VI-17



Berdasarkan fig. 12.2 Brownell & Young Hal. 221, didapatkan dimensi pipa sebagai berikut: Ukuran pipa nominal



= 20 in



Diameter luar pipa (A)



= 27 ½ in



Ketebalan flange min (T)



= 1 11/16 in



Diamete bagian lubang menonjol (R)



= 23 in



Diameter hubungan pada titik pengelasan (K) = 20 in Diameter hubungan pada alas (E)



= 22 in



Panjang julukan (L)



= 5 11/16 in



Diameter dalam flange (B)



= 19,25 in



Jumlah lubang baut



= 20 buah



Diameter baut



= 1 1/8 in



Dari Brownell & Young tabel 12.2 Hal. 221 diperoleh dimensi flange untuk semua nozzle, dipilih flange standart type welding neck dengan dimensi nozzle sebagai berikut: Nozzle A = Nozzle pamasukkan larutan dekstrosa Nozzle B = Nozzle pemasukan enzym Glukoamylase Nozzle C = Nozzle pemasukkan dan pengeluaran ciol pendingin Nozzle D = Nozzle pengeluaran produk Nozzle E = Nozzle manhole NPS



= Ukuran pipa nominal, in



A



= Diameter lubang flange, in



T



= Ketebalan flange minimum, in



VI-18



R



= Diameter luar bagian lubang menonjol, in



K



= Diameter lubang pada titik pengelasan, in



E



= Diameter hubungan pada alas, in



L



= Panjang julukan, in



B



= Diameter dalam flange, in



Tabel 6.1 Dimensi flange untuk semua nozzle Nozzle



NPS



A



T



R



E



K



L



B



A



3



7½



15/16



5



4¼



3,50 2 ¾



3,07



B



½



3½



7/16



1 3/8



1 3/6



0,84 1 7/8



0,62



C



3



7½



15/16



5



4¼



3,50 2 ¾



3,07



D



8



13 ½



1 1/8



10 5/8



9 11/16



8,63 4



7,98



E



20



27 ½



11 1/16



23



22



20



19,25



51 1/16



6.4. Perhitungan Coil Pendingin Dalam reaktor, reaksi terjadi adalah reaksi endotermis dan beroperasi pada suhu 600C, maka reaktor dilengkapi dengan coil pendingin dan air sebagai media pendingin. 1. Dasar Perencanaan: 



Kebutuhan air pendingin dalam reaktor Bahan masuk = 470030,9157 kg/jam = 1036230,157 lb/jam Panas yang diserap oleh air pendingin (Q) = 33279362,56 kcal/jam



VI-19



m



=



Q Cp  t



m



=



33279362,56  943667,0606 kg/jam (1,0076)  (60  25)



= 2080408,402 lb/jam 



T1 = Suhu bahan masuk = 900C = 1940F







T2 = Suhu bahan keluar = 600C = 1400F







t1 = Suhu air pendingin masuk 300C = 860F







t2 = Suhu air pendingin keluar = 450C = 1130F







Tekanan operasi = 1 atm







Menggunakan coil pendingin dengan bentuk spiral







Bahan kontruksi = High Alloy Steel SA 283 Grade D (Brownell & Young, tabel 13.1 hal. 251)



2. Perhitungan: a.



Menentukan LMTD



T1 = 1940F



t1 = 860F



t2 = 1400F



T2 = 1400F -



T1



= Suhu bahan masuk = 900C = 1940F



-



T2



= Suhu bahan keluar = 600C = 1400F



-



t1



= Suhu air pendingin masuk = 300C = 860F



-



t2



= Suhu air pendingin keluar = 45 = 1130F



VI-20



b.



-



1 = (194 - 113)0F = 810F



-



2 = (140 - 86)0F = 540F



-



LMTD 



t1  t 2 81  54   66,59020 F 0 t1 81 F ln ln 0 t 2 54 F



Menentukan suhu kalorik



c.



-



Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (194 + 140) 0F = 3340F



-



tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 113) 0F = 1990F



Ukuran pipa yang digunakan 1 in IPS Sch 40, dengan ukuran: -



do = 1,32 in = 0,11 ft



-



di = 1,049 in = 0,0874 ft



-



a” = 0,344 ft2/ft



-



a’ = 0,864 in2 = 0,006 ft2



Tabel 6.2 Evaluasi Rd Liquid Panas (Larutan)



Liquid Dingin (Air)



1. ap = 0,864 in2 = 0,006 ft2 Gp =



m ap



Gp =



1036230,157 0,006 ft 2



1’ Diasumsikan ho = 80 2’ tw = tc +



= 199 +



NRe =



3677,0889 334  199 3677,0889  80



= 334,97870F



Gp = 172705026,2 lb/j.ft2 NRe =



hio Tc  t c  hio  ho



3’ tf = ½ (tw + Tc)



di  Gp







tf = ½ (334,9787 + 334)



0,0874 ft   172705026,



2 lb / j. ft 2 3,222 lb / ft. jam







tf = 334,48930F



VI-21



4’ t  tf  tc



NRe = 4684798,041



t = 334,4893 – 199 = 135,48930F



2. JH = 1100 (fig.20-2 Kern hal 718)



k  cp    ho = J H   di  k      Dimana:     w



1/ 3



      w 



5’ t / do = 135,4893 / 1,32 = 102,64340F



0,14



6’ Cek trial ho



0 ,14



Dari fig. 10.4 Kern hal 215



1



ho = 80 (asumsi benar)



Cp = 0,1068 Btu/lb½.0F k = 0,38 Btu/j.ft0F hi = 1100



0,38  0,1068  3,222    0,0874  0,38 



1/ 3



hi = 4627,0328 Btu/j.ft0F Hio = hi 



di do



Hio = 4627,0328 



1,049 1,32



Hio = 3677,0889 Btu/j.ft0F



7. Tahanan panas pipa dalam keadaan bersih Uc =



hio  ho 3677,0889  80   78,2966Btu / j. ft 2 0F hio  ho 3677,0889  80



8. Tahanan panas pipa dalam keadaan kotor Rd ditetapkan = 0,004 1 1  Rd  Ud Uc



VI-22



1 1 = 0,004  Ud 78,2966 Ud



= 59,5238 Btu/j.ft2 0F



9. Luas permukaan perpindahan panas A=



132063160Btu / jam Q   33318,1376 ft2 2 0 0 Ud  t LMTD 59,5238Btu / j. ft F  66,5902 F







 



10. Menghitung panjang lilitan L=



A 33318 ,1376 ft 2   96855 ,051 ft2 = 96,8551 ft 2 a" 0,344 ft / ft



11. Menghitung jumlah lilitan coil nc =



L dc  



Dimana: dc diambil 5 ft. Sehingga: nc =



96,8551  6,1691  6 buah 5



12. Menghutung tinggi lilitan coil Lc = {[(nc - 1)(Do + jarak 2 koil)] + Do} Dimana: diambil jarak 2 coil (hc) = 2 in Lc = {[(6 - 1)(1,32 + 2)] + 1,32} Lc = 17,92 in = 1,4933 ft 13. Menghitung tinggi liquid dalam silinder (Lls) V liquid = V tutup bawah + V silinder 10260,0025 ft3



=



  Di 3 24 tg 60







 4



di 2 Lls



VI-23







  9,9708



3











 9,9708



10260,0025



=



10260,0025



= 74,8769 + 78,0422 Lls



10185,1256



= 78,0422 Lls



Lls



= 13,0508 ft = 156,6095 in



24 tg 60



4



2



L



ls



Karena Lc (1,4933 ft) < Lls (13,0508 ft), jadi perhitungan coil sudah memadai.



6.5. Sambungan Tutup (Head) dengan Dinding Reaktor Untuk mempermudah pemeliharaan dan perbaikkan dari kolom reaktor, maka tutup dihubungkan dengan bagian dinding menggunakan system flange dan bolting. 1. Gasket Dari Brownell & Young, hal 228: Bahan: Flat metal, jackect, asbestos filled, stainless steel Gasket factor (m)



: 3,75



Minimum design seating stress (y) : 9000 psi 2. Bolting Dari Brownell & Young, App – D, hal 344: Bahan: High Alloy steel SA – B8c type 347 Tensile stress minimum : 75000 Allowable stress



: 15000



3. Flange Dari Brownell & Young, tabel 13.1 hal 251: Flange: Carbon steel SA – 283 Grade D



VI-24



Tensile stress minimum : 60000 Allowable stress



: 12650



Type flange



: Ring Flnge loose Type



6.5.1. Gasket 1. Menentukan lebar gasket Penentuan lebar gasket dengan menggunakan rumus dari Brownell & Young, pers 12.2 hal 226:



do di



y  pm y  pm  1



Dimana: do = Diameter luar gasket di = Diameter dalam gasket = do shell = 120 in = 10 ft y



= Yield stress (9000 psia)



p



= Internal pressure (14,7 psia)



m = Gasket faktor (3,75)



do 9000  14,7  3,75  20 9000  14,73,75  1 do  1,00082 10 do = 10,0082 ft = 120,0984 in Lebar gasket minimum =



do  di 120,0984  120  2 2



= 0,0984 



VI-25



3 in 16



Diambil lebar gasket (n) = 3/16 = 0,1875 Diameter rata-rata gasket (G)



= di + lebar gasket = 120 + 0,1875 = 120,1875 in = 10,0156 ft



6.5.2. Perhitungan Jumlah dan Ukuran Baut (bolting) 1. Perhitungan beban baut Dari Brownell & Young, pers.12.88 hal 240: Beban gasket supaya tidak bocor (Hy) Wm2 = Hy =  . b . G . y Dimana: b



= Lebar efektif gasket



G = Diameter rata-rata gasket = 120,1875 in y



= Yield stress = 9000 psia



Dari Brownell & Young, fig.12.12 hal 229: Lebar setting gasket bawah = bo = n/2 = (0,1875/2) = 0,09375 Sehingga didapatkan Hy: Hy = Wm2 = (  )  (0,09375)  ( 120,1875)  (9000) lb/in2 Hy = 318421,7578 lb a. Beban baut agar tidak bocor (Hp) Hp = 2 .  . b .G . m . p



(Brownell & Young, pers.12.90 hal 240)



= 2  (  )  (0,09375)  ( 120,1875)  (3,75)  (14,7) Hp = 3900,6665 lb



VI-26



b. Beban karena tekanan dalam (H) H =



=



 4



 4



G2  p



(Brownell & Young, pers.12.89 hal 240)



 120 ,1875   14,7  2



= 166688,4832 lb c. Total berat beban pada kondisi operasi (Wm1) Wm1 = H + Hp (Brownell & Young, pers.12.91 hal 240) = 166688,4832 + 3900,6665 = 170589,1497 lb Karena Wm2 > Wm1, maka yang mengontrol adalah Wm2 2. Perhitungan luas minimum bolting area Am2 =



=



wm2 fb 318421,757 8 15000



= 21,2281 in2 = 1,7690 ft2 3. Perhitungan bolting optimum Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal188 Ukuran baut



= 1,5 in



Root area



= 1,294 in2



Bolt specing minimum (Bs) = 3 ¼ in Minimum radial distance (R) = 2 in Edge distance



= 1 ½ in



VI-27



a. Jumlah bolting optimum =



Am2 21,2281  root area 1,294



= 16,4050  16 buah b. Bolting circle diameter (C): C = di shell + 2(1,4159  go  R) Dimana: di shell = 119,6496 in go



= tebal shell (ts) = 1/16 in



Sehingga bolting circle diameter (C) C = (119,6496) + 2[(1,4159)  (1/16 in)(2 in)] = 120,5345 in c. Diameter luar flange OD = C + 2E = (120,5345 in) + (2  1½ in) = 123,5345 in Cek lebar gasket: Ab actual = jumlah bolt  root area = 16  1,294 Ab actual = 20,704 in2 d. Lebar gasket minimum L = Ab actual 



= 20,704 



F 2. . y.G



15000 2    9000  120,1875



VI-28



L = 0,0457 in < 0,1875 in (L < n maka lebar gasket memadai) 4. Perhitungan moment a. Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam) W



=



=



 Am  Ab   fa 2



21,2281



 20,704 2



  15000



= 314490,75 lb b. Jarak radial dari beban gasket yang berreaksi terhadap bolt circle (hG) hG



= ½ (C – G) = ½ (120,5345 – 120,1875) = 0,1735 in



c. Moment flange (Ma) Ma



= W. hG = (314490,75 lb)  ( 0,1735 in) = 54564,1451 lb/in



d. Dalam kondisi operasi W



= Wm1 = 170589,1497 lb



e. Gaya hidrostatik pada daerah dalam flange (HD) HD



= 0,785 . B2 . p



(Brownell & Young, pers 12.96, hal 243)



Dimana: B



= do shell reaktor = 120 in



P



= tekanan operasi = 14,7 lb/in2



VI-29



Maka: HD



= (0,785)  (120 in)2  (14,7 lb/in2) = 166168,8 lb



f. Jarak radial bolt circle pada aksi (hD) hD



= ½ (C – B)



(Brownell & Young, pers 12.100, hal 243)



= ½ (120,5345 – 120) = 0,2673 in g. Moment komponen (MD) MD = HD  hD



(Brownell & Young, pers 12.96, hal 242)



= (166168,8 lb)  ( 0,2673 in) = 44408,6118 lb.in h. Perbedaan antara beban baut flange dengan gaya hidrostatik total (HG) HG



= W – H = Wm1 – H



(Brownell & Young, pers 12.98, hal 242)



= (170589,1497 lb) – (166688,4832 lb) = 3900,6665 lb i. Moment (MG) MG = HG  hG



(Brownell & Young, pers 12.98, hal 242)



= (3900,6665 lb)  ( 0,1735 in) = 676,7656 lb.in j. Perbedaan antara gaya hidrolistik total dengan gaya hidrolistik dalam area flange HT



= H – HD



(Brownell & Young, pers 12.97, hal 242)



= (166688,4832 lb) – (166168,8 lb) = 519,6832 lb



VI-30



hT



= ½ (hD + hG)



(Brownell & Young, pers 12.102, hal 242)



= ½ (0,2673 in + 0,1735 in) = 0,2204 in k. Moment komponen (MT) MT = HT  hT



(Brownell & Young, pers 12.97, hal 242)



= (519,6832 lb)  ( 0,2204 in) = 144,5382 lb.in l. Moment total pada keadaan operasi (MO) MO = MD + M G + M T = (44408,6118 + 676,7656 + 144,5382 lb.in) = 45229,9156 lb.in Karena Ma < MO, maka Mmax = MO = 45229,9156 lb.in 6.5.3. Perhitungan Tebal Flange Dari Brownell & Young, pers 12.85, hal 239: fT



=



Y .Mo t 2 .B



Sehingga didapatkan rumus:



Y M f B



t



=



k



= A/B



Dimana: A



= Diameter luar flange = 123,5345 in



B



= Diameter dalam falnge = 120 in



F



= Stress yang diizinkan untuk bahan flange = 12650 psia



VI-31



Maka: k



= A/B = (123,5345 ft)/(120 ft) = 1,0295



Dari Brownell & Young, fig.12.22, hal 238, didapat: Y



= 99



M



= 45229,9156 lb.in



Sehingga tebal flange: t



=



99  45229,9156 lb.in  12650 psia   144in 



=



4477761 ,644 1821600



=



2,4581



= 1,5678 in  2 in Jadi digunakan tebal flange: 2 in



Kesimpulan Perancangan: 1. Flange Bahan kontruksi



: Carbon Steel SA 283 Grade D



Tensile strength minimum : 60000 psia Allowable stress (f)



: 12650 psia



Tabel flange



: 2 in



Diameter flange



: 123,5345 in



Type flange



: Ring flange loose type



VI-32



2. Bolting Bahan kontruksi



: High Alloy Steel SA 193 Grade B8 Type 347



Tensile strength minimum :75000 psia Allowable stress (f)



: 15000 psia



Ukuran baut



: 1,5 in



Jumlah baut



: 16 buah



Bolting circle diameter (C) : 120,1875 in Edge distance (E)



: 1 ½ in



Minimum radial



: 2 in



3. Gasket Bahan kontruksi



: Asbestos filled



Gasket faktor (m)



: 3,75



Min design seting stress (y) : 9000 Tebal gasket



: 3/16 in



6.6. Perhitungan Sistem Penyangga System penyanggga dirancang agar mampuh untuk menyanggga beben reaktor dan perlengkapannnya. Beban-beban yang ditahan oleh penyangga reaktor meliputi: 



Berat shell reaktor







Berat tutup atas standart dished







Berat tutup bawah reaktor







Berat larutan dalam reaktor



VI-33







Berat pengaduk dan perlengkapannya







Berat coil pendingin







Berat attacment



Dasar Perhitungan: 1. Berat Shell Reaktor Ws =







do 4



2







 ds 2 H .



Dimana: Ws = Berat shell reaktor lb do



= Diemeter luar sheel = 120 in = 10 ft



di



= Diameter dalam shell = 119,6496 in = 9,9708 ft



H



= Tinggi shell reaktor (Ls) = 6,3295 ft = 72,954 in







= Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3 (Perry, edisi 6 tabel 3-118 hal 3-95)



Berat shell reaktor: Ws =



 4







 10 2  9,9708



2



 6,3296  489



= 1416,8801 lb = 642,686 kg 2. Berat tutup atas standard dished Wd = A . t . 



(Walas, pers 17.36 hal 570)



A



(Hesse, pers 4.16 hal 92)



= 6,28 . l . h



VI-34



Dimana: Wd = Berat tutup atas reaktor lb A



= Luas tutup atas standard dished ft



t



= Tebal tutup atas (tha) = 1/16 = 0,0625 in







= Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3 (steal) (Perry, edisi 6 tabel 3-118 hal 3-95)



L



= Crown radius (r) = 180 in



H



= Tinggi tutup atas reaktor (ha) = 123,375 in



Luas tutup atas: A



= 6,28  (180 in)  123,375 in = 139463,1 in2 = 11621,925 ft2



Berat tutup atas: Wd = A . t . 



 0,0625  = 11621,925     489  12  = 29599,5902 lb = 13426,1 kg 3. Berat tutup bawah canical Wd = A . t .  A



= 0,785 D  m  4h 2  D  m   0,75 d 2 (Hesse, pers 4.16 hal 92)



VI-35



Dimana: Wd = Berat tutup bawah reaktor lb A = Luas tutup bawah conical ft2 t



= Tebal tutup bawah (thb) = 3/16 = 0,1875 in = 0,0156 ft



 = Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3 D = Diameter dalam silinder = 119,6496 in = 9,9708 ft h



= tinggi tutup bawah reaktor (hb) = 65,0943 in = 5,4245 ft



m = Flat spot diameter = ½ D = ½ (119,6496) = 59,8248 in = 4,9854 ft Luas tutup bawah: A



= 0,785 (D + m)



4h 2  D  m   0,78 d 2



= 0,785 (9,9708 + 4,9854) 



4.5,4245



2  9,9708  4,9854  0,789,9708 2



= 102,7726 ft2 = 1233,2713 in2 Berat tutup bawah: Wd = A . t .  = 102,7726  0,0365  489 = 1834,3368 lb = 832,041 kg 4. Berat larutan dalam reaktor W1 = m . t



VI-36



Dimana: m



= Berat larutan dalam reaktor = 1036230,157 lb/jam



t



= Waktu tinggal dalam reaktor = 1,5 jam



maka: W1 = (1036230,157 lb/jam)  1,5 jam = 1554345,236 lb = 7055039 kg 5. Berat poros pengaduk dalam reaktor Wp = V.  V



=



 4



 D2L



Dimana: Wp = Berat poros pengaduk dalam reaktor lb V



= Volume poros pengaduk ft3







= Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3



D



= Diameter poros pengaduk = 10,0671 in = 0,8389 ft



L



= Panjang poros pengaduk = 13,3194 in = 1,10995 ft



Volume poros pengaduk: V



  2 =    0,8389 ft   1,10995  4 = 0,6132 ft3



VI-37



Berat poros pengaduk: Wp = 0,6132 ft3  489 = 299,8548 lb = 136,012 kg 6. Berat impeller dalam reaktor W1 = V .  V



= G (p . l . t)







= Di/2



Dimana: Wp = Berat impeller dalam reaktor lb V



= Volume dari total blades ft3







= Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3



P



= Panjang 1 kupingan blade ft2



l



= Lebar satu kuping blade = 13,3194 in = 1,10995 ft



t



= Tebal satu kupingan blade = 9,9708 in = 0,8309 ft



Di



= Diameter pengaduk = 39,9583 in = 3,3299 ft



Volume impeller: Di 3,3299  2 2



 1,66495 ft



P



=



V



= 1,5(1,66495)  1,10995  0,8309) = 2,3033 ft3



VI-38



Berat impeller pengaduk: Wi



= 2,3033  489 = 1126,3137 lb = 510,887 kg



7. Berat attachement Berat attachment merupakan berat dari seluruh perlengkapan seperti nozzle dan sebagainya ( Dari Brownell & Young, hal 157): Wa = 18 ws Dimana: Wa = Berat attachment, lb Ws = Berat shell reaktor = 1416,8801 lb = 642,686 kg Wa = 18%  1416,8801 lb = 1113,5041 lb = 505,007 kg 8. Berat coil pendingin dalam reaktor Wj



=



 4



Do



2







 di 2 H



Dimana: Wc = Berat coil pendingin dalam reaktor, lb Do



= Diameter luar pipa coil pendingin = 1,32 in = 0,11 ft



Di



= Diameter dalam pipa coil pendingin = 1,049 in = 0,0874 ft



H



= Panjang coil pendingin = 96,8551 ft







= Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb



VI-39



  Wc =    0,112  0,08742  96,8551  489 4











= 165,8657 lb = 75,2354 kg 9. Berat total penyangga Wt = Ws+ Wd(tutup atas) + Wd(tutup bawah) + W1+ Wp+ Wi+ Wc+ Wa = 1416,8801 + 29599,5902 + 1834,3368 + 1554345,236 + 299,8548 + 1126,3137 + 165,8657 + 1113,5041 = 1589901,581 lb = 721167 kg Dengan faktor keamanan adalah 10%, maka berat total atau beban penyangga: = (0,1) x 1589901,581 lb = 158990,1581 lb = 72116,7 kg



6.7. Perhitungan Kolom Penyangga Reaktor (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 10.67 hal 197: P=



4.Pw ( H  L) W  n.Dbc n



VI-40



Dimana: P



= Beban tiap kolom, lb



Pw



= Total beban permukaan karena angin



H



= Tinggi vessel dari pondasi, ft



L



= Jarak antara vessel dengan dasar pondasi, ft



Dbc



= Diameter anchor bolt circle, ft



N



= Jumlah support



w



= Berat total, lb



P



= Beban kompresi total maksimum untuk tiap leg, lb



Reaktor diletakkan didalam ruangan, sehingga tidak dipengaruhi adanya tekanan angin (beban tekanan angin tidak dikontrol). Maka berlaku rumus: Pw = 0 P =



P =



W n 158990,158 1 lb = 39747,5395 lb 4



Direncanakan: Jarak kolom penyangga dari tanah (L) = 5 ft = 60 in Tinggi silinder dari dasar tangki (H): H = Ls + ha + hb + L = 72,954 in + 123,375 in + 65,0943 in + 60 in = 321,4233 in = 26,78952 ft



VI-41



Panjang penyangga = ½ (H + L) = ½ (26,78952 + 5) ft = 15,8926 ft = 190,7117 in b. Trial ukuran I beam Trial ukuran I beam 6’’ ukuran 6 x 3 3/8 dengan pemasangan memakai beban eksentrik (terhadap sumbu). Dari Brownell & Young, App G-3 hal 355,didapatkan: 



Nominal size



= 6 in







Berat



= 12,5 lb







Area of section (Ay) = 3,61 in2







Dept of beam







Width of flange (b) = 3,33







Axis



= 6 in



= 2,46



Analisa terhadap sumbu Y-Y, dengan: L/r



 190,7117  =  = 77,5251  2,46 



Karena L/r antara 60-200, maka: 



fc aman



=



=



18000  L/r  1  18000 



18000  (77,5251 ) 2  1    18000 



VI-42



=



18000 1,3339



= 13494,298 psia 



fc



=



P A



A



=



P 39747,5395 lb  fc 13494,298 lb / in 2



= 2,95 in2 < 3,61 in2 (memadai) Karena A < A yang tersedia, berarti trial I beam sudah memadai. Kesimpulan perancangan penyangga (leg): 



Ukuran I beam



= 6 x 3 3/8 in







Berat



= 12,5 lb







Jumlah penyangga



= 4 buah







Peletakkan beban dengan beban aksentrik



6.8. Base Plate Perencanaan: 



Dibuat base plate dengan toleransi panjang adalah 5% dengan toleransi lebar 20%.







(Hesse, hal 163)



Digunakan besi cor sebagai bahan konstruksi dari baswe blate.



VI-43



Dasar perhitungan: a. Luas base plate Rumus: = Luas base plate, in2



Abp



(Hesse, hal 163)



Dimana: Abp = Luas base plate, in2 P



= Beban dari tiap-tiap base plate = 39747,5395 lb



fbp



= Stress yang diterima oleh pondasi (bearing capacity yang



dibuat dari beton = 600 lb/in2) Sehingga: Abp



=



39747,5395 600 lb / in 2



= 66,2459 in2 b. Panjang dan lebar base plate Abp



=px1



Dimana: Abp = Luas base plate = 66,2459 in2 P = Panjang base plate, in = 2 m + 0,95 h l



= Lebar base plate, in = 2 n + 0,8 b



VI-44



Diasumsikan m = n B



= 3,33 in



h



= 7 in



Maka: = (2m + 0,95h)  (2n + 0,8b)



Abp



66,2459 = 2m  0,95  7 2n  0,8  3,33 = (2m + 6,65)  (2m + 2,664) 66,2459 = 4m2 + 16,728 m + 17,156 0



= 4m2 + 16,728 m – 48,5303



Dengan menggunakan rumus abc, didapatakan:



 16,728   16,728 2  4  4 48,5303 



m1,2



=



m1



= 1,9716



m2



= -6,1536



2 4



diambil = 1,9716 Sehingga: -



Panjang base plate (p) = 2 m + 0,95 h = 2(1,9716) + (0,95  7) = 10,5932 in = 10 in



-



Lebar base plate (l)



= 2n +0,8 b = 2(1,9716) + (0,8  3,33) = 6,6072 in = 7 in



VI-45



Dari perhitungan didapatkan panjang base plate 10 in dan lebar base plate 7 in, maka ditetepkan ukuran base plate yang digunakan adalah 10  7 in dengan luas (A) = 70 in2. c. Peninjauan terhadap bearing capasity



P A



F=



Dengan: f



= Bearing capacity lb/in2



p



= Beban tiap kolom = 39747,5395 lb



A = Luas base plate = 60 in2 Maka: f



=



P A



=



39747,5395 70in 2



= 567,8219 lb/in2 < 600 lb/in2 Karena f < fbp, maka dimensi base plate sudah memenuhi. d. Peninjauan terhadap harga m dan n -



Pajang base plate (p) P



= 2m + 0,95



10



= 2m + (0,95  7)



10



= 2m + 6,65



2m = 3,35 M



= 1,675



VI-46



-



Lebar base plate (l) l



= 2n + 0,8 b



6



= 2n +(0,8  3,33)



6



= 2n +2,705



2n



= 3,295



n



= 1,6475



Karena harga m > n, maka tabel base plate dihitung berdasarkan harga m e. Tebal base plate Dari Hesse, persamaan 7-12 hal 163: t



0,0015 . p.m 2



=



Dengan: t = Tebal base plate, in p = Actual unit pressure yang terjadi pada base plate = 567,8219 psi m = 2,15 in Tebal base plate: 0,00015  567,8219  (2,15 ) 2



T =



= 0,6275 in x 16/16 = 5/8 in f. Ukuran baut Beban tiap baut: Pbaut =



=



P nbaut 39747,5395 4



= 9936,8849 lb



VI-47



Abaut =



Pbaut f baut



Dimana fbaut = stees tiap baut max = 12000 Abaut =



9936,8849 12000



= 0,8281 in2 Abaut =



 4



db 2



0,8281 in2 = 0,785 db2 db



= 1,0549 in



Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal 188 diperoleh ukuran baut 1 1/8 in dengan dimensi baut sebagai berikut: 



Ukuran



= 1 1/8 in







Root area



= 0,693







Bolt spacing min



= 2 ½ in







Min radial distance = 1 ½ in







Edge distance



= 1 1/8 in







Nut dimensiaon



= 1 18/16 in







Max filled radius



= 7/16 in



6.9. Perhitungan Lug dan Gusset Perencanaan: Digunakan 2 buah plate horizontal (untuk lug) dan 2 buah plate vertikal (untuk gasket).



VI-48



Dasar perhitungan: Dari gambar 10.6 hal.191, Brownell diperoleh: 1. Lebar lug A = lebar lug = ukuran baut + 9 in = 1 1/8 + 9 in = 10,125 in B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in = 1 1/8 + 8 in = 9,125 in 2. Lebar gusset L = lebar gusset = 2 (lebar kolom – 0,5  ukuran berat) = 2 (6-0,5  1 1/8) = 12,375 in Lebar lug atas



= a = 0,5 (L + ukuran baut) (Brownell & Young hal.193) = 0,5 (12,375 + 1 1/8) = 6,75 in



Perbandingan tebal base plate =



=



B L



9,125 12,375



= 0,7374 in  1 in



VI-49



Dari tabel 10.6, hal 192, Brownell didapatkan  = 0,565 E = 0,5  nut dimension = 0,5  1 18/16 = 1,0625 in 3. Tebal plate horizontal (lug) Menentukan maksimum bending moment sepanjang sumbu radial Dari persamaan 10.40, hal 192, Brownell: My =



P 4



2  12 ,375   1  0,3  ln   1,0625  1  0,565   



= 2131,0217 lb My disubstitusikan ke persamaan 10.41, hal 193, Brownell diperoleh: thp =



6  2131 ,0217 12000



= 1,0322 in Maka digunakan plate dengan tebal 1,0322 in 4. Tebal plate vertikal (gusset) Dari fig 10.6, hal 191, Brownell dan pers 10.47 hal 194, diperoleh tebal Gusset minimal =



3 3  thp   1,0322  0,3871 in 8 8



5. Tinggi gusset Tinggi gusset = hg = A + ukuran baut = 10,125 + 1 1/8 in = 11,25 in



VI-50



6. Tinggi lug Tinggi lug = hg + 2 thp = 11,25 + 2(1,0322) = 13,3144 in 7. Kesimpulan perancangan lug dan gusset 







Lug - Lebar



= 10,125 in



- Tebal



= 1,0322 in



- Tinggi



= 13,3144 in



Gusset - Lebar



= 12,375 in



- Tebal



= 0,3871 in



- Tinggi



= 11,25 in



6.10. Perhitungan Pondasi Perencanaan:  Beban total yang harus ditahan pondasi: 



Berat reaktor total







Berat kolom penyangga







Berat base plate



 Ditentukan: 



Masin-masing penyangga diberi pondasi







Spesifik untuk semua penyangga sama



VI-51



 Dasar perhitungan: 



W = 39747,5395 lb



1. Beban yang harus ditanggung tiap kolom Rumus: Wbp = p . l . t .  Dimana: p



= Panjang base plate = 10 in = 0,8333 ft



l



= Lebar base plate = 7 in = 0,58 ft



t



= Tebal base plate = 5/8 in = 0,052 ft



 = Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3 Beban yang ditanggung tiap kolam: Wbp = (0,8333 ft)  (0,58 ft)  (0,052 ft)  (489 lb/ft3) = 12,2897 lb 2. Beban tiap penyangga Rumus: Wp = L . A . F .  Dimana: L = Tinggi kolom = 15,8926 ft A = Luas kolom 1 beam = 3,61 in2 = 0,0251 ft2 F = Faktor korosi = 3,4



 = Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3



VI-52



Beban tiap penyangga: Wp = (15,8926 ft)  (0,0251 ft2)  (3,4)  (489 lb/ft3) = 663,2182 lb 3. Beban total WT = W + Wbp + Wp = (39747,5395 + 12,2897 + 663,2182) lb = 40423,1474 lb Dianggap hanya ada gaya vertikal dan berat kolom itu sendiri bekerja pada pondasi, maka ditetapkan: 



Luas atas







Luas bawah = 40  40 in







Tinggi







Luas permukaan tanah rata-rata:



= 20  20 in



= 25 in



 20  40   20  40  A =     2   2 



= 800 in2 



Volume pondasi: V =A.t = (800 in2)  (25 in) = 20000 in3 = 11,5741 ft3



VI-53







Berat pondasi: W = V . Dimana:



 = Densitas semen = 144 lb/ft3 Maka: W = (11,5741 ft3)  (144 lb/ft3) = 1666,667 lb = 755,9950 kg 



Tekanan tanah: Pondasi didirikan diatas semen sand dan gravel, dengan: -



Save bearing minimum = 5 ton/ft2



-



Save bearing maximum = 10 ton/ft2 (Tabel 12.2 Hesse hal. 327)



Kemampuan tekanan tanah sebesar: P = 10 ton/ft2 = 22046 lb/ft2 = 153,097 lb/in2 Tekanan pada tanah: P =



W A



Dimana: W = Berat beban total + Berat pondasi A = Luas bawah pondasi = (40  40) in2 = 1600 in2



VI-54



Sehingga: P =



41702,8524 lb  1666 ,667 lb 1600 in 2



= 27,1059 lb/in2 < 153,097 lb/in2 Karena tekanan yang diberikan oleh tanah lebih kecil daripada kemampuan tanah menahan pondasi, maka pondasi dengan ukuran (20 x 20) in luas atas dan (40 x 40) in luas bawah dengan tinggi pondasi 25 in dapat digunakan.



Sepasifikasi peralatan: 1. Bagian silinder  Diameter luar (do)



= 120 in



 Diameter dalam (di)



= 119,6496 in



 Tinggi silinder (Ls)



= 72,954 in



 Tebal silinder (ts)



= 1/16 in



 Tebal tutup atas (tha)



= 1/16 in



 Tebal tutup bawah (thb) = 3/16 in  Tinggi tutup bawah (hb) = 65,0943 in  Tinggi reaktor (H)



= 261,4233 in



 Bahan konstruksi



= Carbon steel SA 283 Grade D



2. Bagian pengaduk  Type



= Peddle With 4 Blades sudut 450



 Diameter impeller (Di)



= 39,9583 in



 Tinggi impeller dari dasar bejana = 19,9792 in



VI-55



 Lebar impeller (W)



= 4,3954 in



 Panjang impeller (L)



= 13,3194 in



 Tebal blades (J)



= 9,9896 in



 Jumlah pengaduk



= 1 buah



 Daya



= 2298 hp



 Diameter poros (D)



= 10,0671 in



 Panjang poros



= 189,6692 in



 Bahan konstruksi



= High Alloy Steeel SA 283 Grade D



3. Nozzle a. Nozzle pamasukkan larutan dekstrosa 



Diameter dalam (di) = 3,068 in







Diameter luar (do)



= 3500 in







Schedule



= 40







Luas (A)



= 0,05120 ft2



b. Nozzle pemasukkan enzim glukoamylase 



Diameter dalam (di) = 0,622 in







Diameter luar (do)



= 0,840 in







Schedule



= 40







Luas (A)



= 0,00211 ft2



c. Nozzle pemasukkan dan pengeluaran coil pendingin 



Diameter dalam (di) = 3,368 in







Diameter dalam (do) = 3500 in



VI-56







Schedule



= 40







Luas (A)



= 0,05230 ft2



d. Nozzle pengeluaran produk 



Diameter dalam (di) = 7,981 in







Diameter luar (do)



= 8,625 in







Schedule



= 40







Luas (A)



= 0,3474 ft2



4. Coil pendingin  Ukuran nominal pipa



= 1 in IPS Sch, 40



 Diemeter dalam



= 1,049 in



 Diemeter luar



= 1,32 in



 Panjang lilitan



= 1162,6848 in



 Tinggi coil



= 17,92 in



5. Flange  Bahan kontruksi



= Carbon Steel SA 283 Grade D



 Tensile strength minimum = 60000 psia  Allowable stress (f)



= 12650 psia



 Tabel flange



= 2 in



 Diameter flange



= 243,1859 in



 Type flange



= Ring flange loose type



6. Bolting  Bahan kontruksi



= High Alloy Steel SA 193 Grade B8 Type 347



 Tensile strength minimum = 75000 psia



VI-57



 Allowable stress (f)



= 15000 psia



 Ukuran baut



= 1,5 in



 Jumlah baut



= 16 buah



 Bolting circle diameter (C) = 120,1875 in  Edge distance (E)



= 1 ½ in



 Minimum radial



= 2 in



7. Gasket  Bahan kontruksi



= asbestos filled



 Gasket factor (m)



= 3,75



 Min design seting stress (y) = 9000  Tebal gasket



= 3/16 in



8. Penyangga  Jenis



= I beam



 Ukuran



= 6 x 3 3/8



 Berat (W)



= 12,5 lb



 Luas penyangga (Ay)



= 3,61 in2



 Tinggi (h)



= 7 in



 Lebar penyangga (b)



= 3,33 in



 Jumlah penyangga



= 4 buah



9. Base plate  Panjang (P)



= 10 in



 Lebar (l)



= 6 in



 Luas (A)



= 70 in



VI-58



 Tebal (t)



= 5/8 in



 Ukuran baut



= 1 1/8 in



 Root area



= 0,693



 Bolt speacing min



= 2 ½ in



 Min radial distance



= 1 ½ in



 Edge distance



= 1 1/8 in



 Nut dimension



= 1 18/16 in



 Max filled radius



= 7/16 in



10. Lug dan gusset a. Lug 



Lebar (L)



= 10,125 in







Tebal (t)



= 1,0322 in







Tinggi (h)



= 13,3144 in



b. Gusset 



Lebar



= 12,375 in







Tebal



= 0,3871 in







Tinggi



= 11,25 in



11. Pondasi  Luas atas (A)



= 20 x 20 in



 Luas bawah (A)



= 40 x 40 in



 Tinggi pondasi (h) = 25 in



VI-59



BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA



Untuk mendapatkan kualitas dan kuantitas produksi yang diinginkan, maka perlu adanya alat untuk mengontrol jalannya proses. Selain itu, paranan sumber daya manusia juga sangat penting dalam menentukan suatu produksi. Dengan pertimbangan tersebut, maka perlu adanya suatu bagian yang berfungsi untuk mengontrol peralatan dan keselamatan kerja.



7.1. Instrumentasi Instrumentasi merupakan bagian yang sangat penting dalam pengendalian suatu proses produksi. Dalam suatu pabrik atau perusahaan, kelancaran sistem kerja peralatan proses yang sesuai dengan rancangan adalah suatu hal yang sangat penting. Namun karena pada prakteknya keadaan tidak ideal, maka hal itu sulit dicapai. Operasi proses dikatakan normal jika kondisi yang telah dirancang bisa dipenuhi selama proses berlangsung. Untuk memperoleh kinerja peralatan yang baik, dalam jangka waktu tertentu dilakukan shut down maintenance yaitu menghentikan seluruh peralatan proses untuk pembersihan dan perbaikkan. Setelah pemeliharaan dan pembersihan ini selesai, maka proses ini bisa dijalankan (start up). Pada masa start up ini diharapkan proses berjalan dengan baik. Pengendalian proses meliputi keseluruhan unit pabrik maupun hanya pada unit pabrik yang benar-benar harus diperlukan secara cermat dan akurat.



VII-1



Vairabel-variabel yang dikendali adalah tekanan suhu, laju alir, dan tinggi permukaan cairan. Pengendalian proses dapat dilakukan secara manual maupun otomatis. Pengendalian secara manual dapat dilakukan apabila pengendalian proses sepenuhnya ditangani oleh tangan manusia, sedangkan pengendalian secara otomatis dilakukan jika tidak mungkin dilakukan secara manual yaitu dimana pengendalian dilakukan dengan menggunakan alat-alat control yang bisa bekerja dengan sendirinya tanpa adanya bantuan tangan manusia. Pengendalian secara otomatis ini mempunyai keuntungan-keuntungan antara lain: 1. Keselamatan kerja lebih terjamin 2. Hasilnya dapat dipertanggungjawabkan 3. Ketelitian cukup tinggi dan akurat 4. Mendorong manusia secara umum untuk lebih meningkatkan kemampuan dirinya Adapun tujuan pemasangan alat instrumentasi yaitu sebagai berikut: 1. Untuk menjaga keamanan operasi suatu proses dengan jalan: Menjaga variabel proses berada dalam batas operasi aman Mendeteksi situasi dengan membuat tanda-tanda bahaya dan memutuskan hubungan secara otomatis 2. Untuk mendapatkan rate produksi yang diinginkan 3. Untuk menjaga kualitas produk 4. Mempermudah pengoperasian alat 5. Keselamatan efisiensi kerja lebih terjamin



VII-2



Adapun instrumentasi yang diinginkan dalam Pra Rencana Pabrik Etanol adalah: 1. Temperatur Controller (TC) 2. Pressure Controller (PC) 3. Flow Controller (FC) 4. Level Indicator (LI) 5. pH Controller (pHC) 6. Ratio Flow Controller (RFC)  Temperatur Controller (TC) Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini, peralatan proses yang menggunakan TC adalah reaktor liquifikasi, reaktor sakarifikasi awal, reaktor sakarifikasi lanjut (fermentor), destilasi. Alat ini dipasang pada alat proses untuk mengontrol suhu didalam alat agar tetap dalam keadaan konstan.  Pressure Controller (PC) Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini, peralatan proses yang menggunakan PC adalah blower. Alat ini dipasang pada alat proses untuk mengontrol tekanan didalam alat agar tetap dalam keadaan konstan.  Flow Controller (FC) Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini, semua peralatan yang menggunakan FC. Alat ini dipasang pada alat proses untuk menontrol laju alir liquid atau gas dalam peralatan proses yang berlangsung.



VII-3



 Level Indikator (LI) Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini, peralatan proses yang menggunakan LI adalah reaktor liquifikasi untuk mengetahui tinggi liquid yang ada dalam peralatan.  pH Controller (pHC) Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini, peralatan proses yang menggunakan pHC adalah tangki pencampuran. Alat ini dipasang pada alat proses untuk mempertahankan pH larutan dalam alat proses.  Ratio Flow Controller (RFC) Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini, peralatan proses yang menggunakan RFC adalah reaktor liquifikasi, reaktor sakarifikasi awal, reaktor sakarifikasi lanjut (fermentor). Alat ini dipasang pada alat proses untuk mengendalikan perbandingan bahan masuk dalam alat proses agar sesuai dengan jumlah yang ditentukan. Pemasangan instrumentasi pada alat-alat proses yang terdapat pada pabrik etanol dapat dilihat pada tabel 7.1 berikut:



VII-4



Tabel 7.1 Pemasangan alat kontrol Pra Rencana Pabrik Etanol Kode Alat No



Nama Peralatan



Kode



Fungsi Kontrol



1



Blower



PC



Untuk mengatur tekanan yang ada dalam alat selama proses



berlangsung



sehingga



sesuai



dengan



tekanan yang diinginkan. 2



3



Destilasi



TC



Untuk



mengatur



suhu



Reaktor Liquifikasi



fluida atau gas yang ada



Reaktor Sakarifikasi Awal



dalam alat selama proses



Reaktor Sakarifikasi Lanjut



berlangsung.



Reaktor Liquifikasi



LI



Untuk mengetahui tinggi



Reaktor Sakarifikasi Awal



liquid yang ada didalam



Reaktor Sakarifikasi Lanjut



tangki,



sehingga



sesaui



dengan



tinggi



yang



diinginkan. 4



Reaktor Liquifikasi



RFC



Untuk



mengendalikan



Reaktor Sakarifikasi Awal



perbandingan bahan masuk



Reaktor Sakarifikasi Lanjut



dalam aliran proses agar sesuai jumlahnya.



VII-5



7.2. Keselamatan Kerja Keselamatan kerja dalam suatu pabrik harus mendapatkan perhatian yang cukup besar dan tidak boleh diabaikan karena menyangkut keselamatan manusia dan kelancaran kerja. Dengan memperhatikan keselamatan kerja dengan baik dan teratur, secara fisikologis akan membuat para pekerja merasa aman dan senang sehingga meningkatkan konsentrasi para pekerja terhadap pekerjaannya. Dengan demikian produktifitas dan efisiensi kerja akan meningkat. Usaha untuk mendapatkan keselamatan kerja bukan semata-mata ditujukan pada faktor manusianya saja, akan tetapi untuk menjaga peralatan yang ada didalam pabrik. Dengan terpeliharanya peralatan dalam pabrik dengan baik, maka alat tersebut dapat digunakan dalam jangka waktu yang cukup lama. Secara umum ada tiga macam bahaya yang sering terjadi dalam pabrik yang harus diperhatikan dalam perencanaannya, yaitu: 1. Bahaya kebakaran dan ledakan 2. Bahaya mekanik 3. Bahaya terhadap kesehatan Beberapa sifat yang dapat menyebabkan



terjadinya kecelakaan kerja



antara lain: a. Lingkungan Fisik Meliputi mesin, peralatan dan lingkungan kerja. Kecelakaan kerja dapat disebabkan oleh kesalahan perencanaan, aus, kerusakkan alat, kesalahan pembelian, kesalahan dalam penyusunan atau peletakkan dari peralatan dan lainlain.



VII-6



b. Latar Belakang Pekerja Yaitu sifat atau karakter yang tidak baik dari pekerja yang dapat berpengaruh dalam melakukan pekerjaan. Sifat-sifat tersebut meliputi: Tidak cocoknya manusia terhadap mesin atau terhadap lingkungan kerjanya Kurangnya pengetahuan dan keterampilan Ketidakmampuan fisik dan mental Kurangnya motifasi kerja dan kesadaran akan keselamatan kerja dan faktor-faktor lainnya c. Sistem Manajemen Pabrik Sistem manajemen ini merupakan unsur terpenting karena menjadi pengatur kedua unsur diatas. Kesalahan sistem manajemen dapat menyebabkan kecelakaan kerja, antara lain: Prosedur kerja yang tidak diterapkan dengan baik Kurangnya



pengawasan



terhadap



kegiatan



pemeliharaan



dan



modifikasi pabrik Tidak adanya inspeksi peralatan Tidak adanya penanggulangan terhadap bahaya kecelakaan Usaha-usaha untuk mencegah dan mengurangi terjadinya bahaya-bahaya yang timbul didalam pabrik, antara lain: Memberikan pelatihan-pelatihan dan pencegahan kecelakaan terhadap karyawam, khususnya karyawan yang bekerja pada bagian proses dengan alat berat.



VII-7



Memberikan pengamanan berupa pakaian serta perlengkapan sebagai pelindung. Menyediakan perlengkapan berupa unit pertolongan pertama pada kecelakaan. 7.2.1. Bangunan Pabrik Bangunan pabrik meliputi gedung maupun unit peralatan: Kontruksi gedung mendapat perhatian yang cukup besar Diperlukan perhatian terhadap kelengkapan peralatan penunjang untuk pengamanan terhadap bahaya alamia seperti petir, angin, gempa dan sebagainya. 7.2.2. Perpipaan Jalur yang terletak diatas harus lebih baik dibandingkan dengan yang terletak dibawah tanah, karena hal tersebut akan mempermudah pendeteksian adanya kebocoran pada system perpipaan. Pengatuaran valve sangat penting untuk pengamanan proses industri, bila terjadi kebocoran pada chek valve diatas dengan pemasangan block valve yang berada disamping chek valve tersebut. 7.2.3. Pengoperasian Boiler Dalam pengoperasian boiler, perlu diperhatikan beberapa hal seperti batasbatas tekanan system maksimal yang dapat dioperasikan bahan-bahan boiler berupa coat yang mudah terbakar, hendakanya diperlukan suatu pengamanan seperti safety dan valve serta tanda-tanda larangan.



VII-8



7.2.4. Ventilasi Pada ruang proses maupun pada ruang lainnya pertukaran udara diusahakan berjalan dengan baik sehingga dapat memberikan kesegaran para karyawan serta dapat menghindari adanya gangguan pernafasan. 7.2.5. Listrik Pada pengoperasian maupun perbaikan instalasi listrik hendakanya selalu menggunakan alat pengaman yang telah disediakan. Dengan demikian keselamatan kerja karyawan dapat terjamin. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian instalasi listrik ini, antara lain: Peralatan yang sangat penting seperti switeher dan transformator diletakkan ditempat yang lebih aman. Peralatan listrik dibawah tanah diberi tanda-tanda tertentu yang lebih jelas. Penyediaan pembangkit tenaga cadangan. Semua bagian pabrik diberi penerangan yang cukup dan diutamakan pada bagian proses. 7.2.6. Pencegahan Dan Penanggulangan Bahaya Kebakaran Salah satu bahaya yang perlu diperhatikan adalah terjadinya bahaya kebakaran. Penyebab terjadinya kebakaran antara lain: a. Kemungkinan terjadi nyala terbuka yang datang dari system utilitas, laboratorium, inti proses dan lain-lain.



VII-9



Terjadinya loncatan bunga api pada saklar dan stop kontak serta pada instrumentasi yang lain. Gangguan pada peralatan utilitas seperti pada combustion chamber boiler (ruang pembakaran). Cara mengatasi bahaya pembakaran dapat dilakukan dengan jalan: b. Pencegahan Kebakaran Penempatan alat-alat utilitas, laboratorium dan kantor diletakkan secara profesional pada unit proses. Pemasangan isolasi pada alat transmisi yang ada. Pemisahan antara unit satu dengan yang lainnya menggunakan beton. Pemberian



tanda-tanda



larangan



suatu



tindakan



yang



dapat



mengakibatkan kebakaran seperti tanda larangan merokok. Pemasangan pipa air melingkar diseluruh lokasi pabrik Penyediaan alat pemadam kebakaran disetiap bangunan pabrik dan pemasangannya harus pada tempat yang mudah dijangkau. c. Pencegahan Bahaya Mekanik Bahaya mekanik biasanya disebabkan oleh pengerjaan kontruksi yang tidak memenuhi syarat



yang berlaku. Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk



mencegah kecelakaan adalah: Konstruksi harus mendapat perhatian yang cukup tinggi. Perencanaan peralatan harus sesuai dengan aturan yang berlaku baik pemilihan bahan konstruksi maupun faktor lain. Pemasangan alat control yang baik dan sesuai serta alat pengamannya.



VII-10



c. Pencegahan Bahaya Kesehatan Selain itu bahaya terhadap kesehatan karyawan umumnya datang dari bahan baku, bahan yang diproses dan produk. Karena itu diusahakan agar ruangan proses maupun ruangan lainnya memiliki ventilasi atau pertukaran udara yang cukup sehingga dapat memberikan kesegaran kepada karyawan serta dapat menghindari gangguan terhadap pernafasan. 7.2.7. Karyawan Untuk menjaga



kesehatan dan kesejahteraan karyawan perlu adanya



kesadaran dari seluruh pekerja agar dapat bekerja dengan baik sehingga tidak membahayakan keselamatan jiwanya dan orang lain. Untuk itu pengetahuan akan bahaya masing-masing alat sangat penting diketahui oleh semua karyawan terutama operator control. Seluruh pekerja harus mengguankan pelindung seperti topi pengaman, sepatu karet, sarung tangan dan masker. Selain itu demi keselamatan karyawan dan kelancaran proses industri diperlukan: Alat-alat yang berputar dan bergerak misalnya motor, harus dilengkapi dengan penutup. Pakaian pekerja harus kuat dan bersih. Memakai sarung tangan, masker dan sepatu karet. Memakai topi atau helm pelindung.



VII-11



7.3. Kesehatan Dan Keselamatan Kerja Kesehatan dan keselamatan kerja merupakan hal yang penting agar semua karyawan dapat melaksanakan tugasnya dengan baik demi kelancaran proses produksi, maka perlu perlindungan terhadap kesehatan dan keselamatan karyawan. Untuk itu diberikan alat-alat pelindung seperti pada tabel 7.2 berikut: Tabel 7.2 Alat pelindung Pra Rencana Pabrik Etanol No



Alat Pelindung



Lokasi Penggunaan



1



Helm



Pekerja bagian alat-alat proses



2



Sepatu Karet



Pekerja pada bagian proses dan bahan baku



3



Sarung Tangan



Pekerja yang bagian produksi



4



Masker



Semua unit proses



5



PMK



Semua unit proses



6



Isolasi Panas



Heater



7



Segitiga Pengaman



Bengkel dan kendaraan angkut



8



Pemadam Kebakaran



Semua unit proses dan kantor



VII-12



BAB VIII UTILITAS



Unit utilitas merupakan salah satu bagian yang sangat diperlukan untuk menunjang jalannya proses dalam suatu industri kimia. Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini terdapat empat unit utilitas, yaitu: 1. Unit penyesiaan steam 2. Unit penyediaan air 3. Unit penyediaan listrik 4. Unit penyediaan bahan bakar



8.1. Unit Pengolahan Steam Bahan baku pembuatan steam adalah air umpan boiler. Steam yang dibutuhkan dalam proses ini mempunyai kondisi: 1. Tekanan: 2,994 atm 2. Temperatur: 1340C Zat-zat yang terkandung dalam air umpan boiler yang menyebabkan kerusakan pada boiler adalah: 1. Kadar zat terlarut (soluable matter) yang tinggi 2. Zat padat terlarut (suspnded solid) 3. Garam-garam kalsium dan magnesium 4. Zat organik (organic matter) 5. Silika, sulfat, asam bebas dan oksida



VIII-1



Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler: 1. Tidak boleh membuih (berbusa) Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended matter, dan kebasaan yang tinggi. Kesulitan yang dihadapi dengan adanya busa sebagai berikut: a. Kesulitan pembacaan tinggi liquida dalam boiler b. Buih dapat menyebabkan percikan yang kuat yang mengakibatkan adanya solid-solid yang menempel dan mengakibatkan terjadinya korosi dengan adanya pemanasan lebih lanjut. Untuk menghadapi hal ini adanya pengontrolan yang baik terhdap adanya kandungan lumpur, kerak dan alkalinitas air umpan boiler. 2. Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler Kerak dalam boiler akan menyebabkan: a. Isolasi terhdap panas sehingga perpindahan panas terhambat b. Kerak yang terbentuk dapat pecah sewaktu-waktu, sehingga dapat menimbulkan kebocoran karena boiler mendapat tekanan yang kuat. 3. Tidak boleh menyebabkan korosi dalam pipa Korosi pada pipa boiler disebabkan oleh keasaman (pH rendah), minyak dan lemak, bikarbonat dan bahan organik, serta gas-gas H2S, SO2, NH3, CO2, O2 yang terlarut dalam air. Reaksi elektrokimia atara besi dan air akan membentuk lapisan pelindung anti korosi pada permukaan baja, yaitu: Fe2+ + 2H2O



Fe(OH)2 + H+



VIII-2



Tetapi jika terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hidrogen yang terbentuk akan berreaksi dengan oksigen membentuk air. Akibat hilangnya lapisan pelindung tersebut terjadilah korosi menurut reaksi: 4H+ + O2



2H2O



4Fe(OH)2 + O2 + H2O



4Fe(OH)3



Adanya bikarbonat dalam air akan menyebabkan terbentuknya CO2, karena adanya pemanasan dan adanya tekanan. CO2 yang terjadi bereaksi dengan air menjadi asam karbonat. Asam karbonat akan berreaksi dengan metal dan besi yang membentuk garam bikarbonat. Dengan adanya pemanasan (kalor), garam bikarbonat ini membentuk CO2 lagi. Reaksi yang terjadi: Fe2+ + 2H2CO3



Fe(HCO)2 + H2



Fe(HCO)2 + H2O + panas



Fe(OH)2 + 2H2O + 2CO2



8.2. Unit Penyediaan Air 1. Air Umpan boiler Air umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi sebagai media panas. Kebutuhan steam sebesar: 196945,1931 kg/jam. Air umpan boiler disedikan dengan excess 20% ini digunakan sebagai pengganti steam yang hilang. Steam yang digunakan mempunyai tekanan 2,994 atm = 44 psi dan temperatur 1340C. Steam yang telah menjadi kondensat dikembalikan lagi ke tangki penampung steam. Pemakain steam pada peralatan proses sebagai berikut:



VIII-3



a. Total padatan (total dissolved solid) = 3.500 ppm b. Alkalinitas



= 700 ppm



c. Padatan terlarut (suspended solid)



= 300 ppm



d. Silika



= 60-100 pmm



e. Besi



= 0,1 mg/L



f. Tembaga



= 0,5 mg/L



g. Oksigen



= 0,007 mg/L



h. Kesadahan (hardness)



=0



i. Kekeruhan (turbidity)



= 175 ppm



j. Minyak



= 7 ppm



k. Residual fosfat



= 140 pm



(diambil dari Perry, 6th edition, hal 9-16) Selain harus memenuhi persyaratan tersebut, air umpan boiler harus bebas dari: -



Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi, yaitu gas-gas terlarut seperti O2, CO2, H2S dan NH3.



-



Zat-zat yang dapat menyebabkan busa, yaitu organik, anorganik dan zat-zat tak terlarut dalam jumlah besar.



Untuk memenuhi persyaratan tersebut dan mencegah kerusakan pada boiler, sebelum digunakan air umpan harus diolah dulu, melalui: -



Demineralizer untuk menghilangkan ion-ion pengganggu



-



Deaerator untuk menghilangkan gas-gas impuritis yang terlarut



VIII-4



2. Air Sanitasi Air sanitasi digunakan untuk keperluan laboratorium, kantor, air untuk mencuci, mandi, taman dan lain-lain. Air sanitasi dibutuhkan sebesar 32862,2 kg/jam. a. Syarat fisik: -



Tidak berwarna



-



Tidak berbau



-



Tidak berbusa



-



Mempunyai suhu dibawah suhu udara



a. Syarat kimia: -



Tidak beracun



-



Tidak mengandung bakteri non patogen yang dapat merubah sifat-sifat fisik air.



3. Air Pendingin Air pendingin digunakan untuk peralatan-peralatan yang memerlukan pendinginan seperti reaktor (R-120). Adapun kebutuhan air pendingin adalah sebesar 950838,9303 kg/jam. Dari jumlah total air pendingin yang diperlukan, untuk faktor keamanan maka direncanakan air pendingin yang disuplay adalah 20% excess dari jumlah kebutuhan air pendingin. Make up air pendingin direncanakan: 10% = 350737,717 kg/j.



VIII-5



4. Air Proses Air proses yang dibutuhkan pada tangki pencucian (J-113) dan mesin penggiling (C-115) sebesar 680003,9419 kg/jam. Adapun proses pengolahan air pada unit pengolahan air: Air sungai digunakan untuk memenuhi kebutuhan air proses, air sanitasi, air pendingin dan air umpan boiler. Dasar penggunaan air sungai karena Pabrik Etanol lokasinya terletak dekat dengan sungai Aesesa, kabupaten Nagekeo, Folres, NTT. Air



sungai



tersebut



siap



untuk



diolah



sesuai



dengan



fungsi



penggunaannya, sebagai berikut: a. Pengolahan air sanitasi Air dipompakan dari bak air bersih (F-219) menuju ke bak klorinasi (F-230) dengan pompa (L-231) untuk dilakukan proses klorinasi dengan menambahkan desinfektan klorin (Cl2) sebanyak 1 ppm. Kemudian dipompa ke bak air sanitasi (F-233) dengan pompa (F-232) dan siap digunakan untuk kebutuhan sehari-hari. b. Pelunakan air umpan boiler Pelunakan air dilakukan dengan proses pertukaran ion dalam demineralizer yang terdiri dari dua tangki, yaitu kation exchanger (D-220 A) dan tangki anion exchanger (D-220 B). Kation exchanger



yang



digunakan



adalah



resin



zeolit



(hidrogen



exchanger) dan anion exchanger yang digunakan adalah deacidite (DOH). Air dari bak air bersih (F-219) dialirkan dengan pompa (L-



VIII-6



221) ke kation exchanger (D-220 A). Didalam tangki kation exchanger terjadi reaksi sebagai berikut: Ca(HCO3)2 + H2Z



CaZ + 2CO2 + H2O



Mg(HCO3)2 + H2Z



MgZ + 2CO2 + H2O



CaSO4 + H2Z



CaZ + H2SO4



MgSO4 + H2Z



MgZ + H2SO4



CaCl2 + H2Z



CaZ +2HCL



MgCl2 + H2Z



MgZ + 2HCl



(Savern Hal. 164) Ion-ion bikarbonat, sulfat dan klor diikat dengan ion Z membentuk CO2 dan air, H2SO4 dan HCL. Selanjutnya air yang bersifat asam dialirkan ke tangki anion exchanger (D-220 B) untuk dihilangkan anion-anion yang mengganggu proses. Resin yang digunakan dalam anion exchanger adalah Deacidite (DOH). Dalam tangki anion exchanger terjadi reaksi sebagai berikut: 2DOH + H2SO4



D2SO4 + 2H2O



2DOH + 2HCl



D2Cl + 2H2O



2DOH + 2HNO3



D2NO3 + 2H2O (Savern Hal. 164)



Pemakaian resin yang terus menerus menyebabkan resin tidak aktif lagi. Hal ini dapat diketahui dari pemeriksaan kesadahan air umpan boiler. Resin yang sudah tidak aktif menunjukan bahwa resin sudah jenuh dan perlu diregenerasi. Regenerasi hidrogen exchanger



VIII-7



dilakukan dengan menggunakan asam sulfat atau asam klorida. Dengan reaksi sebagai berikut: CaZ + H2SO4



H2Z + CaSO4



MgZ + H2SO4



H2Z + MgSO4



CaZ + HCL



H2Z + CaCl



MgZ + HCl



H2Z + MgCl



Sedangkan regenerasi anion exchanger dengan menggunakan larutan Na2CO3 atau NaOH. D2SO4 + Na2CO3 + H2O



2DOH + Na2SO4 + CO2



2DCL + Na2CO3 + H2O



2DOH + 2NaCl + CO2



2DNO3 + Na2CO3 + H2O



2DOH + NaNO3 + CO2



D2SO4 + NaOH



2DOH + Na2SO4



2DCL + NaOH



2DOH + NaCl



2DNO3 + NaOH



2DOH + NaNO3 + CO2



Keluar dari tangki demineralizir, air lunak ditampung dalam bak air lunak (F-222). Air lunak ini digunakan sebagai air umpan boiler dan air proses. Untuk memenuhi umpan boiler, air lunak dipompa (L-223) ke tangki deaerator untuk menghilangkan ga-gas impuiritis pada air umpan bioler dengan system pamanasan steam. Keluar dari deaerator (D-224), air ditampung ada tangki air umpan boiler (F-225) lalu diumpankan ke boiler (Q224) dengan pompa (L-226). Steam yang dihasilkan boiler didistribusikan ke peralatan dan kondensat yang dihasilkan di recyele ke tangki umpan boiler (F-225). Sedangkan air proses dialirkan dari bak air sanitasi menuju ke peralatan.



VIII-8



8.3. Unit Penyediaan Listrik Listrik yang dibutuhkan pada Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu ini adalah 170,773 kW yang meliputi: 1. Proses



: 142,503 KW



2. Penerangan : 28,27 KW Kebutuhan listrik untuk proses, penerangan, instrumentasi dan lain-lain dipenuhi sendiri dengan menggunakan satu generator AC bertenaga diesel berkekuatan 228 KW dengan satu buah generator tambahan.



8.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar Bahan bakar yang diperlukan oleh pabrik, yaitu pada boiler dan generator. Bahan bakar yang digunakan adalah diesel oil. Pemilihan jenis bahan bakar yang digunakan berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut: 1. Harganya relatif murah 2. Mudah didapat 3. Viskositasnya rendah sehingga mudah mengalami pengabutan 4. Heating volume relatif tinggi 5. Tidak menyebabkan kerusakan pada alat-alat



VIII-9



Dari tabel 9.9 dan figure 9.9 Perry 6th edition, didapat: a. Flash point



= 380C (1000F)



b. Pour point



= -60C (21,10F)



c. Densitas



= 0,8 Kg/liter



d. Heating value = 19200 BTU/lb



8.5. Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan dalam Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu adalah limbah cair yang berasal dari bahan bakar dan limbah padat yang berasal dari proses. Untuk limbah cair yang meliputi minyak pelumas dan sebagainya dimasukkan kedalam alat penangkap minyak (oil cather) untuk memisahkan air dan minyaknya. Airnya dibuang ke sungai sedangkan minyaknya ditimbun ke dalam tanah. Sedangkan untuk limbah padat yang masih mengandung bahan kimia yang berasal dari proses dapat diolah terlebih dahulu sebelum dibuang. Baku mutu air limbah yang dapat dibung ke sungai menurut lampiran Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I NTT no. 414 tahun 1984 sebagai berikut: 1. Jumlah padatan terlarut = 200 mg/L 2. Padatan tersuspensi = 200 mg/L 3. pH = 6-9 4. Fe = 10 mg/L 5. Hg = 0,02 mg/L 6. Pb = 0,5 mg/L



VIII-10



7. CN = 0,1 mg/L 8. Cl2 = 0,03 mg/L 9. NO3 = 20 mg/L 10. NH3 = 1 mg/L 11. BOD = 50 mg/L 12. COD = mg/L 13. Fenol = 0,05 mg/L 14. Minyak + lemak = 5 mg/L Sebelum air limbah dibuang, air limbah diuji



terlebih dahulu. Bila



ternyata telah memenuhi syarat baku mutu air limbah yang ada maka air dapat langsung dibuang kesungai.



VIII-11



BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK



9.1. Lokasi Pabrik Salah satu yang penting dan jadi penentu bagi keberhasilan suatu perancangan pabrik yang akan didirikan adalah pemilihan lokasi bagi pabrik tersebut, karena hal ini dapat mempengaruhi kedudukkan perusahaan dalam persaingan serta untuk meningkatkan efisiensi perusahaan. Pemilihan lokasi harus mempertimbangkan faktor-faktor teknis dan ekonomis agar dapat memberikan keuntungan secara maksimal. Pemilihan lokasi pabrik berdasarkan parameter, sebagai berikut: Tabel 9.1 Paramter pemilihan lokasi pabrik Kota Parameter Maumere



Nagekeo



Ende



Bahan Baku



4



9



6



Pemasaran



8



8



8



Utilitas



5



9



5



Iklim



3



9



6



Transportasi



8



8



8



Total



28



43



33



Berdasarkan parameter diatas, maka dipilih lokasi Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu di kota Nagekeo. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor.



IX-1



Faktor-faktor tersebut dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu: 1. Faktor-faktor utama 2. Faktor-faktor khusus



9.1.1. Faktor-Faktor Utama a. Bahan Baku Persediaan dan harga bahan baku sering menentukan lokasi suatu pabrik. Ditinjau dari faktor ini, hendaknya pabrik didirikan didekat lokasi bahan baku untuk mempermudah kelancaran produksi. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan mengenai bahan baku adalah sebagai berikut: Letak sumber bahan baku Kapasitas sumber bahan baku tersebut dan berapa lama sumber bahan baku tersebut mencukupi kebutuhan pabrik Cara mendapatkan bahan baku b. Pemasaran Perkembangan suatu pabrik sangat ditentukan oleh pemasaran hasil produksi karena berhasil tidaknya pemasaran akan menentukan untung tidaknya pabrik tersebut. Kemudian pemasaran ditentukan oleh kelancaran transportasi dalam pemasaran dan banyaknya permintaan akan produk yang dihasilkan. Disamping itu terdapat hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain: Dimana produk akan dipasarkan Kebutuhan akan produk pada saat sekarang dan pada saat yang akan datang



IX-2



Pengaruh persaingan yang akan datang Jarak pemasaran atau lokasi dan bagaiman sarana pengangkutan ke daerah pemasaran Pemasaran etanol adalah untuk tujuan eksport dan untuk dipasarkan di dalam negeri. Kabupaten Nagekeo sebagai daerah industri tempat pabrik ini memiliki kemudahan dalam memasarkan produknya karena adanya berbagai fasilitas transportasi yang cukup memadai. c. Utilitas Utilitas



merupakan



kebutuhan



yang



penting



dalam



menunjang



kelangsungan proses produksi. Utilitas meliputi air, listrik dan lain-lain. Air Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam industri. Air digunakan untuk kebutuhan proses, media pelarut, sanitasi, air panas dan untuk steam. Untuk memenuhi kebutuhan air, air diambil dari air sungai. Yang diperhatikan untuk memilih lokasi pabrik dalam hal memenuhi kebutuhan akan air adalah: -



Seberapa jauh sumber air yang dapat dijangkau oleh pabrik



-



Kualitas sumber air yang tersedia



-



Pengaruh musim terhadap kemampuan penyadiaan air yang diperlukan oleh pabrik. Sedangkan kebutuahn air minum diambil dari PDAM.



IX-3



Listrik Listrik berfungsi



untuk



menggerakkan peralatan proses, sebagai



penarangan dan keperluan lain. Hal-hal lain yang perlu diperhatikan yaitu: -



Ada atau tidaknya serta jumlah listrik di daerah yang akan ditempati pabrik.



-



Harga tenaga listrik



-



Persediaan tenaga listrik di masa mendatang. Kebutuhan listrik untuk penerangan dapat dipenuhi dari PLN, sedangkan



cadangannya digunakan generator set. d. Keadaan Geografis Dan Iklim Iklim dan alam sekitarnya merupakan bagian yang tidak dapat diabaikan, oleh karena itu pabrik yang akan didirikan tidak membahayakan. Selain itu perubahan iklim juga berpengaruh terhadap konstruksi bangunan. Spesifikasi peralatan serta konstruksai peralatan, dalam hal ini yang harus diperhatikan adalah: Keadaan alamnya, alam yang menyulitkan konstruksi bangunan dan mempengaruhi spesifikasi peralatan serta konstruksi peralatan. Keadaan angin (kecepatan dan arah angin) pada situasi terburuk yang sering terjadi di tempat tersebut (lokasi pabrik) Bahaya alam (gempa bumi, banjir) yang terjadi di lokasi pabrik. Iklim atau curah hujan pada lokasi yang direncanakan



IX-4



9.1.2. Faktor-Faktor Khusus a. Transportasi Salah satu faktor khusus yang perlu diperhatikan dalam perencanaan pabrik adalah faktor transportasi, baik untuk bahan baku maupun untuk produksi yang dihasilkan karena itu perlu diperhatikan fasilitas-fasilitas yang ada seperti: Jalan raya yang dapat dilalui mobil atau truk Dekat dengan tempat pelabuhan Masalah transportasi ini tidak mengalami kesulitan karena tersedianya sarana perhubungan yang baik. Fasilitas darat dapat dipenuhi dengan adanya jalan raya yang bebas hambatan dan dapat dilalui oleh kendaraan yang bermuatan berat dan fasilitas laut dapat dilakukan melalui pelabuhan. b. Tenaga Kerja Umumnya tenaga kerja dapat dengan mudah dipenuhi dari daerah sekitar, sedangkan tenaga ahli didatangkan dari luar daerah. Hal yang perlu diperhatikan untuk mendapatkan tenaga kerja antar lain: Mudah tidaknya mendapat tenaga kerja yang membutuhkan keahlian dan pendidikan tenaga kerja. c. Keadaan Lingkungan Sekitar Pabrik Suatu pabrik didirikan tanpa ada pertentangan dari penduduk sekitar lokasi pabrik. Selain itu fasilitas perumahan, pendidikan, kesehatan dan tempat peribadatan tersedia di daerah tersebut. Kabupaten Nagekeo merupakan tempat cocok untuk didirikan Pabrik Etanol. Berdasarkan atas pertimbangan-



IX-5



pertimbangan tersebut diatas maka pemilihan lokasi Pra Rencana Pabrik Etanol adalah di daerah Mbay , kabupaten Nagekeo, Flores, NTT. d. Pembuangan Limbah Hal ini berkaitan dengan usaha pencegahan terhadap pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh buangan pabrik yang berupa gas, cair maupun padatan dengan memperhatikan peraturan pemerentah.



9.2. Tata Letak Pabrik (Plant Lay Out) Penentuan tata letak pabrik merupakan persyaratan makro untuk memperoleh hasil yang optimal. Demikian lingkungan pabrik yang memenuhi syarat baik maupun safety akan dapat menciptakan lingkungan kerja aman dan menyenangkan didalam pabrik terjamin. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengaturan tata letak pabrik (plant lay out): 1. Kemungkinan perluasan pabrik di kemudian hari 2. Pengaturan letak bangunan yang efek untuk memudahkan distribusi pekerja 3. Distribusi utilitas secara ekonomis 4. Adanya ruangan yang cukup nyaman untuk bekerja 5. Kemungkinan timbulnya bahaya seperti kebakaran, ledakan timbulnya gas atau asap dan lain-lain. 6. Pondasi bangunan yang kokoh 7. Bentuk kerangka bangunan, tembok dan atap



IX-6



8. Penerangan yang cukup 9. Ventilasi yang baik 10. Keindahan Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengaturan peralatan (Equipment Lay Out): 1. Letak ruangan yang cukup untuk peralatan yang satu dengan peralatan yang lainnya agar memudahkan pengoperasian, pemeriksaan, perawatan sarta dapat menjamin keselamatan kerja menurut fungsinya masingmasing. 2. Adanya kesinambungan antar alat yang satu dengan alat yang lain 3. Diusahakan dapat menimbulkan suasana kerja yang menyenangkan 4. Letak peralatan harus diatur sedemikian rupa dengan meperhatikan keselamatan kerja karyawan Tabel 9.2. Perincian luas daerah pabrik Luas (m2)



No.



Daerah



1.



Pos Keamanan



20



2.



Taman



40



3.



Kantor Administrasi



100



4.



Kantin



30



5.



Parkir Kendaraan Karyawan



60



6.



Toilet



50



7.



Ruang Proses



2000



8.



Ruang Kontrol



30



IX-7



9.



Perkantoran Produksi



80



10.



Ruang Timbang



100



11.



Bengkel



40



12.



Unit Pengolahan Air



100



13.



Pemadam Kebakaran



50



14.



Gudang Bahan Baku



300



15.



Laboratorium Dan QC



50



16.



Areal Perluasan Pabrik



1000



17.



Unit Listrik Dan Generator



40



18.



Ruang Boiler



500



19.



Gudang Bahan Bakar



30



20.



Parkir Kendaraan Tamu



60



21.



Aula



100



22.



Kapela + Mushola



40



23.



Poliklinik



20



24.



Gudang Produk



3000



25.



Unit Pengolahan Limbah



100



26.



Perpustakaan



100



27



Jalan Raya



-



Total



8040



IX-8



25 21 18 16



6 10 12



22



8



6



9



6 17



26 15



7



13 24



5



4



14 6 19



3 6



20



22



U B



23



T



2



11



S 1



1



27



Gambar 9.1 Tata letak bangunan Pabrik Etanol



IX-9



Keterangan: 1. Pos keamanan 2. Taman 3. Kantor administrasi 4. Kantin 5. Parkir kendaraan karyawan 6. Toilet 7. Ruang proses 8. Ruang kontrol 9. Perkantoran produksi 10. Ruang timbang 11. Bengkel 12. Unit pengolahan air 13. Pemadam kebakaran 14. Gudang bahan baku 15. Laboratoium dan Q.C. 16. Areal perluasan pabrik 17. Unit listrik dan generator 18. Ruang boiler 19. Ruang bahan bakar 20. Parkir kendaraan tamu 21. Aula 22. Kapela + Mushola



IX-10



23. Poliklinik 24. Gudang produk 25. Unit pengolahan limbah 26. Perpustakaan 27. Jalan raya



9.3. Tata Letak Peralatan Tata letak peralatan adalah cara menempatkan peralatan yang ada didalam pabrik sedemikian rupa sehinggga pabrik beroperasi secara efektif dan efisien. Perencanaan yang baik dalam tata letak pabrik harus mencakup arus proses, storage, dan material handling yang efisien dan diharapkan adanya kombinasi yang sempurna. Dalam menentukan tata letak peralatan harus memperhatikan beberapa faktor sebagai berikut: 1. Pengaturan jarak antara peralatan proses yang satu dengan yang lain sehingga dapat mempermuda pengontrolan peralatan. 2. Pengaturan system yang ada pada tempat yang tepat agar tidak menggangu aktifitas kerja serta pemberian warna yang jelas pada aliran proses. 3. Peletakan alat pemadam kebakaran yang mudah dijangkau. 4. Peletakan alat kontrol sehingga muda diawasi oleh operator. 5. Peralatan diusahakan disusun secara berurutan sehingga memudakan pemeriksaan dan pengawasan. 6. Ruang harus cukup untuk peralatan.



IX-11



7. Bila sekiranya harus ada alat yang diletakan diatas maka dapat disusun sesuai dengan prosesnya. Untuk tata letak peralatan proses dapat dilihat pada gambar berikut:



IX-12



Tahap Pesiapan Bahan Baku



F-111



Tahap Reaksi



R-120 R-118



R-123



F-134



Tahap Pemisahan dan Pemurnian



D-126



D-128



D-124



Tahap Pemisahan dan Pemurnian



F-136



F-137



Gambar 9.2 Tata letak peralatan proses Pra rencana Pabrik Etanol



IX-13



Keterangan: 1. F-111 : Storage ubi kayu 2. R-118 : Reaktor liquifikasi 3. R-120 : Reaktor sakarifikasi awal 4. R-123 : Reaktor sakarifikasi lanjut 5. D-124 : Pemisahan serat (RVF) 6. D-128 : Kolom destilasi I 7. D-126 : Dekanter 8. F-134 : Tangki dehidrasi 9. F-136 : Storage etanol 10. F-137 : Storage cake



IX-14



BAB X STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN



Dalam suatu perusahaan biasanya memiliki suatu organisasi yang berfungsi sebagai suatu bentuk dan hubungan yang mempunyai sifat dinamis, dalam arti menyesuaikan diri kepada perubahan, pada hakekatnya merupakan suatu bentuk yang diciptakan manusia untuk mencapai tujuan tertentu. Pada umumnya organisasi dibuat dalam suatu struktur yang merupakan gambaran secara sistematis tentang hubungan-hubungannya, kerjasama departemen yang terdapat dalam kerangka usaha untuk mencapai suatu tujuan.



10.1. Dasar Perusahaan Bentuk Perusahaan



: Perseroan Terbatas



Status Perusahaan



: Swasta



Lokasi Pabrik



: Mbay, Nagekeo, Flores, NTT



Kapasitas Produksi



: 20000 ton/thn



10.2. Bentuk Perusahaan Pabrik Etanol merupakan perusahaan swasta berskala nasional yang berbentuk perseroan terbatas (PT). Bentuk perseroan terbatas (PT) ini dipilih karena: 1. Perseroan terbatas merupakan suatu badan hukum karena memiliki kekayaan sendiri yang terpisah dari kekayaan pribadi masing-masing



X-1



pemegang saham. Kepada pemegang saham hanya dibayarkan dividen apabila perseroan mendapat laba. Jika perusahaan menderita kerugian, tidak boleh dibayarkan dividen kepada persero. Oleh karena itu setiap tahun



diwajibkan



kepada



direksi/pengurus



untuk



melaporkan



keuntungan yang diperoleh. 2. Modal yang dibutuhkan dapat dikumpulkan secara mudah dengan membagi modal atas sejumlah saham-saham, sehingga PT dapat menarik modal dari banyak orang. Begitu juga untuk memperoleh tambahan modal untuk memperluas volume usaha, misalnya dengan mengeluarkan saham baru. 3. Pemilik saham dan pengurus adalah terpisah dangan yang lain. Pemilik PT adalah para pemegang saham sedangkan pengurus adalah direksi. Pelaksanaan sebuah PT diberikan kepada orang yang sanggup untuk melakukan tugas tersebut, dengan demikian kemampuan perusahaan untuk mendapat keuntungan semakin besar. 4. Kehidupan sebuah PT lebih konstan, ini berarti sebuah PT mempunyai potensi hidup yang kontinu dibandingkan dengan bentuk perusahaan lain karena tidak tergantung pada beberapa peserta (pemegang saham), pemilik dapat berganti-ganti. 5. Tanggung jawab terbatas dari pada pemegang saham terhadap utangutang perusahaan. 6. Adanya efisiensi perusahaan. Tiap bagian dalam PT dipegang oleh seorang yang ahli dalam bidangnya. Tiap orang atau tiap bagian



X-2



mempunyai tugas yang jelas sehingga ada dorongan untuk mengerjakan dengan sebaik-baiknya. Dan jika pengurus atau direksi perusahaan tidak cukup dapat diganti dengan yang lain.



10.3. Struktur Organisasi Srtuktur organisasi yang digunakan oleh system garis dan staff. Alasan pemilihan struktur garis dan staff adalah: 1. Terdapat kesatuan pemimpin dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih baik. 2. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar 3. Sering digunakan dalam perusahaan yang berproduksi secara masal. 4. Pemimpin lebih leluasa memberikan saran terhadap tugas khusus diluar tanggung jawabnya. 5. Staff dapat membantu untuk mengatasi berbagai persoalan sehingga akan meningkatkan efisiensi kerja. 6. Masing-masing



kepala



bagian/manager



secara



langsung



bertanggungjawab atas aktifitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan. 7. Pemimpin tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang bertanggung jawab kepada dewan komisaris. Anggota dewan komisaris merupakan wakil-wakil dari pemegang saham dan dilengkapi dengan staff ahli yang bertugas memberikan saran kepada direktur.



X-3



Disamping alasan tersebut ada beberapa kebaikkan yang dapat mendukung pemakaian system organisasi staff dan garis yaitu: 1. Dapat digunakan oleh setiap organisasi besar, apapun tujuannya, betapapun luas tugasnya serta kompleks susunan organisasi. 2. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena adanya staff ahli. 3. Perwujudan “ The Right Man In The Reght Place “ lebih mudah dilaksanakan. 4. Dari kelebihan-kelebihan system organisasi garis dan staff diatas maka dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan system organisasi perusahaan pada Pabrik Etanol yaitu menggunakan system organisasi garis dan staff.



10.4. Pembagian Tugas Dan Tanggung Jawab (Job Description) Pembagian kerja dalam organisasi perusahaan merupakan pembagian tugas, jabatan dan tanggung jawab antara satu pengurus dengan pengurus yang lain sesuai dangan strukturnya. Penjelasan dari setiap jabatan dalam organisasi perusahaan ini diterangkan sebagai berikut: 10.4.1. Pemegang Saham Adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk pabrik dengan cara membeli saham perusahaan. Pemegang saham adalah pemilik perusahaan dimana jumlah yang dimiliki, tergantung/terbatas sesuai dengan besarnya modal saham yang dimiliki, sedangkan kekayaan pribadi dari pemegang saham tidak



X-4



dipertanggungjawabkan



sebagai



jaminan



atas



hutang-hutang



perusahaan.



Pemegang saham harus menanamkan saham paling sedikit 1 (satu) tahun. Kekuasaan tertinggi terletak pada pegang saham yang memilih direktur dan dewan komisaris dalam Rapat Umum



Pemegang Saham (RUPS) serta



menentukan gaji direktur tersebut. 10.4.2. Dewan Komisaris Merupakan badan kekuasaan tertinggi dalam perusahaan. Dewan komisaris bertindak sebagai wakil dan pemegang saham. Komisaris diangkat menurut ketentuan yang ada dalam perjanjian dan dapat diberhentikan setiap waktu oleh RUPS apabila melakukan tindakan yang bertentangan dengan anggaran dasar atau kepentingan perseroan tersebut. Umumnya dipilih dalam Rapat Umum Pemegang Saham dari kalangan pemegang saham yang mempunyai saham terbanyak dari perseroan tersebut. Tugas Dewan Komisaris: Menentukan kebijaksanaan perusahaan dan memberikan nasehat pada Direktur Utama. Mengadakan



evaluasi/pengawasan



tentang



hasil



yang



diperoleh



perusahaan. Mengawasi direktur dan berusaha agar tindakan direktur tidak merugikan perseroan. Memberikan nasehat kepada direktur bila direktur ingin mengadakan perubahan dalam perusahaan. Menyetujui dan menolak rencangan yang diajukan direktur.



X-5



Mempunyai wewenang untuk mengganti Direktur Utama, apabila tindakannya tidak sesuai dengan anggaran dasar yang sudah ditetapkan. 10.4.3. Direksi Merupakan pemegang saham kepengurusan perusahaan dan merupakan pemimpin tertinggi dan penanggung jawab utama dalam perusahaan secara keseluruhan. Direksi terdiri dari: a. Direktur Utama Direktur Utama merupakan pemimpin eksekusif tertinggi dalam perusahaan dan dalam tugasnya sehari-hari dibantu oleh Direktur Teknik dan Direktur Adaministrasi. Tugas wewenang Direktur Utama adalah: Merencanakan kegiatan perusahaan serta membentuk organisasi yang efektif dan efisien. Berhak mewakili urusan ekstern perusahan atau menunjuk wakil untuk menanganinya. Menentukan



kebijaksanaan



perusahaan



dalam



mengambil



keputusan-keputusan penting. Memberikan penanggungjawaban kepada Dewan Komisaris. b. Direktur Teknik Dan Produksi Direktur Teknik dan Produksi diangkat oleh Direktur Utama untuk menerima wewenang Direktur Utama yang berkaitan dangan bidang teknik dan produksi.



X-6



Tugas dan wewenang Direktur Teknik dan Produksi adalah: Berwenang membuat keputusan dalam bidang teknik tetapi tidak terlepas dari kebijaksanaan bagian produksi. Berwenang dalam produksi, misalnya memperkecil bidang produksi dan memperbesar produksi total, serta menjaga kualitas dan pengembangannya. Bertanggungjawab kepada Direktur Utama. c. Direktur Administrasi Dan Keuangan Direktur Administrasi dan Keuangan berkaitan erat dengan segala kegiatan diluar produksi, tetapi sangat erat hubungannya dengan kegiatan pabrik. Tugas dan wewenangnya: Menjaga kelancaran administrasi dan keuangan serta keamanan perusahaan. Mengadakan penelitian serta pengawasan terhadap pelaksanaan pengadaan pegawai, pembinaan pegawai, kesejahteraan sosial, serta dana sosial pegawai. Mengatur laporan keuangan serta neraca keuangan perusahaan. Bertanggungjawab



atas



pemasukkan



dan



pengeluaran



uang



perusahaan. 10.4.4. Kepala Bagian Teknik Kepala bagian teknik adalah kepala bagian yang bertanggungjawab atas semua kegiatan yang berhubungan erat dengan produksi. Dalam hal ini bukan produksi secara langsung, tetapi sebagai penunjang dalam proses produksinya.



X-7



Devisi-devisi yang dibawahinya adalah: 1. Devisi



Pemeliharaan



dan



Perbaikkan:



bertugas



untuk



merawat,



memelihara dan mempersiapkan peralatan dan fasilitas yang digunakan untuk proses produksi, serta memperbaiki peralatan yang rusak dan mempersiapkan suku cadangnya, agar peralatan tersebut dapat digunakan lagi dalam proses produksi. 2. Devisi Utilitas: bertugas dalam mempersiapkan listrik, baik berasal dari PLN maupun dari diesel guna menunjang kelangsungan proses produksi serta bertugas dalam mensuplai aliran air yang digunakan selama proses produksi berlangsung. Tugas utama dari devisi-devisi ini adalah membantu direksi dalam perancangan maupun dalam penelahan kebijaksanaan pokok dalam bidangnya masing-masing. Selain itu juga melaksanakan tugas-tugas yang diberikan direksi maupun Kepala Bagian Teknik. 10.4.5. Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Produksi adalah kepala bagian yang bertanggungjawab atas segala kegiatan produksi, mulai dari perancangan, pembuatan/produksi dan pengendalian mutu produk. Devisi-devisi yang dibawahinya adalah: Devisi Proses: bertugas dalam segala hal yang berkaitan dengan kegiatan produksi langsung. Dalam devisi ini masih terbagi atas devisi-devisi kecil yang menangani secara khusus mengenai spesialisasi prosesnya, misalnya: Devisi Reaktor, Devisi Destilasi dan lain sebagainya sesuai dengan proses produksinya.



X-8



Devisi Penyediaan: bertugas dalam merancang kebutuhan bahan baku dalam proses produksi dan bertanggungjawab atas penyediaan bahan baku tersebut. Devisi Gudang: bertugas dalam pengepakan atau pengemasan produk jadi dan menyimpan dalam gudang serta merencanakan pengiriman produk keluar pabrik. Devisi Pengendalian Mutu: bertugas dalam mengawasi dan mengontrol kualitas produk, agar produk yang diterjunkan ke konsumen mempunyai kualitas yang sesuai dengan standart yang ditetapkan. Sama seperti devisi-devisi yang lain, devisi yang tergabung dalam bagian produksi mempunyai tugas masing-masing yang bertanggungjawab langsung terhadap kepala bagian produksi. 10.4.6. Kepala Bagian Pemasaran Kepala bagian pemasaran mempunyai tugas menentukan daerah pemasaran dan melakukan penelitian pasar serta menangani masalah promosi. Kepala bagian pemasaran mambawahi devisi-devisi sebagai berikut: Devisi Penjualan: bertugas dalam menjual hasil produksi dengan harga yang telah ditetapkan, dan juga memiliki tugas mengatur pembelian bahan baku dan peralatan lainnya. Devisi Promosi: bertugas dalam mamperkenalkan produk kepada konsumen-konsumen yang membutuhkan atau pabrik-pabrik lain yang membutuhkan. Selain itu juga dapat menarik minat konsumen untuk membeli.



X-9



Devisi Pelayanan Konsumen: bertugas dalam melayani segala kebutuhan konsumen serta menerima keluhan-keluhan yang mungkin disampaikan oleh konsumen. 10.4.7. Kepala Umum Kepala umum mempunyai tugas untuk merencanakan, mengelolah dan mendayagunakan sumber daya manusia, baik sumber daya manusia yang sudah ada maupun sumber daya manusia yang masih baru. Kepala bagian ini bertanggungjawab langsung kepada direktur administrasi. Selain itu, kepala bagian umum juga mempunyai tugas untuk mengatur masalah upah karyawan, jenjang karir dan penempatan karyawan. Devisi-devisi yang dibawahi meliputi: Devisi Keamanan dan Keselamatan: bertugas untuk memperhatikan dan menjaga keamanan dan keselamatan karyawan selama berlangsungnya proses produksi. Devisi Transportasi: bertugas untuk mengatur transportasi karyawan, khususnya bagi karyawan wanita yang bekerja untuk shift malam. Devisi Kesejahteraan Karyawan: bertugas untuk mengatur semua kegiatan yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan. Mulai dari mengatur tunjangan, pemberian cuti dan JAMSOSTEK. Devisi Personalia: bertugas untuk memberi pekerja baru apabila perusahaan membutuhkan tenaga kerja. Tugasnya mulai penyebaran iklan lowongan, pengadaan test, pemilihan dan pelatihan pekerja baru.



X-10



Devisi Kebersihan: bertugas untuk menjaga kebersihan di dalam lingkungan pabrik, baik di lingkungan produksi maupun di lingkungan administrasi. 10.4.8. Kepala Bagian Keuangan Kepala bagian keuangan bertugas mengatur keuangan serta menangani penyediaan serta pembelian baik bahan baku maupun peralatan. Kepala bagian keuangan bertanggungjawab kepada direktur administrasi mengenai pengeluaran yang dilakukan. Devisi-devisi yang dibawahi meliputi: Devisi Pembukuan Devisi Keuangan



X-11



STRUKTUR



X-12



10.5. Kebutuhan Tenaga Kerja Dan Tingkat Pembagian Golongan Pabrik Etanol ini direncanakan akan beroperasi selama 300 hari dalam setahun dan 24 jam per hari, sisa harinya digunakan untuk perbaikkan dan perawatan serta shut down. Kebutuhan tenaga kerja diambil dari sekitar pabrik dan diklasifikasikan menurut urutan jabatan diatas serta tingkat pendidikan, keahlian dan kemampuan. Sedangkan untuk pekerja dibedakan atas pekerja borongan dan pekerja harian. 10.5.1. Waktu Kerja Sesuai dengan peraturan pemerintah bahwa jumlah jam kerja untuk karyawan adalah 40 jam dalam satu minggu, yang dibedakan dalam dua bagian yaitu: a. Pegawai Non Shift Merupakan karyawan yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi, misalnya Direktur, Kepala Bagian dan seksi-seksi dibawah tanggung jawab non teknis atau yang bekerja di pabrik dengan jenis kontinu. Ketentuan jam kerja adalah sebagai berikut: Senin – Kamis : 08.00 – 16.00 (Isterahat : 12.00 – 13.00) Jum’at



: 08.00 – 16.00 (Isterahat : 11.00 - 13.00)



Sabtu



: 08.00 – 13.00



b. Pegawai Shift Merupakan karyawan yang secara langsung menangani proses dan mengatur bagian-bagian tertentu di pabrik yang ada hubungannya dengan keamanan dan



X-13



keselamatan produksi. Karyawan shift sehari bekerja selama 24 jam yang terbagi dalam 3 shift, yaitu: Shift I : 07.00 – 15.00 Shift II : 15.00 – 23.00 Shift III : 23.00 -17.00 Untuk menjaga kelancaran pelaksanaan jam kerja selama bergilir, maka karyawan shift dibagi menjadi empat regu/grup sehingga para pekerja dapat bekerja dengan optimal karena dapat bekerja secara bergiliran, dimana jika tiga regu bekerja maka satu regu libur. Tabel 10.1. Jadwal kerja karyawan Regu



Hari 1



2



3



4



5



6



7



8



9



10



11



12



13



14



I



P



P



P



_



M



M



M



_



S



S



S



_



P



P



II



S



S



_



P



P



P



_



M



M



M



_



S



S



S



III



M



_



S



S



S



_



P



P



P



_



M



M



M



_



IV



_



M



M



M



_



S



S



S



_



P



P



P



_



M



Keterangan: P : Pagi (Shift I) S : Siang (Shift II) M : Malam (Shift III) - : Libur



X-14



10.5.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja Penentuan jumlah karyawan proses: Kapasitas 20.000 ton/tahun = 66,6 ton/hari. Dari Vilbrant, figure 6-35, hal. 235, untuk peralatan dengan kondisi rata-rata didapat: M = 15,2 P0,25 = 15,2



(66,6)0,25



= 44 orang. Jam/hari tahapan proses Pra Rencana Pabrik Etanol terbagi menjadi lima tahapan proses, sehingga didapat: Jumlah karyawan proses = 44



5 = 220 orang.jam/hari



Karena satu shift ada 8 jam, maka: Jumlah karyawan proses =



220orang. jam / hari 8 jam



28orang / shift.hari



Karyawan shift terdiri dari empat regu, yaitu tiga regu bekeja dan satu regu libur, maka: Jumlah karyawan proses = 28 orang/shift.hari Jadi jumlah karyawan proses adalah 112 orang.



X-15



4 = 112 orang/hari



10.5.3. Perincian jumlah karywan Jumlah karyawan yang dibutuhkan untuk terselenggaranya Pra Rencana Pabrik Etanol dapat diuraikan sebagai berikut: Tabel 10.2. Perincian jumlah karyawan dan latar belakang Pendidikan No



Jabatan



SMU



D3



S1



S2



Keterangan



1



Dewan Komisaris



2



Tek. Kimia/Tek.Industri



2



Direktur Utama



1



Tek. Kimia



3



Litbang



1



Tek. Kimia



4



Direktur Teknik & Produksi



1



Tek. Kimia



5



Direktur Atministrasi & Keuangan



1



Ilmu Atministrasi Niaga



6



Kabag. Produksi



1



Tek. Kimia



7



Kabag. Teknik



1



Tek. Mesin



8



Kabag. Quality Control



1



Tek. Kimia



9



Kabag. SDM



1



Psikologi Industri



10



Kabag. Pemasaran



1



Ekonomi Manajemen



11



Kabag. Keuangan & Administrasi



1



Ekonomi Akuntansi



12



Kabag. Umum



1



Ilmu Administrasi Negara



13



Kasie. Proses



1



Tek. Kimia



14



Karyawan Proses



15



Kasie. Penyediaan



16



Karyawan Penyediaan



17



Kasie. Pengendalian Mutu



112



1



Tek. Kimia



4



1



X-16



Tek. Industri



18



Karyawan Pengendalian Mutu



2



Tek. Industri



19



Kasie. Gudang



1



Tek. Kimia



20



Karyawan Gudang



21



Kasie. Utilitas



22



Karyawan Utilitas



23



Kasie. Pemeliharaan & Perbaikkan



24 25



Karyawan Pemeliharaan & Perbaikan Kasie. Lingkungan



26



Karyawan Lingkungan



27



Kasie. Jaminan Mutu



28



Karyawan Jaminan Mutu



29



Kasie. Pengendalian Proses



30



Karyawan Pengendalian Proses



31



Kasie. Kesehatan



32



Karyawan Kesehatan



33



Kasie. Ketenagakerjaan



34



Karyawan Ketenagakerjaan



35



Kasie. Pembelian



36



Karyawan Pembelian



37



Kasie. Penjualan



38



Karyawan Penjualan



39



Kasie. Promosi & Periklanan



8



1



Tak. Industri



8



1



8



STM Mesin 1 4 1 8



Tek.Lingkungan / Tek. Kimia Tek.Lingkungan / Tek. Kimia Tek. Industri Tek. Industri



1 4



Tak. Kimia Tak. Kimia



1 2



Kedokteran Keperawatan



1 2



Psikologi Industri -



1 3



Ekonomi Manajemen Ekonomi Manajemen



1 2



Ekonomi Manajemen -



1



X-17



Tak. Mesin



Desing Grafis



40



Karyawan Promosi dan Periklanan



41



Kasie. Riset & Marketing



42



Karyawan Riset & Marketing



43



Kasie. Keuangan



44



Karyawan Keuangan



45



Kasie. Akuntansi



46



Karyawan Akuntansi



47



Kasie. Humas



48



Karyawan Humas



49



Kasie. Pesonalia



50



Karyawan Personalia



51



Kasie. Keamanan



52



Karyawan Keamanan



53



Kasie. Kebersihan



54



Karyawan Kebersihan



55



Kasie. Transportasi



56



Karyawan Transportasi



2



1



Ekonomi Manajemen



3



1 2



Ekonomi Manajemen Ekonomi Manajemen



1 2



Ekonomi Akuntansi Ekonomi Akuntansi



1 2



Hukum/Psikologi Industri Hukum/Psikologi Industri



1 1



Psikologi Industri Psikologi Industri



1



Purnawirawan ABRI



4



1



Tek. Lingkungan



8



1 8



Total



Tek. Transportasi Tek. Transportasi 235



X-18



10.5.4. Status Karyawan Menurut statusnya karyawan Pabrik Etanol ini dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu: a. Karyawan tetap Merupakan karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan Surat Keputusan (SK) Direksi dan mendapatkan gaji bulanan berdasarakan kedudukan, keahlian, dan masa kerja dalam perusahaan. b. Karyawan harian Merupakan karyawan yang diangkat dan diberhentikan oleh Direksi tanpa Surat Keputusan (SK) Direksi dan mendapatkan gaji harian yang dibayar setiap akhir pekan. c. Pekerja borongan Merupakan pekerja yang dipekerjakan oleh pabrik apabila diperlukan saja, misalnya bongkar muat bahan baku dan produk, shut down, dan lain-lain. Pekerja borongan menerima gajih untuk satu pekerjaan tersebut. 10.5.5. System Pengupahan Karyawan Pada Pra Rencana Pabrik Etanol, besar kecilnya upah yang diberikan berdasarkan pada: Tingkat pendidikan Pengalaman kerja Tanggung jawab dan kedudukan Keahlian yang dimiliki



X-19



Didasarkan atas kedudukan dan perbedaan status ini, maka system pengupahan pada Pra Pencana Pabrik Etanol dibedakan menjadi: -



Upah bulanan Upah bulanan diberikan pada karyawan tetap yang bersarnya berbeda-beda untuk setiap karyawan dan diberikan setiap akhir bulan.



-



Upah harian Upah harian diberikan kepada karyawan harian tetap yang besarnya berbeda-beda untuk setiap karyawan dan diberikan setiap akhir pekan.



-



Upah borongan Upah borongan diberikan kepada karyawan harian lepas atau karyawan borongan yang gajihnya tidak tetap, tergantung pada macam pekerjaan yang dilakukan dan upah tersebut diberikan setelah pekerjaan itu selesai. Daftar upah yang diberikan kepada seluruh tingkatan karyawan dapat



dilihat pada tabel 10.3 berukut ini: Tabel 10.3 Daftar gaji atau upah karyawan No Jabatan



Jumlah



Gaji/Bln (Rp)



Total (RP)



1



Dewan Komisaris



2



9.000.000



18.000.000



2



Direktur Utama



1



8.000.000



8.000.000



3



Litbang



1



5.000.000



5.000.000



4



Direktur Teknik & Produksi



1



7.000.000



7.000.000



5



Direktur Administrasi & Keuangan



1



7.000.000



7.000.000



6



Kabag. Produksi



1



5.000.000



5.000.000



7



Kabag. Produksi



1



5.000.000



5.000.000



X-20



8



Kabag. Quality Control



1



5.000.000



5.000.000



9



Kabag. SDM



1



5.000.000



5.000.000



10



Kabag. Pemasaran



1



5.000.000



5.000.000



11



Kabag. Keuangan & Adminisrtasi



1



5.000.000



5.000.000



12



Kabag.Umum



1



5.000.000



5.000.000



13



Kasie. Proses



1



2.000.000



2.000.000



14



Karyawan Proses



112



600.000



67.200.000



15



Kasie. Penyadiaan



1



2.000.000



2.000.000



16



Karyawan Penyadiaan



4



600.000



2.400.000



17



Kasie. Pengendalian Mutu



1



2.500.000



2.500.000



18



Karyawan Pengendalian Mutu



4



600.000



2.400.000



19



Kasie. Gudang



1



2.000.000



2.000.000



20



Karyawan Gudang



8



600.000



4.800.000



21



Kasie. Utilitas



1



2.000.000



2.000.000



22



Karyawan Utilitas



8



600.000



4.800.000



23



Kasie. Pemeliharaan & Perbaikkan



1



2.000.000



2.000.000



24



Karyawan Pemeliharan & Perbaikan



8



600.000



4.800.000



25



Kasie. Lingkungan



1



1.500.000



1.500.000



26



Karyawan Lingkungan



4



600.000



2.400.000



27



Kasie. Jaminan Mutu



1



1.500.000



1500.000



28



Karyawan Jaminan Mutu



8



600.000



4.800.000



29



Kasie. Pengendalian Proses



1



2.500.000



2.500.000



X-21



30



Karyawan Pengendalian Proses



5



600.000



3.000.000



31



Kasie. Kesehatan



1



2.000.000



2.000.000



32



Karyawan Kesehatan



2



1.000.000



2.000.000



33



Kasie. Ketenagakerjaan



1



1.500.000



1.500.000



34



Karyawan Ketenagakerjaan



2



600.000



1.200.000



35



Kasie. Pembelian



1



2.500.000



2.500.000



36



Karyawan Pembelian



3



1.000.000



1.000.000



37



Kasie. Penjualan



1



2.000.000



2.000.000



38



Karyawan Penjualan



2



600.000



1.200.000



39



Kasie. Promosi & Periklanan



1



2.000.000



2.000.000



40



Karyawan Promosi & Periklanan



3



600.000



1.800.000



41



Kasie. Riset & Marketing



1



2.500.000



2.500.000



42



Karyawan Riset & Marketing



3



600.000



1.800.000



43



Kasie. Keuangan



1



2.500.000



2.500.000



44



Karyawan Keuangan



2



600.000



1.200.000



45



Kasie. Akuntansi



1



2.500.000



2.500.000



46



Karyawan Akuntansi



2



600.000



1.200.000



47



Kasie. Humas



1



2.500.000



2.500.000



48



Karyawan Humas



2



600.000



1.200.000



49



Kasie. Personalia



1



2.500.000



2.500.000



50



Karyawan Personalia



1



600.000



600.000



51



Kasie. Keamanan



1



2.000.000



2.000.000



X-22



52



Karyawan Keamanan



10



600.000



6.000.000



53



Kasie. Kebersihan



1



1.000.000



1.000.000



54



Karyawan kebersihan



10



400.000



4.000.000



55



Kasie. Transportasi



1



2.000.000



2.000.000



56



Karyawan Transportasi



8



600.000



4.800.000



Total



266.900.000



10.6. Jamina Sosial Jaminan sosial adalah jaminan yang diterima oleh pihak karyawan jika terjadi sesuatu hal yang bukan karena kesalahannya sehingga dia tidak dapat melakukan pekerjaanya. Jaminan sosial yang diberikan oleh perusahaan kepada karyawan berupa: 1. Tunjangan Berbagai tunjangan yang diberikan perusahaan kepada karyawan adalah: a. Tunjangan lembur yang diberikan kepada tenaga kerja yang bekerja diluar jam kerja yang telah ditetapkan (khusus untuk tenaga kerja shift). b. Tunjangan diluar gaji pokok yang diberikan kepada tenaga kerja tetap berdasarkan prestasi yang telah dilakukannya dan lama pengabdiannya kepada perusahaan tersebut. c. Jatah makan satu kali untuk setiap tenaga kerja yang bekerja lembur.



X-23



2. Cuti a. Cuti tahunan selama 12 hari kerja dan diatur dengan mengajukan permohonan satu minggu sebelmnya untuk dipertimbangkan izinnya. b. Cuti sakit bagi tenega kerja yang memerlukan istirahat total berdasarkan surat keterangan dokter. c. Cuti hamil selama tiga bulan bagi tenaga kerja wanita. d. Cuti untuk keperluan dinas atas perintah atasan berdasarkan kondisi tetentu perusahaan. 3. Fasilitas Fasilitas yang diberikan berupa seragam kerja untuk karyawan dan perlengapan keselamatan kerja seperti helm, sarung tangan, sepatu boot, kaca mata pelindung dan lain-lain. 4. Pengobatan a. Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan pada ploliklinik perusahaan dan diberikan secara cuma-cuma kepada karyawan yang membutuhkan. b. Untuk pengobatan dan perawatan yang intensif yang harus dilakukan di rumah sakit akan dibeerikan penggantian ongkos sebesar 50%. c. Karyawan kesehatannya



yang



mengalami



dalam



kecelakaan



melakukan



tugas



mendapatkan penggantian ongkos sepenuhnya.



X-24



atau



terganggu



perusahaan,



akan



5. Insentif atau bonus Insentif diberikan dengan tujuan untuk meningkatkan produktifitas dan merangsang gairah kerja karyawan. Besarnya insentif ini dibagi menurut golongan dan jabatan. Pemberian insentif untuk golongan operatif (golongan kepala seksi kebawah) diberikan setiap bulan, sedangkan untuk golongan diatasnya diberikan pada akhir tahun produksi dengan melihat besarnya keuntungan



dan target yang



dicapai. 6. Perumahan Perumahan diberikan terutama bagi karyawan yang menduduki jabatan penting, mulai direksi sampai kasie.



X-25



BAB XI ANALISA EKONOMI



Analisa ekonomi merupakan suatu cara untuk mengetahui apakah pabrik yang akan didirikan menguntungkan atau tidak. Oleh karena itu didalam Pra Rencana Pabrik Etanol dibuat evaluasi untuk mengetahui beberapa investasi yang diperlukan untuk mendirikan pabrik Etanol tersebut. Cara untuk mengetahui jumlah investasi yang dibutuhkan oleh pabrik Etanol dapat menggunakan antara lain: 1. Internal rate of return (IRR) 2. Pay out Time(POT) 3. Break Evevt Point(BEP) 4. Return of Invesment (ROI) Untuk meninjaui metode-metode diatas perlu diadakan penafsiran terhadap beberapa hal yang menyangkut administrasi perusahaan dan jalannya proses.



11.1. Faktor-faktor Penentu 11.1.1. Total Capital Investment (TCI) Yaitu modal atau biaya yang dibutuhkan untuk mendirikan suatu pabrik mulai dari awal sampai pabrik selesai dibangun dan siap beroperasi. TCI terdiri dari:



XI-1



1. Fixed capital investment (modal tetap), yaitu modal yang dibutuhkan untuk mendirikan pabrik dan fasilitas FCI dibagi menjadi: a. Direct cost Yaitu modal yang langsung digunakan dalam proses, meliputi: - Pembelian peralatan - Instalasi dan pemasangan peralatan - Instrumentasi dan kontrol - Perpipaan - Peralatan listrik - Bangunan - Tanah - Fasilitas pelayanan - Pengembangan lahan b. Indirect cost Yaitu biaya atau modal yang dikeluarkan secara tidak langsung dikeluarkan untuk keperluan proses, meluputi: - Engineering dan supervisi - Kontruksi - Biaya kontraktor - Biaya tak terduga (contigency)



XI-2



2. Work capital investment Yaitu semua biaya yang dikeluarkan untuk mengoperasikan pabrik, dimana biaya yang dikeluarkan dipengaruhi oleh besarnya kapasitas pabrik, meliputi: - Penyedian bahan baku dalam waktu tertentu - Pengemasan produk - Biaya yang harus ada setiap bulannya (uang tunai) untuk membiayai pengeluaran rutin seperti gaji, pembelian bahan baku dan lain-lain. - Pajak yang harus dibayar - Perhitungan penerimaan dan pengeluaran - Utilitas - Sehingga: TCI = FCI + WCI



11.1.2. Biaya produksi Adalah biaya yang dikeluarkan tiap satu-satuan produksi. Biaya produksi terdiri dari: a. Biaya pembuatan Yaitu semua biaya proses meliputi: - Biaya produksi langsung (DPC) - Biaya produksi tetap (FPC) - Biaya overhead pabrik (POC)



XI-3



b. Biaya umum Yaitu biaya yang tidak berhubungan dengan proses, meliputi: - Biaya administrasi - Biaya distribusi dan pemasaran - Litbang Berdasarkan sifatnya, biaya produksi dibagi menjadi: a. Biaya tetap Yaitu biaya yang dikeluarkan secara tetap dan tidak tergantung dari kapasitas pabrik, yang termasuk biaya tetap antara lain: - Bunga bank - Asuransi - Depresiasi - Pajak - Dan lain-lain b. Biaya semi variabel (SVC) Yaitu biaya yang bervariasi tetapi tidak berbanding lurus dengan kapasitas pabrik, antara lain: - Biaya utilitas - Biaya bahan baku - Gaji karyawan - Supervisor - Pemelihraan dan perbaikan



XI-4



11.1.3. Penaksiran Harga Alat Harga suatu alat setiap saat dapat berubah sesuai dengan perubahan ekonomi. Karena perubahan kondisi ini maka terdapat beberapa cara untuk mengkonversi harga suatu alat yang sama beberapa tahun yang lalau, sehingga diperoleh harga yang ekivalen dengan harga sekarang. Harga alat pada pabrik Etanol ini didasarkan pada data harga alat yang terdapat pada literatur Peter and Timmerhaus serta G.D. Ulrich. Untuk menaksir harga alat pada tahun 2010, maka digunakan persamaan dari Peter and Timmerhaus berikut: Harga alat sekarang =



Nilai indeks tahun ter hitung Nilai indeks original



Harga alat original



11.1.4. Pentuan Total Capital Investment (TCI) 1. Modal langsung a. Harga peralatan (E)



= Rp. 64.363.593.000



b. Instalasi alat (57% E)



= Rp. 36.687.248.010



c. Instrumentasi dan kontrol (18% E)



= Rp. 11.585.446.740



d. Perpipaan terpasang (66% E)



= Rp. 42.479.971.380



e. Listrik terpasang (15% E)



= Rp. 9.654.538.950



f. Bangunan + tanah (30% E)



= Rp. 19.309.077.900



g. Fasilitas pelayanan (75% E)



= Rp. 48.272.694.750



h. Pengembangan lahan (10% E)



= Rp. 6.436.359.300



Total modal langsung (DC)



= Rp. 227.203.483.290



XI-5



2. Modal tak langsung (IC) a. Engineer dan supervisi (35% E)



= Rp. 22.527.257.550



b. Biaya kontruksi (45%E)



= Rp. 28.963.616.850



Total modal tak langsung (IC)



= Rp. 51.490.874.400



3. Total plant cost (TPC) TPC = DC + IC



= Rp. 214.330.764.690



4. Modal tetap (FCI) a. Kontraktor 20% (DC + IC)



= Rp. 42.886.152.938



b. Biaya tak terduga 25% (DC + IC)



= Rp. 53.582.691.172



Total modal tetap (FCI)



= Rp. 96.468.844.110



5. Modal kerja (WCI) 20% TCI



= Rp. 24.117.211.028



6. Total kapital investment (TCI) TCI



= FCI + WCI



TCI



= 20% TCI + Rp. 96.468.844.110



80% TCI = Rp. 96.468.844.110 TCI



= Rp. 120.586.055.138



11.1.5. Biaya Pembuatan 1. Biaya produksi langsung a. Gaji karyawan 1 tahun (TK)



= Rp. 3.202.800.000



b. Bahan baku 1 tahun



= Rp. 1.642.243.332



c. Utilitas 1 tahun



= Rp. 5.283.497.700



d. Pemeliharaan dan perawatan (10% FCI) = Rp. 9.646.884.411



XI-6



e. Laboratorium (15% TK)



= Rp. 40.035.000



f. Paten dan royalties (3% TPC)



= Rp. 1.492.310.269



g. Supervisi (15% TK)



= Rp. 40.035.000



Total biaya produksi langsung (DPC)



= Rp. 21.347.805.712



2. Biaya produksi tetap a. Pajak kekayaan (5% FCI)



= Rp. 4.823.442.206



b. Asuransi (5% FCI)



= Rp. 4.823.442.206



c. Depresiasi alat (15% E)



= Rp. 9.654.538.950



d. Depresiasi bangunan (3% bangunan)



= Rp. 55.800.000



e. Bunga bank (15% modal pinjaman)



= Rp. 7.235.163.308



Total biaya produksi tetap (FPC)



= Rp. 26.592.386.670



3. Biaya overhead pabrik



= Rp. 4.967.909.706



4. Biaya pengeluaran umum (GE) a. Administrasi (15% TPC)



= Rp. 4.974.367.564



b. Distribusi dan pemasaran (2,5% TPC)



= Rp. 994.873.513



c. Litbang (5%TPC)



= Rp. 2.487.183.782



Total biaya umum (GE)



= Rp. 8.456.424.860



5. Biaya produksi tetap (TPC) TPC = DPC +FPC + Overhead + GE



XI-7



= Rp. 49.743.675.647



11.1.6. Analisa Profitabilitas Asumsi yang diambil: 1. Modal yang digunakan terdiri dari: a. Modal sendiri (60%) b. Modal pinjaman (40%) 2. Bunga kredit = 15% per tahun 3. Masa kontruksi Tahun I = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman Tahun II = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman 4. Pengembalian pinjaman dalam waktu 10 tahun 5. Umur pabrik 5 tahun 6. Kapasitas produksi Tahun



= 80% dari produksi total



Tahun



= 100% dari produksi total



7. Pajak penghasilan = 30% per tahun



Menghitung total investasi: -



Masa kontruksi tahun I: Modal sendiri



= 60% TCI = Rp. 72.351.633.083



Modal pinjaman = 40% TCI = Rp. 48.234.422.055 -



Masa kontruksi tahun I: Modal sendiri



= 60% Tahun I = Rp. 43.410.979.850



Modal pinjaman = 40% Tahun II = Rp. 19.293.768.822



XI-8



Menghitung biaya variabel (VC): -



Bahan baku/tahun



= Rp. 1.642.243.332



-



Utilitas 1 tahun



= Rp. 5.283.497.700



-



Pengemasan 1 tahun



= Rp. 279.999.992



-



Gaji karyawan



= Rp. 266.900.000



Total biaya variabel (VC)



= Rp. 7.472.641.024



Menghitung biaya semi variabel (SVC): -



Biaya umum



= Rp. 8.456.424.860



-



Biaya overhead



= Rp. 4.967.909.706



-



Pemeliharaan



= Rp. 9.646.884.411



-



Biaya loboratorium



= Rp. 40.035.000



Total biaya semi variabel (SVC)



= Rp. 23.111.253.977



Laba untuk kapasitas pabrik 100% Pajak



= 35% per tahun



Laba Kotor = Total penjualan – Biaya produksi total = Rp. 189.999.994.700 – Rp. 120.586.055.138 = Rp. 69.413.939.562 Laba Bersih = Laba kotor



(1-0,35)



= Rp. 69.413.939.562



0,65



= Rp. 45.119.060.715



XI-9



Nilai penerimaan Cash Floe setalah pajak (CA) CA



= Laba bersih + Depresiasi = Rp. 45.119.060.715 + Rp. 9.654.538.950 = Rp. 54.773.599.665



Menghitung penilaian investasi: 1. POT FCI



= Rp. 96.468.844.110



TCI



= Rp. 120.586.055.138



CA



= Rp. 54.773.599.665



POT



=



FCI Cash Flow



=



Rp. 96.468.844.110 1 tahun Rp.54.773.599.665



1 tahun



= 1,76 tahun 2. ROI Pajak



= 35%



Laba kotor



= Rp. 69.413.939.562



Laba bersih = Rp. 45.119.060.715 FCI



= Rp. 96.468.844.110



ROIBT



=



Laba Kotor 100 % FCI



=



Rp. 69.413.939.562 100% Rp. 96.468.844.110



= 71,96 %



XI-10



ROIAT



=



Laba bersih FCI



=



Rp. 45.119.060.715 100% Rp. 96.468.844.110



100 %



= 46,77% 3. BEP FPC



= Rp. 26.592.386.670



SVC



= Rp. 23.111.253.977



VC



= Rp. 7.472.641.024



S



= Rp.189.999.994.700



BEP



=



FPC 0,3 SVC 100% S - 0,7 SVC - VC



=



26.592.386.670 (0,3 23.111.253.977) 100% 189.999.994.700 (0,7 23.111.253.977) 7.472.641.024



= 38,53%



Gambar 11.1 Break event point Pra Rencana Pabrik Etanol



XI-11



Titik BEP terjadi pada kapasitas produksi: = 38,53%



20.000 ton/tahun



= 7766 ton/tahun Nilai BEP untuk pabrik Etanol berada diantara 30-80%, maka nilai BEP memadai. Untuk produksi Tahun I kapasitas pabrik 80% dari kapasitas sesungguhnya, sehingga keuntungannya adalah: PBi PB



(100



BEP) - (100 - kapasitas ) 100 - BEP



Dimana: PBi



= Keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)



PB



= Keuntungan pada kapasitas 100%



% Kap



= % kapasitas yang tercapai



PBi Rp.45.119.060.715 PBi



=



(100 38,53 ) (100 80) (100 38,53)



= Rp. 30.439.034.417



Sehingga Chas Flow setelah pajak untuk Tahun I: CA



= Laba bersih Tahun I + Depresiasi = Rp. 30.439.034.417 + Rp. 9.710.338.950 = Rp. 40.149.373.367



4. Shut Down Point SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik yang masih boleh beroperasi. SDP =



0,3 SVC 100 % S - SVC - VC



XI-12



=



0,3 23.111.253 .977 100 % 189.999.99 4.700 - 23.111.253 .977 - 7.472.641. 024



= 4,35% Titik Shut Down Point terjadi pada kapasitas: = 4,35%



20.000 ton/tahun



= 870 ton/tahun 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



Rp. 54.773.599.665 (1 + 0,2)2



= 40%



= Rp.31.549.593.407 CA (1 + i)2



CA-1 = 60% = 60%



Rp. 54.773.599.665



(1 + 0,2)2



= Rp. 47.324.390.111 CA-O = (CA-2 - CA-1) = Rp. 31.549.593.407 - Rp. 47.324.390.111 = Rp. -157.747.96.704 b. Menghitung NPV tiap tahun NPV = CA Fd



=



Fd



1 (1 i) 2



XI-13



Dimana: NPV



= Net Preaent Value



CA



= Cash Flow setalah pajak



Fd



= Faktor diskon



i



= Tingkat bunga bank



n



= Tahun ke-n



Tabel 11.1 Cash flow untuk NPV selama 10 tahun Tahun



Cash Flow/CA (Rp)



Fd (i = 0,15)



NPV



0



-157.747.96.704



1



1



47.324.390.111



0,8696



41.153.289.640,5256



2



31.549.593.407



0,7561



23.854.647.575,0327



3



31.549.593.407



0,6575



20.743.857.665,1025



4



31.549.593.407



0,5718



18.040.057.510,1226



5



31.549.593.407



0,4972



15.686.457.841,9604



6



31.549.593.407



0,4323



13.638.889.229,8461



7



31.549.593.407



0,3759



11.859.492.161,6913



8



31.549.593.407



0,3269



10.284.141.084,7483



9



31.549.593.407



0,2843



8.943.962.405,6101



10



31.549.593.407



0,2472



7.776.811.490,2104



0



0,2472



0



31.549.593.407



0,2472



7.776.811.490,2104



Nilai Sisa WCI Total



-15.774.796.704



165.763.018.459



Karena harga NPV positif, maka pabrik layak didirikan.



XI-14



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 ini dengan cara trial. IRR



= i2 +



NPV1 (i2 NPV1 NPV2



i1 )



Dimana: i1



= Besarnya bunga pinjam tahun ke-1 yang trial 15%



i2



= Besarnya bunga pinjam tahun ke-2 yang trial 24%



Tabel 11.2Cash flow untuk IRR selama 10 tahun Cash Flow/CA Tahun



Fd (i = 0,15)



PV1



FD (0,24)



PV2



(Rp) 0



-157.747.96.704



1



1



47.324.390.111



0,8696



41.153.289.640,5256



0,650364



26.764.618.063,7708



2



31.549.593.407



0,7561



23.854.647.575,0327



0,422974



10.089.895.703,4019



3



31.549.593.407



0,6575



20.743.857.665,1025



0,275087



5.706.365.573,5201



4



31.549.593.407



0,5718



18.040.057.510,1226



0,178907



3.227.492.568,9635



5



31.549.593.407



0,4972



15.686.457.841,9604



0,116354



1.825.182.115,7435



6



31.549.593.407



0,4323



13.638.889.229,8461



0,075673



1.032.095.664,6901



7



31.549.593.407



0,3759



11.859.492.161,6913



0,049215



583.664.906,7376



8



31.549.593.407



0,3269



10.284.141.084,7483



0,032008



329.174.787,8406



9



31.549.593.407



0,2843



8.943.962.405,6101



0,020817



186.186.465,3976



10



31.549.593.407



0,2472



7.776.811.490,2104



0,013538



105.282.473,9545



0



0,2472



0



31.549.593.407



0,2472



7.776.811.490,2104



NPV1=



165.763.018.459



Nilai sisa WCI Total



-15.774.796.704



XI-15



1



0,0135 0,013538 NPV2=



-15.774.796.704



0 105.282.473,9545 34.180.444.094



IRR = 15 %



165.763.01 8.459 (24 % 15 %) 165.763.01 8.459 - 34.180.444 .094



= 26.34% Dengan besarnya IRR = 26.34% maka pabrik layak didirikan, karena IRR > bunga bank (15%).



XI-16



BAB XII KESIMPULAN



Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi direncanakan akan didirikan di Mbay, Nagekeo, Flores, NTT dengan kapasitas 20000 ton/tahun. Dari segi rancang bangun peralatan, secara keseluruhan peralatan baik jenis maupun ukurannya sangat memungkinkan untuk diperoleh dan diadakan serta mudah dalam pemeliharaannya. Berdasarkan perhitungan dan analisa ekonomi maka Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi ini layak untuk didirikan dengan pertimbangan sebagai berikut: -



ROI sebelum pajak



= 71,96 %



-



ROI sesudah pajak



= 46,77%



-



Pay Out Time (POT)



= 1 tahun 8 bulan



-



Break Event Point (BEP)



= 38,53%



-



Internal Rate of Return (IRR) = 26.34% Dari segi manajemen dengan jumlah karyawan yang ada serta bentuk



peusahaan Peseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi garis dan staff, maka pembagian tugas dan tanggung jawab dari karyawan akan lebih jelas. Dengan memperhatikan tinjauan dan pembahasan maka dapat disimpulkan bahwa “ Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi “ dapat dilanjutkan pada tahap perancangan.



XII-1



APPENDIKS A PERHITUNGAN NERACA MASSA



Kapasitas Produksi



= 20.000 ton/thn



Produksi Etanol



=



20 .000 1000 24 300



= 2777,7777 kg/jam Operasi



= 300 hari/thn



Basis



= 680003,9419 kg/jam



Berat Molekul: C12H22O11



= 342



(C6H10O5)3



= 486



C12H20O10



= 324



C18H28O14



= 468



C6H12O6



= 180



H2O



= 18



H2N.CN.NH2



= 58



CaO



= 56



App A-1



1. Pencucian Ubi Kayu H2O



Ubi kayu kotor



Ubi kayu bersih



Kotoran + H2O



Ubi kayu yang dibutuhkan: 680003,9419 kg Asumsi: Kotoran ubi kayu 10% Total ubi kayu bersih = Berat ubi kayu x 90% = 680003,9419 x 90% = 612003,5477 kg Kotoran ubi kayu



= Berat ubi kayu x 10% = 680003,9419 x 10% = 68000,399419 kg



Tabel App.A.1 Neraca massa pencucian ubi kayu Masuk



Kg/jam



Keluar



Kg/jam



Ubi kayu kotor



680003,9419



Ubi kayu bersih



612003,5477



H2O



680003,9419



Kotoran + H2O



748004,3465



Total



1360007,884



1360007,884



App A-2



2. Mesin Penggiling Ubi Kayu



H2O



Ubi kayu



Produk slurry



Asumsi:  Penambahan air 16% ubi kayu (Trubus, 2007) Komposisi ubi kayu: Karbohidrat



= 34,70%



Protein



= 1,20%



Lemak



= 0,30%



Air



= 62,50%



Ubi kayu yang digunakan 612003,5477 kg Karbohidrat



= 34,70 % x 612003,5477 kg = 212365,2371 kg



Protein



= 1,20 % x 612003,5477 kg = 7344,0426 kg



Lemak



= 0,30 % x 612003,5477 kg = 1836,0106 kg



Air



= 62,50 % x 612003,5477 kg = 382502,2173 kg



Impiuritis



= 1,30 % x 612003,5477 kg = 7956,0461 kg Total Ubi Kayu = 612003,5477 kg



Komposisi Karbohidrat: Amylosa (C12H20O10)



= 27%



Amylopektin (C18H28O14) = 73%



App A-3



Jadi komposisi karbohidrat: Amylosa (C12H20O10)



= 27 % x 212365,2371 kg = 57338,6140 kg



Amylopektin (C18H28O14) = 73 % x 212365,2371 kg = 155026,6231 kg Penambahan air agar kadar slurry mencapai 16% Berat kering = 221545,091 kg H2O sisa



=



16 % 221545 ,091kg 84 %



= 42199,0649 kg Tabel App A.2 Neraca massa mesin giling ubi kayu Masuk



Kg/jam



Ubi kayu:



Keluar



Kg/jam



Slurry:



-



Amylosa



57338,6140



-



-



Amylopektin



155026,6231



-



Amylopektin



155026,6231



-



Protein



7344,0426



-



Protein



7344,0426



-



Lemak



1836,0106



-



Lemak



1836,0106



-



Air



382502,2173



-



Air



424701,2822



-



Impiuritis



7956,0461



-



Impiuritis



7956,0461



Air yang ditambahkan



42199,0649



Total



654202,6186



App A-4



Amylosa



Total



57338,6140



654202,6186



3. Reaktor Liquifikasi E. α-amylase



T = 900C



Slurry



Slurry E. α-amylase



Asumsi:  Enzim yang ditambahkan sebesar 0,2143 g setiap berat kering (Prihandana Rama, dkk. 2007)  Amylase yang terhidrolisis menjadi 17% (Trubus, 2007)  Amylopektin yang terhidrolisis menjadi 17% (Trubus, 2007) Komposisi Feed Masuk: Slurry: -



Amylosa



= 57338,6140 kg



-



Amylopektin



= 155026,6231 kg



-



Protein



= 7344,0426 kg



-



Lemak



= 1836,0106 kg



- Air



= 424701,2822 kg = 646246,0496 kg



Reaksi I : C12H20O10 + H2O



C12H22O11



Amylosa



Maltosa 57338,6140 kg 0,17 = 30,0851 K.mol 324



Amylosa yang bereaksi



=



Air yang bereaksi



= 30,0851 x 18



Maltosa yang terbentuk



= 30,0851 x 342 =10289,1042 kg



App A-5



= 541,5318 kg



Amylosa sisa



= 57338,6140 x 0,83 = 47591,0496 kg



Reaksi II: C18H28O14 + H2O



(C6H10O5)3



Amylopektin



Dextrin



Amylopektin yang bereaksi =



155026,623 1 kg 0,17 = 56,3131 K.mol 468



Air yang bereaksi



= 56,3131 x 18 = 1013,6358 kg



Dextrin yang terbentuk



= 56,3131 x 486 = 27368,1666 kg



Amylopektin sisa



= 155026,6231 x 0,83 = 128672,0972 kg



Jumlah sisa H2O



= 424701,2822 kg – (H2O reaksi I + H2O reaksi II) = 424701,2822 kg – (541,5318 kg + 1013,6358 kg) = 424701,2822 kg – 1555,1676 kg = 423146,1146 kg



 Enzim yang ditambahkan 0,2143 g setiap berat kering (Prihandana Rama, dkk. 2007) =



0,2143 1000



berat ker ing



=



0,2143 1000



221545,091 kg



= 47,4771 kg



App A-6



Tabel App A.3 Neraca massa reaktor liquifikasi Masuk



Kg/jam



Slurry:



Keluar



Kg/jam



Slurry:



-



Amylosa



57338,6140



-



Amylosa sisa



-



Amylopektin



155026,6231



-



Amylopektin sisa 128672,0972



-



Protein



7344,0426



-



C12H22O11



10289,1042



-



Lemak



1836,0106



-



(C6H10O5)3



27368,1666



-



Air



424701,2822



-



Protein



7344,0426



= 646246,5725



-



Lemak



1836,0106



-



Air



423146,1146



47,4771



-



E.α-amylase



47,4771



646294,0496



Total



Enzim: -



E.α-amylase



Total



47591,0496



646294,0496



4. Reaktor Sakarifikasi Awal E. Glukoamylase



Slurry



Slurry



E.α-amylase



E. Glukoamylase



App A-7



Asumsi:  Enzim yang ditambahkan 0,1286 g setiap berat kering (Prihandana Rama, dkk. 2007)  Maltosa yang terhidrolisa menjadi 96% (Prihandana Rama, dkk. 2007)  Dextrin yang terhidrolisis menjadi 98% (Prihandana Rama, dkk. 2007) Komposisi Feed Masuk: Slurry: - C12H22O11



= 10289,1042 kg



- (C6H10O5)3 = 27368,1666 kg - Protein



= 7344,0426 kg



- Lemak



= 1836,0106 kg



- Air



= 423146,1146 kg



- E.α-amylase = 47,4771kg = 470030,9157 kg Reaksi I : C12H22O11 + H2O



2 (C6H12O6) 10289,1042 kg 1 342



Maltosa mula-mula



=



Maltosa yang bereaksi



= 30,0851 x 0,96



= 28,8817 kg



= 28,8817 x 342



= 9877,5414 kg



Maltosa sisa



= 30,0851 kmol



= Maltosa mula-mula – Maltosa yang bereaksi = 10289,1042 kg – 9877,5414 kg = 411,5628 kg



Air yang bereaksi



= Maltosa yang bereaksi x BM H2O = 30,0851 x 18



App A-8



= 541,5318 kg



Glukosa yang terbentuk



= Maltosa yang bereaksi x 2 = 30,0851 x 2



= 60,1702 K.mol



= 60,1702 x 180



= 10830,636 kg



Reaksi II: (C6H10O5)3 + 3 H2O



3 (C6H12O6)



Dextrin



Glukosa 27368,1666 kg 0,98 = 55,1868 K.mol 486



Dextrin yang bereaksi



=



Air yang bereaksi



= 55,1868 x 3



= 165,5604 K.mol



= 165,5604 x 18



= 2980,0872 kg



Dextrin sisa



= 27368,1666 kg x 0,02 = 547,3633 kg



Glukosa yang terbentuk



= 55,1868 x 3



= 165,5604 K.mol



= 165,5604 x 180



= 29800,872 kg



Jumlah sisa H2O



= H2O mula-mula – (H2O reaksi I + H2O reaksi II) = 423146,1146 kg – (541,5318 kg + 2980,0872 kg) = 423146,1146 kg – 3521,619 kg = 419624,381 kg



 Enzim yang ditambahkan 0,1216 g setiap berat kering (Prihandana Rama, dkk. 2007) =



0,1216 1000



berat ker ing



=



0,1216 1000



46884 ,8011 kg



= 5,7012 kg



App A-9



Tabel App A.4 Neraca massa reaktor sakarifikasi awal Masuk



Kg/jam



Keluar



Slurry:



Kg/jam



Slurry:



C12H22O11



10289,1042



- (C6H10O5)3 sisa



- (C6H10O5)3



27368,1666



-



- Protein



7344,0426



- C6H12O6



40631,508



- Lemak



1836,0106



- Protein



7344,0426



- Air



423146,1146



- Lemak



1836,0106



- E.α-amylase



47,4771



- Air



419624,381



= 470030,9157



- E.α-amylase



47,4771



- E.glukoamylase



5,7012



Total



470036,6169



-



Enzim: - E.glukoamylase



5,7012



Total



470036,6169



5.



C12H22O11



541,5318 411,5628



Reaktor Sakarifikasi Lanjutan



NPK + Ragi



H2N.CN.NH2 CO2



Slurry



Slurry + C2H5OH H2N.CN.NH2 NPK + Ragi



App A-10



Asumsi:  Ragi yang dibutuhkan sebanyak 0,14 g/ltr (Prihandana Rama, dkk. 2007)  NPK yang dibutuhkan sebanyak 2 g/ltr (Prihandana Rama, dkk. 2007)  H2N.CN.NH2 yang dibutuhkan sebanyak 9,29 g/ltr (Prihandana Rama, dkk. 2007)  Glukosa dikonversi 18% (Trubus, 2007) Untuk penambahan ragi, NPK dan urea, maka:  Penambahan Ragi =



50412 ,1213 kg 0,14 1000



= 7,0577 kg  Penambahan NPK =



50412 ,1213 kg 2 1000



= 100,8242 kg  Penambahan Urea =



50412 ,1213 kg 9,29 1000



= 468,3286 kg



App A-11



Komposisi Feed Masuk: Slurry: -



C12H22O11



= 411,5628 kg



-



C6H12O6



= 40631,508 kg



-



Protein



= 7344,0426 kg



-



Lemak



= 1836,0106 kg



-



Air



= 419624,381 kg



-



E.α-amylase



= 47,4771 kg



-



E.glukoamylase



= 5,7012 kg = 469900,7979 kg



Reaksi yang terjadi: Yeast saccharomyces cereviseae



C6H12O6



2 C2H5OH + 2 CO2



Glukosa



Etanol



40631,508 kg 0,18 = 40,6315 K.mol 180



Glukosa mula-mula



=



Etanol yang terbentuk



= 40,6315 x 46



= 1869,049 K.mol



= 1869,049 x 2



= 3738,098 kg



= 40,6315 x 44



= 1787,786 kg



= 1787,786 x 2



= 3575,572 kg



= 40631,508 x 0,82



= 33317,8366 kg



CO2 yang terbentuk



Glukosa sisa



App A-12



Tabel App A.5 Neraca massa sakarifikasi lanjutan Masuk



Kg/jam



Keluar



Slurry:



Kg/jam



Slurry:



-



C12H22O11



411,5628



-



C12H22O11



411,5628



-



C6H12O6



40631,508



-



C2H5OH



3738,098



-



Protein



7344,0426



-



C6H12O6



33317,8366



-



Lemak



1836,0106



-



Protein



7344,0426



-



Air



419624,381



-



Lemak



1836,0106



-



E.α-amylase



47,4771



-



Air



419624,381



-



E.glukoamylase 5,7012



-



E.α-amylase



47,4771



-



E.glukoamylase 5,7012



-



H2N.CN.NH2



468,3286



= 469900,7979 Nutrient: -



H2N.CN.NH2



468,3286



-



NPK



100,8242



-



NPK



100,8242



-



Ragi



7,0577



-



Ragi



7,0577 = 576,2105



= 466901,435 Gas: CO2 3575,572



Total



470477,0084



Total



470477,0084



Kehilangan pada reaktor sakarifikasi lanjutan: CO2 = 3575,572 kg



App A-13



6. Pemisahan Serat



Feed



RVF



Cake Asumsi: Liquid terikut solid sebesar 60% Liquid: C12O22H11 = 411,5628 kg C6H12O6



= 33317,8366 kg



C2H5OH = 3738,098 kg Air



= 419624,381 kg = 457091,8784 kg



Solid: H2N.CN.NH2



= 468,3286 kg



E.α-amylase



= 47,4771kg



E.glukoamylase



= 5,7012 kg



NPK



= 100,8242 kg



Ragi



= 7,0577 kg



Protein



= 7344,0426 kg



Lemak



= 1836,0106 kg = 9809,442 kg



App A-14



Cairan



Liquid terikut solid 60%: C6H12O6



= 33317,8366 kg x 60 %



= 19990,7019 kg



C12O22H11 = 411,5628 kg x 60 %



= 246,9377 kg



Air



= 251774,6286 kg



= 419624,381 kg x 60 %



= 271012.2682 kg Liquid yang ikut terpisah: C6H12O6



= 33317,8366 kg - 19990,7019



= 13327,1347 kg



C12O22H11 = 411,5628 kg - 246,9377 Air



= 164,6251 kg



= 419624,381 kg – 251774,6286



= 167849,7524 kg = 181341,5122 kg



Tabel App A.6 Neraca massa pemisahan serat Masuk



Kg/jam



Slurry:



Keluar



Kg/jam



Cake: 411,5628



-



E.α-amylase



47,4771



- C2H5OH



3738,098



-



E.glukoamylas



5,7012



- C6H12O6



33317,8366



H2N.CN.NH2



468,3286



- Protein



7344,0426



-



Protein



7344,0426



- Lemak



1836,0106



-



Lemak



1836,0106



- Air



419624,381



-



C12H22O11



246,9377



- E.α-amylase



47,4771



-



C6H12O6



19990,7019



- E.glukoamylase



5,7012



-



Air



251774,6286



- H2N.CN.NH2



468,3286



-



NPK



100,8242



- NPK



100,8242



-



Ragi



7,0577



-



C12H22O11



App A-15



- Ragi



7,0577



= 281839,7108 Bahan terpisah: -



C2H5OH



3738,098



-



Air



167849,7524



-



C12H22O11



164,6251



-



C6H12O6



13327,1347 = 185079,6102



Total



466901,3204



Total



466901,3204



7. Decanter C6H12O6



C2H5OH



C2H5OH



Air



Air



C12H22O11



C12H22O11



Cake



Feed masuk: C2H5OH



= 3738,098 kg



Air



= 167849,7524 kg



C12H22O11



= 164,6251 kg



C6H12O6



=13327,1347 kg = 185079,6102 kg



App A-16



C6H12O6



Air yang dipisahkan



= 88% dari air yang masuk = 88% x 167849,7524 kg = 147707,7821 kg



C6H12O6 yang dipisahkan



= 80% dari glukosa yang masuk = 80% x 13327,1347 kg = 10661,7078 kg



C12H22O11 yang dipisahkan = 80% dari maltosa yang masuk = 80% x 164,6251 kg = 131,7001 kg Bahan yang masuk destilasi: Air



= 167849,7524 kg - 147707,7821 kg



= 20141,9703 kg



C12H22O11



= 164,6251 kg - 131,7001 kg



= 32,925 kg



C6H12O6



=13327,1347 kg -10661,7078 kg



= 2665,4269 kg



Tabel App A.7 Neraca massa decanter Masuk



Kg/jam



Keluar



Kg/jam



C2H5OH



3738,098



Ke distilasi:



Air



167849,7524



-



C2H5OH



3738,098



C12H22O11



164,6251



-



Air



20141,9703



C6H12O6



13327,1347



-



C12H22O11



32,925



-



C6H12O6



2665,4269 = 26578,4202



Cake:



App A-17



-



Air



147707,7821



-



C12H22O11



131,7001



-



C6H12O6



10661,7078 = 158501,19



Total



185079,6102



Total



185079,6102



8. Distilasi C2H5OH, Air C6H12O6 C2H5OH Air C12H22O11 C2H5OH, Air, C12H22O11,C6H12O6 Asumsi:  Distilat: 95% etanol dan 5% air Tabel App A.8 Komposisi feed masuk Masuk



Kg



Mol



Fraski Mol



C2H5OH



3738,098



81,263



0,0669



Air



20141,9703



1118,9984



0,92861



C12H22O11



32,925



0,0963



0,00008



C6H12O6



2665,4269



14,8079



0,01219



Total



26578,4202



1215,1656



1



App A-18



XF = 0,0669 XD =



0,95 / 46 (0,95 / 46) (0,05 / 18)



XB =



0,35 / 46 (0,35 / 46) (0,45 / 18) (0,15 180) (0,05 342)



= 0,8834



= 0,2263



F=D+B 1215,1656 + B F x XF = D x XD + B x XB (1215,1656 x 0,0669) = (1215,1656 x B)( 0,8834) + (B x 0,2263) = 1073,4773 – 0,8834 B + 0,2263B



81,2946



0,7765 B = 995,4674 B = 1281,9928 D =B–F = 1281,9928 - 1215,1656 = 66,8272 kgmol  Komposisi distilat C2H5OH = XD x D = 0,8834 x 66,8272 = 2715,6153 kg Air



=



(0,05 / 18) 66,8272 (0,95 / 46) (0,05 / 18)



= 142,6104 kg C12H22O11



=



0,05 / 342 x 66,8272 (0,35 / 46) (0,45 / 18) (0,15 180) (0,05 342)



= 0,2909 kg



App A-19



C6H12O6



=



0,15 / 180 x 66,8272 (0,35 / 46) (0,45 / 18) (0,15 180) (0,05 342)



= 1,6580 kg  Komposisi Bottom Sisa C2H5OH



= 3738,098 – 2715,6153 = 1022,4827 kg



Sisa Air



= 20141,9703 – 142,6104 = 19999,3599 kg



C12H22O11



= 32,925 - 0,2909



= 32,6341 kg



C6H12O6



= 2665,4269 - 1,6580



= 2663,7689 kg



Tabel App A.9 Neraca massa destilasi Masuk



Kg/jam



Keluar



Kg/jam



C2H5OH



3738,098



Distilat::



Air



20141,9703



- C2H5OH



2715,6153



C12H22O11



32,925



- Air



142,6104



C6H12O6



2665,4269



= 2858,2257 Bottom: - C2H5OH



1022,4827



- H2O



19999,3599



- C12H22O11



32,6341



- C6H12O6



2663,7689 = 23718,2456



Total



26578,4202



Total



App A-20



26578,4202



Menghitung Bubble Point and Dew point Rumus Untuk Menghitung Bubble Point: Perhitungan buble point untuk feed dengan menggunakan sistem multi komponen yang diketahui feed terdiri dari dua komponen. Perhitungan dilakukan dengan cara mencari masing-masing komponen feed. Perhitungan dilakukan dengan mengasumsikan harga Pisat pertama 760 mmHg. Dengan tryal dan ereor dari nilai Tisat yang tepat untuk mencari Pisat baru dengan menggunakan persamaan antoine: B



ln P = A



T



C



..............................................................(1)



Dimana: A,B,C = konstanta antoine untuk masing-masing komponen. Nilai Pisat yang didapat, digunakan untuk mencari harga P dengan persamaan (Matthew Van Winkle ):



P



Pi satbaru ........................................................... (2) Pi sat asumsi



Pi



P1



Pt



X 1 P1



Yi



XiPi ....................................................... (5) X 1 P1 X 2 P2 yi



P2 ................................................................ (3)



X 2 P2 ........................................................ (4)



YiPt Pi



1,0 …………………………………. (6)



App A-21



Rumus Untuk Menghitung Dew Point: Perhitungan dew point untuk feed dengan menggunakan sistem multi komponen yang diketahui feed yang terdiri dari dua komponen yang sama pada perhitungan buble point,hanya simbol untuk masing-masing fraksi komponen adalah Xi:



xi



XiPi 1,0 .......................................................(7)



Perhitungan Bubble Point: Asumsi P = 1520 mmHg Temperatur = 99,910C Tabel App A.10 Komposisi feed masuk Masuk



Kg



Mol



Fraski Mol



C2H5OH



3738,098



81,263



0,0669



Air



20141,9703



1118,9984



0,92861



C12H22O11



32,925



0,0963



0,00008



C6H12O6



2665,4269



14,8079



0,01219



Total



26578,4202



1215,1656



1



App A-22



Tabel App A.11 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 99,860C P(Pi baru/ Komponen Xi



Yi



Pi sat



Xi .Yi



Pi . Xi



0,076579607



0,002619



117,0155878



0,8970851305



0,788179



1370,7689



Pi asumsi) 3421,508416 2,250992379



XiPi X 1 P1 ... X 3 P3



Etanol



0,0669



Air



0,92861 1560,174027 1,026430281



C12H22O11



0,00008 29,81086427 0,0196124107 3,343204432



0,1864043 0,0149054321



C6H12O6



0,01219 464,5039867 0,3055947281 0,0263255099



0,0227978 40,22604525



Total



1



1



1520,000



Asumsi P = 1520 mmHg Temperatur = 99,860C Tabel App A.12 Komposisi distilat Komponen



Kg



Mol



Fraksi Mol



Etanol



2715,6153



59,0351



0,8817



Air



142,6104



7,9228



0,1183



Total



2858,2257



66,9579



1



Tabel App A.13 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 50 0C P(Pi baru/ Komponen



Xi



Yi



Pi sat Pi asumsi)



XiPi X 1 P1 ... X 3 P3



Xi .Yi



Pi . Xi



1442,544201



Etanol



0,8817 1625,58508 1,06946386 0,9464150008



0,839849



Air



0,1183 725,357916 0,47720916 0,0535849996



0,0160151 81,67530132



Total



1



1



App A-23



1520,000



Asumsi P = 1520 mmHg Temperatur = 500C Tabel App A.14 Komposisi bottom Masuk



Kg



Mol



Fraksi Mol



Etanol



1022,4827



22,2279



0,0194



Air



19999,3599



1111,0756



0,9677



C12H22O11



32,6341



0,09542



0,00008



C6H12O6



2663,7689



14,7987



0,0129



Total



23718,2456



1148,19762



1



Tabel App A.15 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 98,785 0C P(Pi baru/ Komponen



Xi



Yi



Pi sat Pi asumsi)



XiPi X 1 P1 ... X 3 P3



Xi .Yi



Pi . Xi



Etanol



0,0194



3474,06779



2,285570914



0,024173362



0,00025



Air



0,9677



1585,61117



1,043165245



0,9520690071



0,99799854 1450,358454



C12H22O11



0,00008 471,255272



0,310036363



0,0001546747



0,00000007 0,235627636



C6H12O6



0,0129



0,318805542



0,0236029565



0,00175139 35,95616427



Total



1



484,584424



1



Perhitungan dew Point: Asumsi P = 1520 mmHg Temperatur = 98,7850C



App A-24



36,82511857



1520,000



Tabel App A.16 Komposisi feed masuk Masuk



Kg



Mol



Fraksi Mol



Etanol



3738,098



81,263



0,0669



Air



20141,9703



1118,9984



0,92861



C12H22O11



32,925



0,0963



0,00008



C6H12O6



2665,4269



14,8079



0,01219



Total



26578,4202



1215,1656



1



Tabel App A.17 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 89,520C P(Pi baru/ Komponen



Xi



Yi



Pi sat Pi asumsi) 3411,074693 2,244128088



XiPi X 1 P1 ... X 3 P3



Xi .Yi



Pi . Xi



Etanol



0,0669



0,007655674



0,0002618 116,6587545



Air



0,92861 1556,255991 1,023852626



0,8972537223



0,7883271 1367,326514



C12H22O11



0,00008 29,70241928 0,0195410653 3,264814978



0,2097494 0,0148512096



C6H12O6



0,01219 460,7580878 0,3031303209 0,0261168337



0,0022617 39,9016504



Total



1



1



Asumsi P = 1520 mmHg Temperatur = 89,520C Tabel App A.18 Komposisi distilat Komponen



Kg



Mol



Fraksi Mol



Etanol



2715,6153



59,0351



0,8817



Air



142,6104



7,9228



0,1183



Total



2858,2257



66,9579



1



App A-25



1520,000



Tabel App A.19 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 99,1450C P(Pi baru/ Komponen



Xi



Yi



Pi sat Pi asumsi)



XiPi X 1 P1 ... X 3 P3



Xi .Yi



Pi . Xi



Etanol



0,8817 1626,719908 1,070210466 0,9464139066



0,8398477 1443,551246



Air



0,1183 725,879926



0,1601523 81,73407969



Total



1



0,477552583 0,053586092



1



Asumsi P = 1520 mmHg Temperatur = 99,1450C Tabel App A.20 Komposisi bottom Komponen



Kg



Mol



Fraksi Mol



Etanol



1022,4827



22,2279



0,0194



Air



19999,3599



1111,0756



0,9677



C12H22O11



32,6341



0,09542



0,00008



C6H12O6



2663,7689



14,7987



0,0129



Total



23718,2456



1148,19762



1



App A-26



1520,000



Tabel App A.21 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 99,1450C P(Pi baru/ Komponen



Xi



Yi



Pi sat Pi asumsi)



XiPi X 1 P1 ... X 3 P3



Xi .Yi



Pi . Xi



Etanol



0,0194



3474,06779 2,285570914 0,024173362



0,00025



Air



0,9677



1585,61117 1,043165245 0,9520690071



0,99799854 1450,358454



C12H22O11



0,00008 471,255272 0,310036363 0,0001546747



0,00000007 0,235627636



C6H12O6



0,0129



0,00175139 35,95616427



Total



1



484,584424 0,318805542 0,0236029565



1



9. Dehidrasi CaO C C2H5OH A Air



B Produk



Asumsi:  Diharapkan produk bawah 99,5% etanol Komposisi Feed Masuk: C2H5OH



= 2715,6153 kg



Air



= 142,6104 kg = 2858,2257 kg



App A-27



36,82511857



1520,000



Reaksi yang terjadi: CaO + H2O



Ca(OH)2



H2O semua



=



142,6104 kg 0,05 = 4,486 K.mol 18



= 4,486 x 18



= 80,748 kg



CaO yang bereaksi



= 7,9228 x 56



= 443,6768 kg



Ca(OH)2 yang terbentuk



= 7,9228 x 74



= 586,2872 kg



Jumlah sisa H2O



= H2O mula-mula – H2O reaksi = 142,6104 kg – 80,748 kg = 62,1624 kg



Neraca massa total: A=B+C A = C2H5OH + Ca(OH)2 = 2715,6153 kg + 586,2872 kg = 3301,9025 kg Neraca massa C2H5OH: A . X. C2H5OH = B . X C2H5OH + C . X C2H5OH 3301,9025 kg x 0,995 = B x 1+ C x 0 B = 3301,9025 x 0,995 = 3285,3928 kg A=B+C C=A–B = 3301,9025 kg – 3285,3928 kg = 16,5097 kg



App A-28



Tabel App A.22 Neraca massa dehidrasi Masuk



Kg/jam



Keluar



Kg/jam



C2H5OH



2715,6153



Produk:



Air



142,6104



C2H5OH



2715,6153



CaO



443,6768



Air



62,1624 = 2777,7777



Air



80,748



Ca(OH)2



16,5097



CaO ekses



427,1671 = 524,4248



Total



3301,9025



Total



App A-29



3301,9025



APPENDIKS B PERHITUNGAN NERACA PANAS



Kapasitas Produksi



= 20.000 ton/thn



Produksi Etanol



=



20 .000 1000 24 300



= 2777,7777 kg/jam Satuan



= Kcal



Suhu refrensi



= 25 0C – 298,15 K.



Data Cp air pada suhu 30 0C diambil pada Geankoplis fig.A.3-5 hlm 879. Data Cp komponen diambil dari Perry edisi VI tabel 3-181 dan Hougen 1954 C12H22O11



= 0,572 kal/kg 0C



(C6H10O5)3



= 0,417 kal/kg 0C



C12H20O10



= 0,317 kal/kg 0C



C18H28O14



= 0,348 kal/kg 0C



C6H12O6



= 0,277 kal/kg 0C



CaO



= 45,255 kal/kg 0C



H2O



= 1 kal/kg 0C



Protein



= 0,528 kal/kg 0C



Lemak



= 0,498 kal/kg 0C



App B-1



1. Tangki Liquifikasi α-Amylase (300C)



1 = 300C



T= 900C



2 = 900C



T= 900C



Reaksi yang terjadi adalah: f ( produk ),



f (reaktan) dari buku Hougen 1954, hlm 307



Reaksi I : C12H20O10 + H2O



C12H22O11



Amylosa



R =



Maltosa



f ( produk )



f (reaktan)



= ( 1348,9 30,0851) (( 1350,1 167,6568) ( 68,3174 30,085)) = 183716,3185 kal/mol Reaksi II : C18H28O14 + H2O



(C6H10O5)3



Amylopektin



R = =



Dextrin



f ( produk )



f (reaktan)



4108 56,3131



( 2697 331,2535) ( 68,3174 56,3131)



= 658209,3101 kal/mol Total



Rv =



R1 +



R2



= 183716,3185 + 658209,3101 = 841925,6286 kal/mol



App B-2



Neraca Panas Total = Dimana:



1



1+



R + Qs =



2 + Qloss



= Panas yang terkandung dalam bahan masuk



2 = Panas yang terkandung dalam bahan keluar



R = Panas reaksi Qloss = Panas yang hilang Suhu enzim α-Amylase masuk 30 0C Perhitungan entalpi tiap komponen masuk berdasarkan persamaan: = m x Cp x Tabel App B.1 Panas bahan yang masuk 300C Komponen



Kg



(0C)



Cp(Kcal/kg 0



(Kcal)



C)



Slurry: -



Amylosa



57338,6140



0, 317



5



90881,7032



-



Amylopektin



155026,6231



0,348



5



269746,3242



-



Protein



7344,0426



0,528



5



19388,2725



-



Lemak



1836,0106



0,498



5



4571,6664



-



Air



424701,2822



1



5



2123506,411



Total



646246,0496



2503980,377



Tabel App B.2 Panas bahan masuk 300C Komponen



Kg



E.α-amylase



47,4771



Total



47,4771



Cp(Kcal/kg 0C) 0,28



(0C) 5



(Kcal) 66,4679 66,4679



App B-3



Tabel App B.3 Komposisi bahan yang keluar dari tangki liquifikasi Komponen



Cp(Kcal/kg 0C)



Kg



% Berat



Slurry: C12H22O11



10289,1042



0, 317



0,0219



- (C6H10O5)3



27368,1666



0,348



0,0582



- Protein



7344,0426



0,528



0,0156



- Lemak



1836,0106



0,498



0,0039



- Air



423146,1146



1



0,9003



- E.α-amylase



47,4771



0,28



0,0001



-



Total



470030,9157



1



Cp Campuran = (0,0219 x 0,317) + (0,0582 x 0,348) + (0,0156 x 0,528) + (0,0039 x 0,498) + (0,9003 x 1) + (0,0001 x 0,28) = 0,9377 (Kcal/kg 0C) Menghitung



R =



R Pada 900C R v + (m .Cp .



)



= 841925,6286 + (470030,9157 x 0,9377 x 65) = 27286805,01 kcal



App B-4



Tabel App B.4 Panas bahan yang keluar 900C Komponen



Cp(Kcal/kg 0C)



Kg



(0C)



(Kcal)



Slurry: - Amylosa



10289,1042



0, 317



65



212006,992



- Amylopektin 27368,1666



0,348



65



619067,9285



- Protein



7344,0426



0,528



65



252047,542



- Lemak



1836,0106



0,498



65



59431,6631



- Air



423146,1146



1



65



27504497,45



- E.α-amylase



47,4771



0,28



65



864,0832



Total



470030,9157



28647915,66



Menghitung Panas Yang Dibawah Oleh Steam Dipakai steam jenuh 1200C steam =



2706kj / kg = 646,749522 kcal/kg 4,1840kj / kcal



Qs = m . = 646,749522 kcal/kg x m Menghitung Kebutuhan Steam



1 + Qs =



2



2503980,377 + (646,749522 x m) 646,749522 m m



= 28647915,66 = 26143935,28 =



26143935,28 646,749522



App B-5



= 40423,5866 kg/jam Maka: Qs = m . = 40423,5866 kg/jam x 646,749522 = 26143935,28 kcal Menghitung Panas Yang Hilang (Qloss) Qloss = 5 % x Qs = 0,05 x 26143935,28 = 1307196,764 kcal



2 =



1+



R + Qs - Qloss



= 2503980,377 + 27286805,01 + 26143935,28 – 1307196,764 = 54627523,9 kcal Tabel App B.5 Neraca panas liquifikasi Entalpi Masuk (kcal)



1



= 2503980,377



R



= 27286805,01



Qs Total



Entalpi Keluar (kcal)



2 = 54627523,9 Qloss = 1307196,764



= 26143935,28 = 55934720,67



Total



= 55934720,67



2. Tangki Sakarifikasi Awal Glukoamylase



1 900C



T= 600C



App B-6



2 600C



Neraca Panas Total =



1+



2+



R =



3 +



4



Dimana:



1



= Panas yang terkandung dalam bahan masuk (900C)



2



= Panas yang dibawah air pendingin (300C)



3



= Panas bahan yang keluar (600C)



4



= Panas yang diserap air pendingin (600C)



R



= Panas reaksi



Menghitung Panas Dalam Bahan Masuk (



1)



Tabel App B.6 Entalpi media masuk (900C) Komponen



Kg



Cp(Kcal/kg 0C)



(0C)



(Kcal)



Slurry: C12H22O11



10289,1042



0, 317



65



212006,992



- (C6H10O5)3



27368,1666



0,348



65



619067,9285



- Protein



7344,0426



0,528



65



252047,542



- Lemak



1836,0106



0,498



65



59431,6631



- Air



423146,1146



1



65



27504497,45



- E.α-amylase



47,4771



0,28



65



864,0832



Total



470030,9157



-



28647915,66



Tabel App B.7 Entalpi panas bahan masuk (900C) Komponen



Kg



E.Glukoamylase 5,7012



Cp(Kcal/kg 0C 0,286



App B-7



(0C) 65



(Kcal) 105,9851



Total



5,7012



105,9851



Menghitung Panas Reaksi (



R)



Reaksi yang terjadi adalah: Reaksi I : C12H22O11 + H2O



2 (C6H12O6)



Maltosa f ( produk ),



Glukosa f (reaktan) dari buku Hougen 1954, hlm 307



R =



f ( produk )



=



673 60,1702



f (reaktan)



( 1348,9 28.8817) ( 68,3174 30,0851)



= - 3591,3553 kal/mol Reaksi II : (C6H10O5)3 + 3 H2O



3 (C6H12O6)



Dextrin



Glukosa



R =



f ( produk)



=



673 165,5604



f (reaktan)



( 4108 56,3131) ( 68,3174 165,5604)



= - 118624,2421 kal/mol Total



Rv =



R1 +



R2



= (-3591,3553) + (-118624,2421) = - 122215,5974 kal/mol



App B-8



Tabel App B.8 Komponen bahan yang keluar dari tangki sakarifikasi awal Komponen



Cp(Kcal/kg 0C



Kg



% Berat



Slurry: 411,5628



0,572



0,0009



- C6H12O6



40631,508



0,277



0,0865



- Protein



7344,0426



0,518



0,0156



- Lemak



1836,0106



0,498



0,0039



- Air



419624,381



1



0,8930



- E.α-amylase



47,4771



0,28



0,0001



- E.glukoamylase



5,7012



0,286



0,00001



Total



469900,7979



-



C12H22O11



1



Cp Campuran = (0,0009 x 0,572) + (0,0865 x 0,277) + (0,0156 x 0,518) + (0,0039 x 0,498) + (0,8930 x 1) + (0,0001 x 0,28) + (0,00001x 0,286) = 0,9275 Kcal/kg 0C Menghitung



R =



R Pada 600C R v + (m .Cp .



)



= - 122215,5974 + (469900,7979 x 0,9275 x 35) = 15131939,05 kcal



App B-9



Tabel App B.9 Entalpi bahan keluar dari tangki sakarifikasi awal (600C) Komponen



Kg



Cp(Kcal/kg 0C



(0C)



(Kcal)



Slurry: 411,5628



0,572



35



8239,4873



- C6H12O6



40631,508



0,277



35



393922,4701



- Protein



7344,0426



0,518



35



133147,4923



- Lemak



1836,0106



0,498



35



32001,6648



- Air



419624,381



1



35



14686853,34



- E.α-amylase



47,4771



0,28



35



465,2756



0,286



35



57,0690



-



C12H22O11



- E.glukoamylase 5,7012 Total



469900,7979



15254686,8



Menghitung Panas Yang Dibawah Oleh Air Pendingin (



2)



2 = m x Cp x = m x 1 Kcal/kg 0C x (30 - 25)0C =5m Menghitung Panas Yang Diserap Oleh Air Pendingin (



4 = m x Cp x = m x 1 Kcal/kg 0C x (60 - 25)0C = 35 m



App B-10



4)



Menghitung Kebutuhan Air Pendingin



1+



2+



R =



3+



4



28647915,66 + 5 m + 15131939,05 = 15254686,8 + 35 m 30 m



Maka



= 28525167,91 28525167,9 1 30



m



=



m



= 950838,9303 kg/jam



2 = 5 m = 5 x 950838,9303 = 4754194,652 kcal 4 = 35 m = 35 x 950838,9303 = 33279362,56 kcal



Tabel App B.10 Neraca panas tangki sakarifikasi awal Entalpi Masuk (kcal)



1



Entalpi Keluar (kcal)



= 28647915,66



3 = 15254686,8



2 = 4754194,652



4 = 33279362,56



R = 15131939,05 Total



= 48534049,36



Total



= 48534049,36



3. Tangki Sakarifikasi Lanjut



1 600C



T = 320C



App B-11



2 320C



Neraca Panas Total =



1+



R =



2



Dimana:



1



= Panas yang terkandung dalam bahan masuk (600C)



2



= Panas bahan yang keluar (320C)



R



= Panas reaksi



Tabel App B.11 Menghitung panas dalam bahan masuk pada suhu 600C ( Komponen



Kg



Cp(Kcal/kg 0C



(0C)



1) (Kcal)



Slurry: 411,5628



0,572



35



8239,4873



- C6H12O6



40631,508



0,277



35



393922,4701



- Protein



7344,0426



0,518



35



133147,4923



- Lemak



1836,0106



0,498



35



32001,6648



- Air



419624,381



1



35



14686853,34



- E.α-amylase



47,4771



0,28



35



465,2756



0,286



35



57,0690



-



C12H22O11



- E.glukoamylase 5,7012 Total



469900,7979



15254686,8



Menghitung Cp dari: 



(CH4N2O): Cp = (1 x 1,8) + (4 x 2,3) + (2 x 6,2) + (1 x 4,0) = 1,8 + 9,2 + 12,4 + 4,0



App B-12



= 27,4







NPK: N Urea



= 27,4



P (H3PO4) = (3 x 2,3) + (1 x 5,4) + (4 x 4,0) = 6,9 + 5,4 + 16 = 28,3 K (KCI)



= (1 x 6,2) + (1 x 6,2) = 12,4



Cp urea



= fraksi massa x Cp komponen =



17 ,1218 100



27 ,4



= 4,6914 Cp NPK



= Fraksi massa x Cp komponen =



3,6861 68,1 100



= 2,5102 Cp ragi



=



13,5318 100



6,2



= 0,8389



App B-13



Tabel App B.12 Entalpi panas bahan masuk pada suhu 60 0C Kg



Cp (Kcal/kg 0C)



- NPK



468,3286



2,5102



35



41145,9458



- Urea



100,8242



4,6914



35



2960,3497



- Ragi



7,0577



0,8389



35



1158,8673



Total



576,2105



Komponen



T (0C)



(Kcal)



Nutrient:



45265,1628



Reaksi yang terjadi: Yeast saccharomyces cereviseae



C6H12O6



2 C2H5OH + 2 CO2



Glukosa f ( produk ), Rv =



Etanol f (reaktan) dari buku Hougen 1954, hlm 307



f ( produk )



f (reaktan)



= ( 326,70 81,263) ( 67,6361)



673 225,7306



= 125435,7078 kal/mol Tabel App B.13 Komponen bahan yang keluar dari tangki sakarifikasi lanjut Komponen



Kg



Cp (Kcal/kg 0C)



% Berat



Slurry: -



C12H22O11



411,5628



0,572



0,0009



-



C2H5OH



3738,098



0,88



0,008



App B-14



-



C6H12O6



33317,8366



0,277



0,0714



-



Protein



7344,0426



0,518



0,0157



-



Lemak



1836,0106



0,498



0,0039



-



Air



419624,381



1



0,8987



-



E.α-amylase



47,4771



0,28



0,0001



-



E.glukoamylase 5,7012



0,286



0,00001



-



H2N.CN.NH2



468,3286



2,5102



0,001



-



NPK



100,8242



4,6914



0,0002



-



Ragi



7,0577



0,8389



0,00001



Total



466901,435



Cp campuran =



1



(0,0009 x 0,572) + (0,008 x 0,88) + (0,277 x 0,0714) + (0,0157 x 0,518) + (0,0039 x 0,498) + (0,8987 x 1) + (0,0001 x 0,28) + (0,00001 x 0,286) + (0,001 x 2,5102) + (0,0002 x 4,6984) + (0,00001 x 0,8389)



= 0,9396 Kcal/kg 0C



R =



R v + (m .Cp .



)



= 125435,7078 + (466901,435 x 0,9396 x 35) = 15479956,3 kcal Tabel App B.14 Menghitung panas dalam bahan keluar pada suhu 320C ( Komponen



Kg



Cp(Kcal/kg 0C



(0C)



2) (Kcal)



Slurry: -



C12H22O11



411,5628



0,572



App B-15



7



1647,8975



-



C2H5OH



3738,098



0,88



7



23026,6837



-



C6H12O6



33317,8366



0,277



7



64603,2852



-



Protein



7344,0426



0,518



7



26629,4985



-



Lemak



1836,0106



0,498



7



6400,3329



-



Air



419624,381



1



7



2937370,667



-



E.α-amylase



47,4771



0,28



7



93,0551



-



E.glukoamylase 5,7012



0,286



7



11,4138



-



H2N.CN.NH2



468,3286



2,5102



7



8229,1892



-



NPK



100,8242



4,6914



7



3311,0466



-



Ragi



7,0577



0,8389



7



41,4449



Total



466901,435



3071364,514



Tabel App B.15 Neraca Panas Sakarifikasi Lanjut Entalpi Masuk (kcal)



Entalpi Keluar (kcal)



1



= 15254686,8



2 = 3071364,514



R



= 15479956,3



Total



= 3071364,514



Total



= 3071364,514



4. Pemisahan Serat (RVF) Air Pencucian



1 320C



T = 300C



App B-16



2 300C



Air



Neraca Panas Total =



1=



2+



3



Dimana:



1



= Panas yang terkandung dalam bahan masuk (320C)



2



= Panas bahan yang keluar (300C)



3 = Panas yang diserap oleh air



Tabel App B.16 Komponen bahan yang masuk pada suhu 32 0C Komponen



Kg



Cp (Kcal/kg 0C)



T (0C)



(Kcal)



Slurry: -



C12H22O11



411,5628



0,572



7



1647,8975



-



C2H5OH



3738,098



0,88



7



23026,6837



-



C6H12O6



33317,8366



0,277



7



64603,2852



-



Protein



7344,0426



0,518



7



26629,4985



-



Lemak



1836,0106



0,498



7



6400,3329



-



Air



419624,381



1



7



2937370,667



-



E.α-amylase



47,4771



0,28



7



93,0551



-



E.glukoamylase 5,7012



0,286



7



11,4138



-



H2N.CN.NH2



468,3286



2,5102



7



8229,1892



-



NPK



100,8242



4,6914



7



3311,0466



-



Ragi



7,0577



0,8389



7



41,4449



Total



466901,435



3071364,514



App B-17



Tabel App B.17 Menghitung panas bahan yang keluar 300C ( Komponen



Kg



Cp (Kcal/kg 0C)



T (0C)



2) (Kcal)



C2H5OH



3738,098



0,88



5



16447,6312



Air



167849,7524



1



5



839248,762



C12H22O11



164,6251



0,572



5



470,8278



C6H12O6



13327,1347



0,277



5



18458,0816



Total



185079,6102



874625,3026



Menghitung Panas Yang Diserap Oleh Air (



3)



3 = m x Cp x



= m x 1 Kcal/kg 0C x (30-25)0C =5m Menghitung Kebutuhan Air Pencuci



1 =



2+



3071364,514



3



= 874625,3026 + 5 m 5 m = 2196739,211 m =



2196739,21 1 5



m = 439347,8423 kg/jam Maka



3 = 5 m = 5 x 439347,8423 = 2196739,211 kcal



App B-18



Tabel App B.18 Neraca panas total Entalpi Masuk (kcal)



1



Entalpi Keluar (kcal)



= 3071364,514



2 = 874625,3026 3 = 2196739,211



Total



= 3071364,514



Total



= 3071364,514



5. Distilasi



Dimana:



f = Panas yang dibawah feed masuk kolom distilat (98,7850C) v L



= Panas yang dibawah uap masuk ke kondensor (89,520C) = Panas yang terbawah refluks masuk ke distilat



App B-19



D = Panas yang terbawah liquid ke akumulator (80,870C) s



= Panas yang terbawah liquid masuk ke reboiler



R = Panas yang terbawah uap masuk distilasi dari reboiler B = Panas yang dibawah produk bottom keluar dari reboiler (250C) Qc



= Panas yang diserap air pendingin



Qs



= Panas yang diberikan oleh steam (1200C)



Qloss = Panas yang hilang Tabel App B.19 Entalpi bahan yang masuk pada suhu 30 0C Komponen



Kg



Cp (Kcal/kg 0C)



T (0C)



(Kcal)



C2H5OH



3738,098



0,88



5



16447,6312



Air



167849,7524



1



5



839248,762



C12H22O11



164,6251



0,572



5



470,8278



C6H12O6



13327,1347



0,277



5



18458,0816



Total



185079,6102



874625,3026



 Menghitung Refluks Minimum dengan Metode Underwood Dengan trial suhu yang diperoleh: -



Suhu dew point distilat: 98,7850C



-



Suhu bubble point bottom: 250C



Dengan menggunakan persamaan 11.7-19 dan 11.7-20 Geankoplis, maka harga refluks minimum adalah: 1- q =



i Xif i



App B-20



Untuk liquid jenuh q = 1 Dengan trial and error,maka didapatkan harga



= 2,138



i Xid i



Rm + 1 =



Rm + 1 = 6,3848 Rm



= 5,3848



R = 1,5 Rm = 1,5 x 5,3848 = 8,0772



R R 1 Rm Rm 1



8,0772 8,0772 1



0,89



5,3848 5,3848 1



0,84



 Menghitung Kecepatan Aliran Uap dan Liquid 1 . Aliran Liquid Untuk Refluks (Lo) R



Lo D



Lo = R x D = 8,0772 x 66,8272 = 539,7767 kg 2 . Aliran Uap Masuk Kondensor (V) V



= (R + 1) x D = (8,0772 +1) x 66,8272 = 606,6039 kg



3 . Aliran Liquid Masuk Reboiler (L`) L` = Lo + (q x F) = 539,7767 + (1 x 1215,1656) = 1754,9423 kg 4 . Aliran Uap Keluar Reboiler (V`) V` = V + F (q - 1)



App B-21



= 606,6039 + 1215,1656 (1 - 1) = 606,6039 kg Perhitungan Neraca Panas 



Menghitung Panas Feed Masuk (



f)



Pada T = 98,7850C



f



= 874625,3026 kcal



Tabel App B.20 Komposisi feed masuk Masuk



Kg



Mol



Fraski Mol



C2H5OH



3738,098



81,263



0,0669



Air



20141,9703



1118,9984



0,92861



C12H22O11



32,925



0,0963



0,00008



C6H12O6



2665,4269



14,8079



0,01219



Total



26578,4202



1215,1656



1







Menghitung Panas Yang Dibawah Uap Masuk Kondensor (



v)



Mv = Xid x V v = Mv x Hv



Tabel App B.21 Menghitung panas yang dibawah uap masuk kondensor ( Komponen



Xid



V(kgmol)



Mv(kgmol)



Hv(Kcal/kgmol)



v) v (Kcal)



C2H5OH



0,0669



33931,4632



2270,0149



43,2834



98253,9629



Air



0,92861



182832,6928



169780,2669



593,5229



100768476,4



C12H22O11



0,00008



298,8668



0,0239



0,0511



0,00122



C6H12O6



0,01219



24194,6131



294,9323



7,7859



2296,3134



App B-22



Total



1







172345,238



100869026,7



Menghitung Panas Yang Dibawah Liquid Sebagai Refluks Masuk Distilasi (



L



)



Suhu uap sebagai refluks = 80,87 0C MI = Xid x Lo



L = MI x Cp x (80,87-25) 0C Tabel App B.22



Menghitung panas yang dibawah liquid sebagai refluks masuk distilasi (



Komponen



L



) Cp(Kcal/kg0C)



Lo (Kg)



C2H5OH



0,0669



30193,3652



2019,9361



0,88



55,87



99311,3703



Air



0,92861



162690,7225



151076,2318



1



55,87



8440629,071



C12H22O11



0,00008



265,9418



0,02128



0,572



55,87



0,68006



C6H12O6



0,01219



21529,1862



262,4408



0,277



55,87



4061,5312



Total



1







MI (Kg)



T (0C)



Xid



153358,63



L



8544002,653



Menghitung Panas Yang Dibawah Liquid Keluar Kondensor Sebagai Distilat (



D)



Suhu liquid sebagai distilat: 500C Md = Xid x (V - Lo)



D = Md x Cp x (50 - 25) 0C



App B-23



Tabel App B.23 Menghitung panas yang dibawah liquid keluar kondensor sebagai distilat ( Komponen



Xid



V-Lo(Kg)



D) Cp(Kcal/kg0C)



Md (Kg)



T (0C)



D



C2H5OH



0,0669



3738,098



250,07876



0,88



25



5501,7327



Air



0,92861



20141,9703



18704,0350



1



25



467600,875



C12H22O11



0,00008



32,925



0,002634



0,572



25



0,03767



C6H12O6



0,01219



2665,4269



32,49155



0,277



25



225,00398



Total



1







18986,60794



473327,8494



Menghitung Panas Yang Dibawah Liquid Masuk Reboiler (



s)



Suhu liquid masuk reboiler: 600C ML’ = Xib x L’ s = ML’ x Cp x (60 - 25) 0C



Tabel App B.24 Menghitung panas yang dibawah liquid masuk reboiler (



s)



suhu liquid masuk reboiler: 600C Komponen



Xib



L’ (Kg)



ML’ (Kg)



Cp(Kcal/kg0C)



T (0C)



s



C2H5OH



0,0194



31408,5308



609,3255



0,88



35



18767,2254



Air



0,9677



163905,8881



158611,7279



1



35



5551410,477



C12H22O11



0,00008



1481,1074



0,11849



0,572



35



2,37217



C6H12O6



0,0129



22744,3518



293,4021



0,277



35



2844,5334



Total



1



159514,574



App B-24



5573024,608







Menghitung Panas Yang Dibawah Uap Dari Reboiler Ke Distilasi (



R)



Mv’ = Xib x V’



R = Mv’ x Hv Tabel App B.25 Menghitung panas yang dibawah uap dari reboiler ke distilasi



R ) Mv’ = Xib x V’



( Komponen



V’ (Kgmol)



Xib



Mv’ (Kgmol)



Hv(kcal/kgmol)



R



C2H5OH



0,0194



606,6039



11,7681



14,5385



171,0905



Air



0,9677



9038,3739



8746,4344



625,4409



5470377,805



C12H22O11



0,00008



0,87413



0,0000699



0,00517



0,00000036



C6H12O6



0,0129



134,4143



1,73394



8,3375



14,4567



Total



1







8759,9365



5470563,352



Menghitung Panas Yang Dibawah Liquid Sebagai Hasil Bottom Dari Reboiler (



B)



Suhu liquid masuk reboiler: 600C Mb = Xib x (L’ – V’)



B = Mb x Cp x (60 - 25) 0C Tabel App B.26 Menghitung panas yang dibawah liquid sebagai hasil bottom dari reboiler ( Komponen



Xib



L’ – V’ (Kg)



B) Mb (Kg)



Cp(Kcal/kg0C)



T (0C)



B



C2H5OH



0,0194



30801,9269



579,55738



0,88



35



17850,3673



Air



0,9677



154867,5142



149865,2935



1



35



5145285,273



C12H22O11



0,00008



1480,2333



0,118419



0,572



35



2,37075



C6H12O6



0,0129



22609,9375



291,66819



0,277



35



2827,7231



App B-25



Total



1







15736,63749



5165965,734



Menghitung Panas Yang Diserap Air Pendingin (Qc) v =



Qc =



L



+



v -(



D + Qc L



+



D)



Qc = 100869026,7 – (8544002,653 + 473327,8494) Qc = 91851696,2 Kcal Massa air pendingin yang dibutuhkan: Qc = m x Cp x



m 



Qc Cp



91851696,2 1 (50 25)



3674067,848kg



Menghitung Panas Yang Hilang (Qloss) Qloss = 5% x (Qs +



f )



= 0,05 x (Qs + 874625,3026) = 0,05 Qs + 43731,26513 



Menghitung Panas Yang Diberikan Steam (Qs) Neraca Panas Total:



f + Qs =



D+



B + Qc + Qloss



874625,3026 + Qs = 473327,8494 + 5165965,734 + 91851696,2 + 0,05Qs + 43731,26513 0,95 Qs = 96663095,75 Qs = 101750627,1 kcal Maka, Qloss



= 0,05 Qs + 43731,26513 = (0,05 x 101750627,1) + 43731,26513



App B-26



= 5131262,62 kcal Massa steam yang dibutuhkan: Qs = m x m=



Qs



101750627,1 156521,6065kg 2719,9 / 4,1840



Tabel App B.27 Neraca panas distilasi total Entalpi Masuk (kcal)



f Qs



Entalpi Keluar (kcal)



= 874625,3026



D = 473327,8494



= 101750627,1



B = 5165965,734 Qc



= 91851696,2



Qloss = 5131262,62 Total



= 102625252,4



Total



= 102625252,4



6. Dehidrasi CaO



1 250C



Neraca Panas Total =



3 300C



T =300C



1+



R =



2



Dimana:



1



= Panas yang terkandung dalam bahan masuk (250C)



2 = Panas bahan yang keluar (300C) R = Panas reaksi



App B-27



Tabel App B.28 Entalpi bahan yang masuk pada suhu 250C Komponen



Kg



Cp(Kcal/kg 0C)



T (0C)



(Kcal)



Etanol



2715,6153



0,88



5



11948,7073



Air



142,6104



1



5



713,052



Total



2858,2257



12661,7593



Tabel App B.29 Panas bahan yang masuk (1000C) Komponen



Kg



CaO



443,6768



Total



443,6768



Cp(Kcal/kg 0C) 45,255



T (0C) 5



(Kcal) 100392,9679 100392,9679



Reaksi yang terjadi: CaO + H2O



Ca(OH)2



f ( produk ), Rv =



=



f (reaktan) dari buku Hougen 1954, hlm 307



f ( produk )



235,800 7,9228



f (reaktan)



( 151,9 7,9228) ( 68,3174 4,486)



= - 971,1948 kal/mol Menghitung Cp: Ca(OH)2 = (1 x Ca) + (2 x O) + (2 x H) = (1 x 6,2) + (2 x 4,0) + (2 x 2,3) = 18,8



App B-28



Cp



= Fraksi massa x Cp komponen =



16,5097 100



x 18,8



= 3,104 Tabel App B.30 Komponen bahan hasil reaksi Komponen Ca(OH)2



16,5097



Total



16,5097



R v + (m.Cp.



R =



Cp(Kcal/kg 0C)



Kg



3,104



% Berat 1 1



) - (m.Cp.



) - (m.Cp.



)



= -971,1948 + ((16,5097 x 3,104 x 5) - (443,6768 x 45,255 x 5) (142,6104 x 1 x 5) = - 88023,2275 kcal Tabel App B.31 Entalpi bahan keluar pada suhu 35 0C ( Komponen



Kg



Cp(Kcal/kg 0C)



2) T (0C)



(Kcal)



Etanol



2715,6153



0,88



10



23897,4146



Air



62,1624



1



10



621,624



Ca(OH)2



16,5097



3,104



10



512,4611



Total



2794,2874



25031,4997



App B-29



Tabel App B.32 Neraca panas total Entalpi Masuk



1



Entalpi Keluar



= 113054,7272



2 = 25031,4997



R = - 88023,2275 Total



= 25031,4997



Total



App B-30



= 25031,4997



APPENDIKS C SPESIFIKASI PERALATAN



1. Storage Fungsi



: Menyimpan bahan baku (ubi kayu)



Jumlah



: 1 buah



Bahan konstruksi



: Semen dan batu bara



Kapasitas bahan baku



: 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam



Densitas bahan



= 1,017 kg/L = 1,017 kg/L x 2,2046 lb/kg x 28,317 L/ft3 = 63,4895 lb/ft3



Waktu tinggal



= 7 hari



Kecepatan volumetric =



=



(Ulrich,hal 248)



kapasitas bahan Densitas



1499136,69lb / jam 63,4895lb / ft 3



= 23612,35622 ft3/jam Volume bahan selama 7 hari (168 jam) = 23612,35622 ft3/jam x 168 jam = 3966875,845 ft3 Volume rongga diperkirakan 5 % dari volume bahan, sehingga: Volume rongga



= 5 % x volume bahan = 0,05 x 3966875,845 ft3 = 198343,7922 ft3



App C-1



Jadi volume bahan total = volume bahan selama 15 hari + volume rongga = 3966875,845 ft3 + 198343,7922 ft3 = 4165219,637 ft3 Volume bahan diperkirakan 80% volume storage, maka: Volume storage



=



volume bahan tota l 80 %



=



4165219,637 0,8



= 5206524,546 ft3 = 147432 m3 Direncanakan: Tinggi storage (T)



= 12 m



Panjang : lebar



= 1:1



Volume storage



=pxlxt



147432 m3



= 1 x 1 x 13 m l2



= 11340,92308 m3



l



= 11,3409 m



p = l = 11,3409 m Spesifikasi peralatan: Volume storage



= 147432 m3



Tinggi storage



= 12 m



Panjang storage



= 11,3409 m



Lebar storage



= 11,3409 m



App C-2



2. Belt Conveyor Fungsi



: Mengangkut ubi kayu



Jumlah



: 1 buah



Bahan



: Rubber



Type



: Flat belt on flat belt idlers (Perry edisi 6 gbr.7 hal 7-10)



Kapasitas maks



: 1 m3/dt



Waktu angkut



: 3 menit = 0,05 jam



Lebar



: 14 in = 1,1667 ft = 0,36 m



(Perry edisi 6 hal 7-8)



(Ulrich,table 4-4 hal 71)



Luas penampang melintang : 0,11 ft2 Panjang = kecepatan volumetric x



= 23612,35622 ft3/jam x



Waktu angkot Luas penampang melintang 0,05 jam 0,11 ft 2



= 10732,88919 ft = 303,9232 m Panjang belt antara 10-50 m Kecepatan belt =



=



(Ulrich, table 4-4 hal 71)



kecepatan volumetric Luas penampang melintang 23612 ,35622 ft 3 / jam 0,11



= 214657,7838 ft/jam = 3577,62973 ft/menit



App C-3



Daya untuk menggerakkan belt: = 0,0027 x kapasitas 0,82 x panjang



(Ulrich, table 4-4 hal 71)



= 0,0027 x 1499136,69 lb/jam 0,82 x 10732,88919 ft = 1553,5168 lb.ft/jam = 1 Hp Spesifikasi Peralatan: Nama alat



: Belt conveyor



Type



: Flat belt on flat belt idlers



Panjang



: 10732,88919 ft



Lebar



: 1,1667 ft



Power



: 1 Hp



Jumlah



: 1 buah



3. Peeler Fungsi



: Mengupas kulit ubi kayu



Bahan konstruksi



: Stainless steel



Kapasitas



: 680003,9419 kg/jam = 11333,39002 kg/menit



Direncanakan



: Tiap mesin terdiri dari 4 peeler



Tiap run = 2 menit Maka dalam 1 jam pada mesin 1 = (60 menit/ 2 menit) x 10 buah ubi kayu = 300 buah ubi kayu Banyaknya mesin yang diperlukan =



11333,3900 2 kg/menit 300



= 37,77 buah = 38 buah



App C-4



Spesifikasi Peralatan: Kapasitas



= 11333,39002 kg/menit



Bahan



= Stainless steel



Jumlah mesin



= 38 buah



4. Pencucian Fungsi



= Mencuci ubi kayu yang telah dikupas



Massa bahan masuk = 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam Densitas



= 63,4895 lb/ft3



Densitas air



= 999,87 kg/m3 = 62,4261 lb/ft3



Waktu tinggal



= 10 menit = 0,17 jam = 1499136,69 lb/jam x 0,17 jam = 254870,2373 lb/menit



Direncanakan 6 bak pencuci, maka massa ubi kayu tiap bak: =



254870,237 3 lb/menit 6



= 42478,3729 lb/menit Massa air pencuci



= 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam



Massa total



= (42478,3729 + 254870,2373) lb/menit = 297348,6102 lb/menit



App C-5



Ρ campuran



=



=



massa total massa ubi kayu massa air   ubi kayu   air 297348,6102 254870,2373 254870,2373  63,4895 62,4261



= 36,7228 lb/ft3 Volume ubi kayu tiap bak =



42478,3729 lb/menit 63,4895 lb/ft 3



= 669,0614 ft3/menit Volume rongga diperkirakan 25% volume ubi kayu tiap bak, sehingga: Volume rongga



= 25% x volume ubi kayu = 0,25 x 669,0614 ft3/menit = 167,2654 ft3/menit



Volume total



=



297348,6102 lb/menit 36,7228 lb/ft 3



= 8097,1116 ft3/menit Volume liquid



= volume total + volume rongga = 8097,1116 ft3/menit + 167,2654 ft3/menit = 8264,377 ft3/menit



Volume liquid



= 80% x volume bak



8264,377 ft3/menit



= 0,8 x volume bak



Volume bak



= 10330,4713 ft3/menit



App C-6



Direncanakan ukuran bak pencuci: Panjang



=2x



Lebar



=x



Tinggi



= 1,5 x



Volume bak



=pxlxt



10330,4713



= 2x x 1,5x



x



= 7,7145 ft



Jadi panjang



= 2 x 7,7145 ft = 15,429 ft



Lebar



= 7,7145 ft



Tinggi



=1,5 x 7,7145 ft = 11,5718 ft



Spesifikasi Peralatan: Volume bak



= 10330,4713 ft3



Jumlah bak pencuci



= 6 buah



Bahan konstruksi



= Beton



Panjang



= 15,429 ft = 185,148 in



Lebar



= 7,7145 ft = 92,574 in



Tinggi



= 11,5718 ft = 138,8616 in



App C-7



5. Mesin Penggilingan Fungsi



= Mengubah ubi kayu menjadi pati dengan penambahan air



Jumlah



= 1 buah



Type



= Rotary Knife Cutter



Bahan



= Stainless steel



Bahan masuk



= 612003,5477 kg/jam = 134923,021 lb/jam



Dari perry edisi 6 tabel 8-16 hal 8-29 didapatkan: Kecepatan putaran



= 920 rpm



Diameter rotor



= 25 cm



Panjang pisau



= 46 cm



Jumlah pisau



= 10 buah (5 pisau bergerak dan 5 pisau tetap)



Untuk feed masuk sebesar 134923,021 lb/jam Total tambahan air yang masuk ke rotary filter: = Air terserap singkong + air tambahan + total air tambahan = 382502,2173 kg + 382502,2173 kg + 424701,2822 kg = 1189705,717 kg Maka ditetapkan rotary knife cutter dengan: Feed rate



= 3000 lb/jam



Screen opening



= ¾ in



Power



= 6 Hp



Jumlah



= 1 buah



Kesimpulan; type



= rotary knife cutter



Feed rate



= 3000 lb/jam



App C-8



Kecepatan putaran = 920 rpm Bahan



= Stainless steel



Diameter rotor



= 25 cm



Jumlah



= 1 buah



Panjang pisau



= 46 cm



Jumlah pisau



= 10 buah



Screen opening



= ¾ in



Power



= 6 Hp



6. Reaktor Liquifikasi Fungsi



: Mengubah larutan pati menjadi dekstrin



Massa bahan masuk : 646246,0496 kg/jam = 1424714,041 lb/jam Densitas lar. Pati



: 1,122 g/cm3 = 1122 kg/m3 = 70,0442 lb/ft3 (Geankoplis, App A4-2)



Suhu operasi



: 30 0C



Tekanan operasi



: 1 atm



Perhitungan: A. Menghitung volume tangki Volume larutan pati selama waktu tinggal 1 jam VL =



=



massa liquid  liquid 1424714,041 lb/jam  1 jam = 20340,21434 ft3 3 70,0442 lb/ft



App C-9



Digunakan 3 buah tangki untuk kontinu proses, sehingga: VL =



20340,2143 4 ft3 = 6780,0714 ft3 3



Volume ruang kosong = 10 % x 20340,21434 ft3 = 2034,0214 ft3 Volume coil dan pengaduk = 5 % x 20340,21434 ft3 = 1017,0107 ft3 Volume total = Vliquid + Vruang kosong + Vcoil dan pengaduk = 20340,21434 ft3 + 2034,0214 ft3 + 1017,0107 ft3 = 23391,24644 ft3 B. Menentukan diemeter reaktor liquifikasi Asumsi: Ls = 1,5 di Volume reaktor liquifikasi =



 .di 3 24 .tg1 / 2



 .di 3















 4



di 2 Ls  0,0847 d 3



di 2 (1,5)  0,0847 d 3



6780,0714 ft3



=



6780,0714 ft3



= 0,0755 di3 + 1,1775 di3 + 0,0847 d3



6780,0714 ft3



= 1,3377 di3



di



= 17,5406 ft = 210,4872 in



24 .tg 60



4



C. Menentukan tinggi silinder reaktor liquifikasi Ls = 1,5 di = 1,5 x 17,5406 ft = 26,3109 ft



App C-10



D. Menentukan tekanan design (Pi) Volume lar. Pati dalam shell: = vol lar.pati - vol tutup bawah - vol tutup atas = 6780,0714 ft3 -



3,14(4,9827) 3 - 0,0847 (17,5406)3 24 tan 60



= 6780,0714 ft3 – 9,3444 – 457,1058 = 6313,6212 ft3 Tinggi lar. Pati dalam shell (H): =



volume lar. Pati dalam shell 1 / 4. / 4 2



=



6313,6212 ft 3 = 20,5203 ft 1/4.  (17,5406) 2



Tekanan hidrostatik



=



= Tekana design (Pi)



 ( H  1) 144



70,0442lb / ft 3 (20,5203 ft - 1) = 9,495 psia 144



= 9,495 psia + 14,7 psia = 24,195 psia = 24,195 psia -14,7 = 9,495 psig



App C-11



E. Menentukan tebal silinder reaktor liquifikasi Tekanan design (Pi) = 9,495 psig ts =



pi.di C 2( f .E  0,6 pi)



ts =



(9,495)(210,4872) 1  2(12650)(0,8) - (0,6)(9,495 ) 8



ts = 0,0658 x



ts =



16 16



1,0528 1  in 16 16



Standarisasi do: do = di + 2 ts = 210,4872 + 2 (1/16) = 210,7997 in Dengan pendekatan kebawah maka didapatkan: do = 211 icr = 12 ½ r



= 170



(Brownell and Young, tab 5-7, hal 90)



Menentukan harga baru di: di = do – 2 ts di = 211 – 2 (1/16) di = 210,875 in = 17,5729 ft.



App C-12



Volume reaktor liquifikasi



=



 .di 3 24 .tg1 / 2







 4



di 2 Ls  0,0847 d 3



17024,50007 +242,2699 Ls + 0,0847 (17,5729)3 24tg60



6780,0174 ft3



=



6780,0174 ft3



= 409,5458208 + 242,2699Ls + 459,6357



5910,8359 ft3



= 242,2699 Ls



Ls



= 24,3996 ft = 292,7952 in.



Cek hubungan Ls dengan di:



Ls 24,3996 = = 1,39 < 1,5 (memenuhi) di 17,5729 F. Menentukan tebal tutup atas tha



=



0,885  p.D +C F .E  0,1 pi



tha



=



0,885  (9,495)(170) 1  (12650)(0,8)  0,6(9,495) 8



tha



=



1428,52275 1  10114,303 8



= 0,1442 



=



(Brownel and Young, hal 258)



16 16



2,3072 in 2  in 16 16



App C-13



G. Menentukan tebal tutup bawah thb =



pi.di +C 2( FE  0,6 pi) cos1 / 2



=



9,495  210,4872 1  2(12650  0,8)  (0,6  9,495) cos 60 8



=



1998,575015 1  20240  (5,697  0,5) 8



=



1998,575015 1  20240  2,8485 8



= 0,099 +



=



16 16



1,0988 2 in = in 16 10



H. Menentukan tinggi reaktor liquifikasi Tinggi shell



= Ls = 26,319 ft = 315,828 in.



Tinggi tutup atas ha



= 0,169 x di = 0,169 x 210,8125 in = 35,6273 in.



Tinggi tutup bawah: hb



=



0,5  di 0,5  210,8125 = = 60,8546 in. tg1 / 2 1,7321



Tinggi reaktor Liquifikasi = T.Shell + T.tutup atas + T.tutup bawah = 315,828 in + 35,6273 + 60,8546 in = 412,3099 in = 34,3592 ft.



App C-14



Menentukan diameter impeller: Dt =3 Di



Di



=



Dt 210 ,8125 = in = 70,2708 in = 5,8559 ft = 1,7849 m. 3 3



Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki: Zi Di



= 0,5



Zi



= 0,5 Di = 0,5 x 70,2708 in = 35,1354 in = 2,92795 ft = 0,8924 m



Menentukan panjang impeller: L 1 = Di 2



L =



=



1 Di 3 1 x 70,2708 in = 23,4236 in = 1,95196 ft. 3



Menentukan lebar impeller. W = 0,11 Di



W = 0,11 x 70,2708 in = 7,7298 in = 0,6441 ft.



App C-15



Menentukan daya pengaduk: NRe =



P



=



n  Di 2  







    n 2  Di 2



(GG Brown, hal 507)



gc



Dimana: n



= Putaran pengaduk ditetapkan 100 rpm = 1,67 rps



di = Diameter impeller(ft) P = Daya motor (lbft/dtk)



 = Densitas larutan pati = 1,122 g/cm3 = 1122 kg/m3 = 70,0442 lb/ft3



 = 3,96 cp = 0,0027 lbft/detik gc = 32,2 lb/detik2lbf = 115920 lbft/men2lbf NRe =



n  Di 2  







=



1,67 (5,8559 ) 2  70 ,0442 0,0027



=



4011,2151 = 1485635,22 0,0027



Type aliran turbulen, maka didapatkan harga  =0,75 (GG Brown, fig477, hal:507) P=



=



    n 2  Di 5 gc 0,75  70,0442  (1,67 ) 2  (5,8559 ) 5 32,2



App C-16



=



1008868,69 32,2



= 31331,3258 lbft/dt = 0,1222 Hp. Ditetapkan  motor = 80 %, pengaduk = 60 % Maka P =



0,1222 = 0,25 Hp. 0,8  0,6



I. Pipa sparger Data perencanaan: Diameter pengaduk = 67,9583 in Asumsi susunan lubang spray berbentuk segitiga Asumsi diameter lubang = 0,25 Rate steam



= 470030,9157 kg/jam = 1036230,15716 lb/jam.



Rate Volumetric =1036230,175 x 3,111 = 3223712,018 ft3/jam. Dipakai pipa IPS dengan ukuran: - Panjang = 5 ft - Nominal size = 1,5 in - Sch Number = 40 - OD = 1,9 in - ID = 1,61 in



(Geankoplis App A 5-1)



App C-17



Kecepatan liquifikasi: Kecepatan steam =



3223712,018  / 4  1,612



=



3223712,018 3,14 / 4  1,612



=



3223712,018 = 1584290,542 2,0347985



= 440,4326 ft/dtk Luas satu spager =



=



 4



d2



3,14 (1,61) 2 = 2,0348 in2 4



Luas lubang speger =



3223712,018 = 915,6192 ft 3600  0,978



Jumlah lubang



915,6192 915,6192 = 915,6192 / 144 6,3585



=



= 143,9992  144 buah. Jarak antara lubang PT = 1 Luas satu segitiga



= ½ (PT x sin 60) x PT = ½ (0,866) x 1 = 0,433 1n



Menentukan diameter spager: Luas spager = 3,14 /4 x d2 0,05



= 0,758 d2



d



= 1,5962 in



Dari perhitungan didapatkan d spager = 1,5962 in < 1,16 in, maka diameter spager sudah memenuhi.



App C-18



Spesifikasi Peralatan: Nama alat



: Reaktor Liquifikasi



Type



: Tangki berpengaduk berbentuk silinder tegak dengan tutup dengan tutup atas berbentuk standartdishead dan tutup bawah berbentuk conical denga α = 120 0C.



Bahan



: Carbon steel SA283 grade D type 316



Jumlah



: 2 buah



7. Reaktor Sakarifikasi Awal (dikerjakan oleh Sebastiana Fano) 8. Reaktor Sakarifikasi Lanjut Fungsi



= Tempat terjadinya fermentasi glukosa menjadi etanol. Waktu tinggal 48 jam.



Dirancang: - Bejana berbentuk silinder tegak dengan asumsi Ls = 1,5 di - Tutup atas dan tutup bawah berbentuk standart dishead - Tangki dirancang 33 % lebih besar - Bahan konstruksi carbon stell SA 53 Grade B - Faktor korosi: C 1/8’’ = 2/16’’ - Pengelasan: E = 0,8 - Allowable strees: f = 12750 (App. D Brownell & Young) - Bejana dilengkapi dengan coil pendingin dan pengaduk - ρ = 69,8839 lb/ft3 - μ = 21,8055 cp = 1,2132 . 10-3 lbm/ft.dt



App C-19



Massa masuk = 469900,7979 kg/jam = 1035943,299 lb/jam a. Menentukan volume tangki



469900,7979  2,2046 = 14822,6309 ft3 69,8893



Volume liquid



=



Volume tangki



= 1,33 x 14822,6309 = 19714,0991 ft3



Volume total



= 34536,73 ft3



b. Menentukan dimensi tangki Vliq



=



1  . di2 . Li + 0,000049 . di3 . 123 4



19714,0991



=



1  . di2 . Li + 0,000049 . di3 . 123 4



= 0,79206 di3 di



= 13,8448 ft x 12 in/ft = 166,1376 in



Li



= 1,5 di = 1,5 x 13,8448 = 20,7672 ft x 12 in/ft = 249,2064 in



Menentukan tekanan design: P = P atm + P hidrostatik = 14,7 + (ρ . g/gc . h)  69,8839   1  249 ,2064  = 24,7784 psi = 14,7 +  3  (12in / ft) 



App C-20



Menentukan tebal tangki: ts =



=



pi.di C 2( f .E  0,6 Pi) 24,7784  124,67 2  2(12750  0,8  0,6  24,7784) 16



= 0,2766 x



16 2 4,179 5 x = in = in 16 16 16 16



Standarisasi tabel 5.7 hal 90 Brownell & Young do = 126 in x



1 ft = 10,5 ft 12in



ts = 3/8 in di = do – 2 ts = 126 – (2 . 3/8) = 125,25 in x



1 ft = 10,43 ft 12in



Menentukan tinggi tangki: Vt



=



1  di2 Ls + 2 (0,000049 di3 . (12)3) 4



34536,73



=



1 x  x 10,43752 x Ls + 2 (0,000049 x 10,43753 x 123 ) 4



Ls



= 124,1989 ft x 12 in/ft = 1490,3868 in



App C-21



c. Menentukan tebal tutup atas dan tutup bawah Bentuk standart dishead: r = di = 125,25 in tha



=



0,885  Pi  r +C f .E  0,1.Pi



=



2 0,885  24,7784  125,25 + 12750  0,8  0,1 24,7784 16



= 0,269 x icr



16 2 5,871 + =  6/16 in 16 16 16



= 6 % x r = 0,06 x125,25 = 7,515 in



d. Menentukan pengaduk Digunakan impeler jenis turbin dengan 6 buah plate blade tanpa buffle. Menurut gambar 9.13 Mc. Cabe ed. 3 hal 242 kurva D S1



= 0,33



S3



= 0,25



S4



= 0,25



Jika: Da



= Diameter plade



L



= Panjang blade



W



= Lebar blade



Dt



= Diameter tangki



App C-22



Maka:



Da Dt



S1



=



Da



= S1 . Dt = 0,33 x 10,4375 = 3,444 ft



S3



=



L



= S3 . Da = 0,25 x 3,444 = 0,861 ft



S4



=



W



= S4 . Da = 0,25 x 3,444 = 0,861



L Da



W Da



Kecepatan putaran = 15



NRe =



putar 1menit putaran = 0,25  menit 60 det ik det ik



  Da 2  N 69,8839  3,444 2  0,25 = = 17089,106  1,2132 .10 3



Persamaan 9.19 Mc. Cabe m



=



a  log 10 N Re b



Tabel 9.1 Mc. Cabe diperoleh: -



a=1



-



b = 40



Maka: Np koreksi = Np . Nfrm Np koreksi = 1 x (6,69 . 10-3)-0,106 = 1,70



App C-23



Menentukan power motor: P



=



N P .N 3 .Da 5 . gc



=



1,70  0,25 3  3,444 5  69,8839 1hp  27 ,955 lbft / dt  32,174 550 lbft / dt



………..



pers.9.20 Mc. Cabe



= 0,06 Hp Grand losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearin): = 10% .P = 0,1 x 0,06 = 0,006 Hp Power input = 0,06 + 0,006 = 0,066 Hp Transmition system losses (kebocoran tenaga akibat motor,seperti pada belt dan gear): = 20 % . Power input = 0,2 x 0,066 = 0,0132 Hp Total Hp yang diperlukan = 0,066 + 0,0132 = 0,0792 Hp Jadi dipake motor dengan power = 0,5 Hp



App C-24



e. Coil pendingin 



M : 469900,7979 kg/jam = 1035943,299 lb/jam







Q : 15254686,8 kcal/jam



Perhitungan: T1 = 320C = 89,60F



t1 = 600C = 1400F



t2 = 320C = 89,60F



T2 = 320C = 89,60F  Menentukan  LMTD



t1 = T1 – t2 = 89,6 – 89,6 = 00F t 2 = T2 – t1 = 89,6 – 140 = -50,40F



LMTD -



t1  t 2 0  (50,4)   50,4 0 F ln t1 / t 2 ln 0 /  50,4



 Temperatur kalorik Tc



= ½ (T1 + T2)



tc = ½ (t1 + t2)



= ½ (89,6 + 89,6)



= ½ (140 + 89,6)



= 89,60F



= 114,80F



Dari Kern, tabel 11,hal. 844, untuk 1½ Sch 40 in diperoleh: do



= 1,9 in



di



= 1,610 in



a’



= 2,04 in2



a’’



= 0,498 ft2



App C-25



Tabel 5.1 Evaluasi perpindahan panas Shell (larutan) NRe =



Tube (air)



dp 2     3,444 2  69,8839  (15  60 )    2,42 1,8055  2,42



ap = 2,04 in2 x



= 999916,65



1 ft 2  0,0142 ft 2 2 144in



M ap



Gt =



Gmbr. 20 hal 718 Kern







Jc = 2000



 k   cp       ho = Jc x    d vesel   k 



1/ 3



       w 



1035943,299  72953753,45lb / Jft 2 0,0142



0,14



NRe =



k = 0,3048 Btu/jam (ft2)(0F/ft)



di  Gp   2,42



1,61  72953753,45 = 12 1,20  2,42



Cp = 0,8536 Btu/lb0F



0,3048  0,8536  1,8055  2,42   ho = 2000 x  14375  0,3048 



1/ 3



x1



= 337050,303 Gbr. 14 hal. 823 Kern  = 1,2 cp



20



= 238,221 Btu/Jft F Gbr. 24 hal 834 Kern JH = 160 k  cp     hi = JH x  di  k 



1/ 3



       w 



0 ,14



1



k = 0,356 Btu/(hr)(ft2)(0F/ft) tabel 4 hal. 800 Fig. 2 hal. 804 Cp = 1 Btu/lb0F 0,356  1  1,20  2,42   hi = 160 x  1,61  0,356  12



= 854,622



App C-26



1/ 3



1



hio = hi x



di do



= 854,622 x



Uc



=



hio  ho 724,180  238,221  hio  ho 724,180  238,221



= 179,255 Btu/Jft2 0F Rd



=



Uc U D U c U D



Tabel 12 hal 845 Kern didapat: Rd = 0,004 0,004 =



= 104,399 Btu/jam ft2 0F



UD



A



179 ,255  U D 179 ,255  U D



=



Q  U D  t LMTD



1 Btu 0,2552 kcal 104,399  50,4



15254686,8 kcal 



= 11360,456 ft2 L



=



A a' '



=



11360,456 0,498



= 22812,1606 ft nc



=



L  .dc



App C-27



1,61  724,180 1,90



Asumsi: dp < dc < di 3,444 < dc < 10,4375 dc = 7 ft nc =



22812,1606  1037,8599 3,14  7



nc  1000 buah hc



= (nc – 1)(lc + do) + do



Asumsi: lc



= 1,5 in



hc



 1,5 1,9  1,9 = (1000-1)      12 12  12 = 283,2083 ft



Lls



Lls



 mL   ( )  0,000049  di 3 (12 ) 3 pL  =   2 .d 4



 5625,3904  2,2046  6   0,000049  10,43753 (12) 3 69,8839   =







4 Lls



= 11,3195 ft



Tinggi coil < tinggi larutan, maka coil tercelup oleh larutan  rancangan sesuai.



App C-28



Kesimpulan: 



Vtotal



= 34536,73 ft3







ts



= 3/8 in







do



= 10,43 ft







di



= 10,4375 ft







Ls



= 124,1989 ft







r



= 125,25 in







tha



= 6/16 in







icr



= 7,515 in







thb



= 6/16



Dimensi Pengaduk: 



Da



= 3,444 ft







L



= 0,861 ft







W



= 0,861 ft







N



= 0,25







Daya



= 0,5 Hp







Jumlah blade = 6 buah plate



putaran detik



Dimensi Coil Pendingin: 



dc



= 7 ft







nc



= 1000 buah







Lc



= 1,5 in







Pipa coil = 1 ½ ’’IPS Sch 40







di



= 1,610 in



App C-29







a’



= 2,04 in2







do



= 1,9 in







a’’



= 0,498 ft2/ft







hc



= 283,2083 ft



9.



Pemisahan Serat (RVF) Fungsi



: Untuk memisahkan larutan dan cakenya



Type



: Rotary Vacum Filter



Perencanaan: Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-135 Grade B Tekanan filtrasi



: 20 bar = 41766,7328 (  )



Faktor tahanan



: 0,25 x10-8



Waktu filtrasi



: 1 jam



Kapasitas cake



= 158501,19 kg/jam = 349431,7235 lb/jam



Berat solid



= 1 jam x 349431,7235 lb/jam = 349431,7235 lb/jam



Densitas solid



= 53,2326 lb/ft3



Volume solid



=



Kapasitas filtrat



= 26578,4202 kg/jam = 58594,78517 lb/jam



Densitas filtrat



= 87,7767 lb/ft3



Berat solid 349431,7235 lb   6564,2430 ft3  solid 53,2326lb / ft3



Kecepatan volumerik filtrat: =



58594,78517 lb/jam  667,5437 ft 3 / jam 3 87,7767 lb/ft



= 11,125728 ft3/menit



App C-30



W=



Berat solid 349431,7235 lb/jam = 523,4589 lb/ft3.jam  3 volume filtrat 667,5437 ft / jam



Viskositas filtrat = (  =0,0054) lb/ft.sekon



 V



=



v w 2  A 2   k



 V



=



1 60menit = 5,3929 ft3 11,125728ft 3/menit



5,3929 ft3



=



11,125728 0,0054  5,3929 2  A2 41766,7328  0,25.108



5,3929 ft3



=



0,3239997 0,000208834A2



0,00112622



= 0,3239997



A



= 3,47599 ft3



Dari Ulrich, tabel 4-23 hal 223 luas area terletak antara 1-1000 m2 sehingga perhitungan diatas memenuhi. Spesifikasi Alat: Nama



= Pemisahan Serat (RVF)



Fungsi



= Untuk memisahkan larutan dari cakenya



Type



= Rotary Vacum Filter



Bahan konstruksi



= Carbon Steel SA-135 Grade B



App C-31



10. Distilasi



(Dikerjakan oleh Sumanti Makmur)



11. Decanter Fungsi



= Untuk memisahkan air, gukosa dan maltosa dengan etanol.



Type



= Tangki horizontal dengan tutup kanan dan kiri standart dishead.



Tekanan



= 1 atm



Massa bahan = 185079,6102 kg/jam = 408026,5086 lb/jam 1. Etanol



= 3738,098 kg/jam = 8241,01085 lb/jam



2. H2O



= 167849,7524 kg/jam = 370041,5641 lb/jam



3. C6H12O6



= 13327,1347 kg/jam = 29381,0011 lb/jam



4. C12H22O11 = 164,6251 kg/jam = 362,9325 lb/jam Dasar Perancangan: a. Bahan konstruksi



= Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316(f = 18750)



b. Pengelasan



= Double Welded But Joint (E = 0,8) dan C = 1/16



c. Ls



= 1,5 di



Perhitungan: 1. Menentukan kapasitas tangki Kapasitas tangki



= Waktu tinggal x laju alir massa = 1 jam x 408026,5086 lb/jam = 408026,5086 lb/jam



2. Menentukan dimensi kolom Densitas campuran



= 0,0660 kg/L = 4,1202 lb/ft3



Densitas light liquid = 0,8269 lb/ft3 = 13,2457 kg/m3



App C-32



Densitas heavy liquid = 3,2956 lb/ft3 = 52,7911 kg/m3 Volume liquid



=



=



Laju alir



 408026,5086 lb/jam 4,1202lb/ft 3



= 99030,75302 ft3 Direncanakan volume liquid 90% bahan masuk, maka: Volume total



=



Volume liquid 0,9



=



99030,7530 2 ft 3 0,9



= 110034,17 ft3 3. Menentukan dimensi tangki Volume total



= V1 + V2 + V3



Volume total



= ((0,0847) .di3) + (  /4 x di2 x Ls) + (0,0847) . di3)



110034,17 ft3



=



110034,17 ft3



= 1,3469 di3 di



3,14  di 2  Ls  2(0,0847 .di 3 ) 4



= 81,6944 ft = 980,3328 in



4. Menentukan tinggi silinder Ls = 1,5 x di = 1,5 x 980,3328 = 1470,4992 in = 122,5416 ft



App C-33



5. Menentukan tinggi liquid dalam shell(Lls) Volume liquid



= V1 + V2



99030,75302 ft3



= ((0,0847) . di3) + (



99030,75302 ft3



= ((0,0847)( 81,69443) + (0,785 x 81,69442 x Lls)



99030,75302 ft3



= 44505,4914 + 5239,0704 . Lls



5239,0704. Lls



= 54525,26162 ft3



Lls



 4



 di 2  Lls )



= 0,0104 ft = 0,1248 in



6. Menentukan tebal tangki (ts) ts =



Pi  di C 2( f .E  0,6 Pi)



(Pers 4-1.5 Ulrich hal 252)



Dimana: Pi = Tekanan operasi r



= Jari-jari, in



f



= Allowable stress, psia



Maka: ts =



=



Pi  di C 2( f .E  0,6 Pi) 14,7  980,3328 1  2(18750  0,8)  (0,6  14,7) 16



= 0,5431 in =



8 2  16 16



App C-34



Standarisasi do: do = di + 2 ts = 980,3328 in + 2 (2/16) = 980,5828 in Standarisasi do dari table 5.7 Brownell & Young hal 90 didapat: do = 120 in di = do – 2 ts = 120 – 2 (2/16) = 119,75 in = 9,9791 ft 7. Menentukan tebal tutup a. Tebal tutup atas (tha) tha



=



0,885  Pi  r C ( f .E  0,1Pi)



=



0,885  14,7  119,75 1  (18750  0,8  0,1 14,7) 16



= 0,1039 in x 16/16 =



1,6624 2  in 16 16



b. Tebal tutup bawah (thb) thb = tha =



2 in 16



8. Menentukan tinggi tutup a. Tinggi tutup atas (ha) ha



= 0,169 x di = 0,169 x 119,75 = 20,2378 in = 1,6865 ft



App C-35



b. Tinggi tutup bawah (hb) hb = ha = 20,2378 in c. Tinggi total tangki (H) H = ha + Ls +hb = 20,2378 in + 1470,4992 in + 20,2378 in = 1510,9748 in = 125,9146 ft 9. Menentukan tinggi liquid overflow  Tinggi heavy liquid overflow Z3 = ½ x Ls + tinggi tutup = (½ x 122,5416) + 1,6865 = 62,9573 ft  Tinggi light liquid overflow Z1 = Ls + tinggi tutup = 122,5416 + 1,6865 = 124,2281 ft Spesifikasi Alat: Nama alat



= Decanter



Fungsi



= Untuk memisahkan air, gukosa dan maltosa dengan etanol.



Type



= Tangki silinder horizontal dengan tutup kanan dan tutup kiri standart dishead



Bahan



= Carbon Steel SA-240 Grade M type 316



Tinggi light liquid = 124,2281 ft Tinggi heavy liquid = 62,9573 ft



App C-36



Dimensi tangki



=H



= 1510,9748 in = 125,9146 ft



= Lls



= 0,0104 ft = 0,1248 in



= ts



= 2/16 in



12. Dehidrasi Nama alat



= Tangki dehidrasi



Fungsi



= Tempat berlangsungnya reaksi dehidrasi etanol dengan bantuan CaO



Type



= Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas standart dishead tutup bawah conis (α = 1200).



Tekanan



= 1 atm



Waktu operasi = 1 jam Kapasitas



= 2858,2257 kg/jam = 6301,2444 lb/jam



Perhitungan: 1. Menentukan dimensi tangki Densitas campuran



= 112,374 lb/ft3



Padatan pengisi bejana = 80% Waktu tinggal



= 1jam



Massa bahan



= 6301,2444 lb/jam x 1 jam = 6301,2444 lb



Volume CaO



=



massa







=



6301,2444 lb  56,0739 ft 3 3 112,374 lb/ft



Karena volume larutan 80% volume tangki, maka: Standarisasi do: do = di + 2 ts



App C-37



= 89,6152 in + 2 (2/16) = 89,8652 in Standarisasi do dari table 5.7 Brownell & Young hal 89 didapat: do = 90 ts = 2/16 di = do – 2 ts = 90 – 2(2/16) = 89,75 in = 7,4792 ft icr = 6% (89,75) = 5,385 in r



= di = 89,75 in



2. Menentukan tabal tutup a. Tebal tutup atas (tha) tha



=



0,885  Pi  r C ( f .E  0,1Pi)



=



0,885  14,7  89,75 1  (18750  0,8)  (0,1 14,7) 16



= 0,1403 in = 2/16 in b. Tebal tutup bawah (thb) thb



=



Pi  di C 2( f  E  0,6  Pi)



=



14,7  89,75 1  0 2(18750  0,8  0,6  14,7)  cos 60 C 16



= 0,1505 in = 2/16 in



App C-38



3. Menentukan tinggi tutup a. Tinggi tutup atas (ha) a



=



di 89,75   44,875 in 2 2



AB = a – icr



= 44,875 – 5,385 = 39,49 in



BC = r – (icr)



= 89,75 - 5,385 = 84,365 in



B



= r – AC



= 89,75 -



(84 ,365 ) 2  (39 ,49 ) 2



= 15,1981 in Maka: ha



= tha + B + sf



ha



= 2/16 in + 15,1981 in + 1,5 = 16,8231 in



b. Tinggi tutup bawah (conical) thb = ½ x



di 89,75  ½  51,8157 in = 4,3179 ft tg½ 1,7321



Lhb = ha = 51,8157 in + 1,5 = 53,3157 in c. Tinggi total tangki (H) H = ha + Ls + hb = 16,8231 in + 134,3872 + 53,3157 in = 204,526 in = 17,038 ft



App C-39



Spesifikasi Alat: Nama



: Tangki dehidrasi



Type



: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah standart dishead



Bahan



: Carbon Steel SA-240 Grade M



Kapasitas



: 6301,2444 lb/jam



Dimensi tangki: -



H : 204,526 in = 17,038 ft



-



ts : 2/16



-



tha = thb = 2/16



App C-40



APPENDIKS D UTILITAS



Unit utilitas merupakan sarana yang paling penting bagi kelangsungan proses produksi. Unit utilitas yang diperlukan pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini meliputi: A. Unit penyediaan steam B. Unit penyediaan air C. Unit penyediaan listrik D. Unit penyediaan bahan bakar



A. Unit Penyediaan Steam 1. Untuk kebutuhan pemanas Tabel App D.1 Kebutuhan pemanas No



Nama Peralatan



Kebutuhan Steam (kg/jam)



1



Reaktor Liquifikasi



40423,5866



2



Distilasi



156521,6065



Total



196945,1931



Untuk design dan faktor keamanan direncanakan banyak steam yang disupply adalah 20% exess dari jumlah kebutuhan steam. Steam yang disediakan boiler



= 0,2



196945,1931



= 39389,0386 kg/jam = 86837,0745 lb/jam



App D-1



Direncanakan steam yang digunakan adalah saturated steam pada kondisi: Temperatur : 1340C Tekanan



= 273,20F



: 2,299 atm = 33,786 Psi



Dari persamaan 172 Savern W.H, hal 140: Boiler Horse Power



=



Ms h hf 970,3 34,5



Dimana: Ms = Massa steam yang dihasilkan oleh boiler, lb/jam h



= Entalphy1 lb feed steam pada perencanaan dan T tertentu 1171,4



hf



= Entalphy liquid 1 lb feed water pada kondisi 970,3 dan 34,5 adalah konstanta penyesuaian pada penguapan 1 lb air/jam dari 2120F dan tekanan 14,7 psia yang memerlikan entalphy 970,3 Btu/lb



Dari appendiks A.2-9 Geanklopis, hal 858 – 859 diperoleh: H2120F = 180,16 Btu/lbm Dari tabel C-3 hal 629 Van Ness diperoleh: H5180F = 1171,4 Btu/lbm Boiler Horse Power



=



196945,1931 1171,4 180,16 970,3 35



= 5748.4417 Hp Dari persamaan 171 Severn W.H hal 140: Kapasitas boiler



=



=



Ms



h hf 1000



196945,193 1 1171 ,4 180 ,16 1000



= 195219,9532 lb/jam



App D-2



Dari persamaan 171 Severn W.H hal 140: Faktor Epavorasi



=



h hf 970,3



1171,4 180,16 970,3



= 1,0216 Jadi air yang dibutuhkan = Faktor evaporasi = 1,0216



Rate steam



86837,0745



= 88712,7554 lb/jam = 40239,8419 kg/jam 2. Kebutuhan bahan bakar boiler Sebagai bahan bakar boiler digunakan fuel oil dengan heating valve = 19000 Btu/lb. (Perry ed 3, hal 16-29). Sehingga kebutuhan bahan bakar boiler (Mf): Mf



=



Ms h hf boiler heating value



Karena effisiensi boiler sebesar 80% maka: Mf



=



196945,1931 1171,4 180,16 0,8 19000



= 12843,41797 lb/jam = 5825,7362 kg/jam Maka jumlah perpindahan panas boiler dan jumlah tube: Heating value surface



= 10 ft2/Hp boiler



Direncanakan panjang tube standard



= 20 ft



Ukuran pipa yang digunakan (NPS)



= 1,5 in



Luas permukaan linier feed



= 0,498 ft3/ft



App D-3



Jumlah tube (Nt) =



A at L



Maka: A = Luas perpindahan panas boiler 5748.4417 = 57484,417 ft2



= 10 Sehingga: Nt =



A at L



57484,417 0,489 20 = 5877,7522 buah



5878 buah



Speifikasi boiler: Type



: Fire tube boiler



Kapasitas boiler



: 195219,9532 lb/jam



Rate steam



: 86837,0745 lb/jam



Bahan bakar



: fusel oil



Effisiensi



: 80%



Heating surface



: 57484,417 ft2



Jumlah tube



: 5878 buah



Ukuran tube



: 1,5 in



Panjang tube



: 20 ft



Jumlah boiler



: 1 buah



App D-4



B. Unit Penyediaan Air Kebutuhan air pada Pra Rencana Pabrik Etanol antara lain untuk keperluan sebagai berikutr: 1. Keperluan air proses: Pada tangki pencuci



= 680003,9419 kg/jam = 188,88998 kg/det



Pada mesin giling



= 1189705,717 kg/jam = 330,4738 kg/det



Pada reaktor sakarifikasi awal = 950838,9303 kg/jam = 264,1219 kg/det Pada pemisahan serat (RVF)



= 439347,8423 kg/jam = 122,0411 kg/det



2. Keperluan pembangkit steam: Pada Reaktor Liquifikasi



= 40423,5866 kg/jam



= 11,2288 kg/det



Distilsi



= 156521,6065 kg/jam = 43,4782 kg/det



3. Keperluan karyawan: Menurut standart WHO kebutuhan air untuk tiap orang Jumlah karyawan dalam pabrik



= 235 orang



Kebutuhan air untuk 235 karyawan = 120 L/hari



235



= 28200 L/hari = 896,4048 kg/m3



Jika densitas air



Pemakaian air sanitasi untuk 235 karyawan: V =



M



m =V = 28200 896,4048



1 1000



= 25278,6154 kg/hari



App D-5



= 120 L/hari



4. Keperluan air untuk laboratorium: Kebutuhan air untuk laboratorium dan taman direncanakan sebesar 30% dari kebutuhan karyawan. Kebutuhan laboratorium dan taman



= 0,3



25278,6154



= 7583,5846 kg/hari 5. Keperluan air untuk kebutuhan lainnya: Air untuk kebutuhan lainnya = 10000 kg/hari Total air sanitasi = (25278,6154 + 7583,5846) kg/hari = 32862,2 kg/hari Jadi total kebutuhan air = 3507377,171 kg/hari Air yang disirkulasi adalah steam kondensat diperkirakan kehilangan selama sirkulasi sebesar 10%. Kehilangan air selama sirkulasi = 0,1 total = 0,1



3507377,171



= 350737,7171 kg/hari Air yang disirkulasi



= 3507377,171 - 350737,7171 = 3156639,454 kg/hari



Make up water yang disupplay = 3507377,171 - 3156639,454 = 350737,717 kg/hari



App D-6



Untuk cadangan dan persediaan unit pemadam kebakaran disediakan 35% maka: Total kebutuhan air yang dibutuhkan = 0,35 = 0,35



total 3507377,171



= 1227582,01 kg/hari = 51149.2504 kg/jam



Peralatan Unit Penyediaan Air: 1. Pompa Air Sungai (L-211) Fungsi: memompakan air dari sungai ke bak skimer (F-212). Direncanakan pompa yang digunakan sebanyak 2 buah. Rate aliran tiap pompa



=



51149.2504 2



= 25574.6252 kg/jam Rate aliran



= 25574.6252 kg/jam = 56381.8187 lb/jam = 15.6616 lb/det = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb.m/ft3 = 0.85 Cp = 5.7118E-04 lb/ft.det



(Fig. 14 Kern hal 823)



Rate volumetrik: V =



rate



56381.8187 62,5



902.1091 ft3/jam



= 0,2506 ft3/det = 15.0352 ft3/menit



App D-7



Asumsi: aliran adalah turbulen Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 24 in Dari tabel 11 Kern hal 844 didapat: Ukuran pipa normal (NPS)



= 24 in



Diameter luar



= 24 in



Diameter dalam



= 23,25 in = 1,9375 ft



Inside Cross-Sectional area



= 425 in2 = 35,4163 ft2



Pengecekan aliran: V



=



NRe =



rate Ao



15.0352 35,4163



di



v



0,4245 ft/det



1,9375 62,5 0,4245 5.7118E - 04



= 89996,6681 Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar. Perpipaan: Pipa lurus: Lpipa



= 100 ft



Elbow 900 sebanyak 4 buah L/D



= 35



Lelbow = 35 =4



(Tabel 5.9 Geankoplis hal 93) ID 35



1,9375 = 271,25 ft



App D-8



Gate valve sebanyak 2 buah L/D



=9



Lgate valve



=9



ID



=2



9



L



(Tabel 5.9 Geankoplis hal 93)



1,9375 = 34,875 ft



= Lpipa + Lelbow + Lgate valve = 100 + 271,25 + 34,875 = 406.125 ft



Bahan pipa: cast iron Dari Geankoplis hal 88, diperoleh:



D



f



= 0,00026 m, sehingga:



2,6.10 4 m 3,2808 ft / m = 0,0004 1,9375



= 0,007



Faktor turbulen



=1



Friksi pada pipa: Ff = 4f



D



L v2 2 gc



= 4 0,007



(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)



406.125 0,4245 2 1,9375 2 1 32,174



0,0164 ft.lbf/lbm



Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah Kf = 0,75 hf = Kf



=3



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



v2 2 0,75



(Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)



0,42452 2



0,2027 ft.lbf/lbm



App D-9



friksi loss = Ff + hf = 0,0164 + 0,2027 = 0,2191 ft.lbf/lgm Persamaan Bernuolli: V2 2



gc



(Pers. 2.7-28 Geankoplis hal 97)



V g gc



P



F Ws



0



Direncanakan:



Z = 20 ft P= 0 v = 0,4245 ft/det



Sehingga diperoleh harga: -Ws



=



0,4245 20 1 0,2191 2 1 32,174



= 20.2257 ft.lbf/lbm WHP =



Ws m 550



= 0,5759



20.2257



15.6616 550



1 Hp



Effisiensi pompa = 20% BHP



=



WHP pompa



(fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)



1 0,20



5 Hp



Effisiensi motor = 80% Power pompa aktual =



(fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)



BHP motor



= 6,25



5 0,80



6 Hp



App D-10



Spesifikasi peralatan: Fungsi



: Memopakan air dari sungai ke bak skimer (F-212)



Type



: Centrifugal pump



Dimensi pompa



: di = 23,25 in A = 35,4163 ft2



Daya pompa



: 6 Hp



Bahan



: cast iron



Jumlah



: 2 buah



2. Bak Skimer (F-212) Fungsi: Menampung air dari sungai sekaligus sebagai tempat pengendap pendahuluan serta untuk membersihkan partikel berat yang terbawa dalam air sungai. Laju air = 51149,2504 kg/jam Densitas = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft3 Direncanakan bak skimer sebanyak 2 buah. Laju alr tiap bak =



=



51149,2504 2



25574 ,6252 kg/jam



25574 ,6252 2,2046 62 .5



= 902,1091 ft3/jam = 25,5449 m3/jam Waktu tinggal = 8 jam Volume air



= 25,5449



8 = 204,3592 m3



App D-11



Diperkirakan air mengisi 90% bak Volume bak



=



204,3592 0,9



227,0658 m3



Direncanakan bak penampung air berbentuk persegi panjang, dengan rasio panjang (P) : lebar (L) : tinggi (T) adalah 5 : 4 : 3, maka: Volume bak penampung air sungai



=P



L



T



227,0658 = 5



4



3



L2



= 3,7844 m2



L



= 1,9454 m



Maka didapat: -



Panjang = 5 x 1,9454 = 9,727 m



= 10 m



-



Lebar



= 4 x 1,9454 = 7,7816 m



=8m



-



Tinggi



= 3 x 1,9454 = 5.8362 m



=6m



Spesifikasi Peralatan: Bentuk



: Persegi panjang



Kapasitas



: 227,0658 m3



Panjang



: 10 m



Lebar



:8m



Tinggi



:6m



Bahan



: Beton bertulang



Jumlah



: 2 buah



App D-12



3. Pompa Bak Skimer (L-213) Fungsi: Memompakan air dari bak skimer ke bak sedimentasi (F-214) Direncanakan sebanyak 2 buah. Sehingga rate aliran tiap pompa =



51149,2504 2



= 25574.6252 kg/jam Rate aliran = 25574.6252 kg/jam = 56381,8187 lb/jam = 15,6616 lb/det = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft3 = 0.85 Cp = 5.7118E-04 lb/ft.det



(Fig. 14 Kern hal 823)



Rate volumetrik: V =



rate



56381,8187 62,5



902,1091 ft3/jam



= 0,2506 ft3/det = 15.0352 ft3/min Asumsi: aliran adalah turbulen Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 24 in Dasri tabel 11 Kern hal 844 didapat: Ukuran pipa normal (NPS)



= 24 in



Diameter luar



= 24 in



Diameter dalam



= 23,25 in = 1,9375 ft



Inside Cross-Sectional area



= 425 in2 = 35,4163 ft2



App D-13



Pengecekan aliran:



rate Ao



V



=



NRe



= di



15,6616 35,4163 v



0,4422 ft/det



1,9375 62,5 0,4422 5.7118E - 04



= 88910,55120 Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar. Perpipaan: Pipa lurus: Lpipa



= 100 ft



Elbow 900 sebanyak 3 buah L/D



= 35



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



Lelbow = 35 =3



ID 35



1,9375 = 203,4354 ft



Gate valve sebanyak 2 buah L/D



=9



Lgate valve



=9



ID



=2



9



L



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



1,9375 = 34,875 ft



= Lpipa + Lelbow + Lgate valve = 100 + 203,4354 + 34,875 = 338,3104 ft



App D-14



Bahan pipa: cast iron Dari Geankoplis hal 88, diperoleh:



D



f



= 0,00026 m, sehingga:



2,6.10 4 m 3,2808 ft / m = 0,0004 1,9375



= 0,007



Faktor turbulen



=1



Friksi pada pipa: Ff = 4f



D



L v2 2 gc



= 4 0,007



(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)



338,3104 0,4422 2 1,9375 2 1 32,174



0,0149 ft.lbf/lbm



Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah Kf = 0,75 hf = Kf



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



v2 2



(Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)



0,44222 = 3 0,75 2



0,2199 ft.lbf/lbm



friksi loss = Ff + hf = 0,0149 + 0,2199 = 0,2348 ft.lbf/lgm Persamaan Bernuolli: V2 2



gc



V g gc



(Pers. 2.7-28 Geankoplis hal 97) P



F Ws



App D-15



0



Direncanakan:



Z = 20 ft P= 0 v = 0,4422 ft/det



Sehingga diperoleh harga: -Ws



=



0,4422 20 1 0,2348 2 1 32,174



= 20,2417 ft.lbf/lbm WHP =



Ws m 550



= 0,5764



20,2417



15,6616 550



1 Hp



Effisiensi pompa = 70% BHP



=



WHP pompa



(fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)



1 0,70



2 Hp



Effisiensi motor = 86% Power pompa aktual =



(fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)



BHP motor



= 2,3256



2 0,86 3 Hp



Spesifikasi peralatan: Fungsi



: Memopakan air dari bak skimer ke bak sedimentasi (F-212)



Type



: Centrifugal pump



Dimensi pompa : di A Daya pompa



= 23,25 in = 35,4163 ft2



: 3 Hp



App D-16



Bahan



: cast iron



Jumlah



: 2 buah



4. Bak Sedimentasi (F-214) Fungsi: mengendapkan partikel-partikel yang tidak mengendap pada bak skimer Laju air = 51149,2504 kg/jam Direncanakan bak sedimentasi sebanyak 2 buah. Laju alir tiap bak =



=



51149,2504 2



25574 ,6252 kg/jam



25574,6252 2,2046 62,5



= 902,1091 ft3/jam = 25,5449 m3/jam Waktu tinggal = 8 jam Volume air



8 = 204.3592 m3



= 25,5449



Diperkirakan air mengisi 90% bak Volume bak



=



204.3592 0,9



227,0658 m3



Direncanakan bak penampung air berbentuk persegi panjang, dengan rasio panjang (P) : lebar (L) : tinggi (T) adalah 5 : 4 : 3, maka: Volume bak penampung air sungai



=P



L



T



227,0658 = 5



4



3



L2



= 3,7844 m2



L



= 1,9454 m



App D-17



Maka didapat: -



Panjang = 5 x 1,9454 = 9,727 m



= 10 m



-



Lebar



= 4 x 1,9454 = 7,7816 m



=8m



-



Tinggi



= 3 x 1,9454 = 5,8362 m



=6m



Spesifikasi Peralatan: Bentuk



: Persegi panjang



Bahan



: Beton bertulang



Panjang



: 10 m



Lebar



:8m



Tinggi



:6m



Jumlah



: 2 buah



5. Pompa Bak Sedimentasi (L-215) Fungsi: Memompakan air dari bak sedimentasi ke tangki clarifier (F-215) Direncanakan pompa yang digunakan sebanyak 2 buah Sehingga rate aliran tiap pompa =



51149,2504 2



= 25574,6252 kg/jam Rate aliran = 25574,6252 kg/jam = 56381,8187 lb/jam = 15,6616 lb/det = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft3 = 0.85 Cp = 5.7118E-04 lb/ft.det



(Fig. 14 Kern hal 823)



App D-18



Rate volumetrik:



rate



V =



56381,8187 62,5



902,1091 ft3/jam



= 0,2506 ft3/det = 15,0352 ft3/min Asumsi: aliran adalah turbulen Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 24 in Dasri tabel 11 Kern hal 844 didapat: Ukuran pipa normal (NPS)



= 24 in



Diameter luar



= 24 in



Diameter dalam



= 23,25 in = 1,9375 ft



Inside Cross-Sectional area



= 425 in2 = 35,4163 ft2



Pengecekan aliran: V



=



NRe



=



rate Ao



0,2506 35,4163



di



v



0,007 ft/det



1,9375 62,5 0,007 5.7118E - 04



= 15001,2212 Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar. Perpipaan: Pipa lurus: Lpipa



= 100 ft



Elbow 900 sebanyak 3 buah



App D-19



L/D



= 35



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



Lelbow = 35



ID



=3



35



1,9375 = 203,4354 ft



Gate valve sebanyak 2 buah L/D



=9



Lgate valve



=9



ID



=2



9



L



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



1,9375 = 34,875 ft



= Lpipa + Lelbow + Lgate valve = 100 + 203,4354 + 34,875 = 338,3104 ft



Bahan pipa: cast iron Dari Geankoplis hal 88, diperoleh:



D



f



= 0,00026 m, sehingga:



2,6.10 4 m 3,2808 ft / m = 0,0004 1,9375



= 0,007



Faktor turbulen



=1



Friksi pada pipa: Ff = 4f



D



L v2 2 gc



= 4 0,007



(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)



338,3104 0,007 2 1,9375 2 1 32,174



0,000003 ft.lbf/lbm



Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah Kf = 0,75



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



App D-20



hf = Kf



=3



v2 2



(Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)



0,75



0,007 2 2



0,00006 ft.lbf/lbm



friksi loss = Ff + hf = 0,000003 + 0,00006 = 0,000063 ft.lbf/lgm Persamaan Bernuolli: V2 2



(Pers. 2.7-28 Geankoplis hal 97)



V g gc



gc



P



F Ws



0



Direncanakan:



Z = 20 ft P= 0 v = 0,007 ft/det



Sehingga diperoleh harga: -Ws



=



0,007 20 1 0,000063 2 1 32,174



= 20,00018 ft.lbf/lbm WHP =



Ws m 550



= 0,37



20,00018 0,2506 550



1 Hp



Effisiensi pompa = 70% BHP



=



WHP pompa



(fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)



1 0,70



2 Hp



App D-21



Effisiensi motor = 86%



(fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)



BHP motor



Power pompa aktual =



2 = 2,3256 0,86



3 Hp



Spesifikasi peralatan: Fungsi



: Memompakan air dari bak sedimentasi ke tangki clarifier (F212)



Type



: Centrifugal pump



Dimensi pompa



: di = 23,25 in A = 35,4163 ft2



Daya pompa



: 3 Hp



Bahan



: cast iron



Jumlah



: 2 buah



6. Tangki Clarifier (F-216) Fungsi



: Sebagai tempat terjadinya fokulasi dengan penambahan alum Al2(SO4)3.18H2O 30% sebanyak 80 ppm (0,08 kg/m3)



Laju alir = 51149,2504 kg/jam = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft3 Direncanaka tangki clarrifier yang digunakan sebanyak 2 buah. Laju alir tiap tangki



=



51149,2504 2



25574 ,6252 kg/jam



App D-22



25574,6252 2,2046 62,5



=



= 902,1091 ft3/jam = 25,5449 m3/jam Waktu tinggal = 4 jam Volume air



4 = 102,1796 m3



= 25,5449



Diperkirakan air mengisi 90% bak



102,1796 0,9



113,5329 m3



Volume tangki



=



Kebutuhan alum



= 10% dari volume air total dengan konsentrasi 80 ppm atau 80 mg tiap 1 L air (0,08 kg/m3).



Kebutuhan alum



= (0,1



113,5329)



0,08



4



= 3,6331 kg/jam Kebutuhan alum tiap hari = 24



3,6331



= 87,1933 kg/hari Tangki berbentuk silinder dengan tutup bawah berbentuk conical: Volume tangki =



D3 24 tan 1 / 2



4



D2



Ls



Diasumsikan L = 1,5 D Tutup membentuk sudut (



) = 600



Sehingga didapatkan: 113,5329 =



D3 24 tan 1 / 2



4



D 2 1,5D



113,5329 = 0,227 D3 + 1,1775 D3 D



= 4,3238 m



App D-23



Menentukan tinggi clarrifier: Tinggi shell



= 1,5



D = 1,5



4,3238 = 6,4857 m



Tinggi tutup bawah berbentuk conis: h=



1/ 2 D tg1 / 2



0,5 4,3238 tg300



4,2429 m



Tinggi total tangki = Tinggi shell + Tinggi tutup bawah = 6,4857 + 4,2429 = 10,7286 m Jadi ukuran tangki clarrifier: Diameter = 4,3238 m Tinggi



= 10,7286 m



Perencanaan pengaduk: Digunakan pengaduk jenis turbine with 6 blades at 450 angle. Data-data jenis pengaduk (G.G. Brownell, hal 507): Dt/Di



= 3,0



Zi/Di



= 0,75 – 1,3



Zl/Di



= 2,7 – 3,9



W/Di



= 0,2



Dimana: Dt = Diameter dalam tangki Di = Diameter impeller Zi = Tinggi impeller dari dasar tangki Zl = Tinggi zat cair dalam silinder



App D-24



W = Lebar baffle impeller a. Menentukan diameter impeller Dt/Di = 3 Di



=



Dt 3



4,3238 3



1,4413 m



b. Menentukan tinggi impeller dari dasr tangki Zi/Di = 0,75 – 1,3 (diambil 0,9) Zi



= Di



0,9 = 1,4413



0,9 = 1,2972 m



c. Menentukan panjang impeller L Dt



1 4



L = 1/4



Dt = 1/4



4,3238 = 1,0809 m



d. Menentukan lebar impeller



W Di



0,17



W = 0,17



Di = 0,17



1,4413



= 0,2450 m e. Menentukan daya pengaduk Motor penggerak = 200 – 250 (diambil V = 240) V



=



Nre =



P



=



Di n



n Di 2



n 3 Di 5 gc



(Geankoplis 6th, per. 3.4-2,hal.145)



App D-25



Dimana: n



= Putaran pengaduk (rpm)



Di = Diameter impeller (m) P = Daya motor (Hp) V = Motor penggerak = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb.m/ft3 = Viscositas (5.7118E-04 lb/ft.mnt) gc = 32,174 lb.ft/dt2.lbf = 115826,4 lb.ft/mnt2.lbf =6



(G.G.Brownell, hal 507)



Sehingga: n



=



V Di



=



240 1,4413



= 53,0307 Nre =



53 rpm



20 1,44132 62,5 5.7118E - 04



= 4546171,281 (aliran turbulen) P



=



6 62 ,5 20 3 1,4413 5 115826 ,4



= 161,0963 lb.ft/det = 0,2929 Hp Ditetapkan: motor



= 80%



pengaduk = 60%



App D-26



Maka: P =



0,2929 0,8 0,6



0,6102 Hp



1 Hp



Spesifikasi tangki clarrifier: Bentuk



= Tangki silinder, tutup bawah berbentuk conical



Diameter Tangki = 4,3238 m Tinggi



= 10,7286 m



Diameter impeller = 1,4413 m Lebar impeller



= 0,2450 m



Daya motor



= 1 Hp



Bahan



= Carbon Stell Sa-240 Grade M Type 316



Jumlah



= 2 buah



7. Sand Filter (F-217) Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang masih ada dalam air dari tangki clarrifier. Ketentuan: -



Berbentuk silinder dengan tutup atas dan bawah berbentuk standart dished head.



-



Waktu penyaringan = ½ jam



-



Bahan bed pasir



-



Volume dalam silinder = 80%



App D-27



Penentuan volume bejana: Direncanakan sand filter yang digunakan sebanyak 4 buah. Rate tiap filter =



=



51149,2504 2



25574 ,6252 kg/jam



255754,6252 2,2046 62,5



= 902,1091 ft3/jam = 25,5449 m3/jam Volume air dalam bejana = 25,5449



½ jam



= 12,7725 m3 Porositas =



Vruang kosong Vruang kosong Vpadatan



Asumsi: Porositas = 0,4 Air terisi dalam bed = 60% air masuk Maka air dalam bed = 0,6



12,7725 = 7,6635 m3



Sehingga Vb = Vp + Vair Volume ruang kosong 20% volume air dalam bejana Maka volume ruang kosong = 0,2



12,7725



= 2,5545 m3 0,4



=



2,5545 2,5545 Vp



Vpadatan = 1,5327 m3



App D-28



Bila bejana terisi oleh 80% bahan, maka: Vbejana =



1,5327 0,8



1,9159 m3



Penentuan dimensi bejana: Mula-mula bejana diangap berbentuk selinder dengan perbandingan: L/D



= 1,5



Vb



=



/4



d2



1,5327



=



/4



d 2 1,5 d



d



= 1,3715 m = 54,86 in



L



Standarisasi (tabel 5.7. Browell and Young hal 90-91) Diameter standart = 132 in = 11 ft = 3,3 m Tinggi silinder



= 1,5



132 = 198 in = 4,95 m



Spesifikasi peralatan: Tinggi



= 4,95 m



Diameter



= 3,3 m



Bahan kontruksi = carbon steel Jumlah



= 2 buah



App D-29



8. Bak Air Bersih (F-218) Fungsi: menampung air bersih dari send filter Laju air = 51149,2504 kg/jam Direncanakan bak air bersih yang digunakan sebanyak 2 buah. Rate alir tiap bak =



=



51149,2504 2



25574 ,6252 kg/jam



25574,6252 2,2046 62,5



= 902,1091 ft3/jam = 25,5449 m3/jam Waktu tinggal = 12 jam Volume air



12 = 306,5388 m3



= 25,5449



Diperkirakan air mengisi 80% bak Volume bak



=



306,5388 0,8 2



191,5868 m3



Direncanakan bak penampung air berbentuk persegi panjang, dengan rasio panjang (P) : lebar (L) : tinggi (T) adalah 5 : 4 : 3, maka: Volume bak penampung air sungai



=P



L



T



191,5868 = 5



4



3



L2



= 3,1931 m2



L



= 1,7869 m



App D-30



Maka didapat: -



Panjang = 5 x 1,7869 = 8,9345 m



=9m



-



Lebar



= 4 x 1,7869 = 7,1476 m



=8m



-



Tinggi



= 3 x 1,7869 = 5,3607 m



=6m



Spesifikasi Peralatan: Bentuk



: Persegi panjang



Panjang



:9m



Lebar



:8m



Tinggi



:6m



Bahan



: Beton bertulang



Jumlah



: 2 buah



9. Pompa Demineralizer (L-219) Fungsi: Memompakan air dari bak air bersih ke kation exchanger Direncanakan pompa yang digunakan sebanyak 2 buah Sehingga rate aliran tiap pompa =



51149,2504 2



= 25574,6252 kg/jam Rate aliran = 25574,6252 kg/jam = 56381,8187 lb/jam = 15,6616 lb/det = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft3 = 0,85 Cp



(Fig. 14 Kern hal 823)



= 5.7118E-04 lb/ft.det



App D-31



Rate volumetrik:



rate



V =



56381,8187 62,5



902,1091 ft3/jam



= 0,2506 ft3/det = 16,0352 ft3/min = 112,4891 gpm Asumsi: aliran adalah turbulen Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 24 in Dari tabel 11 Kern hal 844 didapat: Ukuran pipa normal (NPS)



= 24 in



Diameter luar



= 24 in



Diameter dalam



= 23,25 in = 1,9375 ft



Inside Cross-Sectional area



= 425 in2 = 35,4163 ft2



Pengecekan aliran: V



=



NRe



=



rate Ao



0,2506 35,4163



di



v



0,007 ft/det



1,9375 62,5 0,007 5.7118E - 04



= 15001,2212 Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar. Perpipaan: Pipa lurus: Lpipa



= 100 ft



App D-32



Elbow 900 sebanyak 3 buah L/D



= 35



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



Lelbow = 35 =3



ID 35



1,9375 = 203,4354 ft



Gate valve sebanyak 2 buah L/D



=9



Lgate valve



=9



ID



=2



9



L



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



1,9375 = 34,875 ft



= Lpipa + Lelbow + Lgate valve = 100 + 203,4354 + 34,875 = 338,3104 ft



Bahan pipa: cast iron Dari Geankoplis hal 88, diperoleh:



D



f



= 0,00026 m, sehingga:



2,6.10 4 m 3,2808 ft / m = 0,0004 1,9375



= 0,007



Faktor turbulen



=1



Friksi pada piapa: Ff = 4f



D



L v2 2 gc



= 4 0,007



(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)



338,3104 0,007 2 1,9375 2 1 32,174



App D-33



0,000003 ft.lbf/lbm



Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah Kf = 0,75 hf = Kf



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



v2 2



(Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)



0,007 2 = 3 0,75 2



0,00006 ft.lbf/lbm



friksi loss = Ff + hf = 0,000003 + 0,00006 = 0,000063 ft.lbf/lgm Persamaan Bernuolli: V2 2



(Pers. 2.7-28 Geankoplis hal 97)



V g gc



gc



P



F Ws



0



Direncanakan:



Z = 20 ft P= 0 v = 0,007 ft/det



Sehingga diperoleh harga: -Ws



=



0,007 20 1 0,000063 2 1 32,174



= 20,00018 ft.lbf/lbm WHP =



Ws m 550



= 0,37



20,00018 0,2506 550



1 Hp



App D-34



Effisiensi pompa = 70% BHP



=



WHP pompa



(fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)



1 0,70



2 Hp



Effisiensi motor = 86% Power pompa aktual =



(fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)



BHP motor



2 = 2,3256 0,86



3 Hp



Spesifikasi peralatan: Fungsi



: Memopakan air dari bak sedimentasi ke tangki clarifier (F212)



Type



: Centrifugal pump



Dimensi pompa



: di = 23,25 in A = 35,4163 ft2



Daya pompa



: 3 Hp



Bahan



: cast iron



Jumlah



: 2 buah



10. Kation Exchanger (D-210A) Fungsi: Menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air. Resin yang digunakan adalah Hidrogen Exchnger (H2Z). Untuk tiap m3 H2Z dapat menghilangkan 6500 – 9000 gram hardnees. Direncanakan H2Z dengan kapasitas 7500 g/m3. Direncanakan kation exchanger yang digunakan sebanyak 1 buah. Rate volumetrik = 112,4891 gpm



App D-35



Rate volumetrik tiap kation exchanger =



112,4891 1



112,4891



= 6749,346 gal/jam Direncanakan berbentuk silinder dengan: Kecepatan air = 5 gpm/ft2 Tinggi bed



= 3 m = 9,8424 ft



Luas penampang bed =



rate kecepatan air



112,4891 5



= 22,4978 ft2 Volume bed



= Luas



Tinggi



= 22,4978



9,8424



= 221,4325 ft3 = 6,27027 m3 A



=¼



D2



22,4978



=¼



D2



D



= 5,3535 ft = 1,6318 m



Direncanakan: H = 3 =3



D 5,3535



= 16,0605 ft = 4,8952 m Volume tangki



= luas



tinggi



= 22,4978



16,0605



= 361,3259 ft3 = 10,2316 m3 Asumsi, tiap galon air mengandung 10 grain hardness, maka: Kandungan hardnees dalam air = 6749,346



10



= 67493,46 grain/jam



App D-36



Dalam 1,4362 m3 H2Z dapat dihilangkan hardness sebanyak: 10,2316



7500



= 76737 gram = 1184236,079 grain



Umur resin



=



1184236,079 67493,46



17,5459 jam



Setelah umur resin 103,4145 jam maka resin harus segera diregenerasi dengan asam sulfat atau asam klorida.



Spesifikasi peralatan: Fungsi



: Menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air



Bahan



: High Alloy Steel SA 240 Grade M type 316



Jumlah



: 1 buah



11. Anion Exchanger (D-210 B) Fungsi: Menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan air. Resin yang digunakan adalah De-acidite (DOH). Direncanakan DOH dengan kapasitas 7500 g/m3. Direncanakan kation exchanger yang digunakan sebanyak 4 buah. Rate volumetrik = 112,4891 gpm Rate volumetrik tiap kation exchanger =



112,4891 1



112,4891



= 6749,346 gal/jam Direncanakan berbentuk silinder dengan: Kecepatan air = 5 gpm/ft2



App D-37



Tinggi bed



= 3 m = 9,8424 ft



Luas penampang bed =



rate kecepatan air



112,4891 5



= 22,4978 ft2 Volume bed



= Luas



Tinggi



= 22,4978



9,8424



= 221,4325 ft3 = 6,27027 m3 A



=¼



D2



22,4978



=¼



D2



D



= 5,3535 ft = 1,6318 m



Direncanakan: H = 3 =3



D 5,3535



= 16,0605 ft = 4,8952 m Volume tangki



= luas



tinggi



= 22,4978



16,0605



= 361,3259 ft3 = 10,2316 m3 Asumsi, tiap galon air mengandung 10 grain hardness, maka: Kandungan hardnees dalam air = 6749,346



10



= 67493,46 grain/jam Dalam 1,4362 m3 H2Z dapat dihilangkan hardness sebanyak: 10,2316



7500



= 76737 gram = 1184236,079 grain



Umur resin



=



1184236,079 67493,46



17,5459 jam



App D-38



Setelah umur resin 103,4145 jam maka resin harus segera diregenerasi dengan asam sulfat atau asam klorida.



Spesifikasi peralatan: Fungsi



: Menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air



Bahan



: High Alloy Steel SA 240 Grade M type 316



Jumlah



: 1 buah



12. Bak Air Lunak (F-221) Fungsi: menampung air yang sudah mengalami pelunakan Laju air = 51149,2504 kg/jam Direncanakan bak air bersih yang digunakan sebanyak 2 buah. Laju alir tiap bak =



=



51149,2504 2



25574 ,6252 kg/jam



25574,6252 2,2046 62,5



= 905,1091 ft3/jam = 25,6298 m3/jam Waktu tinggal = 5 jam Volume air



= 25,6298



5 = 128,149 m3



Diperkirakan air mengisi 90% bak Volume bak



=



128,149 0,9



142,3878 m3



Direncanakan bak penampung air berbentuk persegi panjang, dengan rasio panjang (P) : lebar (L) : tinggi (T) adalah 5 : 4 : 3, maka:



App D-39



Volume bak penampung air sungai



=P



L



T



142,3878



=5



4



3



L2



= 2,37313 m2



L



= 1,5405 m



Maka didapat: -



Panjang = 5 x 1,5405 = 7,7025 m



=8m



-



Lebar



= 4 x 1,5405 = 6,162 m



=7m



-



Tinggi



= 3 x 1,5405 = 4,6215 m



=5m



Spesifikasi Peralatan: Bentuk



: Persegi panjang



Panjang



:8m



Lebar



:7m



Tinggi



:5m



Bahan



: Beton bertulang



Jumlah



: 2 buah



13. Pompa Deaerator (L-222) Fungsi: Memompakan air dari bak lunak ke Dearator Rate aliran = 40239,8419 kg/jam = 88712,7555 lb/jam = 24,6424 lb/det = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb.m/ft3



App D-40



= 0,85 Cp



(Fig. 14 Kern hal 823)



= 5,7118E-04 lb/ft.det Rate volumetrik: V =



rate



88712,7555 62,5



1419,4041 ft3/jam



= 0,3942 ft3/det = 23,6567 ft3/min = 192,7161 gpm Asumsi: aliran adalah turbulen Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 5 in Dasri App, A-5 Geankoplis hal 892didapat: Ukuran pipa normal (NPS)



= 5 in



Diameter luar



= 5,563 in



Diameter dalam



= 5,047 in = 0,4206 ft



Inside Cross-Sectional area



= 1,668 in2 = 0,1390 ft2



Pengecekan aliran:



rate Ao



V



=



NRe



= di



0,3942 0,1390 v



2,8359 ft/det



0,4206 62,5 2,8359 5,7118E - 04



= 130520,315 Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar. Perpipaan: Pipa lurus: Lpipa



= 60 ft



App D-41



Elbow 900 sebanyak 4 buah L/D



= 35



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



Lelbow = 35 =4



ID 35



0,4206 = 58,884 ft



Gate valve sebanyak 2 buah L/D



=9



Lgate valve



=9



ID



=2



9



L



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



0,4206 = 7,5708 ft



= Lpipa + Lelbow + Lgate valve = 60 + 58,884 + 7,5708 = 126,4548 ft



Bahan pipa: cast iron Dari Geankoplis hal 88, diperoleh:



D



f



= 0,00026 m, sehingga:



2,6.10 4 m 3,2808 ft / m = 0,0020 0,4206



= 0,0084



Faktor turbulen



=1



Friksi pada piapa: Ff = 4f



D



L v2 2 gc



= 4 0,0084



(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)



126,4548 2,8359 2 0,4206 2 1 32,174



App D-42



1,2832 ft.lbf/lbm



Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah Kf = 0,75 hf = Kf



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



v2 2



(Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)



2,83592 = 3 0,75 2



12,0634 ft.lbf/lbm



friksi loss = Ff + hf = 1,2832 + 12,0634 = 13,3466 ft.lbf/lgm Persamaan Bernuolli: V2 2



gc



(Pers. 2.7-28 Geankoplis hal 97)



V g gc



P



F Ws



Direncanakan:



Z = 20 ft P= 0 v = 2,8359 ft/det



Sehingga diperoleh harga: -Ws



=



2,8359 20 1 13,3466 2 1 32,174



= 33,3907 ft.lbf/lbm WHP =



Ws m 550



= 1,496



33,3907



24,6424 550



2 Hp



App D-43



0



Effisiensi pompa = 70% BHP



=



WHP pompa



(fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)



2 0,70



2,9 Hp



Effisiensi motor = 83% Power pompa aktual =



(fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)



BHP motor



2,9 = 3,494 0,83



3 Hp



Spesifikasi peralatan: Fungsi



: Memompakan air dari bak lunak ke Dearator



Type



: Centrifugal pump



Dimensi pompa



: di = 5,047 in A = 0,1390 ft2



Daya pompa



: 3 Hp



Bahan



: cast iron



Jumlah



: 1 buah



14. Tangki Deaerator (F- 223) Fungsi: Menghilangkan gas-gas impuritis dalam air umpan boiler dengan system pemanasan steam. Laju air = 40239,8419 kg/jam. Rate volumetrik



=



40239,8419 2,2046 62,5



= 40,193 m3/jam Waktu tinggal = 1 jam



App D-44



1419,4041 ft3/jam



Volume air



1 = 40,193 m3



= 40,193



Diperkirakan air mengisi 90% bak Volume bak



=



40,193 0,9



44,6589 m3



Menentukan dimensi tangki: Volume tangki = ¼



. Di2 . Ls



Diasumsikan Ls = 1,5 Di . Di2 . 1,5D



44,6589



=¼



44,6589



= 1,179 Di3



Di



= 3,3584 m



Jadi tinggi tangki (Ls) = 1,5



3,3584 = 5,0376 m



Menentukan tinggi tutup atas dan bawah: h



= 0,196 Di



h



=2



0,196



3,3584 = 1,3165 m



Jadi tinggi total tangki = Ls + h = 5,0376 + 1,3165 = 6,4541 m



Spesifikasi Peralatan: Type



: Silinder horisontal



Tinggi



: 6,4541 m



Diameter



: 3,3584 m



Tutup



: Standart dished head



Jumlah



: 1 buah



App D-45



15. Tangki Umpan Boiler (F-224) Fungsi: Menampung air umpan boiler Laju air = 40239,8419 kg/jam. Rate volumetrik



=



40239,8419 2,2046 62,5



1419,4041 ft3/jam



= 40,193 m3/jam Waktu tinggal = 1 jam Volume air



1 = 40,193 m3



= 40,193



Diperkirakan air mengisi 90% bak Volume bak



=



40,193 0,9



44,6589 m3



Menentukan dimensi tangki: Volume tangki = ¼



. Di2 . Ls



Diasumsikan Ls = 1,5 Di . Di2 . 1,5D



44,6589



=¼



44,6589



= 1,179 Di3



Di



= 3,3584 m



Jadi tinggi tangki (Ls) = 1,5



3,3584 = 5,0376 m



Menentukan tinggi tutup atas dan bawah: h



= 0,196 Di



h



=2



0,196



3,3584 = 1,3165 m



Jadi tinggi total tangki = Ls + h = 5,0376 + 1,3165 = 6,4541 m



App D-46



Spesifikasi Peralatan: Type



: Silinder horisontal



Tinggi



: 6,4541 m



Diameter



: 3,3584 m



Tutup



: Standart dished head



Jumlah



: 1 buah



16. Pompa Air Boiler (L-225) Fungsi: Memompa air umpan boiler dari tangki air umpan boiler menuju boiler Rate aliran = 40239,8419 kg/jam = 88712,7555 lb/jam = 24,6424 lb/det = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb.m/ft3 = 0,8 Cp



(Fig. 14 Kern hal 823)



= 5.7118E-04 lb/ft.det Rate volumetrik: V =



rate



88712,7555 62,5



1419,4041 ft3/jam



= 0,3943 ft3/det = 23,6567 ft3/min = 176,9855 gpm Asumsi: aliran adalah turbulen Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 5 in Dari App, A-5 Geankoplis hal 835 didapat: Ukuran pipa normal (NPS)



= 5 in



Diameter luar



= 5,563 in



App D-47



Diameter dalam



= 5,047 in = 0,4206 ft



Inside Cross-Sectional area



= 1,668 in2 = 0,1390 ft2



Pengecekan aliran:



rate Ao



V



=



NRe



= di



0,3943 0,1390 v



2,8367 ft/det



0,4206 62,5 2,8367 5.7118E - 04



= 130553,8556 Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar. Perpipaan: Pipa lurus: Lpipa



= 60 ft



Elbow 900 sebanyak 4 buah L/D



= 35



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



Lelbow = 35 =4



ID 35



0,4206 = 58,884 ft



Gate valve sebanyak 2 buah L/D



=9



Lgate valve



=9



ID



=2



9



L



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



0,4206 = 29,442 ft



= Lpipa + Lelbow + Lgate valve = 60 + 58,884 + 29,442 = 148,326 ft



App D-48



Bahan pipa: cast iron Dari Geankoplis hal 88, diperoleh:



D



f



= 0,00026 m, sehingga:



2,6.10 4 m 3,2808 ft / m = 0,0020 0,4206



= 0,0084



Faktor turbulen



=1



Friksi pada piapa: Ff = 4f



D



L v2 2 gc



= 4 0,0084



(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)



148,326 2,8367 2 0,4206 2 1 32,174



1,4818 ft.lbf/lbm



Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah Kf = 0,75 hf = Kf



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



v2 2



(Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)



2,83672 = 3 0,75 2



9,0527 ft.lbf/lbm



friksi loss = Ff + hf = 1,4818 + 9,0527 = 10,5345 ft.lbf/lgm Persamaan Bernuolli: V2 2



gc



V g gc



(Pers. 2.7-28 Geankoplis hal 97) P



F Ws



App D-49



0



Direncanakan:



Z = 20 ft P= 0 v = 2,8367 ft/det



Sehingga diperoleh harga: -Ws



=



2,8367 20 1 10,5345 2 1 32,174



= 30,5786 ft.lbf/lbm WHP =



Ws m 550



= 1,3701



30,5786



24,6424 550



1,4 Hp



Effisiensi pompa = 70% BHP



=



WHP pompa



(fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)



1,4 0,70



2 Hp



Effisiensi motor = 83% Power pompa aktual =



(fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)



BHP motor



= 2,4096



2 0,83 2,5 Hp



Spesifikasi peralatan: Fungsi : Memompa air umpan boiler dari tangki air umpan boiler menuju boiler Type



: Centrifugal pump



Dimensi pompa



: di = 5,047 in A = 0,139 ft2



App D-50



Daya pompa



: 2,5 Hp



Bahan



: cast iron



Jumlah



: 1 buah



17. Pompa Klorinasi (L-231) Fungsi: Untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke bak klorinasi Rate aliran = 40535,5467 kg/jam = 89364,6663 lb/jam = 24,8235 lb/det = 62,5 lgm/ft3 = 0,85 Cp



(Fig. 14 Kern hal 823)



= 5.7118E-04 lb/ft.det Rate volumetrik: V =



rate



89364,6663 62,5



1429,8347 ft3/jam



= 0,3972 ft3/det = 23,832 ft3/min = 178,2872 gpm Asumsi: aliran adalah turbulen Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 3 in Dasri App, A-5 Geankoplis hal 892 didapat: Ukuran pipa normal (NPS)



= 3 in



Diameter luar



= 3,5 in



Diameter dalam



= 3,068 in = 0,2557 ft



Inside Cross-Sectional area



= 0,6156 in2 = 0,0513 ft2



App D-51



Pengecekan aliran:



rate Ao



V



=



NRe



= di



0,3972 0,0513 v



7,7427 ft/det



0,2557 62,5 7,7427 5.7118E - 04



= 216635,7792 Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar. Perpipaan: Pipa lurus: Lpipa



= 60 ft



Elbow 900 sebanyak 4 buah L/D



= 35



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



Lelbow = 35 =4



ID 35



0,2557 = 35,798 ft



Gate valve sebanyak 2 buah L/D



=9



Lgate valve



=9



ID



=2



9



L



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



0,2557 = 4,6026 ft



= Lpipa + Lelbow + Lgate valve = 60 + 35,798 + 4,6026 = 100,4006 ft



App D-52



Bahan pipa: cast iron Dari Geankoplis hal 88, diperoleh:



D



f



= 0,00026 m, sehingga:



2,6.10 4 m 3,2808 ft / m = 0,0033 0,2557



= 0,009



Faktor turbulen



=1



Friksi pada piapa: Ff = 4f



D



L v2 2 gc



= 4 0,009



(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)



100,4006 7,7427 2 0,2557 2 1 32,174



13,1692 ft.lbf/lbm



Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah Kf = 0,75 hf = Kf



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



v2 2



(Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)



7,74272 = 3 0,75 2



67,4431 ft.lbf/lbm



friksi loss = Ff + hf = 13,1692 + 67,4431 = 80,6123 ft.lbf/lgm Persamaan Bernuolli: V2 2



gc



V g gc



(Pers. 2.7-28Geankoplis hal 97) P



F Ws



App D-53



0



Direncanakan:



Z = 20 ft P= 0 v = 7,7427 ft/det



Sehingga diperoleh harga: -Ws



=



7,7427 20 1 80,6123 2 1 32,174



= 100,7326 ft.lbf/lbm WHP =



Ws m 550



= 4,5464



100,7326



24,8235 550



4,5 Hp



Effisiensi pompa = 70% BHP



=



WHP pompa



(fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)



4,5 0,70



6 Hp



Effisiensi motor = 80% Power pompa aktual =



(fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)



BHP motor



= 7,5



6 0,80



8 Hp



Spesifikasi peralatan: Fungsi : Untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke bak klorinasi Type



: Centrifugal pump



Dimensi pompa



: di = 3,068 in A = 0,0513 ft2



App D-54



Daya pompa



: 8 Hp



Bahan



: cast iron



Jumlah



: 1 buah



18. Bak Klorinasi (F-230) Fungsi: Menampung air bersih dan penambahan desinfakten. Laju air = 40535,5467 kg/jam = 89364,6663 lb/jam Rate volumetrik



=



89364,6663 62,5



1429,8347 ft3/jam



= 40,4884 m3/jam Waktu tinggal = 5 jam Volume air



= 40,4884



5 = 202,442 m3



Diperkirakan air mengisi 90% bak Volume bak



=



202,442 0,9



224,9356 m3



Direncanakan bak berbentuk silinder (tutup atas dan dasar rata) dan direncanakan tinggi bak, H = 1,5 . D Volume tangki = ¼



. Di2 . H



Diasumsikan Ls = 1,5 Di 224,9356 = ¼



. Di2 . 1,5D



224,9356 = 1,179 Di3 Di



= 5,7565 m



Jadi tinggi tangki (H) = 1,5



5,7565 = 8,6348 m



Klorin diperlukan tiap 100 ton air = 0,01 kg



App D-55



Kebutuhan klorin per tahun =



89364,6663 20000



0,01 300



= 13,4047 kg/tahun



Spesifikasi Peralatan: Type



: Silinder



Tinggi



: 8,6348 m



Diameter



: 5,7565 m



Tutup



: High Alloy Steel SA-240 Grade M Type 316



Jumlah



: 1 buah



19. Pompa Air Sanitasi (L-232) Fungsi: Untuk mengalirkan air dari bak klorinasi ke bak air sanitasi Rate aliran = 40535,5467 kg/jam = 89364,6663 lb/jam = 24,8235 lb/det = 62,5 lgm/ft3 = 0,85 Cp



(Fig. 14 Kern hal 823)



= 5.7118E-04 lb/ft.det Rate volumetrik: V =



rate



89364,6663 62,5



1429,8347 ft3/jam



= 0,3972 ft3/det = 23,832 ft3/min = 178,2872 gpm Asumsi: aliran adalah turbulen Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 3 in



App D-56



Dari App, A-5 Geankoplis hal 835 didapat: Ukuran pipa normal (NPS)



= 3 in



Diameter luar



= 3,5 in



Diameter dalam



= 3,068 in = 0,2557 ft



Inside Cross-Sectional area



= 0,6156 in2 = 0,0513 ft2



Pengecekan aliran:



rate Ao



V



=



NRe



= di



0,3972 0,0513 v



7,7427 ft/det



0,2557 62,5 7,7427 5.7118E - 04



= 216635,7792 Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar. Perpipaan: Pipa lurus: Lpipa



= 60 ft



Elbow 900 sebanyak 4 buah L/D



= 35



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



Lelbow = 35 =4



ID 35



0,2557 = 35,798 ft



Gate valve sebanyak 2 buah L/D



=9



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



Lgate valve



=9



ID



=2



9



0,2557 = 4,6026 ft



App D-57



L



= Lpipa + Lelbow + Lgate valve = 60 + 35,798 + 4,6026 = 100,4006 ft



Bahan pipa: cast iron Dari Geankoplis hal 88, diperoleh:



D



f



= 0,00026 m, sehingga:



2,6.10 4 m 3,2808 ft / m = 0,0033 0,2557



= 0,009



Faktor turbulen



=1



Friksi pada piapa: Ff = 4f



D



L v2 2 gc



(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)



100,4006 7,7427 2 = 4 0,009 0,2557 2 1 32,174



13,1692 ft.lbf/lbm



Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah Kf = 0,75



(Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)



v2 hf = Kf 2



(Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)



=3



0,75



7,74272 2



67,4431 ft.lbf/lbm



friksi loss = Ff + hf = 13,1692 + 67,4431 = 80,6123 ft.lbf/lgm



App D-58



Persamaan Bernuolli: V2 2



gc



(Pers. 2.7-28 Geankoplis hal 97)



V g gc



P



F Ws



0



Direncanakan:



Z = 20 ft P= 0 v = 7,7427 ft/det



Sehingga diperoleh harga: -Ws



=



7,7427 20 1 80,6123 2 1 32,174



= 100,7326 ft.lbf/lbm WHP =



Ws m 550



= 4,5464



100,7326



24,8235 550



4,5 Hp



Effisiensi pompa = 70% BHP



=



WHP pompa



(fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)



4,5 0,70



6 Hp



Effisiensi motor = 80% Power pompa aktual =



(fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)



BHP motor



= 7,5



6 0,80



8 Hp



App D-59



Spesifikasi peralatan: Fungsi : Untuk mengalirkan air dari bak klorinasi ke bak air sanitasi Type



: Centrifugal pump



Dimensi pompa



: di = 3,068 in A = 0,0513 ft2



Daya pompa



: 8 Hp



Bahan



: cast iron



Jumlah



: 1 buah



20. Bak Air Sanitasi (F-233) Fungsi: Untuk menampung air sanitasi Laju air = 40535,5467 kg/jam = 89364,6663 lb/jam Rate volumetrik



=



89364,6663 62,5



1429,8347 ft3/jam



= 40,4884 m3/jam Waktu tinggal = 3 jam Volume air



= 40,4884



3 = 121,4652 m3



Diperkirakan air mengisi 90% bak Volume bak



=



121,4652 0,9



134,9613 m3



Direncanakan bak berbentuk silinder (tutup atas dan dasar rata) dan direncanakan tinggi bak, H = 1,5 . D Volume tangki = ¼



. Di2 . H



App D-60



Diasumsikan Ls = 1,5 Di 134,9613 = ¼



. Di2 . 1,5D



134,9613 = 1,179 Di3 Di



= 4,8555 m



Jadi tinggi tangki (H) = 1,5



4,8555 = 7,2833 m



Klorin diperlukan tiap 100 ton air = 0,01 kg Kebutuhan klorin per tahun =



89364,6663 20000



0,01 300



= 13,4047 kg/tahun



Spesifikasi Peralatan: Type



: Silinder



Tinggi



: 7,2833 m



Diameter



: 4,8555 m



Bahan



: High Alloy Steel SA-240 Grade M Type 316



Jumlah



: 1 buah



C. Unit penyediaan Listrik Untuk tenaga listrik digunakan untuk mengerakkan motor, penerangan, instrumentasi, dan lain-lain dipenuhi sendiri oleh generator. -



Perincian kebutuhan listrik untuk porses:  Daerah proses produkasi



App D-61



Tabel App D.2 Pemakaian daya peralatan proses Kode Alat



Nama Alat



Jumlah



Daya



Hp



J-112



Belt Conveyor



1



1



1



C-113



Knife Cutter



1



6



6



L-123



Pompa I



1



1,6



1,6



L-141



Pompa II



1



8



8



L-151



Pompa III



1



8



8



L-154



Pompa IV



1



8



8



L-171



Pompa V



1



8



8



L-163



Pompa VI



1



8



8



L-181



Pompa VII



2



9,5



19



R-110



Reaktor Liquifikasi



3



12



36



L-188



Pompa VIII



4



1



4



R-140



Reaktor Sakarifikasi Lanjut



2



15



30



Total



137,6



 Daerah pengolahan Tabel App D.3 Pemakaian daya peralatan pengolahan air Kode Alat



Nama Alat



Jumlah



Daya



Hp



L-211



Pompa Air Sungai



2



6



12



L-213



Pompa Bak Skimer



2



3



6



L-215



Pompa Bak Sedimentasi



2



3



6



F-216



Tangki Clarifier



2



1



2



App D-62



L-219



Pompa Demineralizer



2



3



6



L-222



Pompa Deaerator



1



3



3



L-225



Pompa Boiler



1



2,5



2,5



L-231



Pompa Klorinasi



1



8



8



L-232



Pompa Air Sanitasi



1



8



8



Total



53,5



Jadi total kebutuhan listrik untuk motor penggerak: = 137,6 + 53,5 = 191,1 Hp = 142,503 kW -



Kebutuhan listrik untuk kebutuhan penerangan: Untuk kebutuhan penerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas bangunan dan areal tanah dengan menggunakan rumuas: L



A F U D



Dimana: L = Lumen outet A = Luas daerah F = Foot candle U = Koefisien utilitas = 0,8 D = Effisiensi rata-rata penerangan = 0,75



App D-63



Tabel App D.4 Kebutuhan daya untuk penerangan Luas No



Lokasi m



2



Ft



Candle (ft)



Lumen



2



1



Taman



40



215,278



10



2152,78



2



Pos Keamanan



20



430,556



5



2152,78



3



Kantor Administrasi



100



1076,39



20



21520



4



Kantin



30



322,917



5



1614,585



5



Parkir



60



645,835



5



3229,175



6



Toilet



50



538,196



5



2690,98



7



Ruang Proses



2000



21527,8



30



645834



8



Ruang Kontrol



30



322,917



10



3229,17



9



Perkantoran Produksi



80



1861,113



10



18611,13



10



Ruang Timbang



100



1076,39



5



5381,95



11



Bengkel



40



430,556



10



4305,56



12



Unit Pengolahan Air



100



1076,39



5



5381,95



13



Pemadam Kebakaran



50



538,196



5



2690,98



14



Gudang Bahan Baku



300



3229,17



10



32291,7



15



Laboratorium Dan QC



50



538,196



10



5381,96



16



Area Perluasan Pabrik



1000



1063,9



5



5319,5



17



Unit Listrik Dan Geanerator



40



430,556



10



4305,56



18



Ruang Boiler



500



5381,96



5



26909,8



19



Gudang Bahan Bakar



30



322,917



5



1614,585



20



Parkir Kendaraan Tamu



60



645,835



5



3229,175



App D-64



21



Aula



100



1076,39



15



16145,85



22



Kapela + Mushola



40



430,556



5



2152,78



23



Polikinik



20



215,278



10



2152,78



24



Gudang Produk



3000



32291,7



10



322917



25



Unit Pengolahan Limbah



100



1076,39



10



10763,9



26



Perpustakaan



100



1076,39



10



10763,9



27



Jalan Raya



-



1076,39



5



5381,95



8040



20362,519



260



1161896,335



Total



Untuk taman, water treatment, jalan, area proses, dan area penyimpanan produk akan dipakai lampu mercury 250 watt dengan output lumen 10000. Dari perhitungan diatas didapatakan: Lumen untuk taman



=



2152,78



Lumen untuk jalan



=



5381,95



Lumen untuk water treatment = 10763,9 Lumen untuk areal proses



= 645834



Lumen untuk areal produk



= 322917



Total



= 987049,63



Jumlah lampu mercury yang dibutuhkan: =



987049,63 10000



98,7



99 buah



Untuk penerangan daerah lainnya digunakan lampu Tl 40 watt dengan output lumen 2000.



App D-65



Jumlah lampu TL yang dibutuhkan: =



1161896,33 5 987049,63 2000



= 87,423



88 buah



Maka kebutuhan listrik untuk penerangan



= (99



250 ) + (88



40)



= 28270 watt = 28,27 KW Total kebutuhan listrik = listrik proses + listrik penerangan = 142,503 + 28,27 = 170,773 KW Untuk menjamin kelancaran proses produksi maka kebutuhan listrik sepenuhnya dipenuhi oleh generator. Power faktor untuk generator = 0,75 Power yang harus dibangkitkan oleh generator =



170,773 0,75



= 227,6973 KW Menggunakan generator berkekuatan = 228 KW



D. Unit Penyediaan Bahan Bakar -



Boiler Rate aliran



= 196945,1931 kg/jam = 434185,3727 lb/jam



Densitas



= 55 lb/ft3



Viskositas



= 0,0027 lbft.s



App D-66



Rate volumetrik



=



434185,372 7 55



= 233,541 m3/jam Untuk kebutuhan bahan bakar boiler -



= 7894,2795 ft3/jam = 233541 L/jam = 5604984 L/hari



Generator Tenaga generator = 228 KW 1 KW = 81891.27 Btu/hari Tenaga generator = 228



81891,27



= 18671209,56 Btu/hari Bahan bakar yang dipakai adalah diesel oil. Hv



= 19000 Btu/lb = 55 lb/ft3 (881 kg/m3)



Efisiensi generator = 80% Kebutuhan bahan bakar



=



18671209,56 19000 0,8



= 1228,3591 lb/hari = 557,174 kg/hari = 0,6324 m3/hari = 632,4 L/hari Kebutuhan bahan bakar total



= 5604984 + 632,4 = 5605616,4 L/hari



-



Tangki bahan bakar Berfungsi untuk menampung bahan bakar yang akan digunakan, Direncanakan menampung selama 10 hari.



App D-67



= 5605616,4



10



= 56056164 L = 56056,2 m3 Direncanakan tangki bahan bakar yang digunakan sebanyak 4 buah =



56056,2 4



= 14014,05 m3



Jika volume bahan bakar mengisi 80% volume tangki, maka: Volume tangki =



14014,05 = 17517,5625 m3 0,8



Direncanakan tangki berbentuk silinder dengan tutup atas dan bawah berbentuk datar. Ditetapkan H = D Volume tangki = ¼



. Di2 . H



17517,5625 = ¼



. Di2 . D



17517,5625 = 0,785 Di3 Di = 28,1536 m Jadi tinggi (H) = 28,1536 m Bahan konstruksi: High Alloy Steel SA-240 Grade M type 316



App D-68



APPENDIKS E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI



1. Metode Penafsiran Harga Penafsiran harga peralatan setiap tahun mengalami perubahan sesuai dengan kondisi perekonomian yang ada.



Untuk penafsiran harga peralatan,



diperlukan indeks yang dapat dipergunakan untuk mengkonversi harga peralatan masa lalu sehingga diperoleh harga saat ini maka digunkan persamaan: X



Ck



Ix Ik



(Peter and Timmerhaus hal 164)



Dimana: X = Tafsiran harga saat ini k



= Tafsiran harga pada tahun k



Ix = Indeks harga saat ini Ik = Indeks harga tahun k Sedangkan untuk menaksir harga alat yang sama dengan kapasitas yang berbeda digunakan persamaan sebagai berikut: n



VA



VB



CA CB



(Peter and Timmerhaus hal 169)



Dimana: VA = Harga A VB = Harga alat B CA = Kapasitas alat A



App E-1



CB = Kapasitas alat B n



= Eksponen harga alat Harga alat dalam Pra Rencana Pabrik Etanol didasarkan pada harga alat



yang terdapat pada peters and Timmerhaus dan Ulrich, G.D. Tabel App E.1 Indeks harga alat pada tahun sebulum evaluasi No



Yi



Xi



Xi2



Xi.Yi



1



1985



325



105625



645125



2



1986



318



101124



631548



3



1987



324



104976



643788



4



1988



343



117649



681884



5



1989



355



126025



706095



6



1990



356



126736



708440



11925



2021



682135



4016880



Sumber: Peters and Timmerhaus hal 163



a



=



Xi 2



Yi n



Xi



Xi 2



Xi Yi Xi



2



=



11925 682135 2021 4016880 2 6 682135 2021



=



16345395 8369



1953 .0881



App E-2



b



=



n



Xi Yi Xi2



n



Yi Xi



Xi 2



6 4016880 11925 2021 2 6 682135 2021



=



855 8369



Harga Indeks



=



0,1022



400 350 300 250 200 150 100 50 0 1984



Y= a + b.X



1986



1988



1990



1992



Tahun



Grafik App E.1 Hubungan antara tahun dengan indeks harga 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



X = Tahun Y = Indeks harga



App E-3



Dari grafik diatas didapatkan Indeks harga tahun 2007 adalah: 2007



= 1953 .0881 + 0,1022 . X



Y



= 527,5136



Indeks harga tahun 2010 adalah: 2010



= 1953 .0881 + 0,1022 . X



Y



= 556,8679



2. Harga Peralatan Dengan menggunakan rumus-rumus pada metode penafsiran harga didapatkan harga peralatan proses seperti tabel App D.2 dan peralatan utilitas pada tabel App D.3. Contoh perhitungan peralatan: Nama alat



: Pompa sentrifugal (L-211)



Type



: Pompa Reciprocation



Daya



: 3,5 Hp



Bahan kontruksi



: Carbon steel SA 283 Grade C



Dari fig. 4-49 hal 310 Ulrich diperoleh: FBM



:1



Cp



: $ 2,500



CBM



: FBM



Cp = $ 2,500



Jadi harga pada tahun 2010 adalah: =



Indeks harg a tahun 2010 Harga tahun 2007 Indeks harg a tahun 2007



App E-4



=



556,8679 $ 2,500 527,5136



= $ 2639,1163 Tabel App E.2 Harga peralatan proses No



Nama Alat



Kode



Harga/Unit ($)



Jumlah



Harga Total



1



Gedung Penampung



14040,0988 1



14040,0988



2



Belt Conveyor



30613,7493 1



30613,7493



3



Piller



8972,9955 38



340973,8282



4



Pencucian



4478,0526 6



26868,3156



5



Mesin Penggiling



5847,2261 1



5847,2261



6



Pompa



2639,1163 1



2639,1163



7



Reaktor Liquifikasi



66400,1666 2



132800,3331



8



Pompa



2639,1163 1



2639,1163



9



Reaktor Sakarifikasi Awal



30191,4907 2



58271,6883



10



Bin Glukoamylase



1319,5582 1



1319,5582



11



Bin Amylase



1319,5582 1



1319,5582



12



Bin Inokolum



1319,5582 1



1319,5582



13



Reaktor Sakarifikasi Lanjut



30191,4907 1



30191,4907



14



Destilasi



24807, 6934 1



24807, 6934



15



Condensor



21640,7538 1



21640,7538



16



Acumulator



19001,6375 1



19001,6375



17



Pompa



2639,1163 1



2639,1163



18



Reboiler



2650517,3 1



2650517,3



App E-5



19



Pompa



2639,1163 1



2639,1163



20



Tangki Dehidrasi



29558,1028 1



29558,1028



21



Decanter



22168,5771 1



22168,5771



22



Pompa



2639,1163 1



2639,1163



23



Pemisahan Serat (RVF)



450,7611 1



450,7611



24



Storage Etanol



13723,4049 3



41170,2146



Total



3441268,333



3. Harga Peralatan Utilitas Tabel App E.3 Harga peralatan utilitas No



Nama Alat



Kode



Harga/Unit ($)



Jumlah



Harga total



1



Pompa Air Sungai



L-211



10656,7517



2



21313,5034



2



Bak Skimer



F-212



36947,6284



2



73895,2568



3



Pomba Bak Skimer



L-213



24239,7555



2



48479,511



4



Bak Sedimentasi



F-214



43769,2163



2



87538,4326



5



Pompa Bak Sedimentasi



L-215



2639,1163



2



5278,2326



6



Tangki Clarifer



F-216



79344,5043



2



158689,0086



7



Sand Filter



F-217



47991,8024



2



95983,6048



8



Bak Air Bersih



F-218



47989,6911



2



95983,6048



9



Pompa Demineralizer



L-219



2639,1163



2



5278,2326



10



Kation Exchanger



D-210A



38531,0982



1



38531,0982



11



Anion Exchanger



D-210B



38531,0982



1



38531,0982



12



Bak Air Lunak



F-221



47926,3523



2



95852,7046



13



Pompa Deaerator



L-222



10053,9775



1



10053,9775



App E-6



14



Tangki Deaerator



F-223



37876,5974



1



37876,5974



15



Tangki Umpan Boiler



F-224



37475,4517



1



37475,4517



16



Pompa Air Boiler



L-225



2639,1163



1



2639,1163



17



Pompa Klorinasi



L-231



2639,1163



1



2639,1163



18



Bak Klorinasi



F-230



84873,9808



1



84873,9808



19



Pompa Bak Air Sanitasi



L-232



2639,1163



1



2639,1163



20



Bak Air Sanitasi



F-233



84873,9808



1



84873,9808



Total



1028425,625



Harga Peralatan total = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas = $ 3441268,333 + $ 1028425,625 = $ 4469693,958 Asumsi: $1 = Rp.12.000,00 Dengan faktor keamanan (safety factor) sebesar 20%, maka: Harga peralatan total = 1,2



4469693,958



= $ 5363632,75 = Rp. 64.363.593.000



4. Biaya Bahan Baku Tabel App E.4 Biaya bahan baku No



Bahan Baku



Harga/Kg (Rp)



1



Ubi Kayu



1000



16320094,61



1.632.009.461



2



Amylase



5.500



1139,4504



6266977,2



3



Glukoamylase



5.500



136,8288



752558,4



4



CaO



10648



3194400



300



App E-7



Kebutuhan /Hari



Biaya 1 Thn (Rp)



5



H2N.CN.NH2



1200



2,589



3106,8



6



Nutrisi



6.500



2,589



16828,5



Total



1.642.243.332



5. Perhitungan Biaya Utilitas Tabel App E.5 Harga bahan utilitas No Bahan Baku



Hagra (Rp)



Kebutuhan/Hari



1



Bahan Bakar



6.000 1.259 kg/hari



2



Listrik



3



Resin



6.000 37,8255 kg/hari



4



Alum



6.000 1574,076 kg/hari



750 515 KW



Total



Biaya 1 Thn (Rp) 2.266.200.000 115.875.000 68.085.900 2.833.336.800 5.283.497.700



6. 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



= Rp.1.860.000.000



App E-8



150.000)



7. Gaji Pegawai Tabel App E.6 Gaji pegawai No Jabatan



Jumlah



Gaji/Bln (Rp)



Total (RP)



1



Dewan Komisaris



2



9.000.000



18.000.000



2



Direktur Utama



1



8.000.000



8.000.000



3



Litbang



1



5.000.000



5.000.000



4



Direktur Teknik & Produksi



1



7.000.000



7.000.000



5



Direktur Administrasi & Keuangan



1



7.000.000



7.000.000



6



Kabag. Produksi



1



5.000.000



5.000.000



7



Kabag. Produksi



1



5.000.000



5.000.000



8



Kabag. Quality Control



1



5.000.000



5.000.000



9



Kabag. SDM



1



5.000.000



5.000.000



10



Kabag. Pemasaran



1



5.000.000



5.000.000



11



Kabag. Keuangan & Adminisrtasi



1



5.000.000



5.000.000



12



Kabag.Umum



1



5.000.000



5.000.000



13



Kasie. Proses



1



2.000.000



2.000.000



14



Karyawan Proses



112



600.000



67.200.000



15



Kasie. Penyadiaan



1



2.000.000



2.000.000



16



Karyawan Penyadiaan



4



600.000



2.400.000



17



Kasie. Pengendalian Mutu



1



2.500.000



2.500.000



18



Karyawan Pengendalian Mutu



4



600.000



2.400.000



19



Kasie. Gudang



1



2.000.000



2.000.000



20



Karyawan Gudang



8



600.000



4.800.000



App E-9



21



Kasie. Utilitas



1



2.000.000



2.000.000



22



Karyawan Utilitas



8



600.000



4.800.000



23



Kasie. Pemeliharaan & Perbaikkan



1



2.000.000



2.000.000



24



Karyawan Pemeliharan & Perbaikan



8



600.000



4.800.000



25



Kasie. Lingkungan



1



1.500.000



1.500.000



26



Karyawan Lingkungan



4



600.000



2.400.000



27



Kasie. Jaminan Mutu



1



1.500.000



1500.000



28



Karyawan Jaminan Mutu



8



600.000



4.800.000



29



Kasie. Pengendalian Proses



1



2.500.000



2.500.000



30



Karyawan Pengendalian Proses



5



600.000



3.000.000



31



Kasie. Kesehatan



1



2.000.000



2.000.000



32



Karyawan Kesehatan



2



1.000.000



2.000.000



33



Kasie. Ketenagakerjaan



1



1.500.000



1.500.000



34



Karyawan Ketenagakerjaan



2



600.000



1.200.000



35



Kasie. Pembelian



1



2.500.000



2.500.000



36



Karyawan Pembelian



3



1.000.000



1.000.000



37



Kasie. Penjualan



1



2.000.000



2.000.000



38



Karyawan Penjualan



2



600.000



1.200.000



39



Kasie. Promosi & Periklanan



1



2.000.000



2.000.000



40



Karyawan Promosi & Periklanan



3



600.000



1.800.000



41



Kasie. Riset & Marketing



1



2.500.000



2.500.000



42



Karyawan Riset & Marketing



3



600.000



1.800.000



App E-10



43



Kasie. Keuangan



1



2.500.000



2.500.000



44



Karyawan Keuangan



2



600.000



1.200.000



45



Kasie. Akuntansi



1



2.500.000



2.500.000



46



Karyawan Akuntansi



2



600.000



1.200.000



47



Kasie. Humas



1



2.500.000



2.500.000



48



Karyawan Humas



2



600.000



1.200.000



49



Kasie. Personalia



1



2.500.000



2.500.000



50



Karyawan Personalia



1



600.000



600.000



51



Kasie. Keamanan



1



2.000.000



2.000.000



52



Karyawan Keamanan



10



600.000



6.000.000



53



Kasie. Kebersihan



1



1.000.000



1.000.000



54



Karyawan Kebersihan



10



400.000



4.000.000



55



Kasie. Transportasi



1



2.000.000



2.000.000



56



Karyawan Transportasi



8



600.000



4.800.000



Total



Total gaji pegawai



266.900.000



= Rp. 266.900.000



12



= Rp. 3.202.800.000



8. Pengemasan Pengemasan porduk utama Kapasitas



= 2777,7777 kg/jam



Harga satuan per barang = Rp.14000



App E-11



= 19.999.999,44 L/tahun



=



19.999.999 ,44 1000



= 19.999,999 tab/tahun



Biaya pengemasan dalam 1 tahun = 19.999,999



Rp.14000



= Rp. 279.999.992



9. Harga Penjualan -



Etanol Produksi/tahun



= 19.999.999,44 L/thn



Harga jual/L



= Rp. 9500



Total penjualan



= Rp. 9500



19.999.999,44 = Rp.189.999.994.700



10. Penentuan Total Capital Investment (TCI) a. Biaya Langsung (DC) Tabel App E.7 Biaya langsung (DC) Harga Peralatan



E



Rp. 64.363.593.000



Instalasi Alat



57% E



Rp. 36.687.248.010



Instrumentasi Dan Kontrol



18% E



Rp. 11. 585.446.740



Perpipaan



66% E



Rp. 42.479.971.380



Listrik



15% E



Rp. 9.654.538.950



Bangunan + Tanah



30% E



Rp. 19.309.077.900



Fasilitas Layanan



75% E



Rp. 48.272.694.750



Pengembangan Lahan



10% E



Rp. 6.436.359.300



Total Direct Cost (DC)



Rp. 162.839.890.290



App E-12



b. Biaya Tak Langsung (IC) Tabel App E.8 Biaya tak langsung (IC) Engineering



35% E



Rp. 22.527.257.550



Biaya Konstruksi



45% E



Rp. 28.963.616.850



Total Indirect Cost (IC)



Rp. 51.490.874.400



c. Fix Capital Investment (FCI) Tabel App E.9 Fix capital investment (FCI) Biaya langsung (DC) + Biaya tak langsung (IC)



Rp. 214.330.764.690



Biaya Kontraktor



20% (DC + IC)



Rp. 42.886.152.938



Biaya Tak Terduga



25% (DC + IC)



Rp. 53.582.691.172



Total Fix Capital Investment (FCI)



d. Modal Kerja (WC) Work Capital Investment (WCI) = 20% TCI Total Capital Investment (TCI) = WCI + FCI TCI



= 20% TCI + Rp. 96.468.844.110



80% TCI = Rp. 96.468.844.110 TCI



= Rp. 120.586.055.138



WCI



= 20%



Rp. 120.586.055.138



= Rp.24.117.211.028



App E-13



Rp. 96.468.844.110



11. Penentuan Total Product Cost (TPC) a. Biaya Produksi Langsung (Direct Production Cost/DPC) Tabel App E.10 Biaya produksi langsung (Direct Production Cost/DPC) Pemeliharaan



10% FCI



Rp. 9.646.884.411



Laboratorium



15% Gaji



Rp. 40.035.000



Paten & Royalti



3% TPC



Supervisi



15% Gaji



0,03 TPC Rp. 40.035.000



Total DPC Rp. 9.726.954.411 + 0,03 TPC



b. Biaya Tetap (Fixed Production Cost/FPC) Tabel App E.11 Biaya tetap (Fixed Production Cost/FPC) Depresiasi Alat



15% E



Rp. 9.654.538.950



Pajak Kekayaan



5% FCI



Rp. 4.823.442.206



Asuransi



5% FCI



Rp. 4.823.442.206



15% Modal Pinjaman



Rp. 7.235.163.308



Bunga Pinjaman Depresiasi Bangunan



3% Bangunan



Total FPC



Rp. 55.800.000 Rp. 26.592.386.670



c. Biaya Overhead Biaya Overhead = 50% = 50%



(Gaji + Supervisi + Pemeliharaan) Rp. 9.953.819.411



= Rp. 4.967.909.706



App E-14



d. Biaya Umum (General Expenses/GE) Tabel App E.12 Biaya umum Administrasi



15% TPC



0,1 TPC



Distribusi



2% TPC



0,02 TPC



R&D



5% TPC



0,05 TPC



Total GE



0,17 TPC



TPC



= DPC + GE + FPC + Biaya Overhead



TPC



= Rp. 9.726.954.411 + 0,03 TPC + 0,14 TPC + Rp. 26.592.386.670 + Rp. 4.967.909.706



TPC



= Rp. 41.287.250.787 + 0,17 TPC



0,83 TPC = Rp. 41.287.250.787 TPC



= Rp. 49.743.675.647



GE



= 0,17 TPC



49.743.675.647



= Rp. 8.456.424.860



12. Analisa Profitabilitas Asumsi yang diambil: a. Modal yang digunakan terdiri dari: 1. Modal sendiri 60% TCI



= Rp. 72.351.633.083



2. Modal pinjaman 40% TCI



= Rp. 48.234.422.055



App E-15



b. Bunga kredit = 15% per tahun c. Masa konstruksi: Tahun I = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman Tahun II = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman d. Pengembalian pinjaman dalam waktu 10 tahun e. Umur pabrik 5 tahun f. Kapasitas produksi: Tahun I = 60% dari produksi total Tahun II = 100% dari produksi total g. Pajak penghasilan = 30% per tahun



Menghitung Total Investasi: Masa Konstruksi Tahun I: Modal sendiri



= 60% TCI = Rp. 72.351.633.083



Modal pinjaman = 40% TCI = Rp. 48.234.422.055 Masa Konstruksi Tahun II: Modal sendiri



= 60% Tahun I = Rp. 43.410.979.850



Modal pinjaman = 40% Tahun I = Rp. 19.293.768.822



App E-16



Menghitung Biaya Variabel (VC): Tabel App E.13 Biaya variabel (VC) Bahan Baku



Rp. 1.642.243.332



Pengemasan



Rp. 279.999.992



Gaji



Rp. 266.900.000



Utilitas



Rp. 5.283.497.700



Total VC



Rp. 7.472.641.024



Menghitung Biaya Semi Variabel (SVC): Tabel App E.14 Biaya semi variabel (SVC) Biaya Overhead



Rp. 4.967.909.706



Pemeliharan



Rp. 9.646.884.411



Laboratorium



Rp. 40.035.000



Biaya Umum



Rp. 8.456.424.860



Total SVC



Rp. 23.111.253.977



Laba Untuk Kapasitas Pabrik 100% Pajak



= 35% per tahun



Laba Kotor = Total penjualan – Biaya produksi total = Rp. 189.999.994.700 – Rp. 120.586.055.138 = Rp.69.413.939.562 Laba Bersih = Laba kotor



(1-0,35)



= Rp. 69.413.939.562



0,65



= Rp. 45.119.060.715



App E-17



Nilai Penerimaan Cash Floe Setalah Pajak (CA) CA



= Laba bersih + Depresiasi = Rp. 45.119.060.715 + Rp. 9.654.538.950 = Rp. 54.773.599.665



Menghitung Penilaian Investasi: 1. POT FCI



= Rp. 96.468.844.110



TCI



= Rp. 120.586.055.138



CA



= Rp. 54.773.599.665



POT



=



FCI Cash Flow



=



Rp. 96.468.844.110 1 tahun Rp.54.773.599.665



1 tahun



= 1,76 tahun 2. ROI Pajak



= 35%



Laba kotor



= Rp. 69.413.939.562



Laba bersih = Rp. 45.119.060.715 FCI



= Rp. 96.468.844.110



ROIBT



=



Laba Kotor 100 % FCI



=



Rp.69.413.939.562 100% Rp. 96.468.844.110



= 71,96 %



App E-18



ROIAT



=



Laba bersih FCI



=



Rp.45.119.060.715 100% Rp. 96.468.844.110



100 %



= 46,77% 3. BEP FPC



= Rp. 26.592.386.670



SVC



= Rp. 23.111.253.977



VC



= Rp. 7.472.641.024



S



= Rp.189.999.994.700



BEP



=



FPC 0,3 SVC 100% S - 0,7 SVC - VC



=



26.592.386.670 (0,3 23.111.253.977) 100% 189.999.994.700 (0,7 23.111.253.977) 7.472.641.024



= 38,53% Titik BEP terjadi pada kapasitas produksi: = 38,53%



20.000 ton/tahun



= 7766 ton/tahun Nilai BEP untuk pabrik Etanol berada diantara 30-60%, maka nilai BEP memadai. Untuk produksi Tahun I kapasitas pabrik 80% dari kapasitas sesungguhnya, sehingga keuntungannya adalah: PBi PB



(100



BEP) - (100 - kapasitas ) 100 - BEP



App E-19



Dimana: PBi



= Keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)



PB



= Keuntungan pada kapasitas 100%



% Kap



= % kapasitas yang tercapai



PBi Rp.45.119.060.715 PBi



=



(100 38,53) (100 80) (100 38,53)



= Rp.30.439.034.417



Sehingga Chas Flow setelah pajak untuk Tahun I: CA



= Laba bersih Tahun I + Depresiasi = Rp. 30.439.034.417 + Rp. 9.710.338.950 = Rp. 40.149.373.367



4. Shut Down Point SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik yang masih boleh beroperasi. SDP =



=



0,3 SVC 100 % S - SVC - VC 0,3 23.111.253 .977 100 % 189.999.99 4.700 - 23.111.253 .977 - 7.472.641. 024



= 4,35% Titik Shut Down Point terjadi pada kapasitas: = 4,35%



20.000 ton/tahun



= 870 ton/tahun



App E-20



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



Rp. 54.773.599.665 (1 + 0,2)2



= 40%



= Rp.31.549.593.407 CA (1 + i)2



CA-1 = 60% = 60%



Rp. 54.773.599.665



(1 + 0,2)2



= Rp. 47.324.390.111 CA-O = (CA-2 - CA-1) = Rp. 31.549.593.407 - Rp. 47.324.390.111 = Rp. -157.747.96.704 b. Menghitung NPV tiap tahun NPV = CA Fd



=



Fd



1 (1 i) 2



Dimana: NPV



= Net Preaent Value



CA



= Cash Flow setalah pajak



Fd



= Faktor diskon



i



= Tingkat bunga bank



n



= Tahun ke-n



App E-21



Tabel App E.15 Cash flow untuk NPV selama 10 tahun Tahun



Cash Flow/CA (Rp)



Fd (i = 0,15)



NPV



0



-157.747.96.704



1



1



47.324.390.111



0,8696



41.153.289.640,5256



2



31.549.593.407



0,7561



23.854.647.575,0327



3



31.549.593.407



0,6575



20.743.857.665,1025



4



31.549.593.407



0,5718



18.040.057.510,1226



5



31.549.593.407



0,4972



15.686.457.841,9604



6



31.549.593.407



0,4323



13.638.889.229,8461



7



31.549.593.407



0,3759



11.859.492.161,6913



8



31.549.593.407



0,3269



10.284.141.084,7483



9



31.549.593.407



0,2843



8.943.962.405,6101



10



31.549.593.407



0,2472



7.776.811.490,2104



0



0,2472



0



31.549.593.407



0,2472



7.776.811.490,2104



Nilai Sisa WCI Total



-157.747.96.704



165.763.018.459



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 ini dengan cara trial. IRR



= i2 +



NPV1 (i2 NPV1 NPV2



i1 )



App E-22



Dimana: i1



= Besarnya bunga pinjam tahun ke-1 yang trial 15%



i2



= Besarnya bunga pinjam tahun ke-2 yang trial 24%



Tabel App E.16 Cash flow untuk IRR selama 10 tahun Cash Flow/CA Tahun



Fd (i = 0,15)



PV1



FD (0,24)



PV2



(Rp) 0



-157.747.96.704



1



1



47.324.390.111



0,8696



41.153.289.640,5256



0,650364



26.764.618.063,7708



2



31.549.593.407



0,7561



23.854.647.575,0327



0,422974



10.089.895.703,4019



3



31.549.593.407



0,6575



20.743.857.665,1025



0,275087



5.706.365.573,5201



4



31.549.593.407



0,5718



18.040.057.510,1226



0,178907



3.227.492.568,9635



5



31.549.593.407



0,4972



15.686.457.841,9604



0,116354



1.825.182.115,7435



6



31.549.593.407



0,4323



13.638.889.229,8461



0,075673



1.032.095.664,6901



7



31.549.593.407



0,3759



11.859.492.161,6913



0,049215



583.664.906,7376



8



31.549.593.407



0,3269



10.284.141.084,7483



0,032008



329.174.787,8406



9



31.549.593.407



0,2843



8.943.962.405,6101



0,020817



186.186.465,3976



10



31.549.593.407



0,2472



7.776.811.490,2104



0,013538



105.282.473,9545



0



0,2472



0



31.549.593.407



0,2472



7.776.811.490,2104



NPV1=



165.763.018.459



Nilai Sisa WCI Total



IRR = 15 %



-15.774.796.704



1



-15.774.796.704



0,0135 0,013538 NPV2=



0 105.282.473,9545 34.180.444.094



165.763.01 8.459 (24 % 15 %) 165.763.01 8.459 - 34.180.444 .094



= 26.34% Dengan besarnya IRR = 26.34% maka pabrik layak didirikan, karena IRR > bunga bank (15%).



App E-23