Yu V Kim 1591270098 [PDF]

Citation preview

PRA RANCANGAN UNIT STERILIZER PADA PABRIK KELAPA SAWIT UNTUK KAPASITAS PENGOLAHAN 30 TON/JAM



KARYA AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Sains Terapan



O L E H RAHMADSYAH NIM: 005201040



PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008



Universitas Sumatera Utara



LEMBAR PENGESAHAN



PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN GAS METAN DARI SAMPAH ORGANIK DENGAN KAPASITAS PENGOLAHAN 37,5 TON/JAM KARYA AKHIR



OLEH JULIYANTI SRI KARTIKA N NIM : 025201010



Telah Diperiksa/Disetujui: Pembimbing I



Pembimbing II



(Ir. Renita Manurung, MT) NIP. 132 163 646



(Hendra Ginting, ST.MT) NIP. 132 243 713



Mengetahui Koordinator Karya Akhir



(Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si) NIP : 132 126 842



PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008



Universitas Sumatera Utara



LEMBAR PENGESAHAN



PRA RANCANGAN UNIT STERILIZER PADA PABRIK KELAPA SAWIT UNTUK KAPASITAS 30 TON/JAM KARYA AKHIR



OLEH RAHMADSYAH NIM : 005201040



Telah Diperiksa/Disetujui: Pembimbing I



Pembimbing II



(Ir. Renita Manurung, MT) NIP. 132 163 646



(Hendra Ginting, ST.MT) NIP. 132 243 713



Mengetahui Koordinator Karya Akhir



(Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si) NIP : 132 126 842



PROGRAM STUDI TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008



Universitas Sumatera Utara



KATA PENGANTAR Syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa yang memberikan kesehatan bagi Penulis, sehingga Penulis dapat menyelesaikkan penyusunan Karya Akhir ini yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Yoghurt dari Kacang Kedelai Kapasitas 8 Ton/jam”. Penyusunan Karya akhir ini sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk dapat mengikuti sidang sarjana pada Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Rasa Terima Kasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua tercinta, yang selalu membimbing dan memberikan segenap dukungan moril dan material bagi Penulis, serta kakak dan adik penulis yang tetap memberikan bantuan, dukungan dan tauladan, yang menjadi pengorbanan yang tak terbalaskan. Dalam kesempatan ini, saya juga ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu selama Penulis menyelesaikkan studi : 1. Ir. Renita Manurung, MT, selaku Ketua Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 2. Hendra Ginting, ST.,MT, selaku Sekeretaris Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Dr. Ir. Irvan Msi, selaku koordinator Karya Akhir Program studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Ir. Indra Surya MSc, yang selaku Dosen Pembimbing I Karya Akhir yang telah memberikan



bimbingan,



masukan



dan



arahan



kepada



penulis



selama



menyelesaikan Karya Akhir ini. 5. Maya Sarah ST.,MT, yang selaku Dosen Pembimbing II Karya Akhir yang telah memberikan



bimbingan,



masukan



dan



arahan



kepada



penulis



selama



menyelesaikan Karya Akhir ini. 6. Seluruh Satff Pengajar Program Studi Teknologi Kimia Industri D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 7. Seluruh Staff Pegawai Administrasi Program Studi Teknologi Kimia Industri DIV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.



Universitas Sumatera Utara



8. Teman-teman stabuk 2001 dan Junior-junior yang telah banyak membantu terselesaikannya Karya Akhir ini. Dan semua pihak yang tidak mungkin disebutkan seluruhnya, terimakasih Penulis haturkan atas segala dukungannya. Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih jauh dari sempurna karena Penulis sangat mengharapkan saran dan keritik guna peningkatan kualitas Karya Akhir di masa yang akan datang. Akhir kata, semoga Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.



Medan, April 2008 Penulis,



Benny Samuel



Universitas Sumatera Utara



INTI SARI



Pra Rancangan Pabrik Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit direncanakan dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi Pabrik yang direncanakan didirikan di Perbaungan dengan luas lahan 1.377 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini berjumlah 15 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi yang direncanakan adalah berbentuk garis dan staff. Hasil analisa aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut : •



Total Modal Investasi



: Rp 55.140.687.520,-



Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka disimpulkan bahwa Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini memerlukan biaya sangat banyak, pada unit sterilisasi ini akan menghasilkan mutu minyak yang sesuai dengan standar yang diminta konsumen baik didalam dan diluar negeri.



Universitas Sumatera Utara



DAFTAR ISI



LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR INTI SARI



i



DAFTAR ISI



ii



DAFTAR TABEL



vii



DAFTAR GAMBAR



viii



BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang



I-1



1.2. Perumusan Masalah



I-2



1.3. Tujuan Rancangan



I-2



1.4. Manfaat Rancangan



I-3



BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES 2.1. Stasiun Sterilizer



II-1



2.2. Fungsi Sterilizer



II-4



2.2.1 Menghentikan Aktivitas Enzim



II-4



2.2.2 Melepaskan Buah dari Tandannya



II-4



2.2.3 Menurunkan Kadar Air



II-5



2.2.4 Melunakkan Buah Sawit



II-5



2.3 Jenis Sterilizer



II-5



2.3.1 Sterilizer



II-5



2.3.2 Sterilizer Double Peak



II-6



2.3.3 Sterilizer Tripple Peak



II-6



Universitas Sumatera Utara



2.4. Operasi Sterilizer Programmer



II-7



2.5. Operasi Prosedur Pembuangan Tekanan Steam



II-13



2.5.1 Prosedur Pembuangan Udara



II-13



2.5.2 Prosedur Pembuangan Kondensat



II-13



2.5.3 Prosedur Pembuangan Uap



II-14



2.6. Perawatan dan Pembersihan



II-15



2.6.1 Perawatan Sterilizer



II-15



2.6.2 Pembersihan Sterilizer



II-16



BAB III NERACA BAHAN 3.1. Sterilizer



III-1



BAB IV NERACA PANAS 4.1. Sterilizer



IV-1



BAB V SPESIFIKASI PERALATAN 5.1. Sterilizer



V-1



BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA 6.1. Instrumentasi



VI-1



6.2.Keselamatan Kerja



VI-6



6.3. Keselamatan Kerja Pada Unit Sterilisasi PKS



VI-7



6.3.1. Pencegahan Terhadap Kebakaran Dan Ledakan



VI-7



6.3.2. Peralatan Perlindungan Diri



VI-8



6.3.3. Keselamatan Kerja Terhadap Listrik



VI-8



6.3.4. Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan



VI-9



6.3.5. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis



VI-9



Universitas Sumatera Utara



BAB VII UTILITAS 7.1. Kebutuhan Uap (Steam)



VII-1



7.2. Kebutuhan Air



VII-2



7.2.1. Pengendapan



VII-3



7.2.2. Klarifikasi



VII-4



7.2.3. Filtrasi



VII-4



7.2.4. Demineralisasi



VII-5



7.2.5. Deaerasi



VII-9



7.3. Kebutuhan Bahan Kimia



VII-9



7.4. Kebutuhan Listrik



VII-9



7.5. Kebutuhan Bahan Bakar



VII-10



7.6. Spesifikasi Peralatan Utilitas



VII-11



7.6.1. Pompa Air Sumur Bor (L-411)



VII-11



7.6.2. Bak Pengendapan (H-410)



VII-11



7.6.3. Clarifier (H-420)



VII-12



7.6.4. Tangki Pelarutan Alum (M-421)



VII-12



7.6.5. Tangki Pelarutan Soda Abu (M-422)



VII-13



7.6.6. Pompa Bak Pengendapan (L-421)



VII-13



7.6.7. Sand Filter (H-430)



VII-14



7.6.8. Pompa Clarifier (L-431)



VII-15



7.6.9. Menara Air (F-440)



VII-15



7.6.10. Pompa Sand Filter (L-441)



VII-16



7.6.11. Kation Exchanger (T-450)



VII-16



7.6.12. Tangki Pelarutan H 2 SO 4 (M-451)



VII-17



Universitas Sumatera Utara



7.6.13. Pompa Menara Air (L-451)



VII-17



7.6.14. Anion Exchanger (F-460)



VII-18



7.6.15. Tangki Pelarutan NaOH



VII-18



7.6.16. Pompa Kation Exchanger (L-461)



VII-19



7.6.17. Tangki Kaporit (F-490)



VII-20



7.6.18. Tangki Penampungan Air Umpan Ketel (F-500)



VII-20



7.6.19. Pompa Air Umpan Ketel (L-501)



VII-21



7.6.20. Deaerator (E-510)



VII-21



7.6.21. Pompa Deaerator (L-511)



VII-22



7.6.22. Boiler (E-250)



VII-22



BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK 8.1. Lokasi Pabrik



VIII-1



8.2. Tata Letak Pabrik



VIII-3



8.3. Kebutuhan Areal Untuk Pendirian Pabrik



VIII-4



BAB IX ORGANISASI MANAJEMEN PERUSAHAAN 9.1. Organisasi Dan Manajemen



IX-1



9.2. Bentuk Badan Usaha



IX-1



9.2.1. Badan Usaha Perorangan (Single Proprietorship)



IX-1



9.2.2. Badan Usaha Persekutuan (Partnership)



IX-2



9.2.3. Badan Usaha Perseorangan (Corporation)



IX-4



9.2.4. Koperasi (Coperative)



IX-4



9.2.5. Badan Usaha Milik Negara (BUMN)



IX-4



9.2.6. Penggabungan Badan Usaha (Joint Venture)



IX-5



9.3. Bentuk Struktur Organisasi



IX-5



Universitas Sumatera Utara



9.4. Uraian Tugas Wewenang Dan Tanggung Jawab



IX-6



9.4.1. Kepala Bagian Produksi



IX-6



9.4.2. Kepala Bagian Utilitas



IX-6



9.4.3. Kepala Bagian Unit Sterilisasi



IX-6



9.4.4 Opeartor Panel Kontrol



IX-7



9.5 Posisi Unit Sterilisasi pada PKS



IX-7



9.6. Sistem Kerja Dan Tenaga Kerja



IX-7



9.7. Jumlah, Tingkat Pendidikan Dan Gaji Tenaga Kerja



IX-8



BAB X ANALISA EKONOMI 10.1. Modal Investasi



X-1



10.1.1. Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment (FCI)



X-1



10.1.2. Modal Kerja/Working Capital



X-2



BAB XI KESIMPULAN



XI-1



DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS LAMPIRAN C SPESIFIKASI PERALATAN LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI



Universitas Sumatera Utara



DAFTAR TABEL



Tabel 1.1 Konsumsi Minyak Goreng Indonesia



I-2



Tabel 3.1 Perhitungan Neraca Massa pada Unit Sterilizer



III-1



Tabel 4.1 Perhitungan Neraca Panas pada Unit Sterilizer



IV-1



Tabel 6.1 Daftar instrumentasi Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada PKS



IV-4



Tabel 7.1 Kualitas sumur bor



VII-2



Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada PKS VIII-5 Tabel 9.1 Jumlah, Tingkat pendidikan Tenaga Kerja



IX-8



Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Sterilizer



LA-1



Tabel LB.1 Kapasitas panas zat cair untuk ikatan (J/mol.K)



LB-1



Tabel LB.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Sawit



LB-1



Tabel LB.3 Neraca Panas Pada Sterilizer



LB-11



Tabel 10.1 Modal Investasi Tetap (MIT/FCI)



X-2



Tabel 10.2. Perincian Modal Kerja (Working Capital)



X-3



Tabel 10.3. Perincian Biaya Tetap



X-4



Tabel 10.4. Rincian Biaya Variabel



X-5



Universitas Sumatera Utara



DAFTAR GAMBAR



Gambar 2.1 Sistem Perebusan SingglePeak (SPSP)



II-6



Gambar 2.2 Sistem Perebusan DoublePeak (SPTP)



II-6



Gambar 2.3 Sistem Perebusan TripplePeak (SPTPB)



II-6



Gambar 2.4 Sistem Perebusan SingglePeak (SPSP)



II-6



Gambar 2.5 Step of Sterilizer



II-8



Gambar 2.6 Timer at each step indicates time in minutes



II-8



Gambar 2.7 Tombol Panel unit Sterilizer



II-9



Universitas Sumatera Utara



INTI SARI



Pra Rancangan Pabrik Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit direncanakan dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi Pabrik yang direncanakan didirikan di Perbaungan dengan luas lahan 1.377 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini berjumlah 15 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi yang direncanakan adalah berbentuk garis dan staff. Hasil analisa aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai berikut : •



Total Modal Investasi



: Rp 55.140.687.520,-



Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka disimpulkan bahwa Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini memerlukan biaya sangat banyak, pada unit sterilisasi ini akan menghasilkan mutu minyak yang sesuai dengan standar yang diminta konsumen baik didalam dan diluar negeri.



Universitas Sumatera Utara



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Sebagai negara yang sedang berkembang, pembangunan disegala bidang merupakan kewajiban yang harus dilaksanakan oleh bangsa Indonesia. Pembangunan ini bertujuan untuk untuk mewujudkan masyarakat yang adil dan makmur. Pembangunan disektor industri merupakan bagian dari usaha pembangunan ekonomi jangka panjang yang diarahkan untuk menciptakan struktur organisasi ekonomi yang lebih kokoh dan seimbang, yaitu struktur ekonomi dengan titik berat industri yang maju dan didukung oleh sektor pertanian yang tangguh. Industri kelapa sawit Indonesia terus berkembang karena permintaannya terus meningkat baik untuk konsumsi langsung sebagai minyak goreng, maupun sebagai produk industri lainnya. Penggunaan minyak kelapa sawit sebagai minyak goreng pada tahun 1985 tercatat telah mencapai 55,3% atau meningkat 27% pertahun. Saat ini minyak goreng merupakan penyerap utama konsumsi minyak dalam negeri yaitu mencapai 70% dari jumlah yang dipasarkan dalam negeri. Minyak sawit merupakan salah satu sumber minyak nabati potensial khususnya sebagai sumber minyak nabati yang potensial khususnya sebagai bahan oleo-pangan dan oleo-kimia. Industri lain yang menggunakan minyak kelapa sawit ini adalah industri margarin, sabun dan industri kimia lainnya (Suyatno, 1994). Konsumsi perkapita minyak goreng Indonesia mencapai 16,5 kg per tahun dimana konsumsi perkapita khusus untuk minyak goreng sawit sebesar 12,7 kg per tahun. Berdasarkan perkembangan berbagai variable terkait seperti peningkatan konsumsi I-1 Universitas Sumatera Utara



minyak goreng dalam negeri tahun 2005 mencapai 6 juta ton dimana 83,3% terdiri dari minyak goreng sawit. Tabel 1.1 Konsumsi Minyak Goring Indonesia (dalam 000 ton) Year



Palm Cooking Oil



+/-



Shares



Coconut



+/-



Shares



(%)



(%)



Cooking Oil



(%)



(%)



Total



+/(%)



1999



2.494,1



4,4



77,5



725,8



7,5



22,5



3.219,9



5,1



2000



2.806,1



12,5



78,5



769,5



6,0



21,5



3.575,6



11,0



2001



3.137,9



11,8



79,6



806,5



4,8



20,4



3.944,4



10,3



2002



3.508,1



11,8



80,6



846,9



5,0



19,4



4.355,0



10,4



2003



3.964,9



13,0



81,8



879,8



3,9



18,2



4.844,7



11,2



2004



4.527,7



14,2



82,9



933,4



6,1



17,1



5.461,1



12,7



2005



5.062,8



11,8



83,8



980,4



5,0



16,2



6.043,3



10,7



Average Growth (%)



10,1



3,3



8,8



1.2 Perumusan Masalah Dari data yang telah diperoleh bahwa tingginya permintaan atas konsumsi masyarakat Indonesia dan dunia atas kebutuhan terhadap minyak goring dan terhadap Crude Palm Oil (CPO). Maka diharapkan jumlah produksi dapat ditingkatkan dan juga mutu dari minyak kelapa sawit yang dihasilkan sehingga tidak kalah bersaing dengan produk minyak produksi negara lain



1.3 Tujuan Rancangan Sebagai ilmu Keteknikan, maka Teknologi Kimia Industri membidangi perancangan (design) konstruksi, operasi peralatan, serta proses pengolahan bahan mentah atau bahan



Universitas Sumatera Utara



baku menjadi produk yang berdaya guna untuk bahan baku baik bagi proses berikutnya maupun untuk kebutuhan masyarakat. Tujuan rancangan Unit Sterilisasi Buah Sawit untuk Pabrik Kelapa Sawit adalah juga untuk mengaplikasikan Ilmu Teknologi Kimia Industri yang meliputi neraca massa, neraca energi, Operasi Teknik Kimia, Utilitas dan bagian Ilmu Teknologi Kimia Industri lainnya yang penyajiannya disajikan pada Pra Rancangan Unit Sterilisasi Buah Sawit Untuk Pabrik Kelapa Sawit.



1.4 Manfaat Rancangan Berdasarkan tujuan rancangan dapat diketahui mengenai Spesifikasi Unit Sterilisasi buah Sawit untuk Pabrik Kelapa Sawit cara kerja serta dan pengoperasian Unit Sterilizer yang cocok sehingga mutu pada proses Sterilizer dapat dipertahankan.



Universitas Sumatera Utara



BAB II



TINJAUAN PUSTAKA 2.1 STATION STERILIZER Stasiun Strilizer adalah stasiun untuk merebus Tandan Buah Segar (TBS) yang akan diproses untuk mendapatkan minyak sawit. Peralatan yang utama pada stasiun ini adalah Ketel rebusan TBS. Disamping itu juga peralatan Bantu, untuk membantu proses perebusan TBS dan peralatan kontrol untuk mengontrol jalannya proses agar selama proses berlangsung dengan baik (sempurna). Adapun peralatan Sterilizer di Pabrik Kelapa Sawit (PKS) dapat dituliskan data teknisnya sebagai berikut :



 Bentuk/model



 Diameter Silinder bagian dalam  Panjang Sterilizer  Kapasitas



 Tekanan kerja



 Temperatur uap



 Waktu perebusan



: Silinder memanjang horizontal : 2.100 mm (210 cm) : 3.150 cm : 25 ton (10 lori @ 2,5 ton TBS) : 2,5 s/d 3 kg/cm2 : 1250C – 1350C : 82 – 90 menit



Peralatan Sterilizer ini dilengkapi dengan : 1. Panel Sterilizer Untuk pengoperasian, pengontrolan dan pemograman Sterilizer.



 Pengoperasian dimaksudkan untuk menjalankan/pengoperasian Sterilizer sesuai dengan step-step yang ada selama proses berlangsung.



 Pengontrolan, untuk mengetahui unjuk kerja peralatan dapat bekerja sesuai dengan system yang diprogram atau tidak dengan cara melihat indicator baik berupa lampu atau grafik.



 Pemograman, untuk menentukan lamanya (waktu yang digunakan) proses untuk setiap stepnya. Pemograman ini didasarkan dengan mutu TBS yang akan direbus.



Universitas Sumatera Utara



2. Peralatan Kontrol Peralatan ini dipasangkan untuk tujuan pengontrolan kerja system macam-macam antara lain :



 Inlet Valve Untuk pengontrolan/pengaturan masuknya uap ruang Sterilizer.



 Exhaust Valve



Untuk pengaturan keluaran steam dari ruang Sterilizer



 Daerate Valve



Untuk pengaturan keluaran kondensat dan ruang Sterilizer



 Safety Device



Untuk mengontrol posisi pintu Sterilizer pada saat tertutup



 Manometer untuk mengontrol terhadap tekanan didalam ruang Sterilizer  Kontrol uap pada saat akan membuka pintu Sterilizer 3. Pintu Sterilizer, Packing dan Pengguna Pada Pintu Sterilizer dilengkapi dengan packing dan pengunci pada saat menutup ruang Sterilizer.



 Pintu untuk jalan masuk dan keluarnya Lori yang berisi TBS kedalam/keluar Sterilizer



 Packing untuk menutup celah-celah pada sambungan body Sterilizer dengan pintunya pada saat tertutup agar rapat tidak terjadi kebocoran uap lewat pintu (sambungan)



 Pengunci untuk mengunci pintu pada keadaan tertutup selama proses perebusan berlangsung 4. Linier Plate (Plate Aus) Plate aus ini dipasang pada sisi bawah dan dinding Sterilizer bagian dalam. Fungsinya untuk melindungi sebagian shell (dinding) dan Sterlizer terhadap aktivitas zat asam tersebut menyebabkan dinding Sterilizer cepat korosi. Plate ini dapat dilakukan penggantian apabila rusak, bocor (habis). 5. Onfice Plate Onfice plate (plate onfice) ini dipasang pada bahagian atas dari dinding Sterilizer. Bentuknya segi empat memanjang dengan lubang-lubang kecil berbentuk lingkaran



Universitas Sumatera Utara



pada sisi bawah onfice plate dan lubang berbentuk segi empat (persegi panjang) pada sisi kanan kiri dari onfice plate. Fungsi onfice plate untuk mengatur penyebaran uap agar dapat merata kesuluruh permukaan dari TBS. 6. Roller (Batang Silinder Pejal) Roller ini dipasang bebas dibawah kaki Sterilizer dan diatas landasan (pondasi). Bentuk Roller adalah batang baja silinder pejal dan panjang. Fungsi dari Roller adalah untuk mengimbangi proses ekspansi pada stemiuser agar konstruksi Sterilizer stabil dan proses ekspansi dapat berjalan sempurna. Proses ekspansi ini timbul karena pemanasan di dalam ruang Sterilizer. Bahan yang kena panas akan mengalami muai panjang dan penyusutan pada saat kembali menuju keadaan (dingin). Disamping itu karena ruang Sterilizer keadaannya tertutup rapat, maka mungkin terjadi pula muai ruang, sehingga konstruksi Sterilizer akan terangkat (mengembang) karena hal tersebut maka Roll ini dipasang bebas diantara Sterilizer dan landasan (pondasi). 7. Pompa kompresor Pompa kompresor ini digunakan untuk proses-proses Sterilizer dan mengendalikan proses kerja panel Sterilizer. Kompresor dijalankan secara otomatik dengan sebuah relay yang dikontrol berdasarkan tekanan. Apabila tekanan udara didalam silinder kompresor kurang dari 6 kg/cm2, maka relay ‘ON’, arus masuk dan motor beroperasi menggerakkan torak, sehingga tekanan naik (dalam silinder tangki) mencapai 8 kg/cm2, maka relay ‘OFF’ dan motor mati. 8. Saluran kontrol kebocoran Saluran ini dimasukkan untuk mengetahui adanya kebocoran/kerusakan (aus) dan plate aus didalam ruang Sterilizer. Bocoran ini ditandai dengan adanya kondensate keluar Sterilizer lewat saluran kontrol kebocoran. 9. Peredam Suara Alat ini dignakan untuk mengurangi suara (meredam) pada saat pembuangan uap (steam ke udara). Agar tidak terlalau berisi/keras suaranya. 10. Blow Down Chamber



Universitas Sumatera Utara



Alat ini untuk memisahkan campuran uap dan air (kondensate) yang keluar dari Sterilizer. Uapnya dibuang keudara dan air kondensasinya dialirkan ke recovery tank.



2.2 FUNGSI STERILIZER Pada dasarnya, keberhasilan dalam proses perebusan ini akan mendukung kemudahan-kemudahan dalam proses selanjutnya, baik di stasiun Thressing, Press, Digester dan lain-lain. Adapun fungsi dari Sterilizer adalah untuk melakukan proses Sterilisasi buah TBS sebelum di proses menjadi minyak. Proses sterilisasi TBS bertujuan diantaranya untuk : 2.2.1 Menghentikan Aktivitas Enzim Bauh yang dipanen mengandung enzim upase oksidase yang tetap bekerja di dalam buah sebelum enzim tersebut dihentikan. Enzim Lipase bertindak sebagai katalisator dalam pembentukan asam lemak bebas (ALB) sedangkan enzim oksidasi berperan dalam pembentukan peroksida yang kemudian berubah menjadi gugus aldehide dan kation. Senyawa tersebut bila teroksidasi akan terbentuk asam lemak bebas. Jadi asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak sawit merupakan hasil kerja enzim lipase dan oksidase. Aktifitas enzim semakin tinggi apabila buah TBS mengalami kememaran (luka). Enzim umumnya tidak aktif lagi bila dipanaskan sampai suhu >500C. Maka perebusan dengan suhu >1200C sekaligus menghentikan kegiatan enzim.



2.2.2 Melepaskan Buah dari Tandannya Minyak dari inti sawit terdapat dalam buah, maka untuk mempermudah prosesnya ekstraksi minyak, buah perlu dipisahkan dari tandannya. Pelepasan buah dan Spikht karena adanya hidrolisa pectin yang terjadi dipangkal buah. Jadi Hidrolisa pectin ini telah terjadi secara alam dilapangan yang menyebabkan buah membrondol. Hidrolisa pectin dapat terjadi pula didalam ketel rebusan, dengan adanya reaksi yang dipercepat oleh pemanasan. Panas dan uap didalam ketel akan meresap ke dalam buah karena adanya tekanan Hidrolisa pectin dalam tangkai tidak seluruhnya menyebabkan pelepasan buah, oleh karena itu perlu dilakukan proses perontokan buah didalam mesin Tressing.



Universitas Sumatera Utara



2.2.3 Menurunkan Kadar Air Proses Sterilisasi buah dpat menyebabkan penurunan kadar air buah dan inti, yaitu dengan cara penguapan baik dari dalam saat direbus maupun saat sebelum dimasukkan ke Tressing. Interaksi penurunan kadar air dan panas dalam buah akan menyebabkan minyak sawitdari antara sell dapat bersatu dan mempunyai viskositas yang rendah sehingga mudah dikeluarkan dalam proses pengempaan (proses ekstraksi minyak).



2.2.4 Melunakkan Buah Sawit Pericarp (kulit buah) yang mendapatkan perlakuan panas dan tekanan akan menunjukkan sifat, serat yang mudah lepas antara serat yang satu dengan yang lain. Hal ini akan mempermudah proses didalam Digester dan Depericarper/Polishing. Karena adanya panas dan tekanan tersebut maka air yang terkandung dalam inti akan menguap lewat mata biji sehingga proses pemecahan biji lebih mudah (dalam Rippel Mill).



2.3 JENIS STERILIZER Pengelompokkan



jenis



Sterilizer



ini



didasarkan



menurut



system



dan



perebusannya. Pemilihan system perebusan selalu dengan kemempuan Boiler memproduksi uap, untuk sasaran bahwa tujuan perebusan dapat tercapai. Berdasarkan system perebusan tersebut, Sterilizer dapat dikelompokkan kedalam 3 jenis yaitu : Single peak, Double peak dan Tripple peak. 2.3.1 Sterilizer Single peak Yaitu Sterilizer dengan proses perebusan yang hanya satu tahap proses perebusan. Uap masuk sesuai dengan waktu yang ditentukan, sampai mencapai tekanan konstannya dan kemudian turun, pembuangan uap dari ruang perebusan.



Tekanan uap (kg/cm2)



Waktu (dt)



Universitas Sumatera Utara



Sistem Perebusan Single Peak (SPSP)



2.3.2



Sterilizer Double Peak Yaitu Sterilizer dengan system perebusan dua tahap pemasukan uap dan tahap pembuangan kondensat (uap air) dapat digambarkan sebagai berikut.



Tekanan uap (kg/cm2)



Waktu (dt) Sistem perebusan Double Peak (SPDP) 2.3.3



Sterilizer Triple Peak Yaitu Sterilizer dengan tiga tahap perebusan/pemasukan uap ke dalam ruang



Sterilizer sebanyak 3 kali (tiga tahap). Dapat dibedakan dalam 3 bentuk siklus yakni :  Sistem perebusan Triple Peak (SPTP)



 Sistem perebusan Tripple Peak Datar (SPTPD)



 Sistem perebusan Tripple Peak bertahap (SPTPB) Sistem perebusan triple peak ini banyak digunakan, karena disamping adanya



tindakan fisika juga dapat terjadi proses mekanik, yaitu adanya goncangan yang disebabkan oleh perubahan tekananyang cepat. Keberhasilan system perebusan triple peak ini dipengaruhi oleh



 Kapasitas Ketel rebusan  Bahan Baku



 Lamanya Perebusan.



Universitas Sumatera Utara



Tekanan uap (kg/cm2)



Waktu (dt) Sistem Perebusan Tripple Peak (SPTP)



Tekanan uap (kg/cm2)



Waktu (dt) Sistem Perebusan Tripple Peak bertahap (SPTPB) Dari uraian diatas, terlihat bahwa system perebusan Sterilizer PKS adalah system perebusan triple peak (SPTP). Dimana di PKS untuk satu cycle penuh terbagi dalam 9 step.



2.4 Operasi Sterilizer Programer Berdasarkan system perebusannya Sterlizer di PKS yang sering digunakan “Tripple Peak”. Untuk mengoperasikan dpat dilakukan dengan cara manual dan cara automatic. Dari mulai perebusan sampai selesai mengalami tiga tahapan perebusan yang terbagi dalam satu step (tahap), dimana waktu yang diperlukan untuk masing-masing step dapat diprogram sebelumnya sesuai kondisi (mutu) TBS operasi Sterilizer programmer dapat diuraikan sebagai berikut :



Universitas Sumatera Utara



Exchaus Valve



Inlet Valve Door switch



Condensate /Dearation valve



Step Of Sterilizer Cycle



3 Steam Pressure In kg/cm2



2



1



1 5



1 2



3



4



2



3



4



10



5



5



6



7



STEPS 5 6 12



5



8



7 12



31



9



8



9



3



2



Timer at each step indicates time in minutes



Universitas Sumatera Utara



Run/IP



Riset



Cycle compote



Power on



Emergency stop



Door shut



Stop



Inlet Valve on



Manual Inlet



Exhaust Valve on



Manual Exhaust



OFF



OFF



ON



AUTO MAN



Condensat valve on



Manual Condensat



Sebelum kita menjalankan/mengoperasikan Sterilizer langkah persiapan yang dilakukan adalah memasukkan Lori-lori TBS kedalam Sterilizer kemudian penutupan pintu Sterilizer dengan pelaksanaannya sebagai berikut: a. Persiapan Operasi Sterilizer



1.Pintu Sterilizer dalam keadaan terbuka,power kita “ON” kan, kompressor kita start ± 2 menit baru kemudian power pada panel Sterilizer kita hidupkan dengan cara memutar regulator power keposisi “ON” pada keadaan ini lampu “Door Swite” menyala. 2.Lori yang telah berisi TBS kita masukkan kedalam ruang Sterilizer sebanyak 10 Lori, kemudian pintu ditutup rapat. 3.Cara kita menutup pintu Sterilizer



 Tekan kunci pengikat (tuas pengunci) kebawah, maka pengunci pintu akan berputar keatas dan berhenti bila riing pengunci sudah sejajar dengan riing pintu (berhimpit).



Universitas Sumatera Utara



 Bersamaan dengan itu “100 step savity device” turun kebawah secara gravity menahan riing pengunci supaya tidak terbuka.



 Gerakan tuas (handle lever) ke samping dinding Sterilizer melintang di bawah “thoust plate” sehingga “steam device” dalam keadaan bebas.



 Tutup “steam injector device” sehingga riing pengunci sudah tidak dapat digerakkan lagi.



 Kita check kembali apakah posisi pintu telah terkunci dengan benar. 4. Kemudian kita pasangkan kertas grafik penunjuk tekanan dan suhu steam pada panel dan mengatur posisi jarum pada kedudukan skala nol.



b.Pengoperasiaan Programer Sterilizer 1. Kita set terlebih dahulu waktu yang diperlukan untuk masing-masing step disesuaikan dengan kondisi mutu TBS yang kita rebus. 2. Setelah semua dalam keadaan siap maka program kita jalankan dengan memutar regulator operasi “automatik” baru kita start dengan menekan tombol “Run/LP Wait” pada panel. 3. Program akan bekerja secara automatik dari step sampai sebagai berikut :



 Step Pertama/Pembuangan Udara Pada tahap ini merupakan tahap pembuangan udara dingin yang terdapat didalam ruang Sterilizer. Berlangsung 5 menit Inlet valve terbuka, condensat/daeration valve terbuka dan exchaust valve tertutup. Apablia udara dingin tidak dibuang maka akan terjadi campuran antara udara dingin dan steam sehingga akan mengakibatkan temperatur steam turun dan timbul kondensasi yang banyak maka TBS akan menjadi basah sehingga waktu perebusan semakin bertambah dan pemanasan uap menjadi tidak efektif. Tekanan didalam ruang Sterilizer 0,7 kg/cm2.



 Step Kedua/Pengisian Steam Pertama Inlet valve tetap terbuka, exhaust valve dan condensat/daeration valve tertutup. Berlangsung selama 10 menit, tekanan 0,7-22 kg/cm2 karena exchaust valve dan



Universitas Sumatera Utara



condensat valve tertutup maka kondensat yang timbul tertampung dibagian bawah Sterilizer dan tekanan uap semakin bertambah 0,7-22 kg/cm2.



 Step Ketiga/Pembuangan Kondensat Pertama



Inlet valve dan exchaust valve tertutup sedangkan condensat/daeration valve terbuka. Proses ini berlangsung selama 5 menit, tekanan turun dari 2,2 kg/cm2 menjadi 0,25 kg/cm2. Tahap ini bertujuan untuk membuang kondensat yang terjadi selama berlangsungnya step kedua.



 Step Keempat/Pengisian Steam Kedua Inlet valve terbuka, exhaust valve tetap terbuka dan condensat/daeration valve tertutup. Proses ini berlangsung selama 12 menit, tekanan steam didalam Sterilizer naik dari 0,25-25 kg/cm2 . Adapun penurunan pada step ketiga maka suhu uap turun sehingga timbul rongga diantara buah pada tandanan. Dengan pemasukan steam dapat menembus ke bagian tengah tandan akibatnya buah yang berada dibagian tengah ini bias mendapatkan pemanasan dari steam.



 Step Kelima/Pembuangan Kondensat Kedua



 Inlet valve, exhaust valve tertutup dan condensat/daeration valve terbuka. Proses ini berlangsung selama 5 menit, tekanan steam didalam ruang Sterilizer turun dari 2,5 kg/cm2 menjadi tekanan 0,5 kg/cm2.



 Tujuan tahap ini adalah untuk membuang kondensat yang terjadi selama step keempat dan untuk memberi kesempatan TBS yang memuai (mengembang) akibat perebusan mengalami penyusutan dengan adanya penurunan tekanan (penurunan temperatur)



 Pada tahap ini akan terjadi ruang sela diantara TBS yang menyusut tersebut sehingga uap diharapkan lebih mudah untuk melakukan pemanasan TBS dibagian paling dalam dan tandan



 Step Keenam/Pengisian Steam Ketiga



 Inlet valve terbuka, exhaust valve dan condensat/daeration valve tertutup. Proses ini berlangsung selama 12 menit, tekanan uap di dalam ruang sterilizer naik dari 0,5 kg/cm2 menjadi 2,8 kg/cm2.



Universitas Sumatera Utara



 Tujuan tahap ini adalah untuk proses pemanasan/perebusan TBS yang berada di bagian dalam dari tandan agar kadar air turun.



 Pada step kelima, timbul lubang (sela-sela) antara TBS, maka steam yang dialirkan masuk keruang Sterilizer akan memanasi TBS yang terdapat dibagian dalam dari tandan.



 Step Ketujuh/Pemasakan Perebusan TBS



 Inlet valve terbuka, exhaust valve dan condensat/daeration valve tertutup. Proses ini berlangsung 30 menit, tekanan berkisar antara 2,8 kg/cm2.



 Tujuan tahap ini adalah agar proses masaknya TBS didalam Sterilizer benar-benar sempurna, yakni bagian luar, daging dan cangkang/inti dari buah bias mendapatkan panas secara uniform.



 Pada proses ini perebusan sebelumnya diharapkan sudah ada TBS yang matang sempurna. Namun untuk meyakinkan dilakukan proses perebusan yang waktunya relatif lama (30 menit) dibandingkan waktu untuk step yang lain dan berlangsung pada tekanan maksimal (konstan).



 Pada tahap ketujuh ini terjadi proses pembuangan kondensat selama 1 menit. Hal ini dikarenakan TBS sudah dua kali mengalami pemanasan (perebusan) distep kedua, keempat dan keenam sehingga total kondensat yang terjadi pada step ketujuh tidak terlalu banyak, maka waktu buangannya singkat.



 Step Kedelapan/Pembuangan Kondensat Terakhir



 Inlet valve tertutup, exhaust valve tertutup dan condensat/daeration valve terbuka. Proses ini berlangsung selama 3 menit, tekanan steam turun dari 2,8 kg/cm2 menjadi 1,7 kg/cm2.



 Tujuan untuk membuang kondensat yang masih terjadi pada proses ditahap/step ketujuh dan sekaligus membuang kondensat yang ada didalam ruang Sterilizer.



 Step Kesembilan/Pembuangan Steam



 Inlet valve tertutup, exhaust valve dan condensat/daeration valve terbuka. Proses ini berlangsung selama 2 menit, tekanan uap beranggusr turun dari 1,7 kg/cm2.



Universitas Sumatera Utara



 Tujuan tahap ini adalah untuk pembuangan uap dan penurunan tekanan agar pada waktu pembukaan pintu untuk mengeluarkan Lori tidak terjadi pancaran steam lewat pintu Sterilizer. 4. Setelah siklus/step perebusan selesai, mka sirine dan lampu “cycle comple” pada panel akan menyala, hal ini menandakan bahwa proses perebusan telah komplet dari Lori TBS dapat dikeluarkan untuk dilakukan proses selanjutnya. 5. Membuka pintu Sterilizer, dengan cara sebagai berikut :



 Bila tekanan telah turun sampai nol maka “Steam enjector device” dibuka dengan menggerakkan tuasnya ke atas tanpa menyentuh two step safety catch lever.



 Angkat lever handle keatas dan luas pengunci digerakkan keatas secara terus menerus sampai riing pengunci terlepas kebawah dan terhenti pada posisi semula.



 Two step safety divice dinaikkan keatas bahu riing kemudian jepitan dilepas dengan menggerakkan tuas pengunci (main lever) dan pintu terbuka. Pintu jangan dibuka bila masih ada enjecting steam pada safety device ini akan berbahaya.



2.5 OPERASI PROSEDUR PEMBUANGAN TEKANAN STEAM 2.5.2



Prosedur Pembuangan Udara



 Tahap ini berlangsung pada awal dari proses perebusan (step pertama)  Cara operasinya adalah sebagai berikut :



Inlet valve terbuka, aliran steam masuk keruang Serelizer, dimana masih terdapat udara dingin. Karena berat jenis udara dingin lebih berat dibandingkan uap kering maka udara tersebut berada dibagian bawah dari sterilizer. Sementara itu condensat valve dalam keadaan terbuka, karena uap yang dialirkan kedalam ruang Sterelizer adalah uap yang bertekanan maka adanya tekanan uap tersebut udara dingin terdorong keluar ruang Sterilizer melalui pipa condensat.



Universitas Sumatera Utara



 Proses pembuangan ini jangan terlalu lama sehingga tidak banyak steam yang ikut terbuang.



 Mekanisme Pembukaan Valve pada Inlet Steam Pembukaan valve dilakukan secara automatik yang sesuai dengan program pada panel. Kontrol pembukaan dan penutupan valve ini digunakan peralatan pneumatic yang kerjanya berdasarkan perbedaan tekanan. Pada saat awal inlet valve pada posisi tertutup. Peralatan kontrol peunmatic tersebut dialiri udara yang bertekanan dari kompressor yang dimonitor didalam panel. Sedemikian rupa sehingga tekanan didalam tabung as dan valve. As dan valve akan berputar sebesar 900 maka kedudukan valve akan sejajar dengan dinding pipa inlet sehingga aliran terbuka dan steam dapat mengalir masuk. Untuk mempertahankan posisi ini maka tekanan pada tabung diafragma tetap dipertahankan agar diafragma tetap mengembang.



 Mekanisme Pembukaan Valve pada Condensat/Daeration Valve Pada saat awal kondensat valve dalam keadaan tertutup. Posisi ini dipertahankan adanya udara didalam tabung diafragma sehingga diafragma tetap dalam keadaan mengembang. Untuk pembukaan valve, udara yang bertekanan didalam ruang Seterilizer lebih besar maka valve akan tertekan dan berputar 900. Diafragma akan terdorong batang penghubung, juga terhisap udara didalam tabung akibat kevacuman tersebut sedemikian rupa sehingga katup pada pipa kondensat terbuka. 2.5.3



Prosedur Pembuangan Kondensat Tahap ini dimaksudkan untuk membuang steam yang telah menjadi kondensat agar tidak terjadi genangan kondensat didalam ruang sterilizer. Air yang terdapat di sterilizer ini akan mengasobasi panas yang diberikan oleh uap sehingga akan menurunkan temperatur perebusan. Selama proses perebusan jumlah kondensat yang terjadi tidak diimbangi spin (pengeluaran air kondensat) akan memperlambat usaha mencapai tekanan puncak. Dengan adanya pembuangan kondensat ini akan terjadi penurunan tekanan kerja Sterilizer dan pada saat pemasukan steam terjadi kenaikan tekanan kerja



Universitas Sumatera Utara



Sterilizer. Proses penurunan ini untuk memberikan kejutan-kejutan pada saat inlet steam sehingga TBS mudah membrondol. 2.5.4



Prosedur Pembuangan Uap Tahapan pembuangan uap terjadi pada step kesembilan dari system perebusan. Disamping pada saat pembuangan kondensat mungkin ada sebagian uap yang terbawa keluar bersama kondensat. Proses pembuangan uap ini terjadi berdasarkan perbedaan tekanan antara tekanan didalam Sterilizer dengan tekanan udara luar. Pada step ketujuh tekanan kerja diruang Sterilizer berkisar 2,8 kg/cm2 sedangkan tekanan udara luar 1.034 kg/cm2, sehingga timbul aliran uap dari dalam ruang Sterilizer ke udara. Akibat aliran tersebut maka tekanan didalam Sterilizer turun sampai mendekati sama dengan tekanan udara luar. Akan tetapi gas yang berada didalam ruang Sterilizer berupa uap kering yang mempunyai



berat jenis yang lebih ringan



dibandingkan dengan udara maka uap tersebut tetap keluar lewat cerobong sampai uap didalam Sterilizer habis. Pembuangan uap ini dimasudkan untuk menurunkan tekanan uap sehingga tidak terjadi semburan sewaktu pembukaan pintu Sterilizer. Pada akhir perebusan system triple peak pembuangan uap bersama dengan pembuangan air kondensat, dimana kondensat dibuang terlebih dahulu sehingga buah yang direbus kering dan mudah untuk dirontokkan pada proses distasiun Thressing.



2.6 PERAWATAN DAN PEMBERSIHAN 2.6.2



Perawatan Sterilizer Macam perawatan pada Sterilizer antara lain :



1. Checking dan penggantian packing pintu (door packing) Apabila packing pintu rusak tidak segera diganti akan menimbulkan kerugiankerugian misalnya :



 Pemakaian uap yang boros, karena tekanan dalam ketel lambat kenaikannya, sehingga proses perebusannya membutuhkan waktu yang lama.



Universitas Sumatera Utara



 Material



pada



bibir



dan



pintu



lama-kelamaan



jadi



aus,



akibat



dari



singgungan/gesekan yang bertekanan tinggi.



 Membahayakan lingkungan kerja dan keselamatan kerja. 2. Pemeriksaan adanya kebocoran-kebocoran las-lasan pada plat aus (sambungan las antara plat ketel dengan plat aus). Pengecekannya dapat dilakukan dengan pemompaan air dengan memakai pompa tangan keruang antar plat aus dengan plat badan ketel. Jika terjadi kebocoran pada las-lasan maka yang bocor tersebut dilas dengan setelah bekas las yang lama dibuka dengan cara digrinda/dipahat terlebih dahulu. 3. Pemeriksaan dan penguatan Bolt dan Nut dari pintu ketel. 4. Penguatan mur-mur pondasi, kemungkinan renggang akibat expansi ketel. 5. Pemeriksaan sambungan-sambungan pipa pada exhaust valve, inlet valve, Pipa kondensat. 6. Checking dan penggantian packing, membran (diafragma) pada peralatan kontrol dan checking katup-katup (valve) kemungkinan aus atau bocor. 7. Pemeriksaan alat-alat ukur antara lain : thermometer, pressure gauge, combined pressure/temperature recording. 8. Control/checking system kerja panel, kompressor dan lain-lain. 9. Pemeriksaan alat-alat pengaman, safety valve, expansion joint, blow over valve dan lain-lain. 10. Checing keadaan rel didalam ruang Sterilizer kemungkinan pecah atau retak laslasan. 11. Pelumasan bearing/roll dan gigi-gigi pada pengunci pintu dan ring pintu. 2.6.3



Pembersihan Sterilizer Pembersihan yang perlu dilaksanakan antara lain



1. Pembersihan akibat korosi air kondensat pada plat aus, dinding sterilizer, pintu, rell, pipa-pipa dan lain-lain. 2. Pembersihan lubang-lubang keluaran air kondensat yang tumpet akibat berondolan yang jatuh didalam Sterilizer. 3. Pembersihan Blow Down Chamber dan Lumpur (tanah) atau berondolan yang terikut kondensat.



Universitas Sumatera Utara



4. Pembersihan lantai disekitar pintu sterilizer, akibat adanya tumpukan atau kotoran kondensat agar tidak licin dan keselamatan kerja terjamin. 5. Pembersihan dinding Sterilizer bagian luar tampak bersih.



2.7 Saran-saran 1. Safety divice pintu Sterilizer harus tetap pada posisi sempurna pada saat Sterilizer beroperasi. 2. Katup pengaman harus dapat berfungsi dengan baik, sebab bila tekanan steam melebihi batas maksimum (maks 3 kg/cm2) katup harus dapat bekerja secara automatis. 3. Posisi Lori didalam Sterilizer usahakan tepat dibawah orifice plate, agar distribusi uap sempurna. 4. Perlu penambhan lubang keluaran kondensat, agar pembuangannya lebih cepat dan sedikitnya menanggulangi kemungkinan tumpet. 5. Semua valve harus dapat beroperasi dengan baik, tidak bocor pada saat Sterilizer beroperasi. 6. Perlu diadakan analisis pada kondensat untuk bias menentukan lamanya proses perebusan yang sesuai dengan keadaan mutu buah. Kandungan minyak dalam



kondensat pada keadaan kosong (on dry matter ± 15%). Bila lebih kecil dari 15%, ada beberapa yang perlu diperhatikan:



 Mungkin TBS banyak yang mentah atau waktu perebusannya kurang.



 Untuk buah dalam keadaan normal (masak) berarti perebusannya telah selesai.



7. Penyusutan berat TBS setelah proses sterilizer ± 14,29%, jika lebih berarti kalau kering mungkin suhu uap terlalu tinggi atau perebusan terlalu lama banyak minyak yang terbuang dalam kondensat. 8. Perlu sekali pengontrolan suhu uap Selama sterilisasi beroperasi supaya dapat dibandingkan pengaruh suhu dan tekanan kerja dari Sterilizer, sehingga selama ini yang dipantau dalam grafik recorder hanya bertekenan steam. 9. Perhitungan sequencing time sbb : Example :



Universitas Sumatera Utara



Cage weight = 3,7 Tons No. of Cages/Sterilizer = 7 units Sequencing Time



=



Cage weight x No.of cage/Sterilizer x 60 minutes Mill Throughput



=



3,7 tons x 7units x 60min 60 ton/time



= 25,9 minutes 10. Waktu buka pintu dan tutup pintu rebusan harus seminimal mungkin. Biasanya dibawah 15 menit. 11. Program pengoperasian Sterilizer harus otomatis atau minimal semi otomatis. 12. Sebelum membuka pintu Sterilizer operator harus memastikan :  Kelistrikan panel sudah dimatikan



 Kondisi tabung Sterilizer sudah tidak bertekanan lagi.  Pembacaan Pressure gaige pada angka nol.



13. Sterilizer recorder charts harus dikumpulkan diakhiri Processing dan dianalisa oleh Assisten Processing dan diketahui Factory Manager.



Universitas Sumatera Utara



BAB III NERACA MASSA Kapasitas Pengolahan : 30 Ton/jam Basis Perhitungan



: 1 Jam Operasi



Satuan Massa



: Kilogram



Tabel 3.1 Perhitungan Neraca Massa pada Unit Sterilizer Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi Alur 1 Alur 2 Alur 3 Alur 4 Alur 5 Minyak



-



8.178



56,942



-



-



Air



-



-



10.058,975



-



456,72



TBS



30.000



-



-



-



-



TBS masak



-



-



-



-



25.943,28



Kotoran



-



-



237,084



-



-



Exshaust steam



-



-



-



1.425



-



30.000



8.178



10.353



1.425



26.400



Jumlah Total



38.178



38.178



Universitas Sumatera Utara



BAB IV NERACA ENERGI PADA UNIT STERILIZER Basis Perhitungan



: 1 jam operasi



Satuan



: kJ



Suhu referensi



: 25oC = 298 K



Tekanan



: 1 atm



Kompoisisi



Tabel 4.1 Neraca Panas pada Sterilizer Panas Masuk (kJ) Panas Keluar (kJ) Alur 1



Alur 2



Alur 3



Alur 4



7.151.010



-



-



-



92.760.327,36



Minyak



-



1.868.509,44



7.891,022



-



-



Air



-



-



2.756.823,042



-



144.428,566



Kotoran



-



-



13.592,026



-



-



Panas dibutuhkan



-



87.165.642,04



-



-



-



Ex.Steam



-



-



-



502.099,463



-



7.151.010



89.034.151,48



2.778.306,09



502.099,463



92.904.755,93



TBS



Jumlah Total



96.185.161,48



Alur 5



96.185.161,48



Universitas Sumatera Utara



BAB V SPESIFIKASI STERILIZER 5.1 Ketel Rebusan (Sterilizer) Fungsi dari ketel rebusan :



 Melunakkan daging buah agar mudah lepas dari biji.  Memudahkan melepaskan brondolan dari tandan.



 Membantu memecah daging sel sehingga minyak mudah keluar dari serat.  Mematikan enzim lipase perusak mutu minyak.



 Mengeringkan biji sawit pendahuluan dan menurangi kadar air dalam buah agar perbandingan terhadap minyak lebih.



Spesifikasi peralatan Sterilizer (ketel rebusan) (PKS. Adolina) Bahan



: terbuat dari baja



Panjang



: 27 m



Diameter



: 210 cm



Pintu



: 2 buah



Tebal isolasi



: 51,5 mm



Tekanan normal



: 3 kg/cm2



Tekanan maksimum : 3,5 kg/cm2 Test pemadatan tek. : 7,0 kg/cm2 Temperatur kerja



: 110 oC – 135 oC



Jumlah



: 2 buah



Tipe



: horizontal



Kapasitas



: 9-10 lori



Perhitungan: Kebutuhan kelapa sawit



= 30.000 kg/jam



Siklus perebusan



= 110 menit



Rata-rata isian lori



= 2.500 kg



Kapasitas rebusan



= 9-10 lori



Universitas Sumatera Utara



Jumlah lori yang dibutuhkan untuk 30.000 kg kelapa sawit =



30.000 kg = 12 lori 2.500 kg/lori



Jumlah ketel rebusan yang dibutuhkan untuk 12 lori = 12 lori x



1Ketel rebusan = 1,33 buah = 2 buah ketel rebusan 9 lori Densitas TBS = 1340 kg/m3 = 83,482 lbm/ft3 Kapasitas ketel rebusan per jam : = 9 lori x 2.500 kg x 2 buah ketel rebusan x



60 menit 110 menit



= 24.545,455 kg = 24,545 ton



Universitas Sumatera Utara



BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA



6.1. Instrumentasi Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil yang sesuai dengan yang diharapkan. Dalam suatu pabrik pemakaian alat-alat pengontrol merupakan hal yang sangat penting karena adanya rangkaian instrumentasi tersebut maka operasi dan peralatan yang ada di pabrik dapat dipantau dan dikontrol dengan cermat sehingga kondisi operasi selalu berada dalam keadaan yang diharapkan. Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolnya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang di atas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis). Pada dasarnya instrumentasi terdiri dari : 1. Sensing Element (Primary Element) Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.



VI-1 Universitas Sumatera Utara



2. Elemen Pengukur (Mearusing Element) Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju alir, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol. Instrumen yang umum digunakan dalam pabrik adalah : 1. Temperature Controller (TC) Adalah alat/instrumen yang digunakan sebagai alat pengukur suhu atau pengukur sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan dengan mengatur jumlah material proses yang harus ditambahkan/dikeluarkan dari dalam suatu proses yang sedang bekerja. Prinsip kerja: Rate fluida masuk atau keluar alat dikontrol oleh diafragma valve. Rate fluida ini memberikan sinyal kepada TC untuk mendeteksi dan mengukur suhu sistem pada set point. 2. Pressure Controller (PC) Adalah alat/instrumen yang dapat digunakan sebagai alat pengatur tekanan atau pengukur tekanan atau pengubah sinyal dalam bentuk gas menjadi sinyal mekanis. Pengatur tekanan dapat dilakukan dengan mengatur jumlah uap/gas yang keluar dari suatu alat dimana tekanannya ingin dideteksi. Prinsip kerja: Pressure control (PC) akibat tekanan uap keluar akan membuka/menutup diafragma valve. Kemudian valve memberikan sinyal kepada PC untuk mengukur dan mendeteksi tekanan pada set point.



Universitas Sumatera Utara



3. Flow Controller (FC) Adalah alat/instrumentasi yang bisa digunakan untuk mengatur kecepatan aliran fluida dalam pipa line atau unit proses lainnya. Pengukuran kecepatan aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengatur out put dari alat yang mengakibatkan fluida mengalir dalam pipa line. Prinsip kerja: Kecepatan aliran diatur oleh regulating valve dengan mengubah tekanan discharge dari pompa. Tekanan discharge pompa melakukan bukaan/tutupan valve dan FC menerima sinyal untuk mendeteksi dan mengukur kecepatan aliran pada set point. 4. Level Controller (LC) Adalah alat/instrumen yang dipakai untuk mengatur ketinggian (level) cairan dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja. Pengukuran tinggi permukaan cairan dilakukan dengan operasi dari sebuah control valve, yaitu dengan mengatur rate cairan masuk atau keluar proses. Prinsip kerja: Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui valve ini akan memberikan sinyal kepada LC untuk mendeteksi tinggi permukaan pada set point. Alat sensing yang digunakan umumnya pelampung atau transduser diafragma untuk mendeteksi dan menunjukkan tinggi permukaan cairan dalam alat dimana cairan bekerja. 5. Level Indicator Controller (LIC) Adalah alat/instrumen yang dipakai untuk menunjukkan/mengukur dan mengatur ketinggian (level) cairan dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja pada saat tertentu.



Universitas Sumatera Utara



Tabel 6.1. Daftar instrumentasi pada Pra Rancangan Unit Sterilizer pada Pabrik Kelapa Sawit. No 1



Nama Alat Tangki



Jenis Instrumen Level Controller (LC) Flow Controller (FC)



2



Deaerator



Temperatur Controller (TC)



3



Pompa



Flow Controller (FC)



Instrumen yang digunakan dalam Unit Penyediaan Air pada Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit dengan Kapasitas Pengolahan 30 Ton/jam adalah : •



Pengontrol temperatur, digunakan pada deaerator. steam



PC



TC



Keluar Produk Masuk



TC kondensat



•



Pengontrol tinggi cairan, digunakan pada tangki-tangki pelarutan bahan.



LIC



•



Pengontrol laju aliran digunakan pada pompa



Universitas Sumatera Utara



FC



Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumentasi adalah : 1. Level instrumentasi 2. Range yang diperlukan untuk pengukuran 3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses. Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengendalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel kontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder).



6.2. Keselamatan Kerja Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi.



Universitas Sumatera Utara



Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada tanggal 12 Januari 1970. Makin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik, maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan. Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban perancang pabrik untuk melaksanakannya. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut: -



Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik



-



Penanganan dan pengangkutan bahan harus seminimal mungkin



-



Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin



-



Jarak antara mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas



-



Setiap mesin dan peralatannya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran



-



Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya



-



Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran



6.3. Keselamatan Kerja Pada Unit Sterilisasi Pada Pabrik Kelapa Sawit dengan Kapsitas Pengolahan 30 Ton/jam Dalam pra rancangan unit penyediaan air pada pabrik gula dari tebu, usahausaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan adalah sebagai berikut: 6.3.1. Pencegahan Terhadap Kebakaran Dan Ledakan - Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses. - Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole yang cukup untuk pemeriksaan.



Universitas Sumatera Utara



- Sistem perlengkapan energi dibedakan warnanya dan letaknya agar tidak mengganggu gerakan karyawan seperti pipa bahan bakar warna merah, saluran udara warna hijau, saluran steam warna kuning dan air warna biru. - Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station (stasiun kebakaran) setiap saat dalam keadaan siaga. - Bahan-bahan yang mudah terbakar dan meledak seperti SO 2 harus disimpan pada tempat yang aman dan dikontrol secara teratur.



6.3.2. Peralatan Perlindungan Diri Selama berada di dalam lokasi pabrik disediakan peralatan perlengkapan perlindungan diri yang wajib dipakai oleh karyawan dan setiap orang yang memasuki pabrik. Adapun peralatan perlindungan diri ini meliputi: - Pakaian dan perlengkapan pelindung - Sepatu pengaman - Pelindung mata - Masker udara - Sarung tangan



6.3.3. Keselamatan Kerja Terhadap Listrik - Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekring atau pemutus arus listrik otomatis lainnya. - Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.



Universitas Sumatera Utara



- Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh mengganggu lalu lintas pekerja. - Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi. - Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan. - Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal petir yang dibumikan. - Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja dengan suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.



6.3.4. Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan - Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam lokasi pabrik. - Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya seperti SO 2 , karyawan harus memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut. - Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengelolaan, pengangkutan, penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat. - Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik. 6.3.5. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis - Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat, untuk mencegah kemungkinan jatuh atau terguling. - Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan.



Universitas Sumatera Utara



- Jalur perpipaan harus berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama bila di dalam gedung atau setinggi 3,5 meter bila di luar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat. - Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran. - Pada alat-alat yang bergerak atau berputar seperti roll mill, bucket elevator harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.



Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan yaitu : - Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan. - Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi. - Perlu ketrampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peratan yang ada. - Setiap kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan. - Setiap



karyawan



harus



saling



mengingatkan



perbuatan



yang



dapat



menimbulkan bahaya. - Pengontrolan secara periodik terhadap alat instalasi pabrik harus dilakukan petugas pemeliharaan (maintenance)



Universitas Sumatera Utara



BAB VII UTILITAS



Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada Unit Sterilisasi Pada Pabrik Kelapa Sawit ini adalah sebagai berikut: 1. Kebutuhan uap (Steam) 2. Kebutuhan air 3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan listrik 5. Kebutuhan bahan bakar



7.1. Kebutuhan Uap (Steam) Dalam pabrik, uap digunakan sebagai media pemanas pada sterilizer untuk melunakkan daging buah TBS dan mematikan enzim lipase yang merusak mutu minyak yang dihasilkan. Kebutuhan uap pada Sterelizer yaitu 40.101,9 kg/jam. Total kebutuhan steam adalah = 40.101,9 kg/jam. Tambahan untuk kebocoran dan lain-lain diambil faktor keamanan diambil sebesar 20% (Perry, 1997), maka: Faktor keamanan diambil 20% = 20% x 40.101,9 kg/jam = 8.020,38 kg/jam. Jadi, total steam yang dibutuhkan = 40.101,9 + 8.020,38 = 48.122,28 kg/jam. Diperkirakan 80% kondensat dapat dipergunakan lagi (Evans, 1978) VII-1



Universitas Sumatera Utara



Kondensat yang digunakan kembali = 80% x 48.122,28 kg/jam = 38.497,824 kg/jam. Kebutuhan air tambahan untuk umpan boiler = 20% x 48.122,28 kg/jam = 9.624,456 kg/jam.



7.2. Kebutuhan Air •



•



•



Air untuk umpan boiler = 48.122,28 + 9.624,456 = 57.746,736 kg/jam Air domestik diperkirakan 10 liter/jam.orang x 15 karyawan = 150 kg/jam. Air proses untuk proses untuk pencucian dan tangki rebus = 7.680 kg/jam.



Sehingga total kebutuhan air adalah = 57.746,736 + 150 = 57.898,736 kg/jam. Sumur air untuk pabrik unit strilisasi adalah berasal dari sumur bor. Kualitas sumur bor didasarkan atas analisa hasil sumur bor PKS PTPN IV Kebun Adolina seperti tabel 7.1 berikut: Tabel 7.1. Kualitas sumur bor PKS PTPN IV Kebun Adolina Parameter



Satuan



Kadar



-



5,7



Alumina (Al 2 O 3 )



mg/L



20,00



Silika (SiO 3 )



mg/L



56,45



Kalsium (CaO)



mg/L



5,85



Magnesium (MgO)



mg/L



3,45



Klorida (Cl)



mg/L



0,33



Sulfat (SO 2 )



mg/L



0,38



Besi (FeO 3 )



mg/L



9,50



Kandungan organik



mg/L



1,45



PH



(Sumber: PKS PTPN IV Kebun Adolina, 2008).



Universitas Sumatera Utara



Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air yang merupakan tempat pengolahan air sumur bor. Pengolahan air pada pabrik ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu: 1. Pengendapan 2. Klarifikasi 3. Filtrasi 4. Deminiralisasi 5. Daerasi



7.2.1. Pengendapan Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada bak pengendapan, partikel-partikel padat yang berdiameter besar akan mengendap secara gravitasi, sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya. Diameter padat dalam air berkisar antara 10-4m (Alaerts, 1984). Untuk membunuh kuman-kuman dalam air dilakukan proses klorinasi yaitu dengan mereaksikan air dengan klor. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit (Ca(ClO) 2 ).  Kebutuhan air domestik = 150 kg/jam  Kaporit yang digunakan mengandung 70% klorin (Alaerts, 1984).  Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air (Alaerts, 1984).  Kebutuhan kaporit



=



2 x 150 0,7 x 1.000.000



= 0,0004 kg/jam



Universitas Sumatera Utara



7.2.2. Klarifikasi Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari bak pengendapan dialirkan ke bak clarifier setelah diinjeksikan larutan alum (Al 2 (SO 4 ) 3 ) dan soda abu (Na 2 CO 3 ), dimana alum (Al 2 (SO 4 ) 3 ) berfungsi sebagai koagulan dan (Na 2 CO 3 ) berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Setelah pencampuran, sambil dilakukan pengadukan maka akan terbentuk flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier secara gravitasi dan air jernih akan keluar melimpah yang selanjutnya masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan. Pemakaian alum (Al 2 (SO 4 ) 3 ) hingga 50 ppm terhadap air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum (Al 2 (SO 4 ) 3 ) dan soda abu (Na 2 CO 3 ) adalah 1 : 0,54 (Baron, 1982).  Total kebutuhan air



= 57.898,736 kg/jam



 Larutan alum yang dibutuhkan



= 50.10-6 x 57.898,736 kg/jam = 2,895 kg/jam.



 Larutan soda abu yang dibutuhkan



= 0,54 x 50.10-6 x 57.898,736 kg/jam = 1,563 kg/jam.



7.2.3. Filtrasi Filtrasi bertujuan untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Pada proses filtrasi digunakan penyaring pasir (sand filter) yang terdiri dari 3 lapisan, yaitu (Hammer, 1996): •



•



Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 24 in Lapisan II terdiri dari antrasit setinggi 12 in



Universitas Sumatera Utara



•



Lapisan III terdiri dari gravel setinggi 7 in Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan.



Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan. Untuk air umpan ketel, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses demineralisasi dan deaerasi.



7.2.4. Demineralisasi Air untuk umpan ketel harus murni yang bebas dari garam-garam terlarut, untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi dengan langkah-langkah sebagai berikut: •



•



Menghilangkan kation-kation Ca2+, Mg2+ Menghilangkan anion-anion SO 4 2-, CO 3 2-, Cl-



Alat-alat demineralisasi dibagi atas: a) Kation Exchanger Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-225. Reaksi yang terjadi: 2H+R + Ca2+



Ca2+R 2 + 2H+



2H+R + Mg2+



Mg2+R 2 + 2H+



Untuk regenerasi dipakai H 2 SO 4 dengan reaksi sebagai berikut:



Universitas Sumatera Utara



Ca2+R 2 + 2H 2 SO 4



CaSO 4 + 2H+R MgSO 4 + 2H+



Mg+R 2 + 2H 2 SO 4 b) Anion Exchanger



Anion exchanger berfungsi untuk mengikat atau menyerap anion-anion yang terlarut dalam air seperti SO 4 2-, Cl-, dan CO 3 akan diikat oleh resin yang bersifat basa dengan merek R-Dowex, sehingga resin akan melepas ion OHPersamaan reaksi yang terjadi dalam anion exchanger adalah: 2R-OH + SO 4 2-



R 2 SO 4 + 2OH-



R-OH + Cl-



RCl + OH-



Perhitungan Kesadahan Kation Air sumur bor PKS PTPN IV Kebun Adolina mengandung kation Ca, Mg dan Fe, masing-masing: 5,85 ppm; 3,45 ppm; dan 9,5 ppm. 1 gr/gal = 17,1 ppm Total kesadahan kation



= 5,8 + 3,45 + 9,5 = 18,8 ppm x



1gr/gal 17,1ppm



= 1,0994 gr/gal Jumlah air yang diolah



= 57.746,736 kg/jam =



57.746,736 kg/jam x 264,17 gal/m 3 3 995,68 kg/m



= 15.321,142 gal/jam Kesadahan air total



= 1,0994 gr/gal x 15.321,142 gal/jam x 24 jam/hari = 404.257,539 gr/hari = 404,258 kg/hari



Volume exchanger yang digunakan kapasitas = 7,7 Kgrain/ft3



…(Nalco,1979)



Universitas Sumatera Utara



Berarti kapasitas exchanger =



Volume kation exchanger



7,7 K grain /ft 3 0,0648 kg = 0,4989kg/ft 3 x K grain kg =



kesadahan total EC



=



404,258 kg/hari = 810,297 ft3/hari 0,4989 kg/hari



Direncanakan menggunakan resin 0,1 ft3   re sin x EC  x jumlah umpan boiler Jumlah air yang diolah =  total kesadahan air  



 0,1 ft 3 x 0,4989 kg/ft 3   x 810,297 kg/jam x 24 jam/hari =  404,258 kg/hari   = 162,542 kg. Waktu regenerasi



=



air yang diolah air umpan boiler



=



162,542 kg 810,297 kg/jam



= 0,2 jam Untuk regenerasi digunakan 6 lb H 2 SO 4 /ft3………………(Nalco, 1979) Maka kebutuhan H 2 SO 4 = (6lb/ft3)(810,297 ft3/hari)(1 hari/24jam)(1kg/2,2046 lb) =91,887 kg/jam Perhitungan Kesadahan Anion Air sumur bor PKS PTPN IV Kebun Adolina mengandung anion Cl dan SO 2 , masing-masing 0,33 ppm dan 0,38 ppm. 1 gr/gal = 17,1 ppm Total kesadahan anion = (0,33 + 0,38) ppm



Universitas Sumatera Utara



=0,71 ppm x



1 gr / gal = 0,0415 gr/gal 17,1 ppm



Jumlah air yang diolah = 810,297 kg/jam =



810,297 kg/jam x 264,17 gal/m3 3 995,68 kg/m



= 214,982 gal/jam Kesadahan air total = 0,0415 gr/gal x 214,982 gal/jam x 24 jam/hari = 214,124 gr/hari = 0,214 kg/hari. Volume exchanger digunakan memiliki kapasitas = 12 K grain /ft3…(Nalco, 1979) Berarti kapasitas exchanger =



Volume anion excnanger =



12 K grain /ft 3 kg



x



0,0648 kg = 0,7776 kg/ft3 K grain



kesadahan total 0,214 kg/hari = = 0,275 ft 3 /hari 3 EC 0,7776 kg/ft



Direncanakan menggunakan resin 0,1 ft3



  re sin x EC  x jumlah umpan boiler Jumlah air yang diolah =   total kesadahan air   0,1 ft 3 x 0,7776 kg / ft 3   x 810,297 kg/jam x 24 jam/hari =  0 , 275 kg / hari   = 5.498,940 kg Waktu regenerasi



=



air yang diolah 5.189,940 kg = = 6,775 = 7 jam air umpan boiler 810,297 kg/jam



Untuk regenerasi digunakan 5 lb NaOH/ft3………….(Nalco, 1979) Maka kebutuhan NaOH = (5 lb/ft3)(0,275 ft3/hari)(1 hari/24 jam)(1 kg/2,2046 lb) = 0,025 kg/jam



Universitas Sumatera Utara



7.2.5. Deaerasi Daerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar uap (anion exchnager) sebelum dikirim sbagai umpan ketel. Air hasil demeneralisasi dikumpulkan pada tangki air umpan ketel sebelum dipompakan ke daerator. Pada proses daerator ini, air dipanaskan hingga suhu 900C hingga gas yang terlarut dalam air dapat dihilangkan. Pemanasan ini juga berfungsi untuk mencegah perbedaan suhu yang besar dengan air umpan ketel sehingga beban ketel dapat dikurangi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam daerator.



7.3. Kebutuhan bahan kimia Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan yoghurt dari kacang kedelai ini sebagai berikut: 1. Al 2 (SO 4 ) 3 = 2,895 kg/jam 2. Na 2 CO 3



= 1,563 kg/jam



3. Kaporit



= 0,0004 kg/jam



4. H 2 SO 4



= 91,887 kg/jam



5. NaOH



= 0,025 kg/jam



7.4. Kebutuhan Listrik Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut: 1. Unit proses



= 1029,766 Hp x



1Kw = 767,897 Hp 1,34102 Hp



Universitas Sumatera Utara



2. Unit utilitas



= 32,4975 Hp x



1Kw = 24,233 kW 1,34102 Hp



3. Ruang kontrol dan laboratorium = 14,914 kW 4. Penerangan dan kantor



= 14,914 kW



5. Bengkel



= 29,828 kW



6. Perumahan



= 22,371 kW



Total kebutuhan listrik = 767,897 + 24,233 + 14,914 + 14,914 + 29,828 + 22,371 = 874,158 kW Untuk cadangan diambil 20% maka: Listrik yang diperlukan = 1,2 x 874,158 kW = 1048,989 kW Untuk memenuhi kebutuhan listrik pada power plant digunakan 3 unit diesel engine generatting set (2 operasi dan 1 stand by). Efisiensi generator 80%, maka: Daya output generator = (1048,989 kW)/0,8 = 1311,236 kW…(Desphande, 1985) Untuk perancangan dipakai diesel generator AC, 1350 kW.



7.5. Kebutuhan Bahan Bakar Bahan bakar generator Nilai Bahan bakar solar



= 19.860 Btu/lbm



Densitas bahan bakar solar



= 0,89 kg/L



Daya generator yang dihasilkan



= 1311,236 kW x



0,9478 Btu/det 1 kW



= 1242,789 Btu/det x 3600 det/jam = 4.474.042,131 Btu/jam



Universitas Sumatera Utara



Jumlah bahan bakar solar



=



4.474.042,131 Btu/jam 19.860 Btu/lbm



= 225,279 lbm/jam x 0,454 kg/lbm = 102,276 kg/jam Kebutuhan solar



=



102,276 kg/jam = 114,917 L/jam 0,89 kg/L



= 2758,023 Liter/hari



7.6 . Spesifikasi Peralatan Utilitas 7.6.1. Pompa Air Sumur Bor (L-411) Fungsi



: Untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan.



Jenis



: Pompa sentrifugal



Jumlah



: 1 buah



Bahan konstruksi



: commercial steel



Kapasitas



: 57.898,736 kg/jam



Jenis pipa



: Schedule number 40



Diameter dalam pipa : 5,047 in Diameter luar pipa



: 5,563 in



Efisiensi pompa



: 80%



Daya pompa



: 2,782 Hp



7.6.2. Bak Pengendapan (H-410) Fungsi



: Tempat penampungan sementara air sumur bor



Bentuk



: Persegi panjang



Kapasitas



: 57.898,736 kg/jam



Universitas Sumatera Utara



Jumlah



:1



Tinggi bak



: 3,033 m



Panjang bak



: 30,33 m



Lebar bak



: 18,198 m



Volume bak



: 1674,718 m3



7.6.3. Clarifier (H-420) Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu. Bahan konstruksi



: carbon steel SA-53



Kondisi operasi



: Temperatur : 300C



Tekanan



: 1 atm



Jumlah



:1



Kapasitas



: 57.903,196 kg/jam



Diameter clarifier



: 6,324 m



Tinggi clarifier



: 9,486 m



Tebal dinding clarifier : 0,531 Daya motor



: 2,582 Hp



7.6.4. Tangki Pelarutan Alum (M-421) Fungsi



: Membuat larutan alum (Al 2 (SO 4 ) 3



Bentuk



: Selinder tegak dengan alas dan tutup datar



Bahan konstruksi



: Plate steel SA-167, Tipe 304



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC



Universitas Sumatera Utara



Tekanan Jumlah



:1



Kapasitas tangki



: 3,922 m3



Diameter tangki



: 3,327 m



Tinggi tangki



: 4,991 m



Tebal dinding tangki



: 1/4 in



Daya pengaduk



: 4,81 Hp



: 1 atm



7.6.5. Tangki Pelarutan Soda abu (M-422) Fungsi



: Membuat larutan soda abu (Na 2 CO 3 )



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar



Bahan konstruksi



: Plate steel SA-167, tipe 304



Kondisi opersai



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



:1



Kapasitas



: 6,116 m3



Diameter tangki



: 1,731 m



Tinggi tangki



: 2,597 m



Daya pengaduk



: 12,216 Hp



: 1 atm



7.6.6. Pompa Bak Pengendapan (L-421) Fungsi



: Memompakan air dari bak pengendapan ke clarifier



Jenis



: Pompa sentrifugal



Bahan konstruksi



: commercial steel



Universitas Sumatera Utara



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



: 1 atm



Jumlah



:1



Kapasitas



: 57.898,736 kg/jam



Jenis pipa



: Schedule number 40



Diameter dalam pipa : 5,047 in Diameter luar pipa



: 5,563 in



Efisiensi pompa



: 80%



Daya pompa



: 0,94 Hp



7.6.7. Sand Filter (H-430) Fungsi



: Menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier.



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal



Bahan konstruksi



: Carbon steel SA-53, Grade B



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



:1



Kapasitas sand filter



: 17,444 m3



Diameter sand filter



: 2,231 m



Tinggi sand filter



: 4,462 m



Tebal dinding tangki



: 3/16 in



: 1 atm



Universitas Sumatera Utara



7.6.8. Pompa Clarifier (L-431) Fungsi



: Memompakan air dari clarifier ke sand filter



Jenis



: Pompa sentrifugal



Bahan konstruksi



: commercial steel



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



: 1 atm



:1



Kapasitas



: 57.898,736 kg/jam



Jenis pipa



: Schedule number 40



Diameter dalam pipa : 5,047 in Diameter luar pipa



: 5,563 in



Efisiensi pompa



: 80%



Daya pompa



: 2,782 Hp



7.6.9. Menara Air (F-440) Fungsi



: Mendistribusikan air untuk berbagai kebutuhan.



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar



Bahan konstruksi



: Carbon steel SA-53, Grade B



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Kapasitas menara



: 418,679 m3



Diameter menara



: 7,631 m



Tinggi menara



: 9,157 m



: 1 atm



Tebal dinding tangki : 5/16 in



Universitas Sumatera Utara



7.6.10. Pompa Sand Filter (L-441) Fungsi



: Memompakan air dari sand filter ke menara air



Jenis



: Pompa sentrifugal



Bahan konstruksi



: commercial steel



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



: 1 atm



:1



Kapasitas



: 57.898,736 kg/jam



Jenis pipa



: Schedule number 40



Diameter dalam pipa : 5,047 in Diameter luar pipa



: 5,563 in



Efisiensi pompa



: 80%



Daya pompa



: 0,951 Hp



7.6.11. Kation Exchanger (T-450) Fungsi



: mengurangi kesadahan air



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal



Bahan konstruksi



: Carbon steel SA-53, Grade B



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



: 1 atm



:1



Resin yang digunakan : Daulite C-225 Kapasitas resin



: 7,7 kgrain/ft3



Diameter tangki



: 0,6096 m



Universitas Sumatera Utara



Tinggi tangki



: 0,3048 m



Tebal dinding tangki : 7/16



7.6.12. Tangki Pelarutan H 2 SO 4 (M-451) Fungsi



: Membuat larutan asam sulfat



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar



Bahan konstruksi



: Plate steel SA-167,tipe 304



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



:1



Kapasitas tangki



: 3,815 m3



Diameter tangki



: 1,864 m



Tinggi tangki



: 1,398 m



: 1 atm



Tebal dinding tangki : 3/16 in Daya pengaduk



: 47,931 Hp



7.6.13. Pompa Menara Air (L-451) Fungsi



: Untuk memompakan air dari menara air ke cation exchnager.



Jenis



: Pompa sentrifugal



Bahan konstruksi



: commercial steel



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



: 1 atm



:1



Universitas Sumatera Utara



Kapasitas



: 57.746, 736 kg/jam



Jenis pipa



: Schedule number 40



Diameter dalam pipa : 0,824 in Diameter luar pipa



: 1,05 in



Efisiensi pompa



: 80%



Daya pompa



: 1,369Hp



7.6.14. Anion Exchanger (F-460) Fungsi



: Mengurangi kesadahan air



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal



Bahan konstruksi



: Carbon steel SA-53, Grade B



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



: 1 atm



:1



Resin yang digunakan : Dowex-2 Kapasitas resin



: 12 kgrain/ft3



Diameter tangki



: 0,6096 in



Tinggi tangki



: 1,8287 in



Tebal dinding tangki



: 7/16 in



7.7.15. Tangki Pelarutan NaOH Fungsi



: Membuat larutan asam sulfat



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar



Bahan konstruksi



: Plate steel SA-167,tipe 304



Universitas Sumatera Utara



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



:1



Kapasitas tangki



: 0,005 m3



Diameter tangki



: 0,161 m



Tinggi tangki



: 0,241 m



: 1 atm



Tebal dinding tangki : 3/16 in Daya pengaduk



: 0,00025 Hp



7.6.16. Pompa Cation Exchanger (L-461) Fungsi : Untuk memompakan air dari cation exchnager ke anion exchanger Jenis



: Pompa sentrifugal



Bahan konstruksi



: commercial steel



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



: 1 atm



:1



Kapasitas



: 57.746,736 kg/jam



Jenis pipa



: Schedule number 40



Diameter dalam pipa : 5,047 in Diameter luar pipa



: 5,563 in



Efisiensi pompa



: 80%



Daya pompa



: 1,302 Hp



Universitas Sumatera Utara



7.6.17. Tangki Kaporit (F-490) Fungsi



: Membuat larutan kaporit (Ca(ClO) 2 )



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar



Bahan konstruksi



: Plate steel SA-167,tipe 304



Kondisi operas



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



:1



Kapasitas tangki



: 0,0084 m3



Diameter tangki



: 0,192 m



Tinggi tangki



: 0,288 m



: 1 atm



Tebal dinding tangki : 0,129 in



7.6.18. Tangki Penampungan Air Umpan Ketel (F-500) Fungsi



: Menampung air umpan ketel sebelum didistribusikan



Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar



Bahan konstruksi



: Carbo steel SA-53, Grade B



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



:1



Kapasitas tangki



: 14,852 m3



Diameter tangki



: 2,293 m



Tinggi tangki



: 3,438 m



: 1 atm



Tebal dinding tangki : 4/16 in



Universitas Sumatera Utara



7.6.19. Pompa Air Umpan Ketel (L-501) Fungsi



: Untuk memompakan air dari menara air ke daerator



Jenis



: Pompa sentrifugal



Bahan konstruksi



: commercial steel



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



: 1 atm



:1



Kapasitas



: 40.101,9 kg/jam



Jenis pipa



: Schedule number 40



Diameter dalam pipa : 5,017 in Diameter luar pipa



: 5,563 in



Efisiensi pompa



: 80%



Daya pompa



: 0,925 Hp



7.6.20. Dearator (E-510) Fungsi : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel. Bentuk



: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal



Bahan konstruksi



: Carbo steel SA-53, Grade C



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



:1



Kapasitas tangki



: 115,990 m3



Diameter tangki



: 4,618 m



Tinggi tangki



: 6,927 m



: 1 atm



Tebal dinding tangki : 1/4 in



Universitas Sumatera Utara



7.6.21. Pompa Daerator (L-511) Fungsi



: Untuk memompakan air dari daerator ke boiler



Jenis



: Pompa sentrifugal



Bahan konstruksi



: commercial steel



Kondisi operasi



: Temperatur : 30oC Tekanan



Jumlah



: 1 atm



:1



Kapasitas



: 40.101,9 kg/jam



Jenis pipa



: Schedule number 40



Diameter dalam pipa : 5,017 in Diameter luar pipa



: 5,563 in



Efisiensi pompa



: 80%



Daya pompa



: 0,925 Hp



7.6.22. Boiler (E-520) Fungsi



: Menyediakan uap untuk keperluan proses.



Jenis



: Water Tube boiler



Bahan konstruksi



: Carbon steel



Jumlah



:1



Kondisi operasi



: Temperatur : 30OC Tekanan



: 1 atm



Kapasitas



: 40.101,9 kg/jam



Daya ketel uap



: 311,707 Hp



Panjang tube



: 20 ft



Diameter tube



: 3 in



Jumlah tube



: 170 buah



Universitas Sumatera Utara



BAB VIII LOKASI DAN TATALETAK PABRIK



Penentuan lokasi pabrik sangat menentukan kemajuan dan kelangsungan dari industri, baik pada masa sekarang maupun pada masa yang akan datang karena hal ini berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan. Pemilihan yang tepat mengenai lokasi pabrik harus memberikan biaya produksi dan distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi, yaitu pertimbangan dalam mempelajari sikap dan sifat masyarakat sekitar lokasi pabrik.



8.1. Lokasi Pabrik Tata letak dalam suatu rancangan diagram alir proses merupakan syarat penting didalam memperkirakan biaya secara akurat sebelum mendirikan pabrik atau desain secara terperinci pada masa yang akan datang, meliputi desain sarana perpipaan, fasilitas bangunan, tata letak peralatan dan kelistrikan. Hal ini secara khusus akan memberikan informasi yang dapat diandalkan terhadap biaya bangunan dan tempat sehingga diperoleh perhitungan biaya secara terperinci sebelum pendirian. Beradasarkan faktor-faktor tersebut, maka Pra Rancangan Unit Sterilisasi Pada Pabrik Kelapa Sawit yang merupakan bagian proses dari pengolahan TBS direncanakan berlokasi di daerah Galang, Lubuk Pakam, Sumatera Utara. Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah : 1. Bahan baku Bahan baku kedelai direncanakan diperoleh dari pasar setempat.



Universitas Sumatera Utara



2. Transportasi Untuk sarana transportasi, lokasi ini sangat strategis karena terletak dipinggiran VIII-1 kota Medan dengan prasarana jalan yang mudah dijangkau dari segala penjuru. 3. Pemasaran Daerah pemasaran dilakukan disekitar Medan dan bila memungkinkan karena pangsa pasar yang semakin meningkat maka akan dilakukan pemasaran keluar dari Medan. 4. Kondisi iklim Lokasi pabrik ini merupakan daerah yang cukup stabil. Bencana alam seperti gempa bumi, banjir, tanah longsor, dan lainnya hampir tidak pernah terjadi sehingga memungkinkan pengoperasian pabrik berjalan lancar. 5. Kebutuhan air Kebutuhan air diperoleh dari pengolahan air pada unit utilitas. Kebutuhan air ini berguna untuk proses, sarana utilitas, keperluan domestik. 6. Tenaga kerja Tenaga kerja yang akan digunakan sebagian berasal dari penduduk setempat maupun dari luar Marelan. 7. Harga tanah dan bangunan Tanah yang tersedia masih cukup luas dan biaya tanah serta bangunan untuk pendirian pabrik relatif terjangkau. 8. Masyarakat di Marelan (sikap dan keamanan) Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan minuman Yoghurt ini karena akan menyediakan lapangan kerja bagi mereka.



Universitas Sumatera Utara



Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu keamanan lingkungan masyarakat.



8.2. Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen-komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang effesien dan effektif antara operator, peralatan, dan gerakan material dari bahan baku menjadi produk. Tata letak pabrik yang baik dapat diartikan sebagai penyusunan yang teratur dan efesien dari semua fasilitas. Peralatan pabrik dihubungkan dengan tenaga kerja yang ada didalamnya. Fasilitas mesin tidak hanya mesin tetapi juga daerah pelayanan termasuk tempat penerimaan, pengiriman barang, gudang dan sebagainya. Adapun tujuan pengaturan tata letak pabrik adalah sebagai berikut : 1. Mengurangi jarak pengangkutan bahan baku dan hasil produksi. 2. Mengurangi ongkos produksi. 3. Meningkatkan keselamatan kerja. 4. Mengurangi kerja seminimum mungkin. 5. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik. 6. Memudahkan upaya pemeliharaan. Disain yang rasional harus memasukkan susunan areal proses, persediaan (Storage), dan areal pemindahan/areal alternatif (handling area) dalam posisi yang efesien dengan melihat faktor-faktor sebagai berikut : 1. Urutan proses produksi



Universitas Sumatera Utara



Kerja yang efektif dan efesien sangat dipengaruhi urutan proses produksi. Selain meningkatkan efesien kerja, urutan proses produksi yang sesuai tidak membuat karyawan bosan dan cepat lelah. 2. Pemeliharaan dan perbaikan Adanya pemeliharaan dan perbaikan peralatan secara berkala membuat usia peralatan semakin lama. 3. Safety Faktor keamanan dalam perencanaan tata letak pabrik harus mendapat perhatian yang serius. 4. Kemungkinan perluasan dimasa yang akan datang. 5. Bangunan Menyangkut luas bangunan, kondisi bangunan, dan konstruksi yang memenuhi persyaratan. 6. Ruang kerja pabrik harus luas sehingga tidak mengganggu keselamatan para pekerja serta kelancaran produksi. 7. Service area Kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja.



8.3 Kebutuhan Areal Untuk Pendirian Pabrik Kebutuhan areal yang diperlukan untuk lokasi Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit untuk kapasitas pengolahan 30 ton/jam TBS diperkirakan sebagai berikut :



Universitas Sumatera Utara



Tabel 8.1. Perincian Luas Tanah Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit



No



Nama Bangunan



Luas (m2)



1



Areal Pengolahan Air



700



2



Areal Unit Sterilisasi



500



3



Areal Boiler



85



4



Pembangkit Listrik



25



5



Jalan + Ruang Bebas



67



Total



1.377



Universitas Sumatera Utara



BAB IX ORGANISASI MANAJEMEN PERUSAHAAN 9.1. Organisasi dan Manajemen Dalam suatu perusahaan masalah organisasi dan manjemen merupakan hal yang penting dalam menentukan keberhasilan perusahaan tersebut. Manajemen dapat diartikan sebagai kemampuan untuk mengatur atau mempengaruhi faktorfaktor produksi. Manajemen dapat didefenisikan sebagai suatu proses atau cara yang sistematis untuk melakukan perencanaan, pengorganisasian, kepemimpinan, dan pengendalian uapaya anggota organisasi untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Sedangkan organisasi merupakan alat manajemen untuk mencapai tujuan.



9.2. Bentuk Badan Usaha Badan Usaha adalah lembaga berbadanhukum tempat pengusaha melaksanakan tugasnya, yaitu mengelola perusahaan secara teratur untuk mencapai tujuan. Berdasarkan status kepemilikannya, bentuk badan usaha di Indonesia dapat dibedakan atas : 1. Badan Usaha Perseorangan (Single Proprietrorship) 2. Badan Usaha Persekutuan (Partner Ship) a. Perusahaan Firma/Fa. b. Persekutuan Komanditer /CV (Commanditaire Verrotschap) 3. Badan Usaha Perseorangan (Corporation) 4. Koperasi (Cooperative) 5. Badan Usaha Milik Negara (Government or Publik Corporation) 6. Penggabungan Badan Usaha (Joint Venture). 9.2.1. Badan Usaha Perorangan (Single Proprietorship) Badan usaha Perseorangan adalah badan usaha dimana pemilikan harta kekayaan dari bisnis berada ditangan perseorangan, atau badan usaha perseorangan adalah milik pribadi dari seseorang dan secara hukum pemilik dan badan usaha tidak terpisah. Bentuk badan usaha inilah yang paling sering kita IX-1 Universitas Sumatera Utara



jumpai di masyarakat karena modalnya relatif kecil serta mudah mendirikannya. Seabagai contoh: usaha salon, usaha rumah makan, usaha tukang jahit, bengkel, toko dan lain-lain.



9.2.2. Badan Usaha Persekutuan (Partnership) Bentuk badan usaha persekutuan (Partnership) adalah badan usaha yang didirikan dan modal usahanya dimiliki oleh dua orang atau lebih dengan tanggung jawab yang sama atas utang badan usaha dengan seluruh harta pribadi masingmasing. a. Persekutuan Firma (Fa) Adalah persekutuan untuk mengoperasikan badan usaha dengan nama bersama. Firma didirikan tanpa pengeluaran surat saham. Persekutuan Firma didirikan dengan akte resmi yang dibuat oleh notaris. Akte pendirian tersebut berisi : 1. Nama dan tempat tinggal para sekutu (firmant) 2. Penetapan nama perusahaan (biasanya menggunakan salah satu nama sekutu atau nama lain yang telah disepakati). 3. Nama-nama sekutu yang berwenang atas nama perusahaan. 4. Kapan dimulai dan berakhirnya persekutuan. 5. Pembagian laba dan tanggung jawab atas kerugian badan usaha. 6. Hal-hal yang dianggap perlu yang berkenan dengan hak-hak pihak luar terhadap persekutuan. Secara umum ada beberapa kebaikan dari Persekutuan Firma, yaitu : 1. Mudah didirikannya 2. Modal lebih terjamin karena jumlahnya relatif lebih besar dibandingkan dengan badan usaha perseorangan. 3. Dengan bersekutunya beberapa orang dalam firma, maka dalam setiap penanganan masalah dan pengambilan keputusan sudah lebih rasional karena penggabungan beberapa talenta kepemimpinan dan pandangan. 4. Lebih mudah mencari dan membina karyawan yang baik. 5. Memiliki kemampuan yang lebih besar untuk memperoleh pinjaman modal karena sifat tanggung jawab bersama yang tidak terbatas.



Universitas Sumatera Utara



6. Resiko tidak dibebankan kepada satu orang saja tetapi dibagi oleh beberapa orang. 7. Kelangsungan hidup yang lebih terjamin karena tidak tergantung pada satu orang saja. Kelemahannya antara lain : 1. Tanggung jawab yang tidak terbatas artinya kekayaan pribadi setiap sekutu menjadi jaminan bagi hutang-hutang persekutuan. 2. Adanya kemungkinan konflik sesama pemilik yang bisa merugikan badan usaha. 3. Para pemilik sulit (tidak bebas) melepaskan diri.



b. Persekutuan Komanditer (CV) Adalah suatu yang dibentuk oleh beberapa orang, dimana satu atau beberapa sekutu memberikan uang atau barang kepada satu atau beberapa orang yang mengoprasikan badan usaha yang bertindak sebagai pimpinan. Ada dua bentuk persekutuan komanditer yang umum dikenal, yaitu ; 1. General Partnership, dimana semua anggota persekutuan aktif dalam menjalankan kegiatan operasional perusahaan sesuai dengan tugas dari jabatan yang ditentukan, namun demikian tanggung jawab hukum dari masing-masing anggota tidak terbatas hanya sebatas modal yang ditentukan. 2. Limited Partnership, dimana tugas dan tanggung jawab dari masing-masing anggota lebih dahulu ditentukan. Dalam hal ini ada dua kelompok anggota : a. Sekutu aktif (General aktif), dimana anggota yang aktif mengelola dan menjalankan kegiatan operasional perusahaan. Tanggung jawab hukum dari sekutu aktif tidak terbatas sebesar modal yang ditentukan. b. Sekutu fasif (Limited Partner), dimana anggota persekutuan tidak aktif dalam pengelolaan kegiatan operasional, dan hanya terlibat dalam pengadaan modal usaha perusahaan. Tanggung jawab hukumnya terbatas hanya sebesar modal yang ditentukan bagi mereka.



Universitas Sumatera Utara



9.2.3. Badan Usaha Perseorangan (Corporation) Ada beberapa kebaikan dari Perseroan Terbatas, yaitu : 1. Tanggung jawab terbatas. 2. Mudah memperluas/memperbesar 3. Mudah mengalihkan kepemilikan. 4. Mempunyai umur yang relatif panjang. 5. Mudah mencari manajemen yang profesional. 6. Mudah mencari dana Sedangkan kelemahannya adalah : 1. Lebih sulit mengoperasikan dan mengorganisasinya. 2. Biaya pendirian dan pajaknya lebih tinggi. 3. Khusus dalam perusahaan yang sangat besar, kekhawatiran karyawan adalah merasa kurang mendapat perhatian.



9.2.4. Koperasi (Corperative) Koperasi adalah badan usaha yang didirikan oleh beberapa anggota yang mempunyai kepentingan yang sama, dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan atau kepentingan bersama. Anggotanya dapat terdiri dari perorangan, beberapa badan usaha yang saling mempunyai kepentingan yang sama. Dalam koperasi dikenal koperasi primer dan koperasi skunder. Koperasi primer adalah koperasi yang dibentuk oleh sekurang-kurangnya 20 orang. Koperasi sekunder adalah koperasi yang dibentuk oleh sekurang-kurangnya 3 koperasi primer.



9.2.5. Badan Usaha Milik Negara (BUMN) BUMN atau sering disebut Perusahaan Negara adalah badan usaha yang dimiliki dan dikelola pemerintah yang bertujuan untuk melayani kebutuhan masyarakat atau untuk melayani kebutuhan masyarakat atau untuk sektor-sektor kegiatan bisnis tertentu yang dinilai vital untuk kemanan dan kesejahteraan negara dan masyarakat. Di Indonesia, BUMN terdiri dari 3 bagian yaitu; Perusahaan jawatan (Perjan), Perusahaan Umum (Perum) dan Persero.



Universitas Sumatera Utara



9.2.6. Penggabungan Badan Usaha (Joint Venture) Joint Venture dapat terdiri dari persekutuan beberapa perorangan atau persekutuan beberapa badan usaha . Joint Venture dengan sendirinya berakhir apabila jangka waktu yang telah ditentukan dicapai. Selama jangka waktu yang telah ditentukan atau selama melaksanakan tujuan yang akan dicapai, tanggung jawab dari masing-masing anggota tidak terbatas hanya sebesar modal yang ditentukan. Berdasarkan uraian diatas, maka Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini dipilih bentuk perusahaan Badan usaha Organisasi garis dan Staff. Dengan bentuk perusahaan seperti ini, diharapkan pabrik dapat beroperasi secara optimal dengan produksi yang maksimal.



9.3. Bentuk Struktur Organisasi Berdasarkan pola hubungan kerja antara wewenang serta tanggung jawab maka struktur organisasi dapat dibedakan atas : 1. Bentuk struktur organisasi garis. 2. Bentuk struktur organisasi fungsional. 3. Bentuk struktur organisasi garis dan staf. 4. Bentuk struktur organisasi fungsional dan staf. Bentuk struktur organisasi yang direncanakan untuk Pra Rancangan Unit Sterilasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini adalah struktur organisasi garis. Hal ini didasarkan atas pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : 1. Organisasi masih kecil. 2. Jumlah karyawan sedikit. 3. Pimpinan dan karyawan saling kenal. Keuntungan dari organisasi garis adalah : 1. Adanya wewenang dalam pimpinan dan perintah karena adanya pembagian kewenangan dan kekuasaan serta tugas yang jelas dari pimpinan, staff, dan pelaksana sehingga koordinasi mudah dilaksanakan. 2. Pimpinan lebih cepat mengambil keputusan dan dalam memberikan perintah. 3. Bakat dan kemampuan yang berbeda-beda dari karyawan dapat dikembangkan kearah spesialisnya.



Universitas Sumatera Utara



4. Perintah berjalan dengan baik dan lancar dari atas kebawah, sedangkan tanggungjawab, nasehat, dan saran bergerak dari bawah keatas.



9.4. Uraian Tugas wewenang dan Tanggung Jawab Adapun tugas dan tanggung jawab masing-masing bagian yang ada dalam struktur organisasi Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini antara lain :



9.4.1. Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Produksi adalah pembantu direktur utama untuk menangani permasalahan keteknikan dan proses produksi. Tugas dan wewenang Kepala Bagian Produksi adalah : 1. Menjalankan seluruh program dan kebijakan yang telah digariskan. 2. Mengatur dan mengawasi jalannya proses produksi dari bahan baku sampai dengan produk. 3. Mengadakan pengawasan dan penelitian untuk melaksanakan program kerja bagian keteknikan dan produksi. 4. Mengkoordinir dan mengarhkan kegiatan bagian teknik, proses produksi, rekayasa dan keselamatan kerja. strasi perusahaan.



9.4.2 Kepala Bagian Utilitas Kepala Bagian utilitas bertanggungjawab kepada Manajer Produksi. Tugasnya adalah untuk mengkoordinir dan mengawasi segala kegiatan Utilitas meliputi pengolahan limbah dan pengolahan air. Dalam melaksanakan tugasnya Kepala Bagian Utilitas dibantu oleh dua kepala seksi, yaitu Kepala seksi Pengolahan Limbah dan Kepala Seksi Pengolahan Air.



9.4.3 Kepala Seksi Unit Sterilisasi Kepala seksi unit sterilisasi bertanggungjawab kepada manajer produksi tugasnya adalah mengkoordinir dan mengawasi pelaksanaan kegiatan perebusan



Universitas Sumatera Utara



TBS secara langsung pada tingkat karyawan operator serta melaporkan kondisi nyata unit sterilisasi kepada kepala bagian produksi. Dalam melaksanakan tugasnya kepala seksi unit sterilisasi pada pabrik PKS dibantu oleh karyawan setingkat operator.



9.4.4 Operator Panel Kontrol Operator panel kontrol bertanggungjawab kepada kepada kepala seksi pengolahan dan tugasnya adalah mengawasi kondisi operasi pengolahan limbah dan uap melalui sistem instrumentasi peralatan pengolahan limbah yang dapat dikontrol melalui ruang kontrol peralatan pabrik (panel kontrol).



9.5 Posisi Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit dalam Struktur Organisasi Perusahaan Unit sterilisasi merupakan bagian dari unit proses pengolahan TBS yang berada langsung dibawah pengawasan seorang kepala seksi Unit sterilisasi yang bertanggungjawab kepada bagian proses.



9.6. Sistem Kerja dan Tenaga Kerja Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini direncanakan beroperasi selama 24 jam perhari selama 330 hari kerja pertahun dengan jumlah tenaga kerja sebanyak 15 orang dimana semua bekerja shift kecuali petugas keamanan yang waktu kerjanya diatur dalam dua shift.



9.6. Kesejahteraan Tenaga Kerja Untuk mendapatkan hasil yang maksimal dari setiap karyawan, maka setiap karyawan harus didukung dengan fasilitas yang memadai. Fasilitas yang disediakan oleh Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit ini adalah: 1. Tunjangan kecelakan kerja. 2. Tunjangan kematian, yang diberikan kepada keluarga tenaga kerja yang meninggal dunia karena kecelakaan sewaktu bekerja maupun diluar pekerjaan.



Universitas Sumatera Utara



3. Penyediaan tempat ibadah. 4. Memasukkan pekerja ke program kamsostek.



9.7. Jumlah, Tingkat Pendidikan dan Gaji Tenaga Kerja Adapun jumlah tenaga kerja beserta tingkat pendidikan yang diisyaratkan dapat dilihat pada tabel 9.1 berikut : Tabel 9.1. Jumlah, Tingkat Pendidikan dan Gaji Tenaga Kerja No 1 2 3 4



Jabatan Kepala Bagian Proses Kepala Pengolahan Air Kepala Unit Sterilisasi Karyawan/Operator



Jumlah 1 1 1 12



Pendidikan S1/D-IV Tek.Kimia S1/D-IV Tek.Kimia S1/D-IV Tek.Kimia D-III Kimia



Universitas Sumatera Utara



BAB X ANALISA EKONOMI



Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dari tingkat pendapatannya, maka perlu dilakukan analisa ekonomi. Selanjutnya perlu juga dilakukan analisa terhadap aspek ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil analisa tersebut diharapkan berbagai kebijakan dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang memberikan keuntungan. Berbagai parameter ekonomi digunakan sebagai pedoman untuk menentukan kelayakan suatu pabrik didirikan dan besarnya tingkat pendapatannya yang didapat dari segi ekonomi. Parameterparameter tersebut antara lain : 1. Modal Investasi/Capital Investment (CI) 2. Biaya Produksi Total /Total Cost (TC) 3. Marjin Keuntungan/Profit Margin (PM) 4. Titik Imbas/Break Event Point (BEP) 5. Laju Pengembalian Modal /Return On Investment (ROI) 6. Waktu Pengembalian Modal (Pay Out Time (POT) 7. Laju Pengembalian Internal/Internal Rate Of Return (IRR)



10.1. Modal Investasi Modal Investasi adalah sejumlah modal untuk mendirikan suatu pabrik atau menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal Investasi terdiri dari : X-1 Universitas Sumatera Utara



10.1.1. Modal Investasi Tetap /Fixed Capital Investment (FCI) Modal investasi langsung adalah segala biaya yang diperlukan untuk membeli peralatan pabrik yang pemakainnya selama pabrik beroperasi. Tabel 10.1. Modal Investasi Tetap (MIT/FCI) No.



Komponen



Biaya (Rp)



Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) 1.



Tanah



378.675.000



2.



Bangunan



562.000.000



3.



Peralatan Proses dan Utilitas



4.



Instrumentasi



359.196.035



5.



Biaya Perpipaan



718.392.069



6.



Biaya Instalasi Pabrik



359.196.035



7.



Biaya Insulasi



359.196.035



8.



Biaya Inventaris Kantor



143.678.414



9.



Biaya Perlengkapan Kebakaran



143.678.414



10.



Sarana Transportasi



685.000.000



7.183.920.693



Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) 11.



Pra Inventasi



544.646.635



12.



Engineering dan supervisi



544.646.635



13.



Biaya Konstruksi



644.646.635



14.



Biaya Tak Terduga



1.089.293.270



TOTAL



13.616.165.869



10.1.2. Modal Kerja /Working Capital Modal Kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai suatu usaha sampai mampu menarik hasil penjualan dan memutar keuangannya. Dasar kebutuhan biaya operasional awal untuk beberapa bulan sesuai dengan kebutuhan. Dalam Perancangan ini modal kerja diambil 3 (tiga) bulan. Tabel 10.2. Perincian Modal Kerja (Working Capital)



Universitas Sumatera Utara



No. Jumlah biaya



Jumlah



1.



Bahan baku dan Utilitas



2.



Kas



179.817.500



3.



Start up



408.484.976



Total



40.936.219.175



41.524.521.651



Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 13.616.165.869,- + Rp 41.542.521.651,= Rp 55.140.687.520,-



Universitas Sumatera Utara



BAB XI KESIMPULAN



9.1 Kesimpulan Dari hasil analisa perhitungan pada Pra Rancangan Unit Sterilisasi Pada Pabrik Kelapa Sawit, maka dapat diambil beberapa kesimpulkan antara lain : 1. Rancangan Unit Sterilisasi Pada Pabrik Kelapa Sawit direncanakan untuk mengolah TBS 30 ton/jam. 2. Bentuk organisasi pada unit Sterilisasi yang direncanakan bentuk garis dan staff. 3. Bentuk badan hukum unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT). 4. Luas tanah yang dibutuhkan unit Sterilisasi ini adalah 1.377 m2. 5. Jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan adalah 15 orang. 6. Analisa ekonomi : •



Total Modal Investasi



: Rp 55.140.687.520,-



Dari analisa diatas dapat disimpulkan bahwa pendirian Pra Rancangan Unit Sterilisasi Pada Pabrik Kelapa Sawit membutuhkan biaya yang banyak, keuntungan yang diperoleh mutu minyak yang akan dihasilkan sesuai dengan standart yang dibutuhkan oleh konsumen.



Universitas Sumatera Utara



DAFTAR PUSTAKA Aleart, G.,”Metode Pengolahan Air”, Usaha Nasional, Surabaya, 1984. Anonim,”Pedoman Pengoperasian, Pengolahan Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III”, Sei Karang, 1999. Baron,L.W., “Process Chemistry For Water & Wastewater Treatment”., Prencite Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jellse, 1982. Brown, G.G., ”Unit Operation”, Mc Grow-Hill New York, 1950, USA. Buchari Z. Dr., “Organisasi dan Manajemen”, Cetakan ke-III, Penerbit Balai Aksara, Jakarta,1987. Damanhuri, “Perkebunan Besar Kelapa Sawit”, Penebar Sawadaya, Bogor, 1999. Foust, Allan, “Principle of Unit Operation”, 22nd edition, Jhon Willey, Betlehem, 1959, USA. Geankoplis, Christie J., “Transport Process, Momentum, Heat and Mass”., Allyn & Bacon, Boston, 1993. Hakim Basyar.A., “Perkebunan Besar Kelapa Sawit”, cetakan –I, Penerbit ELAW (Environmental Law Alliance Worldwide), 1999. Indra Ismawan., ”Memahami Reformasi Perpajakn 2000”., Cetakan Pertama, PT. Alex Media Komputindo, Jakrta, 2001. Kern, D.Q., “Process Heat Transfer”., International student edition, Kogakusha Company Ltd, Tokyo, 1954. Kirk-Othmer, “Encyclopedia of Chemical Teknology”, 22nd edition, International Sciences, Dursion of John Wiley & Sons, New York.



Manullang. M., “Pengantar Ekonomi Perusahaan”., Cetakan IX, Liberty Offset, Yogyakarta, 1982. Nalco., “The Nalco Water Hand Book”., New York., Mc Graw Hill Book Company, 1979. Smith, J.M & Van Ness, H.C., “Intoduction to Chemical Engineering Thermodynamics”., Mc Graw Hill Book Co., New York, 1987.



Universitas Sumatera Utara



Soepadiyo M. Dan Haryono S. “Manajemen Agrobisnis Kelapa Sawit”, Cetakan pertama, Gadjah Mada University Press, 2003. Sofjan Assauri., “Manajemen Produksi dan Operasi”, Edisi revisi, Lembaga Penerbit Fakultas Ekonomi, Universitas Sumatera Utara, 1998. Suma’mur, P.K., “Higiene Perusahaan dan Kesehatan Kerja”,. PT. Gunung Agung, Jakarta, 1996.



Suyatno R.,Ir., “Upaya Peningkatan Produktivitas Kelapa Sawit”, Penerbit Kanisius, Yogyakarta, 1994. Timmerhauss, K.D. & Petter, M.S., “Plant Design and Economic for Chemical Engineers”., 4th edition, Mc Graw Hill Book Co., Tokyo, 1990. Timmerhauss, K.D. & Petter, M.S., “Plant Design and Economic for Chemical Engineers”., 6th edition, Mc Graw Hill Book Co., Tokyo, 2004.



Ulrich, Geal, D.A., “A Guide to Chemical Engineers Process Design and Economics”., Jhon Willey & Sons, New York, 1984.



Universitas Sumatera Utara



LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA PADA UNIT STERILIZER Kapasitas Pengolahan : 30 Ton/jam Basis Perhitungan



: 1 Jam Operasi



Satuan Massa



: Kilogram



1. Sterilizer Tandan buah segar (TBS) dari lori dimasukkan ke dalam rebusan atau sterilizer. Dalam sterilizer TBS direbus untuk peroses sterilisasi sebelum diproses menjadi minyak. Temperatur perebusan 125oC – 135oC, lama perebusan 82-90 menit. Kebutuhan steam 27,26%, exause steam 4,75% dan kondensat yang dibuang 34,51% sedangkan TBS yang masak 88% dari jumlah umpan yang direbus. (Buku Petunjuk Kerja PKS PTPN IV Adolina, 2008)



Ex.Steam 4,75%



TBS



4 Steam 27,26%



1



2



5



Sterilizer



TBS masak 88% -TBS masak 98,27% -Air 1,73%



3 Kondensat 34,51% -Minyak 0,55% -Kotoran 2,29% -Air 97,16%



Neraca Massa : Neraca Massa Bahan Masuk Alur 1 : 1. TBS = 100% x 30.000 kg/jam



= 30.000 kg/jam



Alur 2 : 1. Steam = 27,26% x 30.000 kg/jam = 8.178 kg/jam



Neraca Bahan Keluar



Universitas Sumatera Utara



Alur 3 : 1. Kondensat •



•



•



= 34,51% x 30.000 kg/jam



= 10.353 kg/jam



Minyak



= 0,55 % x 10.353 kg/jam



= 56,942 kg/jam



Air



= 97,16% x 10.353 kg/jam



= 10.058,975 kg/jam



Kotoran



= 2,29% x 10.353 kg/jam



= 237,084 kg/jam



= 4,75% x 30.000 kg/jam



= 1.425 kg/jam



Alur 4 : 1. Exshaust steam



Alur 5 : 1. TBS hasil rebusan = 88% •



•



x 30.000 kg/jam



= 26.400 kg/jam



TBS masak



= 98,27% x 26.400 kg/jam



= 25.943,28 kg/jam



Air



= 1,73% x 26.400 kg/jam



= 456,72 kg/jam



Tabel LA.1. Neraca Massa pada Sterilizer Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Komposisi



Alur 1



Alur 2



Minyak



-



8.178



56,942



-



-



Air



-



-



10.058,975



-



456,72



TBS



30.000



-



-



-



-



TBS masak



-



-



-



-



25.943,28



Kotoran



-



-



237,084



-



-



Exshaust steam



-



-



-



1.425



-



30.000



8.178



10.353



1.425



26.400



Jumlah Total



38.178



Alur 3



Alur 4



Alur 5



38.178



Universitas Sumatera Utara



LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS PADA UNIT STERILIZER Basis Perhitungan



: 1 jam operasi



Satuan



: kJ



Suhu referensi



: 25oC = 298 K



Tekanan



: 1 atm Tabel LB.1 Kapasitas panas zat cair untuk ikatan (J/mol.K) Ikatan Cp -CH3



36,82



-CH2-



30,38



= CH-



21,34



-CO2-



60,67



-CH



20,92



-COOH



79,91



Sumber : Perry, 1997



Tabel LB.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Sawit Asam Lemak • Asam Lemak Jenuh  Oktanoat  Dekanoat  Laurat  Miristat  Palmitat  Stearat • Asam Lemak Tak Jenuh  Oleat  Linoleat  Linolenat Sumber : Yan Fauzi, 2002



Jumlah Atom C



% Minyak Sawit



% Minyak Inti Sawit



8 10 12 14 16 18



1 2 4 28



4 5 46 15 7 3



18 18 18



50 14 1



15 5 5



Universitas Sumatera Utara



Sehingga diperoleh Cp untuk masing-masing senyawa:  Cp Oktanoat (C8H16O2)



= 1 (-CH3) + 6 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 6 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 182,28 + 79,91 = 299,01 J/mol K = 2,076 kJ/kg K



 Cp Dektanoat (C10H20O2) = 1 (-CH3) + 8 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 8 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 243,04 + 79,91 = 359,77 J/mol K = 2,091 kJ/kg K  Cp Laurat (C12H24O2)



= 1 (-CH3) + 6 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 24 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 303,8 + 79,91 = 420,53 J/mol K = 2,102 kJ/kg K



 Cp Miristat (C14H28O2)



= 1 (-CH3) + 12 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 12 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 364,56 + 79,91 = 481,29 J/mol K = 2,110 kJ/kg K



 Cp Palmitat (C16H32O2)



= 1 (-CH3) + 14 (-CH2-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 14 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 425,32 + 79,91 = 542,05 J/mol K = 2,117 kJ/kg K



 Cp Stearat (C18H36O2)



= 1 (-CH3) + 16 (-CH2-) + 1 (-COOH)



Universitas Sumatera Utara



= 1(36,82) + 16 (30,38) + 1 (79,91) = 36,82 + 486,08 + 79,91 = 602,81 J/mol K = 2,122 kJ/kg K  Cp Oleat (C18H34O2) = 1 (-CH3) + 14 (-CH2-) + 2(=CH-) + 1 (-COOH) = 1(36,82) + 14 (30,38) + 2 (21,34) + 1 (79,91) = 36,82 + 425,32 + 42,68 + 79,91 = 584,73 J/mol K = 2,073 kJ/kg K  Cp Linoleat (C18H34O2) = 1 (-CH3) + 12 (-CH2-) + 4(=CH-) +1 (-COOH) = 1(36,82) + 12 (30,38) + 4 (21,34) + 1 (79,91) = 36,82 + 364,56 + 85,36 + 79,91 = 566,65 J/mol K = 2,023 kJ/kg K  Cp Linolenat (C18H34O2)= 1 (-CH3) + 10 (-CH2-) + 6(=CH-)1 (-COOH) = 1(36,82) + 10 (30,38) + 6 (21,34) + 1 (79,91) = 36,82 + 303,8 + 128,04 + 79,91 = 548,57 J/mol K = 2,770 kJ/kg K Berat molekul :



 Oktanoat : C 8 H 16 O 2 = 144



 Dekanoat : C 10 H 20 O 2 = 175



 Laurat : C 12 H 24 O 2



 Miristat : C 14 H 28 O 2



= 200 = 228



 Palmitat : C 16 H 32 O 2 = 256



 Stearat : C 18 H 36 O 2



 Oleat : C 18 H 34 O 2



 Linoleat : C 18 H 34 O 2



= 284 = 282 = 282



 Linolenat : C 18 H 34 O 2 = 282



Universitas Sumatera Utara



Massa minyak : 56,942 kg •



•



Asam Lemak Jenuh Oktanoat



= -



Dekanoat



= -



Laurat



= (1/100) x 56,942 kg = 0,569 kg



Miristat



= (2/100) x 56,942 kg = 1,139 kg



Palmitat



= (4/100) x 56,942 kg = 2,278 kg



Stearat



= (28/100) x 56,942 kg = 15,945 kg



Asam Lemak Tak Jenuh Oleat



= (50/100) x 56,942 kg = 28,473 kg



Linoleat



= (14/100) x 56,942 kg = 7,972 kg



Linolenat



= (1/100) x 56,942 kg



= 0,569 kg



Fraksi mol untuk masing-masing komponen minyak : •



Mol laurat



=



0,569kg = 2,845.10-2 mol 200kg / mol



•



Mol miristat



=



1,139kg = 4,996.10-3 mol 228kg / mol



•



Mol palmitat =



2,278kg = 8,898.10-3 mol 256kg / mol



•



Mol stearat



=



15,945kg = 5,614.10-3 mol 284kg / mol



•



Mol oleat



=



28,473kg = 10,096.10-3 mol 282kg / mol



•



Mol linoleat



=



7,972kg = 2,82.10-3 mol 282kg / mol



•



Mol linolenat =



0,569kg = 2,017.10-3 mol 282kg / mol



Mol total = 37,286.10-3 mol Fraksi mol laurat =



2,845.10 −3 mol = 0,077 37,286.10 −3 mol



Universitas Sumatera Utara



Fraksi mol miristat =



4,996.10 −3 mol = 0,135 37,286.10 −3 mol



Fraksi mol palmitat =



8,898.10 −3 mol = 0,238 37,286.10 −3 mol



5,614.10 −3 mol = 0,150 Fraksi mol stearat = 37,286.10 −3 mol Fraksi mol oleat =



10,096.10 −3 mol = 0,271 37,286.10 −3 mol



2,82.10 −3 mol Fraksi mol linoleat = = 0,054 37,286.10 −3 mol  Cp Minyak sawit



= Y Laurat x Cp Laurat + Y Miristat x Cp Miristat + Y Palmitat x Cp Palmitat + Y Stearat x Cp Stearat + Y Oleat x Cp Oleat + Y Linoleat x Cp Linoleat + Y Linoleat x Cp Linolenat = (0,077 x 2,102 kJ/kg.K) + (0,135 x 2,110 kJ/kg.K) + (0,238 x 2,117 kJ/kg.K) + (0,150 x 2,122 kJ/kg.K) + (0,271 x 2,073 kJ/kg.K) + (0,075 x 2,023 kJ/kg.K) + (0,054 x 2,770 kJ/kg.K) = (0,162 + 0,285 + 0,504 + 0,318 + 0,562 + 0,152 + 0,149) kJ/kg K = 2,132 kJ/kg.K



Massa inti sawit= 1.925,667 kg •



Minyak = 50,6 % x 1.925,667 kg = 974,387 kg -



Oktanoat = 4/100 x 974,387 kg = 38,975 kg



-



Dekanoat = 5/100 x 974,387 kg = 48,719 kg



-



Laurat



= 46/100 x 974,387 kg = 48,218 kg



-



Miristat



= 15/100 x 974,387 kg = 146,158 kg



-



Palmitat



= 7/100 x 974,387 kg = 68,207 kg



-



Stearat



= 3/100 x 974,387 kg = 29,231 kg



Universitas Sumatera Utara



-



Oleat



= 15/100 x 974,387 kg = 146,158 kg



-



Linoleat



= 5/100 x 974,387 kg = 48,719 kg



Massa minyak = 974,387 kg Mol untuk masing-masing komponen minyak pada inti sawit : •



Oktanoat



=



38,975kg = 0,270 mol 144kg / mol



•



Dekanoat



=



48,719kg = 0,278 mol 175kg / mol



•



Laurat



=



48,218kg = 0,241 mol 200kg / mol



•



Miristat



=



146,158kg = 0,641 mol 228kg / mol



•



Palmitat



=



68,207 kg = 0,266 mol 256kg / mol



•



Stearat



=



29,231kg = 0,102 mol 284kg / mol



•



Oleat



=



146,158kg = 0,518 mol 282kg / mol



•



Linoleat



=



48,719kg = 0,172 mol 282kg / mol



Mol total = 2,488 mol



Fraksi mol •



Oktanoat



=



0,270mol = 0,109 2,488mol



•



Dekanoat



=



0,278mol = 0,112 2,488mol



•



Laurat



=



0,241mol = 0,096 2,488mol



•



Miristat



=



0,641mol = 0,258 2,488mol



Universitas Sumatera Utara



•



Palmitat



=



0,266mol = 0,107 2,488mol



•



Stearat



=



0,102mol = 0,041 2,488mol



•



Oleat



=



0,518mol = 0,208 2,488mol



•



Linoleat



=



0,172mol = 0,069 2,488mol



 Cp Minyak inti sawit = Y Oktanoat x Cp Oktanoat + Y Dekanoat x Cp Dekanoat + Y Laurat x Cp Laurat + Y Miristat x Cp Miristat + Y Palmitat x Cp Palmitat + Y Stearat x Cp Stearat + Y Oleat x Cp Oleat + Y Linoleat x Cp Linoleat + Y Linolenat x Cp Linolenat. = (0,109 x 2,076) + (0,112 x 2,091) + (0,096 x 2,102) + (0,258 x 2,110) + (0,107 x 2,117) + (0,041 x 2,112) + (0,208 x 2,073) + (0,069 x 2,023) = 0,226 + 0,234 + 0,202 + 0,544 + 0,227 + 0,086 + 0,431 + 0,139  Cp Kernel



= 2,089 kJ/kg.K = Cp Minyak inti sawit + Cp abu = 2,089 + 0,882 = 2,971 kJ/kg.K



 Cp Air = 4,1774 kJ/kg K ……………………..(Perry, 1997)  Cp Kelapa Sawit



= Cp Minyak Sawit + Cp Minyak inti Sawit + Cp Cangkang + Cp Serat = 2,132 + 2,089 + 11,6084 + 1,284



 Cp Biji



= 17,1134 kJ/kg K = Cp Kernel + Cp Cangkang = 2,971 + 11,6084



Universitas Sumatera Utara



= 14,5794 kJ/kg K 1. Sterilizer



T = 1100C



T = 300C TBS



Ex.Steam 4



T =1300C



1



2



5



Sterilizer



Steam



T = 1000C TBS Air



3 T = 900C -Minyak -Kotoran -Air



Panas Masuk : Alur 1 :



= m x Cp x ∆T



Q



= 30.000 kg x 47,6734 kJ/kg K x 5 K = 7.151.010 kJ



Alur 2 :



= m x Cp x ∆T



Q



= 8.178 kg x 2,176 kJ/kg K x 105 K = 1.868.509,44 kJ



Total panas masuk



= 9.019.519,44 kJ



Panas Keluar : Alur 3 : Massa minyak : 15,223 kg •



•



Asam Lemak Jenuh Oktanoat



= -



Dekanoat



= -



Laurat



= (1/100) x 56,942 kg = 0,569 kg



Miristat



= (2/100) x 56,942 kg = 1,139 kg



Palmitat



= (4/100) x 56,942 kg = 2,278 kg



Stearat



= (28/100) x 56,942 kg = 15,945 kg



Asam Lemak Tak Jenuh Oleat



= (50/100) x 56,942 kg = 28,473 kg



Universitas Sumatera Utara



Linoleat



= (14/100) x 56,942 kg = 7,972 kg



Linolenat



= (1/100) x 56,942 kg



= 0,569 kg



Fraksi mol untuk masing-masing komponen minyak : •



Mol laurat



=



0,569kg = 2,845.10-2 mol 200kg / mol



•



Mol miristat



=



1,139kg = 4,996.10-3 mol 228kg / mol



•



Mol palmitat =



2,278kg = 8,898.10-3 mol 256kg / mol



•



Mol stearat



=



15,945kg = 5,614.10-3 mol 284kg / mol



•



Mol oleat



=



28,473kg = 10,096.10-3 mol 282kg / mol



•



Mol linoleat



=



7,972kg = 2,82.10-3 mol 282kg / mol



•



Mol linolenat =



0,569kg = 2,017.10-3 mol 282kg / mol



Mol total = 37,286.10-3 mol



2,845.10 −3 mol = 0,077 37,286.10 −3 mol



Fraksi mol laurat =



Fraksi mol miristat =



4,996.10 −3 mol = 0,135 37,286.10 −3 mol



Fraksi mol palmitat =



8,898.10 −3 mol = 0,238 37,286.10 −3 mol



Fraksi mol stearat =



Fraksi mol oleat =



5,614.10 −3 mol = 0,150 37,286.10 −3 mol



10,096.10 −3 mol = 0,271 37,286.10 −3 mol



Fraksi mol linoleat =



2,82.10 −3 mol = 0,054 37,286.10 −3 mol



Universitas Sumatera Utara



 Cp Minyak sawit



= Y Laurat x Cp Laurat + Y Miristat x Cp Miristat + Y Palmitat x Cp Palmitat + Y Stearat x Cp Stearat + Y Oleat x Cp Oleat + Y Linoleat x Cp Linoleat + Y Linoleat x Cp Linolenat = (0,077 x 2,102 kJ/kg.K) + (0,135 x 2,110 kJ/kg.K) + (0,238 x 2,117 kJ/kg.K) + (0,150 x 2,122 kJ/kg.K) + (0,271 x 2,073 kJ/kg.K) + (0,075 x 2,023 kJ/kg.K) + (0,054 x 2,770 kJ/kg.K) = (0,162 + 0,285 + 0,504 + 0,318 + 0,562 + 0,152 + 0,149) kJ/kg K = 2,132 kJ/kg.K



Q minyak = 56,942 kg x 2,132 kJ/kg.K x 65 = 7.891,022 kJ Q Air



= 10.058,975 kg x 4,2164 kJ/kg.K x 65 K = 2.756.823,042 kJ



Q Kotoran



= 237,084 kg x 0,882 kJ/kg.K x 65 K = 13.592,026 kJ



Alur 4 : Q Ex.Steam



= 1.425 kg x 4,1453 kJ/kg K x 85 K = 502.099,463 kJ



Alur 5 : Q



= m x Cp x ∆T



Q TBS



= 25.943,28 kg x 47,6734 kJ/kg K x 75 K = 92.760.327,36 kJ



Q Air



= 456,72 kg x 4,2164 kJ/kg K x 75 K = 144.428,566 kJ



Total panas keluar



= 124.802.709,1 kJ



Panas Masuk + Panas dibutuhkan = Panas Keluar Panas dibutuhkan



= Panas keluar – Panas Masuk



Universitas Sumatera Utara



= 96.185.161,48 – 9.019.519.44 = 87.165.642,04 kJ Entalpi steam pada 270,13 kPa, T ; 130oC = 2.173,6 kJ/kg K (Saturated Steam) (Smith, 1987) Maka Steam yang dibutuhkan : m



=



dQ 87.165.642,04kJ = 2.173,6 kJ/kg λ



= 40.101,9 kg Tabel LB.4 Neraca massa pada Sterilizer Kompoisisi



Panas Masuk (kJ) Alur 1



Panas Keluar (kJ)



Alur 2



Alur 3



Alur 4



7.151.010



-



-



-



92.760.327,36



Minyak



-



1.868.509,44



7.891,022



-



-



Air



-



-



2.756.823,042



-



144.428,566



Kotoran



-



-



13.592,026



-



-



Panas dibutuhkan



-



87.165.642,04



-



-



-



Ex.Steam



-



-



-



502.099,463



-



7.151.010



89.034.151,48



2.778.306,09



502.099,463



92.904.755,93



TBS



Jumlah Total



96.185.161,48



Alur 5



96.185.161,48



Universitas Sumatera Utara



LAMPIRAN C SPESIFIKASI STERILIZER 5.1 Ketel Rebusan (Sterilizer) Spesifikasi peralatan Sterilizer (ketel rebusan) (PKS. Adolina) Bahan



: terbuat dari baja



Panjang



: 27 m



Diameter



: 210 cm



Pintu



: 2 buah



Tebal isolasi



: 51,5 mm



Tekanan normal



: 3 kg/cm2



Tekanan maksimum : 3,5 kg/cm2 Test pemadatan tek. : 7,0 kg/cm2 Temperatur kerja



: 110 oC – 135 oC



Jumlah



: 2 buah



Tipe



: horizontal



Kapasitas



: 9-10 lori



Perhitungan: Kebutuhan kelapa sawit



= 30.000 kg/jam



Siklus perebusan



= 110 menit



Rata-rata isian lori



= 2.500 kg



Kapasitas rebusan



= 9-10 lori



Jumlah lori yang dibutuhkan untuk 30.000 kg kelapa sawit =



30.000 kg = 12 lori 2.500 kg/lori



Jumlah ketel rebusan yang dibutuhkan untuk 12 lori = 12 lori x



1Ketel rebusan = 1,33 buah = 2 buah ketel rebusan 9 lori Densitas TBS = 1340 kg/m3 = 83,482 lbm/ft3 Kapasitas ketel rebusan per jam :



Universitas Sumatera Utara



= 9 lori x 2.500 kg x 2 buah ketel rebusan x



60 menit 110 menit



= 24.545,455 kg = 24,545 ton



Universitas Sumatera Utara



LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS



1. Pompa Air Sumur Bor (L-411) Fungsi : untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur



: 300C



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det Laju alir volume (Q) =



F 34,738 lbm/det = = 0,558 ft3/det 3 ρ 62,16 lbm/ft



Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,558)0,45 x (62,16)0,13 = 5,129 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal



= 5 in



- Schedul pipa



= 40



- Diameter dalam (ID)



= 5,047 in = 0,419 ft



- Diameter luar (OD)



= 5,563 in = 0,462 ft



- Luas penampang (a 1 )



= 0,139 ft2



- Bahan konstruksi



= comercial steel LD-1



Universitas Sumatera Utara



Kecepatan linier, v =



Q 0,558 ft 3 /det = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2



Bilangan Reynold, N RE =



= N RE



ρvD µ



(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam



= 194.304,233



Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013



Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 150 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (∑L) = 150 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 197,087 ft



Universitas Sumatera Utara



Faktor gesekan, F=



fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (197,087) = 5,3 lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419)



Tinggi pemompaan, ∆z = 30 ft Static head, ∆z.



g = 30 ft.lbf/lbm gc



Velocity head,



Δv 2 =0 2gc



Pressure head,



ΔP =0 ρ



Ws



= ∆z.



Δv 2 ΔP g + + +F gc 2gc ρ



= 30 + 0 + 0 + 5,3 = 35,5 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =



Ws.Q.ρ (35,5)(0,558)(62,16) = = 2,226 Hp 550 550



Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =



2,226 = 2,782Hp 0,8



2. Bak Pengendapan (H-410) Fungsi: tempat penampungan sementara air sumur bor Laju alir (F) = 57.898,736 kg/jam Kapasitas untuk kebutuhan (θ) = 1 hari Faktor kemanan = 20% Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 Tinggi bak = t



Universitas Sumatera Utara



Jumlah bak (n) = 1 Misalkan: Panjang bak = 10t Lebar bak = 6t Volume bak (Vb)



=pxlxt = 10t x 6t x t = 60t3



Volume bak (Vb) =



=



F x θ x (fk + 1) ρxn



57.898,736 kg/jam x 1 hari x 24jam/hari x 1,2 995,68 kg/m 3 x 1



= 1674,736 m3 Volume bak (Vb) = 60t3  Vb  Tinggi bak (t) =    60 



1/3



 1674,718  =  60  



1/3



= 3,033 m



Panjang bak (p) = 10 x t = 10 x 3,033 m = 30,33 m Lebar bak (l) = 6 x t = 6 x 3,033 m = 18,198 m



3. Clarifier (H-420) Fungsi: memisahkan endapan (flokk-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu. Bahan konstruksi: carbon steel SA-53, Grade B Laju alir air (F 1 )



= 57.898,738 kg/jam



Laju alir Al 2 (SO 4 ) 3 (F 2 ) = 2,895 kg/jam Laju alir Na 2 CO 3 (F 3 ) = 1,563 kg/jam Laju alir total (F)



= F 1 + F 2 + F 3 = 57.903,196 kg/jam



Universitas Sumatera Utara



Densitas Al 2 (SO 4 ) 3



= 2,71 gr/ml………………….……………(Perry,1997)



Densitas Na 2 CO 3



= 2,533 gr/ml………………….……………(Perry,1997)



Densitas air



= 0,99568 gr/ml………………….…………(Perry, 1997)



Reaksi koagulasi: Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O



2Al(OH) 3 + 2Na 2 SO 4 + 3CO 3



Perhitungan: Kecepatan terminal pengendapan: Menurut hukum Stokes: Us =



( ρp − ρ ) gDp 2 ……………………………………………….(Ulrich, 1984) 18µ



Dimana: Us = Kecepatan terminal pengendapan, cm/det ρ s = Densitas partikel campuran pada 300C ρ = Densitas larutan pada 300C



Dp = Diameter partikel = 0,002 cm ………….…………..(Perry, 1997) g = Percepatan gravitasi = 980 gr/cm.det µ = Viskositas larutan pada 300C = 0,0345 gr/cm.det Densitas larutan, ρ=



57.903,196 = 995,738 kg/m3 = 0,996 gr/cm3 = 62,123 lb/ft3 57.898,738 2,895 1,563 + + 995,68 2710 2533



Densitas partikel : ρs =



2,895 + 1,563 = 2.786,25 kg/m3 = 2,786 gr/cm3 2,895 1,563 + 2710 2533



Universitas Sumatera Utara



Sehingga: Us =



(2,786 − 0,996) 980 x (0,002) 2 = 0,011 cm/det 18 x 0,0345



Ukuran Clarifier Laju alir volumetrik, Q =



F 57.898,738 kg/jam x 1jam/3600 det = ρ 995,596 kg/m 3



Q = 0,016 m3/det  Q  1/2 Sehingga : D =  −4   4.10   0,016  D=  −4   4.10 



1/ 2



= 6,324 m = 20,747 ft



Tinggi clarifier : Ht =



3 3 D = (6,324) = 9,486 m = 31,121 ft 2 2



Waktu pengendapan: t=



Ht 9,486 m x 100 cm/1m = = 86.236,363 detik x 1jam/3600 detik = 9,578 jam Us 0,0087 cm/det



Direncanakan digunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, grade B dari Brownell & Young, Item I, Appendix D, 1979, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 12750 Psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatis, Ph



=



- Tekanan desain, P



= 1,2 x (14,7 + 12,994) = 33,233 psi



(31,121 − 1) 62,123 = 12,994 psi 144



Universitas Sumatera Utara



Tebal dinding clarifier: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



=



(33,233 psi)(20,747 ft)(12in/ft) + 0,125 = 0,531 in 2 (12.750 psi)(0,8) −1,2 (33,233 psi)



Dari tabel 5.4 Brownell & Young 1979, dipilih tebal tangki 5/8 in Daya clarifier P = 0,006 D2



…………………………………………………(Ulrich, 1984)



Dimana: P = daya yang dibutuhkan, kW Sehingga, P = 0,006 x (20,747)2 = 2,582 Hp



4. Tangki pelarut Alum (M-421) Fungsi: Membuat larutan alum (Al 2 (SO 4 ) 3 Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304 Kondisi pelarutan: - Temperatur - Tekanan



: 300C : 1 atm



(Al 2 (SO 4 ) 3 yang digunakan 30 ppm (Al 2 (SO 4 ) 3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat) Laju alir (Al 2 (SO 4 ) 3 = 2,895 kg/jam Densitas (Al 2 (SO 4 ) 3 30% = 1.363 kg/jam = 85,093 lbm/ft3……..……(Perry, 1997) Kebutuhan perancangan = 30 hari Faktor keamanan = 20%



Universitas Sumatera Utara



Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 1 =



2,895 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 5,097 m3 3 0,3 x 1.363 kg/m



Volume tangki (Vt) = 1,2 x 5,097 m3 = 6,116 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=



1 2 πD H 4



6,116 m3 =



1 3 πD2 D 4 2



6,116 m3 =



3 πD3 8



D = 1,731 m Maka: D = 1,731 m = 5,678 ft H = 2,597 m = 8,519 ft Tinggi Al 2 (SO 4 ) 3 dalam tangki =



6,116 m 3



1 π (1,731 m) 2 4



= 2,6 m = 8,530 ft



Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, ph



=



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



(8,530 − 1) 85,093 = 4,449 psi 144



Universitas Sumatera Utara



- Tekanan desain, P



= 1,2 x (14,7 + 4,449) psi = 22,978 psi



Tebal dinding silinder tangki: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(22,978 psi)(5,678 ft)(12 in/ft) + 0,125 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(22,978 psi)



t = 0,177 in Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4



…………………………….…………..….(Brown, 1978)



Dt = 5,678 ft Di = 1,560 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al 2 (SO 4 ) 3 30% = 6,27 x 10-4 lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, N RE =



=



ρ N D2 µ



(85,093)(1)(1,560) 2 = 330.274,840 6,27.10 − 4



Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1983)untuk N re = 330.274,840 diperoleh Npo = 0,4 Sehingga: P =



P=



NpoN 3 Di 5 ρ gc



……………….………………(Geankoplis, 1983)



(0,4)(1) 3 (1,560) 5 (85,093) = 9,773 32,174



Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =



9,773 = 12,216 Hp 0,8



Universitas Sumatera Utara



5. Tangki Pelarut Soda Abu (M-422) Fungsi: membuat larutan sada abu (Na 2 CO 3 ) Bentuk: selinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 Data: Kondisi pelarutan: - Temperatur = 300C - Tekanan



= 1 atm



- Na 2 CO 3 yang digunakan = 27 ppm - Na 2 CO 3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat) - Laju alir massa Na 2 CO 3 = 1,563 kg/jam. - Densitas Na 2 CO 3 30% = 1.327 kg/m3 = 82,845 lbm/ft3. - Kebutuhan perancangan = 30 hari - Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 1 =



1,563 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 2,826 m3 3 0,3 x 1.327 kg/m



Volume tangki (Vt) = 1,2 x 2,826 m3 = 3,391 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=



1 2 πD H 4



3,391 m3 =



1 3 πD2 D 4 2



3,391 m3 =



3 πD3 8



D = 2,879 m



Universitas Sumatera Utara



Maka: D = 2,879 m = 14,164 ft H = 4,318 m = 14,164 ft Tinggi Na 2 CO 3 dalam tangki =



3,391 m 3 1 π (2,879 m) 2 4



= 0,521 m = 1,709 ft



Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, ph



=



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



- Tekanan desain, P



= 1,2 x (14,7 + 0,418) psi = 18,141 psi



(1,709 − 1) 85,093 = 0,418 psi 144



Tebal dinding silinder tangki: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(18,141 psi)(9,444 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,193 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(18,141 psi)



Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 4/16 in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4



…………………………….…………..….(Brown, 1978)



Dt = 9,444 ft Di = 3,148 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps



Universitas Sumatera Utara



Viskositas Al 2 (SO 4 ) 3 30% = 3,69 x 10-4 lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, N RE =



=



ρ N D2 ……………………………………………(Geankoplis, 1983) μ



(82,845)(1)(3,148) 2 = 2.224.894,3 3,69.10 − 4



Dari gambar 3.4-4,Geankoplis,1983, N re = 2.224.894,3 diperoleh Npo = 0,325 Sehingga: P =



P=



NpoN 3 Di 5 ρ gc



……………….………………(Geankoplis, 1983)



(0,325)(1) 3 (3,148) 5 (82,845) = 8,293 32,174



Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =



8,293 = 10,366 Hp 0,8



6. Pompa Bak Pengendapan (L-421) Fungsi : untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur



: 300C



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det



Universitas Sumatera Utara



Laju alir volume (Q) =



F 34,738 lbm/det = 0,558 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft



Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,558)0,45 x (62,16)0,13 = 5,129 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal



= 5 in



- Schedul pipa



= 40



- Diameter dalam (ID)



= 5,047 in = 0,419 ft



- Diameter luar (OD)



= 5,563 in = 0,462 ft



- Luas penampang (a 1 )



= 0,139 ft2



- Bahan konstruksi



= comercial steel



Kecepatan linier, v =



Q 0,558 ft 3 /det = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2



Bilangan Reynold, N RE =



ρvD µ



(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) = 1,937 lbm/ft.jam N RE



= 194.304,233



Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013



Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980)



Universitas Sumatera Utara



L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (∑L) = 25 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 72,087 ft Faktor gesekan, F=



fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (72,087) = 1,938 lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419)



Tinggi pemompaan, ∆z = 10 ft Static head, ∆z.



g = 30 ft.lbf/lbm gc



Δv 2 Velocity head, =0 2gc Pressure head,



Ws



= ∆z.



ΔP =0 ρ



Δv 2 ΔP g + +F + gc 2gc ρ



= 10 + 0 + 0 + 1,938 = 11,938 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =



Ws.Q.ρ (11,834)(0,558)(62,16) = = 0,752 Hp 550 550



Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =



0,752 = 0,94Hp 0,8



Universitas Sumatera Utara



7. Sand Filter (H-430) Fungsi : untuk menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur



: 300C



- Tekanan



: 1 atm



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 57.898,738 kg/jam = 34,738 lbm/det Faktor keamanan = 20% Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi Perhitungan: Ukuran Sand Filter Volume air, Va =



57.989,738 kg/jam x 0,25jam = 14,537 m3 3 995,68 kg/m



Volume tangki Vt = 1,2 x 14,537 m3 = 17,444 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 1 : 2 V=



1 2 πD H 4



17,444 m3 =



1 πD2(2D) 4



17,444 m3 =



1 πD3 2



D = 2,231 m



Universitas Sumatera Utara



Maka: D = 2,231 m = 7,318 ft H = 4,462 m = 14,636 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, po



= 1 atm = 14,7 psi



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



- Tekanan desain, P



= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi



Tebal dinding silinder tangki: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(17,64 psi)(7,318 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,176 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)



Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 in.



8. Pompa clarifier (L-431) Fungsi : untuk memompakan air clarifier ke sand filter. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur



: 300C



Universitas Sumatera Utara



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det F 34,738 lbm/det = 0,558 ft3/det = ρ 62,16 lbm/ft 3



Laju alir volume (Q) =



Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,558)0,45 x (62,16)0,13 = 5,129 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal



= 5 in



- Schedul pipa



= 40



- Diameter dalam (ID)



= 5,047 in = 0,419 ft



- Diameter luar (OD)



= 5,563 in = 0,462 ft



- Luas penampang (a 1 )



= 0,139 ft2



- Bahan konstruksi



= comercial steel



Kecepatan linier, v =



Q 0,558 ft 3 /det = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2



Bilangan Reynold, N RE =



= N RE



ρvD µ



(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam



= 194.304,233



Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013



Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045



Universitas Sumatera Utara



Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (∑L) = 25 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 72,087 ft Faktor gesekan, F=



fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (72,087) = 1,938 lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419)



Tinggi pemompaan, ∆z = 10 ft Static head, ∆z.



g = 30 ft.lbf/lbm gc



Δv 2 Velocity head, =0 2gc Pressure head,



Ws



= ∆z.



ΔP =0 ρ



Δv 2 ΔP g + + +F gc 2gc ρ



= 10 + 0 + 0 + 1,938 = 11,938 ft.lbf/lbm



Universitas Sumatera Utara



Tenaga pompa, P =



Ws.Q.ρ (11,834)(0,558)(62,16) = = 0,752 Hp 550 550



Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =



0,752 = 0,94Hp 0,8



9. Menara Air (F-440) Fungsi : untuk mendistribusikan air untuk berbagai kebutuhan. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur



: 300C



- Tekanan



: 1 atm



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det Faktor keamanan = 20% Kebutuhan perancangan = 6 jam Perhitungan: Ukuran Menara Air Volume air, Va =



57.898,738 kg/jam x 6 jam = 348,899 m3 3 995,68 kg/m



Volume tangki Vt = 1,2 x 348,899 m3 = 418,679 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 5 : 6 V=



1 2 πD H 4



Universitas Sumatera Utara



418,679 m3 =



1 πD2(6/5D) 4



418,679 m3 = (3/10) πD3 D = 7,631 m Maka: D = 7,631 m = 25,035 ft H = 9,157 m = 30,041 ft 348,899 m 3 Tinggi air dalam tangki = = 7,632 m 1 2 π (7,631 m) 4 Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, po



= 1 atm = 14,7 psi



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



- Tekanan desain, P



= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi



Tebal dinding silinder tangki: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(17,64 psi)(25,035 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,301 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)



Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 5/16 in.



Universitas Sumatera Utara



10. Pompa Sand Filter (L-441) Fungsi : untuk memompakan air dari sand filter ke menara air. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur



: 300C



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det Laju alir volume (Q) =



F 34,738 lbm/det = = 0,558 ft3/det 3 ρ 62,16 lbm/ft



Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,558)0,45 x (62,16)0,13 = 5,129 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal



= 5 in



- Schedul pipa



= 40



- Diameter dalam (ID)



= 5,047 in = 0,419 ft



- Diameter luar (OD)



= 5,563 in = 0,462 ft



- Luas penampang (a 1 )



= 0,139 ft2



- Bahan konstruksi



= comercial steel



Q 0,558 ft 3 /det Kecepatan linier, v = = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2 Bilangan Reynold, N RE =



ρvD µ



Universitas Sumatera Utara



= N RE



(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam



= 194.304,233



Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013



Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (∑L) = 30 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 77,087 ft Faktor gesekan, F=



fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (77,087) = 2,073 lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419)



Tinggi pemompaan, ∆z = 10 ft Static head, ∆z.



g = 10 ft.lbf/lbm gc



Universitas Sumatera Utara



Velocity head,



Δv 2 =0 2gc



Pressure head,



ΔP =0 ρ



Ws



= ∆z.



g Δv 2 ΔP + + +F gc 2gc ρ



= 10 + 0 + 0 + 2,073 = 12,073 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =



Ws.Q.ρ (12,073)(0,558)(62,16) = = 0,761 Hp 550 550



Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =



0,761 = 0,951Hp 0,8



11. Cation Exchanger (T-450) Fungsi : untuk mengurangi kesadahan air. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur



: 300C



- Tekanan



: 1 atm



H 2 SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 57.746,736 kg/jam = 35,363 lbm/det Faktor keamanan = 20% Perhitungan:



Universitas Sumatera Utara



Ukuraran cation exchanger Dari tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: -



Diameter permukaan katiaon: 25 ft = 0,6096 m



-



Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2



-



Tinggi resi dalam cation excahanger = 5 ft



-



Tinggi silinder = 1,2 x 5 ft = 6 ft = 1,8287 in



Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,6096) = 0,3048 m Sehingga tinggi cation exchanger = 1,8287 + 0,3048 = 2,1335 m = 6,9995 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, po



= 1 atm = 14,7 psi



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



- Tekanan desain, P



= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi



Tebal dinding tangki kation exchanger: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(17,64 psi)(25 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,3847 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)



Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 7/16 in.



Universitas Sumatera Utara



12. Tangki Pelarutan H 2 SO 4 (M-451) Fungsi : untuk membuat larutan asam sulfat. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur



: 300C



- Tekanan



: 1 atm



- H 2 SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) - Densitas H 2 SO 4 (ρ) = 1.387 kg/m3 = 85,5874 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa H 2 SO 4 (F) = 91,887 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan: Ukuran angki Volume air, Va =



91,887 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 3,179 m3 3 0,5 x 1.387 kg/m



Volume tangki Vt = 1,2 x 3,179 m3 = 3,815 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 4 : 3 V=



1 2 πD H 4



3,815 m3 =



1 πD2(3/4D) 4



3,815 m3 = 3/16 πD3 D = 1,864 m Maka: D = 1,864 m = 6,114 ft H = 1,398 m = 4,585 ft



Universitas Sumatera Utara



Tinggi air dalam tangki =



3,815 m 3 1 π (1,864 m) 2 4



= 1,398 m



Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, po



= 1 atm = 14,7 psi



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



- Tekanan desain, P



= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi



Tebal dinding silinder tangki: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(17,64 psi)(6,114 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,168 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)



Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4



…………………………….…………..….(Brown, 1978)



Dt = 6,114 ft Di = 2,038 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al 2 (SO 4 ) 3 30% = 3,4924 x 103 lbm/ft.det……….(Kirk Othmer, 1967)



ρ N D2 …………………………………………….….(Geankoplis, 1983) N RE = μ



Universitas Sumatera Utara



=



(85,5874)(1)(2,038) 2 = 1.017.350,103 3,4942.10 − 4



Dari gambar 3.4-4 Geankoplis,1983, untuk N re = 1.017.350,103 diperoleh Npo = 0,41 Sehingga: P =



P=



NpoN 3 Di 5 ρ gc



……………….………………(Geankoplis, 1983)



(0,41)(1) 3 (2,038) 5 (85,5874) = 38,345 32,174



Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =



38,345 = 47,931 Hp 0,8



13. Pompa Menara Air (L-451) Fungsi : untuk memompakan air dari menara ke cation exchanger. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur



: 300C



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.746,736 kg/jam = 35,347 lbm/det Laju alir volume (Q) =



F 35,347 lbm/det = 0,568 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft



Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,568)0,45 x (62,16)0,13 = 5,170 in



Universitas Sumatera Utara



Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal



= 5 in



- Schedul pipa



= 40



- Diameter dalam (ID)



= 5,047 in = 0,419 ft



- Diameter luar (OD)



= 5,563 in = 0,462 ft



- Luas penampang (a 1 )



= 0,139 ft2



- Bahan konstruksi



= comercial steel



Kecepatan linier, v =



Q 0,558 ft 3 /det = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2



Bilangan Reynold, N RE =



= N RE



ρvD µ



(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam



= 194.304,233



Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013



Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013



diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 30 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft



Universitas Sumatera Utara



- 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (∑L) = 30 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 77,087 ft Faktor gesekan,



fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (77,073) F= = 2,073 ft .lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(0,419) Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft Static head, ∆z.



g = 15 ft.lbf/lbm gc



Velocity head,



Δv 2 =0 2gc



Pressure head,



ΔP =0 ρ



Ws



= ∆z.



Δv 2 ΔP g + + +F gc 2gc ρ



= 15 + 0 + 0 + 2,073 = 17,073 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =



Ws.Q.ρ (17,073)(0,568)(62,16) = = 1,095 Hp 550 550



Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =



1,095 =1,369 Hp 0,8



Universitas Sumatera Utara



14. Anion Exchanger (F-460) Fungsi : untuk mengurangi kesadahan air. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur



: 300C



- Tekanan



: 1 atm



H 2 SO 4 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Laju alir massa (F) = 9.624,456 kg/jam = 5,891 lbm/det Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Ukuraran anion exchanger Dari tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, diperoleh: -



Diameter permukaan katiaon: 25 ft = 0,6096 m



-



Luas penampang penukar kation = 3,14 ft2



-



Tinggi resi dalam cation excahanger = 5 ft



-



Tinggi silinder = 1,2 x 5 ft = 6 ft = 1,8287 in



Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 1 Maka: H = ½ D = ½ (0,6096) = 0,3048 m Sehingga tinggi cation exchanger = 1,8287 + 0,3048 = 2,1335 m = 6,9995 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data:



Universitas Sumatera Utara



- Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, po



= 1 atm = 14,7 psi



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



- Tekanan desain, P



= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi



Tebal dinding tangki anion exchanger: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(17,64 psi)(25 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,3847 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)



Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 7/16 in.



15. Tangki Pelarutan NaOH Fungsi : untuk membuat larutan NaOH. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur



: 300C



- Tekanan



: 1 atm



- NaOH yang digunakan memiliki konsentrasi 10% (% berat) - Densitas NaOH (ρ) = 1.518 kg/m3 = 94,577 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa NaOH (F) = 0,025 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan:



Universitas Sumatera Utara



Ukuran tangki Volume air, Va =



0,027 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 0,004 m3 3 0,1 x 1.518 kg/m



Volume tangki Vt = 1,2 x 0,004 m3 = 0,005 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=



1 2 πD H 4



0,005 m3 =



1 πD2(3/2D) 4



0,005 m3 = 3/8 πD3 D = 0,161 m Maka: D = 0,161 m = 0,528 ft H = 0,241 m = 0,790 ft Tinggi air dalam tangki =



0,004 m 3 1 π (0,161 m) 2 4



= 0,2 m = 0,626 ft



Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-53, grade B. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, po



= 1 atm = 14,7 psi



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



- Tekanan desain, P



= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi



Tebal dinding silinder tangki:



Universitas Sumatera Utara



t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(17,64 psi)(0,528 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,128 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)



Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 in. Daya pengaduk: Dt/Di = 3, Baffel = 4



…………………………….…………..….(Brown, 1978)



Dt = 0,528 ft Di = 0,176 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas NaOH 10% = 4,302 x 10-4 lbm/ft.det………….….(Kirk Othmer, 1967) N RE =



=



ρ N D2 ……………………………..……………….….(Geankoplis, 1983) μ (94,577)(1)(0,176) 2 = 6.809,895 4,302.10 − 4



Dari gambar 3.4-4 Geankoplis, 1983, untuk N re = 5.769,593 diperoleh Npo = 0,6 Sehingga: P =



NpoN 3 Di 5 ρ gc



……………….………………(Geankoplis, 1983)



(0,6)(1) 3 (0,162) 5 (94,577) P= = 0,0002 32,174 Efesiensi penggerak motor = 80% Daya motor penggerak =



0,0002 = 0,00025 Hp 0,8



16. Pompa cation exchanger (L-461) Fungsi : untuk memompakan air dari cation exchanger ke anion exchanger. Jenis : Pompa sentrifugal



Universitas Sumatera Utara



Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur



: 300C



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3………….………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam………………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 57.898,736 kg/jam = 34,738 lbm/det F 34,738 lbm/det = 0,558 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft



Laju alir volume (Q) =



Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,558)0,45 x (62,16)0,13 = 5,129 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal



= 5 in



- Schedul pipa



= 40



- Diameter dalam (ID)



= 5,047 in = 0,419 ft



- Diameter luar (OD)



= 5,563 in = 0,462 ft



- Luas penampang (a 1 )



= 0,139 ft2



- Bahan konstruksi



= comercial steel



Q 0,558 ft 3 /det Kecepatan linier, v = = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2 Bilangan Reynold, N RE =



= N RE



ρvD µ



(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam



= 194.304,233



Universitas Sumatera Utara



Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013



Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 10 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 7,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 9 ft Panjang pipa total (∑L) = 10 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 57,087 ft



Faktor gesekan,



fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (57,087) F= = = 1,535 ft 2gcD 2(32,174)(0,419)



.



Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft Static head, ∆z.



Velocity head,



g = 15 ft.lbf/lbm gc



Δv 2 =0 2gc



Universitas Sumatera Utara



Pressure head,



Ws



ΔP =0 ρ



Δv 2 ΔP g = ∆z. + + +F gc 2gc ρ = 15 + 0 + 0 + 1,535 = 16,535 ft.lbf/lbm



Tenaga pompa, P =



Ws.Q.ρ (16,535)(0,558)(62,16) = = 1,042 Hp 550 550



Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =



1,042 =1,042 Hp 0,8



17. Tangki kaporit (F-490) Fungsi : untuk membuat larutan tangki kaporit. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 -Kondisi penyimpanan: -Temperatur



: 300C



- Tekanan



: 1 atm



- Ca(ClO) 2 yang digunakan memiliki konsentrasi 50% (% berat) - Densitas Ca(ClO) 2 (ρ) = 1.272 kg/m3 = 79,411 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa Ca(ClO) 2 (F) = 0,0004 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan:



Universitas Sumatera Utara



Ukuran tangki Volume air, Va =



0,0004 kg/jam x 24jam/hari x 1 hari = 0,007 m3 3 0,1 x 1.272 kg/m



Volume tangki Vt = 1,2 x 0,007 m3 = 0,0084 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=



1 2 πD H 4



0,0084 m3 =



1 πD2(3/2D) 4



0,0084 m3 = 3/8 πD3 D = 0,192 m Maka: D = 0,192 m = 0,629 ft H = 0,288 m = 0,944 ft Tinggi air dalam tangki =



0,007 m 3 1 π (0,192 m) 2 4



= 0,025 m



Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S)



= 18.750 psi



- Effesiensi sambungan (E)



= 0,8



- Faktor korosi



= 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



- Tekanan hidrostatik, po



= 1 atm = 14,7 psi



- Faktor keamanan tekanan



= 20%



- Tekanan desain, P



= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi



Tebal dinding silinder tangki:



Universitas Sumatera Utara



t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(17,64 psi)(0,629 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,129 in 2(18750 psi)(0,8) − 1,2(17,64 psi)



18. Tangki Penampungan air umpan ketel (L-501) Fungsi : untuk menampung air umpan ketel sebelum didistribusikan. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B -Kondisi penyimpanan: -Temperatur



: 300C



- Tekanan



: 1 atm



- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 ……………………..…………..(Perry, 1997) - Laju alir massa air umpan ketel = 48.122,28 kg/jam - Kebutuhan perancangan : 1 hari - Faktor keamanan : 20% Perhitungan: Ukuran tangki Volume air, Va =



48.122,28 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 11,821 m3 3 995,68 kg/m



Volume tangki Vt = 1,2 x 11,821 m3 = 14,852 m3 Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=



1 2 πD H 4



14,185 m3 =



1 πD2(3/2D) 4



14,185 m3 = 3/8 πD3



Universitas Sumatera Utara



D = 2,293 m Maka: D = 2,293 m = 7,522 ft H = 3,438 m = 11,279 ft Tinggi air dalam tangki =



11,821 m 3 1 π (2,293m) 2 4



= 2,864 m



Tebal dinding tangki Tekanan hidrostatik: P=ρxgxl = 995,68 kg/m3 x 9,8 m/det x 2,864 m = 27.945,949 Pa = 27,945 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 27,945 kPa + 101,325 kPa = 129,27 kPa Faktor kelonggaran = 5% Tekanan desain, P = (1,05)(129,27) = 129,27 kPa Join efisiensi = 0,8…………………………………....(Brownell & Young, 1959) Allowble stress = 12.750 psi = 87.099,98 kPa………..(Brownell & Young, 1959) Tebal dinding tangki: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(135,733 kPa)(8,507 ft)(12 in/ft) + 0,125 in = 0,213 in 2(87.099,98 kPa)(0,8) − 1,2(135,733 kPa)



Dari tabel 5.4 Brownell & Young dipilih tebal tangki 4/16



19. Pompa Air umpan ketel Fungsi : untuk memompakan air dari tangki air umpan ketel ke dearator. Jenis : Pompa sentrifugal



Universitas Sumatera Utara



Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur



: 300C



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 40.101,9 kg/jam = 0,394 lbm/det 24,512 lbm/det F = 0,394 ft3/det = 3 ρ 62,16 lbm/ft



Laju alir volume (Q) =



Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,394)0,45 x (62,16)0,13 = 4,387 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal



= 5 in



- Schedul pipa



= 40



- Diameter dalam (ID)



= 5,047 in = 0,419 ft



- Diameter luar (OD)



= 5,563 in = 0,462 ft



- Luas penampang (a 1 )



= 0,139 ft2



- Bahan konstruksi



= comercial steel



Q 0,558 ft 3 /det Kecepatan linier, v = = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2 Bilangan Reynold, N RE =



= N RE



ρvD µ



(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam



= 194.304,233



Universitas Sumatera Utara



Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013



Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 1,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 3,25 ft Panjang pipa total (∑L) = 25 + 5,447 + 25,14 + 1,5 + 3,25 = 60,337 ft



Faktor gesekan,



fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (60,337) F= = 1,622 ft .lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(4,014) Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft Static head, ∆z.



Velocity head,



g = 15 ft.lbf/lbm gc



Δv 2 =0 2gc



Universitas Sumatera Utara



Pressure head,



Ws



ΔP =0 ρ



Δv 2 ΔP g = ∆z. + + +F gc 2gc ρ = 15 + 0 + 0 + 1,622 = 16,622 ft.lbf/lbm



Tenaga pompa, P =



Ws.Q.ρ (16,622)(0,394)(62,16) = = 0,740 Hp 550 550



Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =



0,740 = 0,925 Hp 0,8



20. Daerator (E-510) Fungsi: Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi: carbon steel SA-53, Grade B Kondisi pelarutan: - Temperatur - Tekanan Laju massa air



: 900C : 1 atm



= 592,214 kg/jam



Densitas air = 995,68 kg/jam = 40.101,9 lbm/ft3……..……(Perry, 1997) Kebutuhan perancangan = 1 hari Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Ukuran tangki: Volume larutan, V 1 =



40.101,9 kg/jam x 24 jam/hari x 1 hari = 96,959 m3 3 995,68 kg/m



Volume tangki (Vt) = 1,2 x 96,659 m3 = 115,990 m3



Universitas Sumatera Utara



Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V=



1 2 πD H 4



115,99 m3 =



1 3 πD2 D 4 2



115,99 m3 =



3 πD3 8



D = 4,618 m Maka: D = 4,618 m = 15,150 ft H = 6,927 m = 22,726 ft Tebal dinding tangki Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: -



Allowble working stress (S) = 18.750 psi



-



Effesiensi sambungan (E)



-



Faktor korosi = 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)



-



Tekanan hidrostatik, Po



= 1 atm =14,7 psi



-



Faktor keamanan tekanan



= 20%



-



Tekanan desain, P



= 0,8



= 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi



Tebal dinding silinder tangki: t=



PD + CA 2 SE -1,2P



t=



(17,64 psi )(15,150 ft )(12 in / ft ) + 0,125 in = 0,231 in 2(18750 psi )(0,8) − 1,2(17,64 psi )



Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki ¼ in.



Universitas Sumatera Utara



21 Pompa Daerator (E-511) Fungsi : untuk memompakan air dari dearator ke ketel uap. Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur



: 300C



Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3…………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam……………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 40.101,9 kg/jam = 0,394 lbm/det Laju alir volume (Q) =



24,512 lbm/det F = = 0,394 ft3/det 3 ρ 62,16 lbm/ft



Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,394)0,45 x (62,16)0,13 = 4,387 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal



= 5 in



- Schedul pipa



= 40



- Diameter dalam (ID)



= 5,047 in = 0,419 ft



- Diameter luar (OD)



= 5,563 in = 0,462 ft



- Luas penampang (a 1 )



= 0,139 ft2



- Bahan konstruksi



= comercial steel



Q 0,558 ft 3 /det Kecepatan linier, v = = = 4,014 ft/det a1 0,139 ft 2 Bilangan Reynold, N RE =



ρvD µ



Universitas Sumatera Utara



= N RE



(62,16 lbm/ft 3 )(4,014 ft/det)(0,419 ft)(3600 det/jam) 1,937 lbm/ft.jam



= 194.304,233



Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013



Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk N Re = 194.304,233 dan ε/D = 0,0013 diperoleh f = 0,045 Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus L 1 = 25 ft - 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L 2 = 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft - 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft - 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L4 = 1,5 ft - 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 = 3,25 ft Panjang pipa total (∑L) = 25 + 5,447 + 25,14 + 1,5 + 3,25 = 60,337 ft Faktor gesekan,



F=



fv 2 ΣL (0,045)(4,014) 2 (60,337) = 1,622 ft .lbf/lbm = 2gcD 2(32,174)(4,014)



Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft



Universitas Sumatera Utara



Static head, ∆z.



g = 15 ft.lbf/lbm gc



Velocity head,



Δv 2 =0 2gc



Pressure head,



ΔP =0 ρ



Ws



= ∆z.



Δv 2 ΔP g + + +F gc 2gc ρ



= 15 + 0 + 0 + 1,622 = 16,622 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P =



Ws.Q.ρ (16,622)(0,394)(62,16) = = 0,740 Hp 550 550



Untuk efesiensi pompa 80%, maka: Tenaga pompa yang dibutuhkan =



0,740 = 0,925 Hp 0,8



22 Boiler (Q-440) Fungsi



: Menyediakan uap untuk keperluan proses



Jenis



: Water tube boiler



Bahan konstruksi



: Carbon steel



Data : Uap jenuh yang digunakan bersuhu 1500C pada tekanan 101,33 Kpa (14,7 Psi). Dari steam table, Smith, 1987, diperoleh kalor laten steam 1180,26 Btu/lbm. Kebutuhan uap = 40.101,9 Kg/jam = 88.408,582 lbm/jam Perhitungan: Menghitung daya ketel uap: 34,5 x P x 970,3 W= H



Universitas Sumatera Utara



Dimana: P = Daya boiler, Hp W = Kebutuhan uap,lbm/jam H = Kalor laten, Btu/lbm Maka: P=



88.408,582 lbm/jam x 1180,26 btu/lbm 34,5 x 970,3



P = 311,707 Hp Menghitung jumlah tube: Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 10 ft2/Hp……..(Kern,1965) = 311,707 Hp x 10 ft2/Hp = 3117,07 ft2 Direncanakan dengan menggunakan tube dengan spesifikasi: Panjang tube, L = 20 ft Diameter tube = 3 in Luas permukaan pipa, a = 0,917 ft2/ft Sehingga jumlah tube: 3117,07 ft 2 A NE = = = 169,96 buah L x a 20 ft x 0,917ft 2 /ft Maka jumlah tube yang dibutuhkan sebanyak 170 buah.



Universitas Sumatera Utara



LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI



Dalam rencana Pra Rancangan Unit Sterilisasi (Sterilizer) pada Pabrik Kelapa Sawit digunakan asumsi sebagai berikut: 1. Pabrik beroperasi selama 330 hari. 2. Kapasitas pengolahan unit sterilisasi 30 ton/jam TBS. 3. Perhitungan didasarkan pada harga alat terpasang. 4. Harga alat disesuaikan dengan basis Maret 2008 dimana nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah US$ 1 = 9.950,-



L.E.1. Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) L.E.1.1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) A. Biaya Tanah Lokasi Pabrik Harga tanah lokasi pabrik



= Rp.250.000/m2



……(Sumber: Galang, 2008)



Luas tanah yang diperlukan = 1.377 m2 Harga tanah seluruhnya



= 1.377 m2 x Rp 250.000/m2 = Rp 344.250.000,-



Biaya peralatan tanah 10% dari harga tanah seluruhnya (Petter & Timmerhaus,2004). Biaya perataan tanah = 0,1 x Rp 344.250.000,- = Rp 34.425.000,Total biaya tanah



= Rp 344.250.000,- + Rp 34.425.000,= Rp 378.675.000,-



LE-1



Universitas Sumatera Utara



B. Harga Bangunan Perincian harga bangunan dapat dilihat pada tabel LE-1 Tabel LE-1. Perincian Harga Bangunan No 1 2 3 4 5



Jenis area Luas Harga Areal Proses Unit Sterilisasi 700 500.000 Unit Pengolahan air 500 300.000 Ruang Kontrol dan Listrik 25 450.000 Ruang Boiler 85 400.000 Jalan 67 250.000 TOTAL



Jumlah 350.000.000 150.000.000 11.250.000 34.000.000 16.750.000 562.000.000



C. Perincian Harga Peralatan Harga peralatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut: I Cx = Cy  x I  y Dimana: C x



 X 2   X  1



  



m



= Harga alat pada tahun pembelian (2008)



Cy



= Harga alat pada kapasitas yang tersedia



Ix



= Indeks harga pada tahun 2008



Iy



= Indeks harga pada tahun yang tersedia



X1



= Kapasitas alat yang tersedia



X 2 = Kapasitas alat yang diinginkan m



= Faktor eksponensial untuk jenis alat yang tersedia



Untuk menghitung semua harga peralatan pada pabrik, digunakan metode Marshall R Swift Equipment Cost Indeks, Indeks yang digunakan adalah Chemical Engineering Plant Cost Indeks (Timmerhaus, 2004).



Universitas Sumatera Utara



Tabel LE.2. Harga Indeks Marshall dan Swift Yi2 929681,64 986843,56 1055756,25 1079728,81 1116826,24 1127631,61 1141264,89 1185921 1196617,21 1215506,25 11.035.777,46



Tahun Yi Xi 1993 964,2 1 1994 993,4 2 1995 1027,5 3 1996 1039,1 4 1997 1056,8 5 1998 1061,9 6 1999 1068,3 7 2000 1089,0 8 2001 1093,9 9 2002 1102,5 10 Total 10.496,6 55 Sumber: Timmerhaus, 2004



Xi2 1 4 9 14 25 36 49 64 81 100 385



Yi.Xi 964,2 1986,8 3082,5 4156,4 5284 6371,4 7478,1 8712 9845,1 11025 58.905,5



Untuk mencari indeks harga pada tahun 2008 digunakan metode Regresi



(n. ∑ X .Y ) − (∑ X . ∑ Y ) {(n. ∑ X − ( ∑ X ) }x {n. ∑ Y − (∑ Y ) )}



Koefisien Korelasi, yaitu :



r=



i



2



i



i



i



2



2



2



i



r=



i



i



i



(10 x 58905,5) − (55 x 10496,6)



{(10 x 385 ) − 55 }x {(10 x11035777,46) − (10496,6) } 2



2



= 0,97



Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linear antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah Persamaan Regresi Linear. Persamaan umum Regresi linear adalah Y = a + b X Dengan : Y X



= Indeks harga pada tahun yang dicari (2008) = Variabel tahun ke n –1



A, b = Tetapan persamaan regresi Dimana a dan b dapat dicari dengan menggunakan rumus :



Universitas Sumatera Utara



a=



a= b= b= y= x=



( ∑ X x ∑ Y ) − (∑ X



( n.∑ X i ) − ( ∑ X i )2 2



i



i



i



x Yi



)



2



(385 x 10496,6) − (55 x 5890,5) = 971,38 (10 x 385) − 55 2



(n x ∑ X i .Yi ) − (∑ X i x ∑ Yi ) ( n . ∑ X i ) − (∑ X i ) 2 2



(10 x 5890,5) − (55 x 10496,6) =14,23 (10 x 385) − 55 2



∑Y



i



n



=



10496,6 =1049,66 10



(Y − a ) 1094,66 − 971,38 = = 5,5 14,23 b



Dengan demikian harga indeks pada tahun 2008 ( n = 14 tahun yang ke-14 maka X = 13 ) adalah : Y = 971,38 + ( 14,23 x 13 ) = 1156,37 Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya (m) dianggap 0,6 ( Timmerhaus, 2004 ). Contoh perhitungan estimasi harga peralatan : Nama alat



: Sterilizer



Jumlah



: 2 buah



Volume tangki (X 2 ) : 22 m3 1 US $



: Rp 9950 ;-



Untuk Sterilizer, volume tangki yang disediakan



Universitas Sumatera Utara



X1



= 10 m2



Cy



= 7 x 104 US $



Ix



= 1156,7



Iy



= 1102,5



m



= 0,6



maka tangki Sterilizer pada tahun 2008 :



 22  C x = US $ 70.000 x    10 



0.6



 1156,7     1102,5 



C x = US $117.867 x 9950 C x = Rp 1.172.780.852 ;− Dengan cara yang sama perkiraan harga alat proses yang lainnya dapat dilihat pada tabel LE-3 dan tabel LE-4 untuk perkiraan harga peralatan utilitas pada Pra Rancangan Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit.



Tabel LE-3. Perkiraan Harga Peralatan Proses No 1



Nama alat Harga/unit Sterilizer 1.172.780.852 TOTAL



Unit Harga alat 2 2.345.561.704 2.345.561.704



Tabel LE-4. Perincian Harga Peralatan Utilitas No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.



Nama Alat Pompa Sumur Bor Bak Pengendapan Clarifier Tangki Pelarutan Alum Tangki Pelarutan Soda Abu Pompa Bak Pengendapan Sand Filter Pompa Clarifier Menara Air Pompa Sand Filter



Unit 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1



Harga Total Harga 3,500,000 3,500,000 18,987,254 18,987,254 12,589,748 12,589,748 16,689,000 16,689,000 14,500,000 14,500,000 3,500,000 3,500,000 9,587,365 9,587,365 3,500,000 3,500,000 25,625,300 25,625,300 3,500,000 3,500,000



Universitas Sumatera Utara



11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.



Kation Exchanger Tangki Pelarutan Asam Sulfat Pompa Menara Air Anion Exchanger Tangki Pelarutan NaOH Pompa Kation Exchanger Tangki Kaporit Tangki Penampungan air Umpan Ketel Daerator Pompa Daerator Boiler Tangki Air Panas Pompa Tangki Air Panas Genset TOTAL



1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3



25,897,351 698,698,587 3,500,000 36,982,000 13,562,400 3,500,000 15,897,000 6,100,752 19,859,640 3,500,000 368,254,875 368,251,900 3,500,000 180,658,000



25,897,351 698,698,587 3,500,000 36,982,000 13,562,400 3,500,000 15,897,000 6,100,752 19,859,640 3,500,000 368,254,875 368,251,900 3,500,000 541,974,000 2,221,457,172



Untuk harga alat sampai di lokasi maka harga alat proses dan utilitas harus ditambahkan biaya-biaya sebagai berikut: Biaya transportasi



= 5%



Biaya asuransi



= 1%



Bea masuk



= 15%



Ongkos bongkar muat



= 0,5%



PPN



= 10%



PPh



= 10%



Biaya Gudang pelabuhan



= 0,5%



Biaya transportasi lokal



= 0,5%



Biaya tak terduga



= 0,5% +



Total



= 43%……………………(Timmerhaus, 1991)



Total harga peralatan = Rp 2.345.561.704,- + Rp 2.221.457.172,= Rp 4.567.018.876,-



Universitas Sumatera Utara



Harga alat sampai dilokasi pabrik: = 1,43 x (total harga peralatan proses dan utilitas) = 1,43 x Rp 4.567.018.876 = Rp 6.530.836.993,Biaya pemasangan alat diperkirakan 10% dari harga alat sampai di lokasi pabrik: = 0,1 x Rp 6.530.836.993,= 653.083.699,Harga peralatan proses dan utilitas terpasang (HPT): = Rp 6.530.836.993 + Rp 653.083.699 = Rp 7.183.920.693,-



D. Harga Alat Instrumentasi Diperkirakan 5% dari HPT:



………………………..(Timmerhaus,1991)



= 0,05 x Rp 7.183.920.693 = Rp 359.196.035,E. Biaya Perpipaan Diperkirakan 10% dari HPT:



………………………..(Timmerhaus,1991)



= 0,1 x Rp 7.183.920.693 = Rp 718.392.069,F. Biaya Instalasi Listrik Diperkirakan 5% dari HPT:



………………………..(Timmerhaus,1991)



= 0,05 x Rp 7.183.920.693 = Rp 359.196.035,G. Biaya Insulasi Diperkirakan 5% dari HPT:



………………………..(Timmerhaus,1991)



= 0,05 x Rp 7.183.920.693 = Rp 359.196.035,H. Biaya Inventaris kantor Diperkirakan 2% dari HPT:



………………………..(Timmerhaus,1991)



= 0,02 x Rp 7.183.920.693 = Rp 143.678.414,-



Universitas Sumatera Utara



I. Biaya Perlengkapan Pemadam Kebakaran Diperkirakan 2% dari HPT:



………………………..(Timmerhaus,1991)



= 0,02 x Rp 7.183.920.693 = Rp 143.678.414,J. Sarana Transportasi Tabel LE-5. Sarana Transportasi Jenis Kenderaan Kepala Bagian Produksi Kepala Seksi Utilitas Kepala Seksi Unit Sterilasi



Total MITL



Jenis Honda Civic Daihatsu Taff Gt Daihatsu Taff Gt TOTAL



Unit 1 1 1



Harga/unit 285.000.000 200.000.000 200.000.000



Jumlah 285.000.000 200.000.000 200.000.000 685.000.000



=A+B+C+D+E+F+G+H+I+J = Rp 378.675.000 + Rp 562.000.000 + Rp 7.183.920.693 + Rp 359.196.035 + Rp 718.392.069 + Rp 359.196.035 + Rp 359.196.035 + Rp 143.678.414 + Rp 143.678.414 + Rp 685.000.000 = Rp. 10.892.932.695,-



L.E.1.2. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL) A. Pra Investasi Diperkirakan 5% dari MITL



…………………….(Timmerhaus,1991)



= 0,05 x Rp 10.892.932.695 = Rp 544.646.635,B. Engineering dan Supervisi Diperkirakan 5% dari MITL



…………………….(Timmerhaus,1991)



= 0,05 x Rp 10.892.932.695 = Rp 544.646.635,C. Biaya Konstruksi Diperkirakan 5% dari MITL



…………………….(Timmerhaus,1991)



Universitas Sumatera Utara



= 0,05 x Rp 10.892.932.695 = Rp 544.646.635,D. Biaya Tak Terduga Diperkirakan 10% dari MITL



…………………….(Timmerhaus,1991)



= 0,1 x Rp 10.892.932.695 = Rp 1.089.293.270,Total MITTL = A + B + C + D = Rp 544.646.635 + Rp 544.646.635 + Rp 544.646.635 + Rp 1.089.293.270 = Rp 2.723.233.174,Total MIT



= MITL + MITTL = Rp 10.892.932.695,- + Rp 2.723.233.174,= Rp13.616.165.869,-



L.E.2. Modal Kerja/Working Capital Modal kerja dihitung untuk mengoperasikan pabrik selama 3 bulan : A. Persediaan bahan baku proses dan utilitas  Soda Abu Kebutuhan = 1,563 kg/jam Harga



= Rp 7100 / kg ………….……………….(CV.Rudang jaya,2008)



Harga total = 90 hari x 1,563 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 7.100/kg = Rp 23.970.163, Alum Al 2 (SO 4 ) 3 Kebutuhan = 2,895 kg/jam Harga



= 8000 /kg ………………………………(CV.Rudang jaya,2008)



Harga total = 90 hari x 2,895 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 8000/kg = Rp 50.025.600,-



Universitas Sumatera Utara



 Kaporit Harga



= 0,0004 kg/jam = 7000 /kg………………………..…(CV.Rudang jaya,2008)



Harga total = 90 hari x 0,0004 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 7000 /kg = Rp 60.480, H 2 SO 4 Harga



= 91,887 kg/jam…………………….……(CV.Rudang jaya,2008) = Rp 365.000/liter



Total kebutuhan =



91,887 kg/jam 1000 L = 50 liter/jam x 1822,1898 kg/m 3 1 m 3



Harga total = 90 hari x 50 L/jam x 24 jam/hari x Rp365.000/L = Rp 39.756.203.782, NaOH Harga



= 0,025 kg/jam = Rp 20.000 /kg



………………………(CV.Rudang jaya,2008)



Harga total = 90 hari x 0,025 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 20.000/kg = Rp 1.080.000,• Solar Harga



= 2.455,287 L/hari = 5000/L



Harga Total = 2.455,287 L/hari x 90 hari x 5000/L = Rp 1.104.879.150,Harga total bahan baku selama 3 bulan = Rp 40.936.219.175,Harga total Pertahun = 4 x Rp 40.936.219.175 = Rp 163.744.878.700,-



Universitas Sumatera Utara



B. Kas 1. Biaya untuk Gaji Tabel LE-6. Sistem Gaji Karyawan No. 1. 2. 3. 4



Jabatan Kepala Bagian Proses Kepala Seksi Unit Sterilisasi Kepala Bagian Utilitas Karyawan TOTAL



Jumlah 1 1 1 12 15



Gaji/bln 10.000.000 8.000.000 8.000.000 1.500.000



Jumlah 10.000.000 8.000.000 8.000.000 18.000.000 44.000.000



a. Total gaji pegawai Untuk 1 bulan



= 1 x Rp 44.000.000 = Rp 44.000.000,-



Untuk 3 bulan



= 3 x Rp 44.000.000 = Rp 132.000.000,-



b. Biaya Administrasi umum Diperkirakan 20% dari 3 bulan gaji pegawai ………(Timmerhaus, 1991) = 0,2 x Rp 132.000.000 = Rp 26.400.000,c. Biaya pemasaran Diperkirakan 15% dari harga gaji karyawan selama 3 bulan: = 0,15 x Rp 132.000.000 = Rp 19.800.000,d. Pajak bumi dan bangunan (PBB). Perhitungan pajak bumi dan bangunan menurut UU No.2 tahun 2000 JO.UU No.21 tahun 1997, maka: Tanah Luas tanah



= 1.377 m2



Luas tanah tidak kena pajak = jalan = 67 m2 Luas tanah kena pajak



= Luas tanah total – Luas tanah tidak kena pajak = 1.377 m2 – 67 m2 = 1.310 m2



Universitas Sumatera Utara



Pajak tanah



= 70% dari harga tanah = 0,7 x Rp 250.000/m2 = Rp 175.000/m2



Total NJOP tanah



= Rp 175.000/m2 x 1.310 m2 = Rp 229.250.000,-



Bangunan Luas bangungan



= 1.377 – 1000 = 377 m2



Pajak bangunan



= Rp 250.000/m2



NJOP bangunan



= Rp 377 m2 x Rp 250.000/m2 = Rp 94.250.000,-



Total NJOP bangunan = Rp 94.250.000,NJOP untuk perhitungan PBB = NJOP tanah + NJOP Bangunan = Rp 229.250.000 + Rp 94.250.000 = Rp 323.500.000,Nilai jual kena pajak (NJKP) = 20% NJOP untuk perhitungan PBB = 0,2 x Rp 323.500.000 = Rp 64.700.000,PBB yang terhitung



= 0,5% NJKP = 0,005 x Rp 323.500.000 = Rp 1.617.500,Tabel LE-7. Perincian Biaya Kas No. Jenis Biaya 1. Gaji pegawai 2. Administrasi umum 3. Pemasaran 4. Pajak bumi bangunan Total



Jumlah 132.000.000 26.400.000 19.800.000 1.617.500 179.817.500



C. Biaya Start Up Diperkirakan 3% dari MIT …………………………(Timmerhaus,1991) = 0,03 x Rp 13.616.105.869,- = Rp 408.484.976,-



Universitas Sumatera Utara



Tabel LE-8. Perincian Modal Kerja (Working Capital) No. Jumlah biaya 1. Bahan baku dan Utilitas 2. Kas 3. Start up Total



Jumlah 40.936.219.175 179.817.500 408.484.976 41.524.521.651



Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 13.616.165.869,- + Rp 41.524.521.651,= Rp 55.140.687.520,-



Universitas Sumatera Utara



Steam Exchaus SteamValve 2



Tandan Buah Sawit (TBS)



4



STERILIZER



5



TBS yang sudah direbus



1



3



Komposisi



Condensate /Dearation valve



Masuk (kg/jam) Alur 1



Alur 2



Keluar (kg/jam) Alur 3



Alur 4



Alur 5



Minyak



-



8.178



56,942



-



-



Air



-



-



10.058,975



-



456,72



TBS



30.000



-



-



-



-



TBS masak



-



-



-



-



25.943,28



Kotoran



-



-



237,084



-



-



Exshaust steam



-



-



-



1.425



-



30.000



8.178



10.353



1.425



26.400



Jumlah



Universitas Sumatera Utara



STRUKTUR ORGANISASI UNIT STERILISASI PADA PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS PENGOLAHAN 30 TON/JAM



Kepala Bagian Produksi



Kepala Seksi Unit Sterilisasi Karyawan/ Operator



Kepala Seksi Pengolahan Air Karyawan/ Operator



Gambar 9.1 Srtuktur Organisasi Unit Sterilisasi pada Pabrik Kelapa Sawit



Universitas Sumatera Utara