Akril Amida

8/17/2019 Akril Amida

1/141

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 10000 ton / tahun

= 30303,0303 kg/hari = 1262,6263 kg/jam

Waktu operasi = 330 hari

Basis perhitungan = 1 hari produksi (24 jam)

Tabel LA.1 Data Berat Molekul Bahan

No. Rumus Molekul BM

1. C3H3 53 N

2. H2SO 984

3. H2 18O

4. C3H7 NSO 1695

5. NH 173

6 (NH4)2SO 1324


2/141

6 (NH4)2SO 1324

1 mol H2O

1 molH2SO4

H2SO

4

F4

Berikut ini adalah perhitungan neraca massa pada setiap peralatan proses.

1. Mixture Tank (MT-01)

Fungsi : Sebagai tempat untuk mengencerkan asam sulfat pekat

Pengenceran dilakukan dengan mencampurkan 1 mol H2SO4(p) dan 1 mol

H2

H

O. Asam sulfat yang diumpankan adalah 25,3638 kmol/jam, maka banyaknya

air yang ditambahkan :

2O ditambahkan = 18 x 25,3638 = 456,5481 kg/jam

F2

F3


3/141

Tabel LA.2 Neraca Massa pada Mixture Tank (MT-01)

KomponenMasuk (Kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 2 Alur 3 Alur 4

H2SO 2435,9376 4 2435,9376

H2 49,7130O 456,5481 506,2611

Total2485,6506 456,5481

2942,19872942,1987

2. Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (R-01)

Fungsi : Sebagai tempat reaksi akrilonitril dengan asam sulfat yang telah

diencerkan

Kondisi operasi : Temperatur = 90 o

Tekanan = 1 atm

C


4/141

H2O dalam H2SO4

H

= 0,02 x 2485,6506 = 49,7130 kg/jam

2

H

O dibutuhkan = 18 x 25,3638 = 456,5481 kg/jam

2

= 519,8397 kg/jam

O total = (13,5786 + 49,7130 + 456,5481) kg/jam

Konversi 90%

C3H3

= 1209,852 kg/jam

N yang bereaksi = 0,9 x 25,3638 = 22,8274 kmol/jam

C3H3

= 134,4280 kg/jam

N yang sisa = 1344,2804 kg/jam - 1209,852 kg/jam

H2SO4

H

yang bereaksi = 98 x 22,8274 = 2237,0856 kg/jam

2SO4

= 198,8520 kg/jam

yang sisa = 2435,9376 kg/jam - 2237,0856 kg/jam

= 2,0291 kmol/jam

H2

H

O bereaksi = 18 x 22,8274 = 410,8933 kg/jam

2

108 9464 k /j

O sisa = 519,83968 kg/jam - 410,8933 kg/jam


5/141

3.

Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (R-02)

Fungsi : meningkatkan konversi reaksi akrilonitril dengan asam sulfat yang

telah diencerkan dari reaktor alir tangki berpengaduk 1.

Konversi 97,4%

C3H3

= 1309,329 kg/jam

N yang bereaksi = 0,974 x 25,3638 = 24,7043 kmol/jam


6/141

Tabel LA.4 Neraca Massa pada Reaktor 2 (R-02)

KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 5 Alur 6

H2SO 198,85204 14,9139

C3H7 NSO 3857,83125 4175,0307

C3H3 134,4280 N 34,951

H2 108,9464O 75,1619

Total 4300,058 4300,058

3. Reaktor Netralisasi (R-03)

Fungsi : memisahkan akrilamida sulfat menjadi akrilamida dan ammonium

sulfat


7/141

NH3

H

umpan = 0,3 x 839,9470 = 251,9841 kg/jam

2

NH

O dalam amoniak = 0,7 x 839,9470 = 587,9629 kg/jam

3

= 0,3 x 24,7043 = 7,4113 kmol/jam

yang bereaksi = 0,5 x 49,4086 = 24,7043 kmol/jam

=125,9920 kg/jam

NH3

= 125,9920 kg/jam

sisa = 251,9841 kg/jam - 125,9920 kg/jam

F6 H2

= 512,8010 kg/jam

O total = 587,9629 kg/jam - 75,1619 kg/jam

F6 = F4 + F

= 4300,0577 kg/jam + 839,9470 kg/jam

5

= 5140,00 kg/jam

NH3 sisa + C3H3 N + H2SO4 + H2

= 688,6583 kg/jam

O = (125,9920 + 34,951 + 14,9139 + 512,8010)

F6

= 4451,3464 kg/jam

akrilamida + amonium sulfat = 5140,00 kg/jam – 688,6583 kg/jam

l k il id l i lf t


8/141

Tabel LA.5 Neraca Massa pada Reaktor Netralisasi (R-03)

KomponenMasuk (Kg/jam)

Keluar

(kg/jam)

Alur 6 Alur 7 Alur 8

H2SO 14,91394 14,9139

C3H7 NSO 4175,03075

(NH4)2SO4 2894,4716

NH3 251,9841 125,9920

C3H5 NO 1556,8749

C3H3 34,951 N 34,951

H2 75,1619O 587,9629 512,8010

Total4300,058 839,9470

5140,005140,00

4. Centrifuge (CF-01)

F i U t k i hk k il id d i lf t


9/141

Bahan yang masuk:

F6 C3H5

F

NO = 1556,8749 kg/jam

6 (NH4)2SO4

F

= 4341.7073 kg/jam

6 H2

F

O = 512,8010 kg/jam

6 NH3

F

= 125,9920 kg/jam

6 C3H3

F

N = 34,951 kg/jam

6 H2SO4

F

= 14,9139 kg/jam

6

Total = 5140,00 kg/jam

Bahan yang keluar

F7a C3H5 NO = F6 C3H5

F

NO = 1556,8749 kg/jam

8

(NH4)2SO4 = F6

(NH4)2SO4

Laju alir NH

= 2894,4716 kg/jam

3

Laju alir C

dalam air pengotor = 0,02 x 125,9920 = 2,5198 kg/jam

3H3

Laju alir air dalam air pengotor

N dalam air pengotor = 0.02 x 5,.427 = 1,0485 kg/jam

= (2/98 x (2894,4716 + 14,9139)) - ((0,02 x 129,4118) + (0,02 x 35,900))

59 3752 k /j 3 2189 k /j


10/141

Tabel LA.6 Neraca Massa pada Centrifuge (CF-01)

KomponenMasuk (kg/jam) Keluar (Kg/jam)

Alur 8 Alur 9a Alur 10

H2SO 14,91394 14,9139

Air pengotor 59,3752

(NH4)2SO 2894,47164 2894,4716

NH 125,99203 123,4722

C3H5 1556,8749 NO 1556,8749

C3H3 34,951 N 34,252

H2 512,8010O 456,6447

Total 5140,00

2171,2440 2968,7607

5140,00

5. Washer (W-01)

Fungsi : untuk membersihkan amonium sulfat dari zat-zat lain yang mungkin

t ik t


11/141

Air pengotor = 59,3752 kg/jam

F9 = 1.5 x F

=

8

= 4453,141 kg/jam

1,5 x 2968,7607 kg/jam

Bahan yang keluar

F10 (NH4)2SO4

asumsi air terikut bersama amonium sulfat 1% dari air pencuci

= 2312,8208 kg/jam

F10 H2

= 44,5314 kg/jam

O = 0,01 x 4453,141 kg/jam

F11 H2

= 4408,6096 kg/jam

O keluar = 4453,1410 kg/jam - 44,5314 kg/jam

F11

Air pengotor = 59,3752 kg/jam

Tabel LA.7 Neraca Massa pada Washer (W-01)

K

Masuk (Kg/jam) Keluar (Kg/jam)


12/141

Bahan yang masuk

F10

(NH

= 2939,0030 kg/jam

4)2SO4

H

= 2894,4716 kg/jam

2

Bahan yang keluar

O = 44,5314 kg/jam

Produk yang diinginkan adalah amonium sulfat 99% dan air 1%

H2O = 0,01 x 2939,0030 kg/jam


13/141

Tabel LA.8 Neraca Massa pada Rotary Dryer (RD-01)

Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (Kg/jam)

Alur 12Alur 14a

(ke cyclone)

Alur 14b

(dari cyclone)Alur 15

(NH4)2SO 2894,47164 14,4724 14,4724 2894,4716

H2 44,5314O 15,1414 29,3900

Total 2939,003029,6137 14,4724 2923,8616

15,1414

2939,0030

7. Crystallizer (CR-01)

Fungsi : Membentuk kristal - kristal akrilamida dari larutan induk (mother

liquor akrilamida melalui proses pendinginan


14/141

C3H5 NO(l)

H

= 1556,8749 kg/jam

2

NH

O = 456,6447 kg/jam

3

C

= 123,4722 kg/jam

3H3

N = 34,2523 kg/jam

Neraca Massa di crystalizer :

Feed masuk = Larutan + Kristal

F = S + C

Neraca massa basis air

xair . F =mpelarut . S

mpelarut

+ massa akrilamida+

BM anhidrat C

BM C3

H5

NO . H2O

(Geankoplis,1997)

0,2268 x 2013,5196 =100

100 + 215,5 S +

18

89 C

456,6447 = 0,3170 S + 0,2022 C ...............................................................(1)


15/141

C = 1582, 7287 kg/jam (kristal)

456,6447 = 0,3170 S + 0,2022 C

456,6447 = 0,3170 S + 0,2022 (1582, 7287)

136,5423 = 0,3170 S

S = 430,7908 kg/jam (larutan)

Kristal terdiri dari :

H2

= 0,2022 (1582, 7287) kg/jam

O = 0,2022 C

= 320,1024 kg/jam

C3H5

= 0,7978 (1582, 7287) kg/jam

NO = 0,7978 C

= 1262,6263 kg/jam

Impuritis = 1% dari total impuritis masuk

= 0,01 x 157,7245 kg/jam

= 1,5772


16/141

Tabel LA.9 Neraca Massa pada Crystalizer (CR-01)

Komponen

Masuk (Kg/jam) Keluar (Kg/jam)

Alur 9bKristal Larutan

Alur 16 Alur 17

C3H5 1556,8749 NO 1262,6263 294,2486

H2 456,6447O 320,1024 136,5423

Impurities 157,7245 1,5772 156,1472

Total 2171,24401584,3060 586,9381

2171,2440

8. Rotary Dryer (RD-02)

Fungsi : Untuk mengurangi kandungan air dalam akrilamida dengan cara

diuapkan sehingga didapatkan ammonium sulfat dalam fasa padat

yang murni


17/141

Bahan yang keluar

Produk yang diinginkan adalah akrilamida 99% dan air 1%

H2

= 15,8273 kg/jam

O = 0,01 x 1582,7287 kg/jam

air yang diuapkan = 320,1024 kg/jam - 15,8273 kg/jam

= 304,2752 kg/jam

asumsi akrilamida terikut bersama udara 0,5%

= 0,005 x 1262,6263 kg/jam

= 6,3131

akrilamida yang terikut bersama udara dipisahkan di cyclon dan dikembalikan ke

produk

Tabel LA.10 Neraca Massa pada Rotary Dryer (RD-02)

Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (Kg/jam)

Alur 16Alur 16a

(k l )

Alur 16b

(d i l )

Alur 17


18/141

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Basis Perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : kJ/jam

Temperatur : 250

C = 298,15 K

Neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan sebagai berikut:

- Perhitungan panas yang masuk dan keluar

Q = ∆H = ∫ n. c p.dTT1T2ref (Smith, 2005)- Perhitungan panas penguapan

Q = n. HVL (Smith, 2005)

- Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah

∫∫ ∫

22 T T T

Vll

b

dTCHdTCC dT (R kl i i 1983)


19/141

Tabel LB.1 Kapasitas panas gas

Komponen A B C D E

C3H5 NO 13,165 2,6213E-01 -8,5250E-05 -3,5101E-08 2,0435E-11

C3H3 N 18,425 1,8336E-01 -1,0072E-04 1,8747E-08 9,1114E-13

NH 33,5733 -1,2581E-02 8,8906E-05 -7,1783E-08 1,8569E-11

H2 33,933O -8,4186E-03 2,9906E-05 -1,7825E-08 3,6964E-12

(Sumber : Carl L. Yaws, 1996)

LB.1.2 Kapasitas Panas Cairan

Cp= A+ BT + CT2

+ DT∫ Cp dT21 = [a(T3

2 –T1) + b/2(T22 –T1

2) + c/3(T23 –T1

3) + d/4(T24 –T1

4

)]

Dalam hubungan ini:

Cp = kapasitas panas cairan, kJ/kmol 0

T h

K

0K


20/141

Tabel LB.3 Kapasitas Panas Cairan H2SO4

Komponen

(98 %)

Suhu, (K) Kapasitas panas, cp (J/mol K)

H2SO4

298,15

98%

138,593

300 138,948

400 158,238500 177,621

(Sumber : Barin, 1995)

LB.1.3 Estimasi Cp dengan metode Hurst dan Harrison

Perhitungan estimasi kapasitas panas padatan, Cps (J/mol.K), menggunakan

metode Hurst and Harrison dengan rumus:

Cp= ΣniΔENE=1 (Perry & Green, 1999)

Keterangan: N = Jumlah unsur dalam senyawa

i l h k l d l


21/141

Berdasarkan rumus di atas maka kapasitas panas padatan pada T = 298,15 K :

Tabel LB.5 Kapasitas panas padatan pada T = 298,15 K

Komponen ΔE (J/mol.K)

(NH4)2SO 1644

C3H5 NO 168,675

LB.1.4 Nilai Panas Reaksi Pembentukan (298,15 K)

Nilai panas reaksi pembentukan senyawa yang digunakan:

Tabel LB.6 Panas Reaksi Pembentukan Senyawa Komponen Panas Pembentukan (298,15 K)

H2SO4 -193,69 Kkal/mol -810,941292 kJ/mol

NH3 -10,96 Kkal/mol -45,887328 kJ/mol

H2 -68,3174O Kkal/mol -286,03129 kJ/mol

( 4)2 4 k l/ l k / l


22/141

Rumus: ∆Hf o (298 K) = 68,29 + ∑ jn j

Menghitung ∆Hf

∆H…………………………….(Perry, 1997)

o akrilamida sulfat

∆Hf o (298,15 K) = 68,29 + (= CH2) + (= CH-) + ( - C= O) + (-NH2) + ∆Hf o H2

∆Hf

SO4

o

= -955,491292 kJ/mol

(298,15K) = 68,29+(-19,63)+ (-37,97) +(-133,22) + (-22,02) + (-810,941292)

akrilamida

∆Hf o (298,15K) = -144,55 kJ/mol

LB. 2 PERHITUNGAN NERACA PANAS

LB.2.1 Neraca Panas di Sekitar Reaktor (R-01)


23/141

Panas Masuk

Tabel LB.8 Perhitungan Panas Masuk pada Reaktor (R-01)

Alur Komponen N (kmol/jam) ∫ 303,15298,15

(kJ/kmol) Q (kJ/jam)

1

Akrilonitril 25,3637818 -6,22824 -157,9717

Air 0,75436613 374,7054825 282,6651

4Asam Sulfat 24,8565062 4,813175 119,6387

Air 28,1256158 374,7054825 10.538,8225

Total 10.783,1546

Panas Keluar

Tabel LB.9 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor (R-01)

Alur Komponen N 363,15298,15

(kJ/kmol) Q (kJ/jam)


24/141

ΔHr = ΔHf produk - ΔHf

∆Hr

reaktan

25o

C = [∆Hf 25

oC] produk – [∆Hf 25

oC ]

∆Hr

reaktan

25o

C

∆Hr

= [-955,491292] kJ/mol– [-949,872582] kJ/mol

25o

C = -5,61871 kJ/mol

Panas reaksi = r x ∆Hr

= 22.827,4036 mol/jam x -5,61871 kJ/mol

= -128260,5609 kJ/jam

Q = r.ΔH reaksi + Qout -Qin

= [-128.260,5609 + 3.236.916,1459 – 10.783,1546] kJ/jam

= 3.097.872,4304 kJ/jam

Media pendingin yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu 303,15 K dan

keluar pada suhu 323,15 K. Air pendingin yang diperlukan :


25/141

Tabel LB.10 Neraca Panas pada Reaktor (R-01)

Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Umpan 10.783,1546

Produk 3.236.916,1459

Panas Reaksi -128.260,5609

Air pendingin 3.097.872,4304

Total 3.108.655,5850 3.108.655,5850

LB.2.2 Neraca Panas di Sekitar Reaktor (R-02)


26/141

Panas yang keluar dari reaktor 2 = panas dari reaktor 1 + panas dari reaktor 2

= (3.236.916,1459 + 2.884.406,1359) kJ/jam

= 6.121.322,2818 kJ/jam

Panas reaksi = r x ∆Hr

= 24.704,3235 mol/jam x -5,61871 kJ/mol

= -138.806,4295 kJ/jam

Q = r.ΔH reaksi + Qout - Qin

= [-138.806,4295 + 6.121.322,2818 - 3.236.916,1459] kJ/jam

= 2.745.599,7064 kJ/jam



H (323,15 K) – H (303,15 K) = [ H (323,15 K) – H (298,15 K)] – [H (303,15 K) –

H (298,15 K) ]


27/141

Tabel LB.12 Neraca Panas pada Reaktor (R-02)


Umpan 3.236.916,1459

Produk 6.121.322,2818

Panas Reaksi -138.806,4295

Air pendingin 2.745.599,7064

Total 5.982.515,8523 5.982.515,8523

LB.2.3 Neraca Panas di Sekitar Reaktor Netralisasi (R-03)


28/141

Panas keluar

Tabel LB.14 Perhitungan Panas Keluar pada Netralizer (R-03)

Komponen N (kmol/jam) ∫ 357,65298,15

(kJ/kmol) Q(kJ/jam)

Asam sulfat 0,15218269 682,80325 103,9108

Amonium sulfat 21,9278149 9758 213.971,6178

Amoniak 7,41129705 129.925,7127 962.918,0508

Akrilamida 21,9278149 1.497,63302 32.839,8196

Akrilonitril 0,65945833 242.035,7521 159.612,4922

Air 28,488947 4491,104232 127.946,8306

Total 1.497.392,7219

Persamaan reaksi dalam netralizer

C3H5 NO.H2SO4+ 2NH3 (NH4)2SO4+ C3H5 NO


29/141


30/141

LB.2.4 Neraca Panas di Sekitar Centrifuge (CF-01)


31/141

Panas keluar

Tabel LB.17 Perhitungan Panas Keluar pada Centrifuge (CF-01)


(kJ/kmol)

Q(kJ/jam)

9a

Amoniak 7,26307111 129.925,7127 943.659,6898Akrilamida 21,9278149 1.497,63302 32.839,8196

Akrilonitril 0,64626916 242.035,7521 156.420,2424

Air 25,36915 4491,104232 113.935,4968

Total 1.246.855,2486

10

Asam sulfat 0,15218269 682,80325 103,9108Air 3,119797 4491,104232 14.011,3334

Amoniak 0,14822594 129.925,7127 19.258,3609

Akrilonitril 0,013189 242.035,7521 3.192,2507

Amonium sulfat 21,9278149 9758 213.971,6175


32/141

Panas Masuk

Q = 250.537,4733 kJ/jam

Tabel LB.18 Perhitungan Panas Masuk pada Washer (W-01)

Alur Komponen N (kmol/jam)

∫ 303,15

298,15 (kJ/kmol)Q(kJ/jam)

11 Air 247,396724 374,7054825 92.700,9087

Q total = (250.537,4733 + 92.700,9087) kJ/jam

= 343.238,3820 kJ/jam

Air pendingin (air pencuci) yang digunakan adalah air yang masuk pada suhu

303,15 Air pendingin yang ditambahkan sebesar 4453,1410 kg/jam

:

=

H(323,15 K) H(303,15 K)


33/141

Panas Keluar

Tabel LB.19 Perhitungan Panas Keluar pada Washer (W-01)


(kJ/kmol) Q(kJ/jam)

10Amonium sulfat 21,9278149 6724 147.280,1206

Air 2,47396724 3087,739445 7.476,4595

Total 154.756,5801


(kJ/kmol) Q(kJ/jam)

11

Asam sulfat 0,15218269 19,27135 2,9328

Amoniak 0,14822594 19549,03458 2.735,1673

Akrilonitril 0,013189 1546,85237 20,4013

Air 248,04255 749,410967 185.723,3005

Total 188481,8019


34/141

LB.2.6 Neraca Panas di Sekitar Rotary Dryer (R-01)


35/141


36/141

Tabel LB.22 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD-01)


Umpan 154.756,5801

Produk 310.166,6805

Udara panas 155.410,1004

Total 310.166,6805 310.166,6805

LB.2.7 Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger (HE-01)


37/141


38/141

LB.2.8 Neraca Panas di Sekitar Crystalizer (CR-01)

Panas masuk Crystalizer = panas keluar heat exchanger


39/141



H (323,15 K) – H (303,15 K) = [ H (323,15 K) – H (298,15 K)] – [H (303,15 K) –

H (298,15 K) ]

=

∫[Cp H2O(l)]

323,15

298,15

dT -

∫[Cp H2O(l)]

303,15

298,15

dT

= 1878,90978 – 374,7054825 J/mol

= (1504,204297J/mol) x 1000mol/kmol /18 kg/kmol

= 83566,905 J/kg

= 83,566905 kJ/kg

Air pendingin yang diperlukan adalah:

= H(323,15 K) − H(303,15 K)

=270253,9910 kJ/jam


40/141

LB.2.9 Neraca Panas di Sekitar Rotary Dryer (RD-02)

Panas masuk

Q = 54.482,2894 kJ/jam


41/141

Neraca panas pada rotary dryer dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = NH2

Pada suhu 100

O(g) ΔHvl + Q out + Q in

O

C, tekanan 1,1 atm; ΔHvl = 2256,9 kJ/kg (Reklaitis, 1983)

NH2

= 686.718,6989 kJ/jam

O(g) ΔHvl = 2256,9 kJ/kg × 304,2752 kg/jam

Q out = Q16 + Q17 + NH2

= 42.923,3129 + 617.018,5652 + 686.718,6989 Kj/jam

O(g) ΔHvl

= 1.346.660,5770 kJ/jam

Q = Qout – Qin

= 1.346.660,5770 - 54.482,2894 kJ/jam

= 1.292.178,2876 kJ/jam

Maka untuk memenuhi kebutuhan panas ini digunakan udara panas


42/141


43/141

λ steam = Hv – Hl

= (2778,2 - 763,22) kJ/kg

= 2014,98 kJ/kg

Steam yang diperlukan adalah :

= λ pada 373,15 K = 1447588,3880 kJ/jam

2014,98 kJ/kg

m =718,413 kg/jam


44/141

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

LC.1 Tangki Penyimpanan

Ada 3 buah tangki yang digunakan dalam pabrik akrilamida, yaitu :

4. T-01 : Menyimpan akrilonitril untuk kebutuhan 15 hari

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 Grade C

5.

T-02 : Menyimpan asam sulfat untuk kebutuhan 15 hari

Bahan konstruksi : Alloy 20 CB 3

6.

T-03 : Menyimpan amoniak untuk kebutuhan 15 hari


Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Jenis sambungan : Single welded butt joints

Jumlah : 1 unit


45/141

a. Volume tangki

Volume larutan,Vl 3/ 699,727

/2415/ 1357,8590

mkg

hari jamhari jamkg ×× = = 698,5995 m

Volume tangki, V

3

t = (1 + 0,2) x 698,5995 m3 = 838,3194 m

3

b. Diameter dan tinggi shell

Direncanakan :

•

Tinggi shell : diameter (Hs

• Tinggi head : diameter (H

: D = 5 : 4)

h

-

Volume shell tangki ( V

: D = 1 : 4)

s

V

)

s π 4

1 = Di

2

V

H

s3

165 Dπ =

-

Volume 2 tutup tangki (Vh

V

)

h 224

3 x Dπ

= (Walas,1988)

-

Volume tangki (V)


46/141

Pdesign

Joint efficienc (E) = 0,8 (Brownell,1959)

= (1,05) (62,6324 + 101,325) = 172,1553 kPa

Allowable stress (S) = 12500 psia = 86184,5 kPa (Brownell,1959)

Faktor korosi = 0,125 in/tahun

Umur alat = 10 tahun

Tebal shell tangki:

in1,6816

125,010kPa)(172,15531,2kPa)(0,8) (86184,52

in)(345,208kPa)(172,1553

.1,2P2SE

PDt

=

+−

=

+−

=

x

C n

Tebal shell standar yang digunakan = 2 in (Brownell,1959)

e. Tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka tebal shell

standar yang digunakan = 2 in (Brownell,1959)


47/141

6.

P-06 : memompa fluida dari T-03 menuju R-04

7.

P-07 : memompa fluida dari R-04 menuju CF-01

8.

P-08 : memompa fluida dari CF-01 menuju HE-01

9.

P-09 : memompa fluida dari CR-01 menuju R-04

Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

SP-01

P-01

-01

*) Perhitungan untuk P-101

Kondisi operasi :

T = 300

Laju alir massa (F) = 1357,8590 kg/jam = 0,8315378 lbm/s

C

Densitas campuran (ρ) = 699,727 kg/m3 = 43,6824 lbm/ft3


48/141

Bilangan Reynold : NReµ

ρ Dv×× =

=lbm/ft.s 0,0002076

)(0,1583)/1,8304)(/43,6824( 3 ft s ft ft lbm

= 44288,3933 (Turbulen)

Untuk pipa commercial steel, harga ε = 0,000046 (Geankoplis,1983)

Pada NRe ft

ft

0,1583

000046,0 = 44288,3933 dan ε/D = = 0,001312333

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis,1983 diperoleh harga f = 0,0053

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hcα 2

12

1

2 v

A

A

−= 0,55

= 0,55 ( )( )( )174,3212

1,830401

2

− = 0,9213 ft.lbf/lbm


49/141

( ) ( ) 02

1 1212

2

1

2

2 =+∑+−

+−+− sW F PP

z zgvv ρ α

(Geankoplis,1983)

dimana : v1 = v

P

2

1 = 101,325 kPa = 2116,2281 lbf

P

/ft²

2 = 101,325 kPa = 2116,2281 lbf ρ

P∆/ft² ; = 0

∆Z = 5 ft

Maka :

( ) 0/.1,324205./.174,32

/174,320

2

2

=++++ sW lbmlbf ft ft slbf lbm ft

s ft

Ws = 6,324 ft.lbf/lbm

P = hp0,00956550

43,68240,019036,324550

QWs =××−=×× ρ

Effisiensi pompa , η= 75 % (Fig. 10.62 Coulson)

Effisiensi motor = 0,80 % (Tabel 3.1 Coulson)

Daya pompa : P = hp0,01598,075,0

0,0956=

x


50/141

LC.3 Mixture Tank (MT-01)

Fungsi : tempat mengencerkan asam sulfat pekat

Jenis : tangki berpengaduk dengan six flate blade turbine

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : cabon steel SA-285 Grade C

Jumlah : 1 unit

Perhitungan untuk MT-01:

Kondisi operasi :

Tekanan = 101,0325 kPa

Temperatur = 30 °C = 303,15 °K

Laju alir massa = 2942,1987 kg/jam

ρ campuran = 1683,21 kg/m

Kebutuhan Perancangan = 1/2 jam

3

Faktor kelonggaran = 20 %

Umur alat = 10 tahun


51/141

-

Volume tangki (V)

V = Vs + Vh

1,2435 m

3 3

96

34 Dπ =

Di

H

= 0,9448 m = 37,1969 in

s = 1,181 m

c. Diameter dan tinggi tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 0,9448 m

Hh 0,94484

1Hh×

=×

D

D = = 0,2362 m

Ht (Tinggi tangki) = Hs + 2Hh = 1,6534 m

d. Tebal shell tangki

Tinggi cairan dalam tangki =3

3

1683,21

1,0488

m

mx 1,181 m = 0,9842 m

PHidrostatik

= 1683,21 kg/m

= ρ x g x l3 x 9,8 m/det2 x 0,9842 m = 27,216 kPa


52/141

-

Perencanaan sistem pengaduk

Jenis pengaduk : turbin daun enam datar (six flate blade turbine)

Jumlah baffle : 4 buah

Untuk turbin standart (Mc Cabe, 1993), diperoleh:

Da/Dt = 1/4 ; Da = 1/4 x 3,09974 ft = 0,7749 ft

E/Da = 1 ; E = 0,7749 ft

L/Da = 1/4 ; L = 1/4 x 0,7749 = 0,1937 ft

W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 0,7749ft = 0,1550 ft

J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 3,09974 ft = 0,2583 ft

Dt = diameter tangki

Da = diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle


53/141

= 5,7501 ft.lbf/det x

550

1hp

= 0,01045 hp

Daya motor (Pm) = P/ 0,8

= 0,01045/ 0,8

= 0,013hp

LC.4 Reaktor (R-01)

Fungsi : tempat mereaksikan akrilonitril dan asam sulfat

Jenis : Continuous stirred Tank Reactor (CSTR)

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : cabon steel SA-285 Grade CJumlah : 1 unit

Perhitungan untuk R-01:

Kondisi operasi :


54/141

b.

Menghitung konsentrasi awal (C0

CA0 =FA0

FvA= 25,3638 kmol

1940,5543 liter/jam= 0,01307 kmol. jam/liter

)

CB0 =FB0

FvB=

34,86017 kmol

1940,5543 liter/jam= 0,01307 kmol. jam/liter

c. Menghitung kecepatan reaksi (-r A

A + B Produk

)

-r A = -r B = k. CA. C

Jika M = 1, maka

B

-r A = k. CA. CB = k. CA

Jika M > 1, maka

2

-r A = k. C

A

M =CB0

CA0=

0,019943 kmol. jam/liter

0,01307 kmol. jam/liter= 1,5258


55/141

e.

Menghitung volume cairan (V0

V0 =massa totalρ campuran

V0 =4300,058 kg/jam

1070,59 kg/m3

)

V0 = 4,0165 m3

/jam

f. Menghitung waktu tinggal dalam reaktor (τ)

τ = VV0

=9,1022 m3

4,0165 m3/jam= 2,2662 jam

Reaktor disusun secara seri dimana V1 = V

Space time (τ) dalam semua reaktor untuk ukuran volume (V

2

i

Untuk sistem keseluruhan :

) sama

τ N = Nτi

= 2 (2,2662) jam = 4,5324 jam

g. Menghitung Diameter (D i) dan Tinggi Reaktor (HR

Direncanakan :

)


56/141


57/141

E/Da = 1 ; E = 1,5925 ft

L/Da = 1/4 ; L = 1/4 x 1,5925 = 0,3981 ft

W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 1,5925 ft = 0,3185 ft

J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 6,3701 ft = 0,5308 ft

Dt = diameter reaktor

Da = diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle

Menentukan power motor yang dibutuhkan :

Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/det

Bilangan Reynold,

NRe)( N 2 Da ρ

=


58/141

= 0,3046 hp

Reaktor mixed flow dirancang dengan ukuran yang sama. Perbedaan densitas kecil

sehingga dapat diabaikan (є = 0).

Analog perhitungan dapat dilihat pada R-01, sehingga diperoleh :

Tabel LC.3 Spesifikasi Reaktor

Reaktor

Waktu

tinggal

(jam)

Volume

reaktor

(m3

Diameter

)

reaktor

(m)

Tinggi

tutup

(m)

Tinggi

reaktor

(m)

Jumlah

(unit)

(R – 01) 2,2662 9,1022 1,9146 0,4854 3,3978 1

(R – 02) 2,2662 9,1022 1,9146 0,4854 3,3978 1

(R – 03) 3 14,3880 2,2618 0,5654 3,9581 1

Tabel LC.4 Spesifikasi Pengaduk

Reaktor

Diameter

impeller

Tinggi

turbin

Panjang

blade

Lebar

blade

Lebar

baffle

Daya

motor


59/141

Tebal dinding jaket

Bahan : Carbon Steel Plate SA-285 grade C

H jaket = 6,4931 ft

P hidrostatik =(H − 1)ρa

144=

(6,4931 − 1)62,16144

= 2,3711 psia

P desain = (1+0,2){(14,7 psia x 1) + 2,3711 psia} = 20,0111 psia = 137,9718 kPa

Tebal dinding jaket:

in1,328

125,010kPa)181,2(137,97kPa)(0,8)0002(86.184,5

in) (77,9169kPa)(137,9718

.1,2P2SE

PDt

=

+−

=

+−

=

x

C n

Tebal jaket standar yang digunakan = 1 3/8 in (Brownell,1959)

Diameter luar jaket (D2) = D1 + 2 . tebal jaket

= 90,6669 in + ( 2 x 1,375 in )

= 93,323 in


60/141

LC.4 Centrifuge (CF-01)

Fungsi : memisahkan akrilamid sulfat menjadi akrilamida dan ammonium sulfat

Bahan : cabon steel SA-285 Grade C

Jenis : Knife-discharge bowl centrifuge

Jumlah : 1unit

Kondisi Operasi:

Tekanan : 1 atm

Temperatur :357,5 K

Laju alir = 5140,0047 kg/jam

Densitas = 884,8065 kg/m3

Laju alir volume campuran = 5,809 m

3

Desain centrifuge untuk laju > 4,9 ton/jam, rancangannya sebagai berikut (Perry

& Green, 1999) :

/jam = 25,578 galon/menit

Jenis : Knife-discharge bowl centrifuge

Diameter bowl : 68 in = 1,73 m

R : 0,86 m


61/141


62/141

-

w = 0,5 lb/in

-

Lo = 100

- ΔZ = 16,9 ft

c. Daya (Power) Belt Conveyer

P = {[0,03(L+Lo)(T+(0,03)(w)(w.v))]+(T.ΔZ)}/490

= {[0,03(32,808+100)(3,5625128 +(0,03)(0,5)(0,5x200))]+(3,5625128 x16,9)}/490

= 0,1640 Hp

Total daya = 2 Hp + 0,1640 Hp

= 2,1640 Hp

Analog perhitungan dapat dilihat pada BLC-01, sehingga diperoleh :

Tabel LC.6 Spesifikasi Belt Conveyer

Tangki

Kapasitas

conveyer

(ton/jam)

Daya

conveyer

(Hp)

Total

Daya

(Hp)

Jumlah

(unit)

(BLC – 01) 3,5625 0,1640 2,1640 1

(BLC – 02) 3,5086 0,1617 2,1617 1


63/141


64/141

1/2

Perhitungan:

Menghitung Luas Filter

V

A.tc= 2.f.∆P

tc.μ.α. Cs (Geankoplis, 1997)

= massa massa = 2939,0032894,47 = 1,0154

Cx =massa

massa

=

2894,47 kg/jam

(4482,8987 + 2939,003)kg/jam= 0,39

Cs =ρ. Cx

1 − m. Cx = 995,3249. 0,391 − 1,0154 .0,39 = 642,6511 kg padatan/m3filtrat V

= 0,778 xCx

= 0,778 x0,39

= 4,72 x 10−4 m3/s


65/141


66/141

= 329,3739 lb/jam

Panas udara masuk dryer = 37119,0648 kkal/jam

Massa velocity yang diijinkan 0,5-5 kg/m2

b. Menghitung Diameter Dryer

.s

D2 =4� . dimana; Gs = massa sudara, G = diambil 1 kg/m2.s = 738 lb/ft2= 329,37393,14

4� .738 = 0,1421 ft.s

D = 0,3770 ft = 0,1149 m

2

c. Menghitung Koefisien Perpindahan Kalor, hy

hy = 0,0128 x G

= 0,0128 x (738)

0,8

= 2,5215 Btu/ft

0,8

2

d. Log Mean Temperature Different, ΔT

.jam.F

ΔT

LMTD

LMTD = [(TG1-ts2)-(TG2-ts1)]/ln[(TG1-ts2)-(TG2-ts1

= [(120-100)-(85-66)]/ln[(85-100)-(85-66)]

)]


67/141

= 3,07005

Nilai slope (S) dari Perry (1997), daya yang diijinkan 0 cm/m - 8cm/m

diambil 0,5 cm/m = 0.0192 Ft/ft

N yang diijinkan dari Perry (1997) adalah 0,25 - 0,5 rad/s

Jadi:

θ=[0,23x600,0949 /(0.0192x(0,5)0.9

= 1578,255 detik

x10,96)]+0,6x3,07005x600,0949 x738/6479,283

g. Power Dryer, Hp

Dari Perry (1997) daya yang diijinkan: 0,5D - 1D

Diambil Hp = 1xD = 0,37700 Hp

h. Penentuan Jumlah Flight

Dari Perry (1997) range yang diijinkan: 0,6D - 2DDiambil 2D = 2x 0,3770 = 0,754018 flight = 1 flight

Analog perhitungan dapat dilihat pada RD-01, sehingga diperoleh :

Tabel LC.7 Rotary Dryer

Diameter Panjang Time off Power Jumlah


68/141

Jc = 0,75 ft

LC.10 Heat Exchanger (HE-01)

Fungsi : Mendinginkan akrilamida sebelum masuk ke cristallyzer .

Bahan : Stainless Steel type-302

Jenis : Shell and tube

a. Menentukan Dimensi Pendingin

Dari neraca panas didapat data-data sebagai berikut :

Beban Panas (Q) = 922118,9682 kj/jam

= 873996,7094 Btu/jam

Jumlah aliran produk = 2013,519557 kg/jam= 4438,976097 lb/jam

Jumlah kebutuhan air pendingin = 11034,4995 kg/jam

= 24326,49802 lb/jam

a. Menghitung ΔTLMTD


69/141

=104−86

184,1−86

= 0,1835

FT

= 0,9 ( Kern, fig 18: 828 )

b. Menentukan U

Fluida panas berupa light organic, U

D

D

Asumsi: harga U = 75 – 150 ( Kern tabel 8 : 840 )

D = 75 Btu/jamft2 0

A= =

873996,7094

7535,61 = 327,2366 ftF

Karena luas permukaan > 200 ft

2

2

OD : 11

4 in = 1,25 in

maka dipilih pendingin jenis shell and tube dengan

spesifikasi sbb. :

BW = 16

ID = 1,12 in

Flow area/tube (a’t) = 0,985 in2


70/141

Menentukan letak fluida

Laju alir fluida dingin (air) = 24326,49802 lb/jam

Laju alir fluida panas = 4438,976097 lb/jam

Karena laju alir pendingin lebih besar daripada laju alir fluida panas maka pendingin

berada pada tube.

1) Fluida panas (shell)

• Flow Area

Asumsi : Baffle spacing max = ID

C’ = PT-OD = 1,5625 in – 1,25 in = 0,3125 in

as = ID x

’144

= 37 x

0,3125371441,5625

= 1,90139 ft

2

• Mass Velocity

Gs =

=4438,976097

1,90139 = 2334,5966 lb/hr.ft2


71/141

= 4,1562

2) Fluida dingin, cooling water (tube)

• Flow Area

at = 0,985 in2

at = Nt x

144 (Tabel 10 Kern)

= 100,0417 x0,985

1442 = 0,34216 ft

• Mass Velocity

2

Gt =

=

2334,5966

1,169

= 71097,54 lb/hr.ft

2

• Menentukan Bilangan Reynold

Pada t = 122 0

µ cooling water = 0,5494 cP

F


72/141

= 217,9741

hio = hi x = 217,9741x

1,12

1,25

= 195,3048 Btu/hr.ft2.0

F

c. Clean Overall Coefficient ; Uc

Uc =ℎ ℎℎ +ℎ

=195,30484,1562195,304+4,1562

= 115,9412 Btu/hr.ft2

.0

F

d. Design Overall Coefficient, Ud

UD = =

873996,7094

327,236635,61 2 0


73/141

Ds = 1D/12

= 37/12 = 3,083

θs = 1

Pada T = 184,1 0

S campuran = 0,74558

F

ΔPs = .2 ..(+1)5,2210

10

...

ΔPs =0,009862334,596623,08333,243

5,2210100,910745581 = 4,48006E-06 psi

2) Fluida dingin, cooling water (tube)Re = 4992,854

f = 0,0035+ 0,264/ P0,42 = 0,0035+ 0,264

4992,85 P0,42


74/141

LC.11 Crystallizer (CR-01)


Jenis : Scraped Surface Crystallizer

Bentuk : Berupa saluran pipa dengan scraped blade yang dilapisi dengan

jaket pendingin

Jenis sambungan : Single welded butt joints

Ukuran saluran pipa :

Diameter = 10 feet = 3,048 m

Tinggi = 26 feet = 7,925 m

Volume saluran pipa = πr 2

= 3,14 (1,524)

t

2

= 57,79 m x 7,925

Laju alir massa = 2171,2440 kg/jam

3

ρ campuran = 467,912 kg/m

Waktu tinggal = 4 jam

3


75/141

Ditetapkan jarak jaket = 5 in

Diameter dalam jaket (D1) = diameter dalam + (2 x tebal dinding) + (2 x jarak jaket)

= 103,009 in + [2 (1,375 in) + (2 x 5 in)]

= 115,7585 in

Tebal dinding jaket

Bahan : Carbon Steel Plate SA-285 grade C

H jaket = 8,5840 ft

P hidrostatik =(H − 1)ρa

144=

(8,584 − 1)62,16144

= 3,2737 psia

P desain = (1+0,2){(14,7 psia x 1) + 3,2737 psia} = 20,9137 psia = 144,1948 kPa

Tebal dinding jaket:

125,010kPa)481,2(144,19kPa)(0,8)0002(86.184,5

in) (103,009kPa)(144,1948

.1,2P2SE

PDt

+−

=

+−

=

x

C n


76/141

Data:

Bahan masuk (ammonium sulfat) = 2939,0030 kg/jam = 6479,283 lb/jam

Densitas ammonium sulfat = 1868,30578 kg/m3 = 116,1748 lbm/ft

Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/12 jam kerja (5 menit)

3

Panjang screw conveyor diperkirakan = 12 m = 39,37 ft

Laju volumetrik =6479,283

/

116,1748 / 3 2

1/12 jam kerja

= 1338,52434 ft3/jam = 0,3718 ft3

Daya =C x L x F

33000

/s

Dimana : C = kapasitas conveyor (ft3/s)

L = panjang conveyor (ft)

W= berat material (lb/ft3) = 40 lb/ft3 (Walas, 1988)

F = Faktor material = 2 (Walas, 1988)

ft3 lb


77/141


78/141

= 3067,9987 lb/jam

Jumlah kebutuhan steam = 718,413 kg/jam

= 1583,8029 lb/jam

a. Menghitung ΔT

Hot Fluid : steam

LMTD

Th in = 180 0C = 356 0

Th out = 85

F

0

C = 1850

Cold Fluid : udaraF

Tc in = 300C = 86 0

Tc out = 120

F

0C = 248 0F

Hot Fluid (F) Cold Fluid (F) Selisih

356 Suhu tinggi 248 108

185 Suhu rendah 86 99

171 Selisih 162 9

ΔTLMTD =1−2

1 =9

108 = 103,430F


79/141

OD : 11

4 in = 1,25 in

BW = 16

ID = 1,12 in

Flow area/tube (a’t) = 0,985 in

Surface/lin ft (a”t) = 0,3271 ft

2

2

Panjang (L) = 10 ft ( Kern, tabel 10 : 843)

Jumlah Tube (Nt) = ′′ = 132,648

2

10 0,3271 2 = 40,55

Dari jumlah tube, diambil pendekatan pada table 9 Kern untuk menentukan spesifikasi

shell :Pitch : 1.9/16 in = 1,5625 in ; Triangular Pitch

ID shell = 37 in

Σ pass = 2

Koreksi UD

2


80/141

• Mass Velocity

Gs = = 3067,99871,90139 = 1613,557 lb/hr.ft

2


Pada T = 356 0

Viscosity (µ) steam = 0,093 cP

F

= 0,225 lb/ft.jam

De = 0,91 ft (fig.28 Kern)

Res =

=0,911613,557

0,093 = 6526,6278

jH = 150 (fig.28 Kern)

Pada T = 356 0

k steam = 0,38772 Btu/hr.ft

F

2

c steam = 1,45 Btu/lb.

0

.1/3

F ( fig.3 ; Kern )

1,45 0,0931/3


81/141

= 16376,88 lb/hr.ft

2


Pada t = 248 0

µ udara = 0,0484 cP

F

= 0, 1171 lb/ft.jam

De =

1,12

12 = 0,0933

Ret = = 0,093316376,880,0484

= 13054,75

jH = 90

Pada t =248 0

k = 0,016024 Btu/hr.ft

F2

c = 1,6 Btu/lb

(tabel 4;Kern)

0

. P1/3F ( fig.2 ; Kern )

= 1,60,04840,016024

P1/3


82/141

d. Design Overall Coefficient, Ud

UD

=100 Btu/jam.ft

= = 1372043 ,664132,648103,43 2. 0

F

e. Dirt Factor, Rd

Rd = (1/Uc)-(1/Ud)= (1/20,66) – (1/100)

= 0,0384

f. Menghitung Pressure Drop

1) Fluida panas

Re = 6526,6278

f = 0,0035+0.264/ P0,42 = 0,0035+ 0.264

6526,6278 P0,42


83/141

f = 0,0035+

0,264

/P

0,42

= 0,0035+ 0,26413054,75

P0,42 = 0,008

s = 0,00083

ΔPt = 2

5,221010 1 =

0,00816376,8821025,2210100,09330,00083 1 = 11,184 psi

Gt = 16376,88 lb/hr.ft

ΔPr = (4n/s) (V2/2g’)

2

(V2

ΔPr = (4x2/1) (0,002)

/2g)= 0,002 (fig.27 Kern)

= 0,016 psi

ΔPT = ΔPt + ΔPr

= 11 184 psi + 0 016 psi


84/141

LAMPIRAN D

PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS

1. Screening (SC)

Fungsi : menyaring partikel-partikel padat yang besar

Jenis : bar screen

Jumlah : 1

Bahan konstruksi : stainless steel

Kondisi operasi:

-

Temperatur = 30 °C

-

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3

Laju alir massa (F) = 117.110,1174 kg/jam

(Geankoplis, 1997)

Laju alir volume (Q) =3/68,995

3600/1/ 74117.110,11

mkg

s jam jamkg ×

= 0,0327 m3/s


85/141

Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd

Head loss (∆h) =

= 0,4

dan 30% screen tersumbat.

22

2

2

2

2

d

2

(2,04)(0,4)(9,8)2

)(0,0327

ACg2

Q=

= 0,0000816995 m dari air

= 0,0816995 mm dari air

2000

2000

20

Gambar LD-1: Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas)


86/141

11.

PU-11 : memompa air dari anion exchanger ke dearator

12.

PU-12 : memompa air dari dearator ke ketel uap13. PU-13 : memompa bahan bakar dari tangki bakar bakar 1 ke ketel

uap

14. PU-14 : memompa air bahan bakar ke generator

15. PU-15 : memompa air dari water cooling tower ke dearator

16.

PU-16 : memompa air dari tangki utilitas 1 ke tangki utilitas 217.

PU-17 : memompa kaporit dari tangki pelarutan kaporit ke tangki

utilitas 2

18. PU-18 : memompa air dari tangki utilitas 2 ke distribusi domestic

19.

PU-19 : memompa air dari tangki utilitas 1 ke distribusi air proses

Jenis : pompa sentrifugalJumlah : 1

Bahan konstruksi : commercial steel

*) Perhitungan untuk PU-01


87/141

Q = laju volumetrik (m3

Asumsi aliran turbulen,

/s) µ = viskositas (Pa.s)

Di,opt = 0,363 × Q0,45 × ρ

= 0,363 × (0,0327)

0,13

0,45× (996,24)0,13

= 0,1910 m = 7,5184 in

Ukuran spesifikasi pipa : (Geankoplis, 1997)

-

Ukuran pipa nominal = 8 in

-

Schedule pipa = 80

- Diameter dalam (ID) = 7,625 in = 0,6354 ft

- Diameter luar (OD) = 8,625 in = 0,7187 ft

-

Luas penampang dalam (A t) = 0,3169 ft2

-

Bahan konstruksi = commercial steel

Kecepatan linier, ft/s3,6382ft3169,0

/sft1,1531

A

Qv

2

3

t

===

Bilangan Reynold,( )( )( )

88255.927,010.0005618

0,63543,638262,195

μ

Dvρ NRe ===


88/141

-

1 buah sharp edge exit; K = 1,0 ; DL = 55 (App.C–2c;C–2d, Foust , 1980)

L5

Panjang pipa total (ΣL) = 104,0253 ft

= 1,0 × 55 × 0,6354 = 34,9476 ft

Faktor gesekan,

Σ ( )( ) ( )

( )( ) mf 2

c

2

/lblbft0,16840,636432,1742

104,02533,63820,0050

D2g

ΣLvf F ⋅===

Tinggi pemompaan, ∆z = 30 ft

Static head ,mf

c

/lblbft30g

gΔz ⋅=

Velocity head , 0αg2

vc

2

=

∆

Pressure head , P1 = P2 0ρ

ΔP== 1 atm;

Fρ

ΔP

αg2

v

g

gΔzW-

2

f Σ++

∆+= (Foust, 1980)


89/141


90/141

tekanan = 1 atm

Laju massa air : F = 117.110,1174 kg/jam = 71,7169 lbm/sDensitas air : 995,68 kg/m3 = 62,195 lbm/ft

Laju air volumetrik,

3

/sft1531,1lbm/ft 62,1605

lbm/s71,7169

ρ

FQ 3

3 ===

= 0,0327 m3/s = 69,1859 ft3

Desain Perancangan :

/min

Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif (Kawamura, 1991).

Perhitungan ukuran tiap bak :

Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah (Kawamura, 1991) :

0υ = 1,57 ft/min atau 8 mm/s

Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi :

Kedalaman tangki 12 ft

Lebar tangki 8 ft

Kecepatan aliran ft/min7207,0ft8ft x12

/minft 69,1859

A

Qv

3

t

===

h


91/141

Surface loading : =A

Q

=

= 9,2425 gpm/ft

Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 – 30 gpm/ft

2

2

Headloss (∆h); bak menggunakan gate valve, full open (16 in) :(Kawamura, 1991).

∆h = K v2

2 g

= 1,5 [0,7207 ft/min. (1min/60s) . (1m/3,2808ft) ]

2 (9,8 m/s

2

2

= 0,0000985185 m dari air.)

4. Tangki Pelarutan

Ada beberapa jenis tangki pelarutan, yaitu :

1. TP-01 : tempat membuat larutan alum

laju alir volumetrik

luas permukaan masukan air

69,1859 ft3/min (7,481 gal/ft3)

8 ft x 7 ft


92/141

Densitas Al2(SO4)3 30 % = 1363 kg/m3 = 85,0889 lbm/ft

3

Kebutuhan perancangan = 1 hari

(Perry,

1999)

Faktor keamanan = 20 %

Perhitungan:

Ukuran Tangki

Volume larutan,3l kg/m13630,3

hari30 jam/hari24kg/jam 5,8555V

×

××=

= 10,3105 m

Volume tangki, V

3

t = 1,2 × 10,3105 m

= 12,3726 m

3

3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki,

D : H = 2 : 3

2HπD4

1V =


93/141


Maka, Pdesign

= 144,7904 kPa= (1,05) (137,8956 kPa)

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 12650 psia = 87.218,714 kPa (Brownell,1959)

Tebal shell tangki:

in0,0896m0,0023

kPa) 144,79041,2(kPa)(0,8)142(87.218,7

m)(2,1903kPa) (144,7904

1,2P2SE

PDt

==

−=

+−

= nC

Faktor korosi = 0,125 inMaka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0896 in + 0,125 in = 0,2146 in

Daya Pengaduk

Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller

Jumlah baffle : 4 buah


94/141


95/141

Tipe : External Solid Recirculation Clarifier

Bentuk : Circular desainJumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

Data:

Laju massa air (F1

Laju massa Al

) = 117.110,1174 kg/jam

2(SO4)3 (F2Laju massa Na

) = 5,8555 kg/jam2CO3 (F3

Laju massa total, m = 117.119,1349 kg/jam = 32,5331 kg/detik

) = 3,1620 kg/jam

Densitas Al2(SO4)3 = 2,710 kg/m3

Densitas Na

(Perry, 1999)

2CO3 = 2,533 kg/m3

Densitas air = 995,68 kg/m

(Perry, 1999)

3

Reaksi koagulasi:(Perry, 1999)

Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO

2

Perhitungan:


96/141

D = m

H

V 7,0654

314,3

117,56024)

4(

2/1

2/1 =

×

×=

π

Maka, diameter clarifier = 7,0654 m

Tinggi clarifier = 1,5 D = 10,5981 m

Tebal Dinding Tangki

Tekanan hidrostatik

Phid ρ= x g x l

= 996,288 kg/m3 x 9,8 m/det2

= 29,2909 kPa

x 3 m

Tekanan udara luar, Po

P

= 1 atm = 101,325 kPa

operasi


= 29,2909 kPa + 101,325 kPa = 130,6159 kPa

Maka, Pdesign

= (1,05) (130,6159 kPa) = 137,1467 kPa



97/141

T = 4.029,8635 ft-lb

P = 0,006 D2

dimana: P = daya yang dibutuhkan, kW

(Ulrich, 1984)

Sehingga,

P = 0,006 × (7,0654)2

= 0,2995 kW = 0,4017 Hp

6. Tangki Filtrasi (TF)

Fungsi : Menyaring partikel – partikel yang masih terbawa dalam

air yang keluar dari clarifier

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidalBahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C

Jumlah : 1

Data :

Kondisi penyaringan : Temperatur = 30 °C

T k 1 t


98/141

Di

Tinggi penyaring = ¼ x 7,7844 m = 1,9461 m

= 2,5948 m; H = 7,7844 m

Tinggi air = ¾ x 7,7844 m = 5,8383 m

Perbandingan tinggi tutup tangki dengan diameter dalam adalah 1 : 4

Tinggi tutup tangki = ¼ (2,5948) = 0,6487 m

Tekanan hidrostatis,

Pair = ρ x g x l= 996,24 kg/m3 x 9,8 m/det2

= 57.000,0312 Pa

x 5,8383 m

= 57,0000 kPa


Tekanan udara luar, Po

P = 1 atm = 101,325 kPa

operasi

Maka, P

= 57,0000 kPa + 101,325 kPa = 158,3250 kPa

design


= (1,05) (158,3250 kPa) = 166,2413 kPa

Allowable stress = 12,650 psia = 87218,714 kP (Brownell,1959)


99/141

Kondisi penyimpanan : Temperatur 30 °C dan tekanan 1 atm

Jumlah : 1 unit

*) Perhitungan untuk TU-01

Kondisi operasi :

Temperatur = 30 o

Laju massa air = 117.110,1174 kg/jam = 71,7169 lbm /s

C

Densitas air = 995,68 kg/m3 = 62,1605 lbm/ft3

Kebutuhan perancangan

(Geankoplis, 1997)

= 3 jam

Perhitungan Ukuran Tangki :

Volume air , 3a kg/m995,68 jam3kg/jam 74117.110,11V

×= = 352,6563 m

Volume tangki, V

3

t = 1,2 × 352,6563 m3 = 423,1876 m

3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder,

D H 5 6


100/141

Phid ρ= x g x l = 996,24 kg/m3 x 9,8 m/det2

= 74.774,0201 Pa

x 7,6588 m

= 74,7740 kPa

Tekanan operasi, Po

P

= 1 atm = 101,325 kPa

operasi

Faktor kelonggaran = 5 %.

= 74,7740 + 101,325 kPa = 176,0990 kPa

Maka, Pdesign

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)= (1,05)( 176,0990 kPa) = 184,9040 kPa

Allowable stress = 12650 psia = 87218,714 kPa (Brownell,1959)

Tebal shell tangki:

1,2P2SE

PDt

−=

in0,4002m0,0102

kPa) 401,2(184,90kPa)(0,8)142(87.218,7

m)(7,6588kPa)(184,9040t

==

−=

Faktor korosi = 0,125 in

Tebal shell yang dibutuhkan = 0 4002 in + 0 125 in = 0 5252 in


101/141


102/141

Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah elipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53, Grade B

Jumlah : 1

Kondisi operasi : Temperatur = 30 0

Tekanan = 1 atm

C

Laju massa air = 2.316,8374 kg/jamDensitas air = 995,68 kg/m3

Kebutuhan perancangan = 1 jam

(Geankoplis, 1997)

Faktor keamanan = 20 %

Ukuran Anion Exchanger

Dari Tabel 12.3, The Nalco Water Handbook , diperoleh:- Diameter penukar anion = 1 ft = 0,3048 m

-

Luas penampang penukar anion = 0,7854 ft

Tinggi resin dalam anion exchanger = 0,0079 ft

2

Tinggi silinder = 1,2 × 0,0079 ft


103/141

in0,0092m0,0002

kPa)3,6(106,3910kPa)(0,8)4(87.218,71

m)(0,3048kPa)(106,3913

,6P0SE

PDt

==

−=

−=


Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,0092 in + 0,125 in = 0,1342 in

10. Deaerator (DE)

Fungsi : Menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan

ketel

Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup atas dan bawah elipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

Jumlah : 1

Kondisi operasi : Temperatur = 90 0

Tekanan = 1 atm

C

Kebutuhan Perancangan : 24 jam

Laju alir massa air = 2.316,8374 kg/jam


104/141

Ve =

24

3 Diπ

Volume tangki(V)

V = Vs + Ve

66,9767 =6

5 3 Diπ

Di = 2,9471 m ; L = 8,8412 m

b.

Diameter dan tutup tangki

Diameter tutup = diameter tangki = 2,9471 mRasio axis = 2 : 1

Tinggi tutup =2

1( )

2

2,9471= 0,7368 m

Tinggi cairan dalam tangki =silinder volume

diameter xcairanvolume

= m x

4559,266,9767

9471,255,8140=


105/141

in0,2190m 0,0056

kPa) 740,6(131,56kPa)(0,8)4(87.218,71

m)(2,9471kPa) (131,5674

0,6PSE

PDt

==

−=

−=


Maka tebal dinding yang dibutuhkan = 0,2190 in + 0,125 in = 0,3440 in

11. Ketel Uap (KU)

Fungsi : Menyediakan uap untuk keperluan proses

Jenis : Ketel pipa api

Jumlah : 1

Bahan konstruksi : Carbon steel

Data :

Total kebutuhan uap = 186,7874 kg/jam = 0,1144 lbm/jam

Uap panas lanjut yang digunakan bersuhu 180 0C pada tekanan 1 atm.


106/141

Sehingga jumlah tube =

Nt 'axL

A = =

ft ft x ft

ft

/3925,018

)158,5214(2

2

Nt

N

= 22,4376

t

= 23 buah

12. Menara Pendingin Air / Water Cooling Tower (CT)

Fungsi : Mendinginkan air pendingin bekas dari temperatur 50°C

menjadi 30°C

Jenis : Mechanical Draft Cooling TowerBahan konstruksi : Carbon Steel SA–53 Grade B

Kondisi operasi :

Suhu air masuk menara (TL2

Suhu air keluar menara (T

) = 50°C = 122°F

L1) = 30°C = 86°F


107/141

3416,0/1314

/8337,4482

2

== jam ft lb

jam ft lb

G

L

Pada temperatur bola basah 700C diperoleh H1

H

= 34,09 BTU/lb (Perry, 1999)

2 = H1 + L/G (T2-T1

= 34,09 + 0,3416 (113 - 86)

)

= 43,3126 Btu/lb udara kering

Dari gambar 17.12 kern,1965 diperolehPada temperatur air masuk T2 = 122

0F H2

Pada temperatur air keluar T

’= 82 Btu/lb

1 = 860F H1

Log Mean Enthalpy Difference :

’ = 45 Btu/lb

Bagian atas menara : H2’-H2

Bagian bawah menara : H

= 82 – 43,3126 = 38,6874 Btu/lb

1’-H1

Log mean (H’- H) =

= 45 – 34,0900 = 10,9100 Btu/lb

lb Btu /21,9686

9100,10

6874,38log3,2

9100,106874,38=

−

Tinggi tower, Z =ak

Lnd

.

. (kern, 1965)


108/141

13. Tangki Bahan Bakar (TB-01)Fungsi : Menyimpan bahan bakar Solar

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53, grade B

Jumlah : 1

Kondisi operasi : Temperatur 30°C dan tekanan 1 atm

Laju volume solar = 112,2332 L/jam (Bab VII)

Densitas air = 0,89 kg/l = 55,56 lbm/ft3

Kebutuhan perancangan = 7 hari

(Perry, 1997)

Perhitungan Ukuran Tangki :

Volume solar (Va) = 112,2332 liter/jam x 7 hari x 24 jam/hari

= 18.855,1761 liter = 18,8552 m

Volume tangki, V

3

t = 1,2 × 18,8552 m3 = 22,6262 m

Di k b di di d i i ili d

3


109/141


110/141

LAMPIRAN E

PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Dalam pra rancangan pabrik akrilamida digunakan asumsi sebagai berikut:

Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun.

Kapasitas maksimum adalah 10.000 ton/tahun.

Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-

equipment delivered (Peters et.al., 2004).

Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah :

US$ 1 = Rp 9.872,- (Analisa, 16 Juni 2013).

LE.1 Modal Investasi Tetap ( Fixed Capital Investment)

LE.1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

LE.1.1.1 Biaya Tanah Lokasi Pabrik

Menurut keterangan masyarakat setempat, biaya tanah pada lokasi pabrik

berkisar Rp 500.000/m2.


111/141

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

4. Perkantoran 250 1.500.000 375.000.0005. Kantin 100 1.500.000 150.000.000

6. Poliklinik 50 1.000.000 50.000.000

7. Mushallah 35 1.000.000 35.000.000

8. laboratorium 200 1.500.000 300.000.000

9. Areal bahan baku 300 1.000.000 300.000.00010. Gudang peralatan 350 1.500.000 525.000.000

11. Areal proses 2500 3.500.000 8.750.000.000

12. Ruang kontrol 60 2.500.000 150.000.000

13.Unit pemadam

kebakaran

70 1.000.000 70.000.000

14. Unit pengolahan air 250 3.500.000 875.000.000

15. Bengkel 200 1.000.000 200.000.000

16. Areal produk 350 2.500.000 875.000.000

17. Pembangkit listrik 170 3.500.000 595.000.000


112/141

dimana: Cx

C

= harga alat pada tahun 2013

y

X = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia

1

X

= kapasitas alat yang tersedia

2

I

= kapasitas alat yang diinginkan

x

I

= indeks harga pada tahun 2013

y

m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

= indeks harga pada tahun yang tersedia

Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2013 digunakan metode regresi

koefisien korelasi:

[ ]

( )( ) ( )( )2i2i2i2iiiii

ΣYΣYnΣXΣXn

ΣYΣXYΣXnr

−⋅×−⋅

⋅−⋅⋅= ……………………………..

(2) (Montgomery, 1992)

Harga indeks Marshall dan Swift dapat dilihat pada tabel LE.2 dibawah ini.

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift

No.Tahun Indeks

Xi.Yi Xi² Yi²


113/141

Tabel Tabel LE.1 Harga Indeks Marshall dan Swift............ (lanjutan)

14. 2002 1103 2208206 4008004 121660915. 2003 1124 2251372 4012009 1263376

16. 2004 1179 2362716 4016016 1390041

17. 2005 1245 2496225 4020025 1550025

18. 2006 1302 2611812 4024036 1695204

19. 2007 1373 2755611 4028049 188512920. 2008 1449 2909592 4032064 2099601

Total 39970 21856 43695324 79880710 24320162

Sumber: Tabel 6-2, Peters et.al., 2004

Data: n = 20 ∑Xi = 39970 ∑Yi = 21856∑XiYi = 43695324 ∑Xi² = 79880710 ∑Yi² = 24320162

Dengan memasukkan harga – harga pada Tabel LE-2, maka diperoleh

harga koefisien korelasi :

r = (20) . (43695324) – (39970)( 21856)


114/141


115/141

Capacity, m3

P u r c h a s e d

c o s t ,

d o l l a r

106

105

10

4

103

102

103 10

4 105

Capacity, gal

10-1 1 10 10

210

3

P-82Jan,2002

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

Carbon steel

304 Stainless stell

Mixing tank with agitator

Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki

Pelarutan.(Peters et.al., 2004)

Indeks harga tahun 2013 (Ix) adalah 1.444,027. Maka estimasi harga tangki untuk

(X2) 838, 3194 m3 adalah :

490


116/141

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ........... (Lanjutan)

7. R– 04 1 NI Rp 663.032.522,- Rp 663.032.522,-

8. P – 01 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

9. P – 02 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

10. P – 03 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

11. P – 04 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

12. P – 05 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

13. P – 06 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

14. P – 07 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

15. P – 08 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

16. P – 09 1 NI Rp 13.217.474,- Rp 13.217.474,-

17. CF-01 1 I Rp 42.964.275,- Rp 42.964.275,-

18. W-01 1 I Rp 5.994.026.929,- Rp 5.994.026.929,-

19. RD-01 1 I Rp 523.266.990,- Rp 523.266.990,-

20. RD-02 1 I Rp 523.741.710,- Rp 523.741.710,-

21. CR-01 1 I Rp 303.961.417,- Rp 303.961.417,-

22 CL 01 1 I


117/141

Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah

No. Kode Unit Ket*) Harga / Unit Harga Total1. SC 1 I Rp 5.746.905.- Rp 5.746.905.-

2. BS 1 I Rp 10.000.000,- Rp 10.000.000,-

3. CL 1 I Rp 3.962.487.237,- Rp 3.962.487.237,-

4. SF 1 I Rp 3.203.015.053,- Rp 3.203.015.053,-

5. CE 1 I Rp 99.675.646,- Rp 99.675.646,-

6. AE 1 I Rp 99.675.646,- Rp 99.675.646,-

7. CT 1 I Rp 394.130.817,- Rp 394.130.817,-

8. DE 1 I Rp 1.225.931.890,- Rp 1.225.931.890,-

9. KU 1 I Rp 221.297.897 ,- Rp 221.297.897 ,-

10. TU – 01 1 I Rp 1.276.403.644,- Rp 1.276.403.644,-

11. TU – 02 1 I Rp 813.114.398,- Rp 813.114.398,-

12. TP – 01 1 I Rp 226.095.946,- Rp 226.095.946,-

13. TP – 02 1 I Rp 169.380.439,- Rp 169.380.439,-

14. TP – 03 1 I Rp 53.928.359,- Rp 53.928.359,-


118/141

Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas............. (Lanjutan)

29. PU – 13 1 NI Rp 7.771.205,- Rp 7.771.205,-30. PU – 14 1 NI Rp 16.614.542,- Rp 16.614.542,-

31. PU – 15 1 NI Rp 7.771.205,- Rp 7.771.205,-

32. PU – 16 1 NI Rp 16.614.542,- Rp 16.614.542,-

33. PU – 17 1 NI Rp 7.771.205,- Rp 7.771.205,-

34. PU – 18 1 NI Rp 7.771.205,- Rp 7.771.205,-

35. PU – 19 1 NI Rp 7.771.205,- Rp 7.771.205,-

36. BP 1 NI Rp 50.000.000 Rp 50.000.000

37. BN 1 NI Rp 50.000.000 Rp 50.000.000

38. Generator 1 NI Rp 180.000.000 Rp 180.000.000

Subtotal Impor Rp 12.107.125.900,-

Subtotal Non Impor Rp 580.690.898,-

Harga Total Peralatan Utilitas Rp 12.687.816.798,-

Keterangan*) : I untuk peralatan impor, sedangkan NI untuk peralatan non impor.


119/141

- PPh = 10 %

-

Transportasi lokal = 0,5 % -

Biaya tak terduga = 0,5 %

- Total = 21 % (Peters et al.,2004)

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik ( purchased – equipment delivered )

adalah (A) = 1,43 × (Rp 19.345.965.016,- + Rp 12.107.125.900,-) + 1,21 ×(Rp 1.918.957.267,- + Rp 580.690.898,-)

= Rp 48.002.494.289,-

Biaya pemasangan diperkirakan 10% dari total harga peralatan (Peters et.al.,

2004).

Biaya pemasangan (B) = 0,1 × Rp 48.002.494.289,-

= Rp 4.800.249.429,-

Total harga peralatan (HPT) = Harga peralatan + biaya pemasangan (C)

= Rp 48.002.494.289,- + Rp 4.800.249.429,-

R 52 802 743 718


120/141

LE.1.1.7 Biaya Insulasi

Diperkirakan biaya insulasi 8 % dari HPT (Peters et.al.,, 2004)

Biaya insulasi (G) = 0,08 × Rp 52.802.743.718,-

= Rp 3.598.233.601,-

LE.1.1.8 Biaya Inventaris Kantor

Diperkirakan biaya inventaris kantor 1% dari HPT (Peters et.al.,, 2004)

Biaya inventaris kantor (H) = 0,01 × Rp 52.802.743.718,-

= Rp 528.027.437,-

LE.1.1.9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan

Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 1% dari total harga

peralatan (HPT) (Peters et.al., 2004)

Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (I) = 0,01 × Rp 52.802.743.718,-

= Rp 528.027.437,-

LE.1.1.10 Sarana Transportasi


121/141

LE.1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

LE.1.2.1 Pra Investasi

Diperkirakan 7% dari total MITL (Peters et.al., 2004).

Pra Investasi (A) = 0,07 × Rp 112.947.563.799,-

Pra Investasi (A) = Rp 3.148.454.401,-

LE.1.2.2 Biaya Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 8% dari total MITL (Peters et.al., 2004).

Biaya Engineering dan Supervisi (B) = 0,08 × Rp 112.947.563.799,-

= Rp 3.598.233.601,-

LE.1.2.3 Biaya Kontraktor

Diperkirakan 2% dari total MITL (Peters et.al., 2004).Biaya Kontraktor (C) = 0,02 × Rp 112.947.563.799,-

Biaya Kontraktor (D) = Rp 899.558.400,-

LE.1.2.4 Biaya Tak Terduga


122/141

Harga = Rp 19.500,-/kg (alibaba.com, 16.06.2013)

Harga total = 90 hari x 24 jam/hari x 1.357,8590 kg/jam x Rp 19.500,/kg

= Rp 6.442.806.355,20,-

2. Asam sulfat

Kebutuhan = 2485,6506 kg/jam

Harga = Rp 16.000,-/kg (PT. Petrokimia, 2013)

Harga total = 90 harix24 jam/hari x 2485,6506 kg/jam x Rp 1.200,-/kg

= Rp 6.442.806.355,20,-

3. Amoniak


Harga = Rp 1.500,-/kg (PT. Petrokimia, 2013)

Harga total = 90 harix24 jam/hari x 839,947 kg/jam x Rp 1.500,-/kg

= Rp 2.721.428.280,00,-

LE.2.1.1 Bahan Baku Utilitas

1.

Alum, Al2(SO4)3


123/141

4.

H2SO


4


Harga total = 90 hari × 24 jam/hari x 1,0746 kg/jam × Rp 5.000,-/kg

= Rp 11.605.680,-

5. NaOH



Harga total = 90 hari × 24 jam/hari x 2,9628 kg/jam × Rp 10.000,-/kg

= Rp 63.996.480,-

6.

Solar

Kebutuhan = 112,2332 liter/jam

Harga solar untuk industri = Rp. 8.850,-/liter (Pertamina, 2013)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 48,8460 ltr/jam × Rp 8.850,-/liter

= Rp 2.145.449.851,-

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan (90 hari)


124/141

Kepala Bagian Produksi 1 10.000.000 10.000.000

Kepala Bagian R&D 1 10.000.000 10.000.000

Kepala Bagian QC/QA 1 10.000.000 10.000.000

Kepala Seksi Proses 1 8.000.000 8.000.000

Kepala Seksi Utilitas 1 8.000.000 8.000.000

Kepala Seksi Listrik dan

Instrumentasi

18.000.000 8.000.000

Kepala Seksi Pemeliharaan Pabrik 1 8.000.000 8.000.000

Kepala Seksi Keuangan 1 8.000.000 8.000.000

Kepala Seksi Humas 1 8.000.000 8.000.000

Kepala Seksi Administrasi dan

Personalia

1 8.000.000 8.000.000

Kepala Seksi Keamanan dan

Kebersihan1 8.000.000 8.000.000

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai .......................... (Lanjutan)


125/141

Perawat 1 2.000.000 2.000.000

Petugas Kebersihan 12 1.600.000 19.200.000

Supir 10 1.600.000 16.000.000

Jumlah 187 758.200.000

Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp 758.200.000,-

Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp 2.274.600.000,-

LE.2.2.2 Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 10% dari total gaji pegawai.

Biaya Administrasi Umum = 0,10 × Rp 2.274.600.000,-

= Rp 227.460.000,-

LE.2.2.3 Pajak Bumi dan Bangunan

Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada

Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea

Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut (Rusjdi, 2004):

Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan


126/141

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak (Rp. 40.000.000,- )

(Perda Jawa Tengah)

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp 21.876.250.000,-

Pajak yang Terutang (0,5% × NPOPKP) Rp 1.093.812.500,-

Pajak Bumi dan Bangunan per 3 bulan Rp 3.595.872.500,-

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas Selama 3 Bulan

No. Jenis Biaya Jumlah (Rp)

1. Gaji Pegawai Rp 2.274.600.000

2. Administrasi Umum Rp 227.460.000

3. Pajak Bumi dan Bangunan Rp 1.093.812.500

Total Rp 3.595.872.500

LE.2.3 Biaya Start – Up

Diperkirakan 8% dari modal investasi tetap (Peters et.al.. 2004).

Biaya Administrasi Umum = 0,08 × Rp 125.091.602.202,-

R 10 007 328 176


127/141

Hasil penjualan ammonium sulfat tahunan yaitu :

= 2894,4716 kg/jam×24 jam/hari×330 hari/tahun× Rp 11.900/kg

= Rp 272.798.159.357,-

Hasil penjualan total tahunan = Rp 472.798.165.277,-

Piutang Dagang =12

3× Rp 472.798.165.277,-

Piutang Dagang = Rp 118.199.541.319,-

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja

No. Jenis Biaya Jumlah

1. Bahan Baku Proses dan Utilitas Rp 65.980.865.034,-

2. Biaya Kas Rp 3.595.872.500,-

3. Biaya Start – Up Rp 10.007.328.176,-

4. Piutang Dagang Rp 118.199.541.319,-Total Modal Kerja Rp 197.783.607.029,-

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

= Rp 125.091.602.202,- + Rp 197.783.607.029,-

= Rp 322.875.209.231,-


128/141

LE.3.1.2 Bunga Pinjaman Bank

Bunga pinjaman bank adalah 13,5% dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2013).

= 0,135 × Rp 129.150.083.692,-

= Rp 17.435.261.298,-

LE.3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi

Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol.

n

LPD

−=

dimana : D = depresiasi per tahun

dimana : P = harga awal peralatan

dimana : L = harga akhir peralatan

dimana : n = umur peralatan (tahun)

Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami

penyusutan yang disebut depresiasi, sedangkan modal investasi tetap tidak

langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi.

Biaya amortisasi diperkirakan 20% dari MITTL sehingga:


129/141

Total Biaya Depresiasi dan Amortisasi = Rp 10.427.256.380,- + Rp 2.428.807.680,-

= Rp 12.856.064.060,-

LE.3.1.4 Biaya Tetap Perawatan

Biaya tetap perawatan terbagi menjadi:

1. Perawatan mesin dan alat-alat proses (Peters et.al., 2004)

Diperkirakan 10% dari HPT

Biaya perawatan mesin dan alat proses = 0,1 × Rp 52.802.743.718,-

= Rp 5.280.274.372,-

2.

Perawatan bangunan

Diperkirakan 10% dari harga bangunan (Peters et.al., 2004)

Biaya perawatan bangunan = 0,1 × Rp 14.557.500.000,-

= Rp 1.455.750.000,-

3.

Perawatan kendaraan

Diperkirakan 10% dari harga kendaraan (Peters et.al., 2004)

Biaya perawatan kendaraan = 0,1 × 6.702.900.000,-

R 670 290 000


130/141

= Rp 359.823.360,-

8. Perawatan inventaris kantor

Diperkirakan 10% dari harga inventaris kantor (Peters et.al., 2004)

Biaya perawatan inventaris kantor = 0,1 × Rp 528.027.437,-

= Rp 52.802.744,-

9. Perawatan perlengkapan kebakaran

Diperkirakan 10% dari harga perlengkapan kebakaran (Peters et.al., 2004)Biaya perawatan perlengkapan kebakaran = 0,1 × Rp 528.027.437,-

= Rp 52.802.744,-

Total Biaya Perawatan = Rp 11.155.131.380,-

LE.3.1.5 Biaya Tambahan Industri ( Plant Overhead Cost)

Diperkirakan 10% dari modal investasi tetap (Peters et.al., 2004)

Biaya tambahan industri = 0,1 × Rp 125.091.602.202,-

= Rp 12.509.160.220,-

LE 3 1 6 Bi Ad i i t i U


131/141

LE.3.1.9 Hak Paten dan Royalti

Diperkirakan 1% dari modal investasi tetap. (Peters et.al.. 2004)

= 0,01 x Rp 125.091.602.202,-

= Rp 1.250.916.022,-

LE.3.1.10 Biaya Asuransi

1. Biaya asuransi pabrik adalah 3,1% dari modal investasi tetap langsung

(Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2013)

= 0,0031 × Rp 112.947.563.799,-

= Rp 350.137.4478,-

2. Biaya asuransi karyawan

Premi asuransi = Rp 300.000/tenaga kerja (PT Prudential Life Assurance, 2013)

Maka biaya asuransi karyawan = 187 orang × Rp. 300.000,-/orang

= Rp 56.100.000,-

Total biaya asuransi = Rp 406.237.448,-


132/141

1. Biaya Perawatan

Diperkirakan 15% dari biaya tetap perawatan

Biaya perawatan = 0,15 x Rp 11.155.131.380,-

= Rp 1.673.269.707,-

2. Biaya Variabel Distribusi

Diperkirakan 10% dari biaya tetap distribusi

Biaya pemasaran dan distribusi = 0,1 x Rp 2.501.832.044,-

= Rp 250.183.204,-

Total biaya variabel tambahan = Rp 1.923.452.911,-

LE.3.2.3 Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 20% dari biaya variabel tambahan

Biaya variabel lainnya = 0,2 x Rp 1.923.452.911,-

= Rp 384.690.582,-

Total Biaya Variabel = Rp 244.237.981.952,-

Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel


133/141

LE.4.2 Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 36 Pasal 17 Tahun 2008, tentang perubahan

keempat atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 tentang Pajak Penghasilan

adalah (Rusjdi, 2004):

Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 5%.

Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 250.000.000,- dikenakan

pajak sebesar 15 %.

Penghasilan di atas Rp 250.000.000.- sampai dengan Rp 500.000.000,-

dikenakan pajak sebesar 25 %.

Penghasilan di atas Rp 500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30%.

Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah:

-

5% × Rp 50.000.000 = Rp 5.000.000,-

- 15% × (Rp 250.000.000 - Rp 50.000.000) = Rp 30.000.000,-

- 25% x (Rp 500.000.000 – Rp 250.000.000) = Rp 62.500.000,-

-

30% × (Rp 164.269.635.917,- - Rp 500.000.000) = Rp 49.280.890.775,-

Total PPh = Rp 49 375 890 775


134/141

BEP = 1.952,-244.237.98Rp 165.573,-482.798.Rp

,-.02172.460.047Rp

× 100 %

BEP = 30,37 %

Kapasitas produksi pada titik BEP = 30,37 % × 10.000 ton/tahun

= 3.037,39 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP = 30,37 % × Rp 482.798.165.573,-

= Rp 146.644.663.195,-

LE.5.3 Return on Investment (ROI)

ROI =InvestasiModalTotal

pajak setelahLaba× 100 %

ROI = 9.305,-325.375.20Rp 5.142,-115.893.74 Rp × 100 %

ROI = 35,62 %

LE.5.4 Pay Out Time (POT)

1


135/141

-

Masa pembangunan disebut tahun ke nol.

- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun.

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10.

- Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.

Dari Tabel LE.11, diperoleh nilai IRR = 46,61 %.

Tabel LE.10 Data Perhitungan BEP

%

KapasitasBiaya tetap Biaya variabel

Total biaya

produksiPenjualan

0 72.460.047.021 0 72.460.047.021 0

10 72.460.047.021 24.423.798.195 96.883.845.216 48.279.816.557

20 72.460.047.021 48.847.596.390 121.307.643.411 96.559.633.115

30 72.460.047.021 73.271.394.586 145.731.441.606 144.839.449.672

40 72.460.047.021 97.695.192.781 170.155.239.801 193.119.266.229

50 72.460.047.021 122.118.990.976 194.579.037.997 241.399.082.786

60 72 460 047 021 146 542 789 171 219 002 836 192 289 678 899 344


136/141

Gambar LE.2 Grafik BEP

0

100.000.000.000

200.000.000.000

300.000.000.000

400.000.000.000

500.000.000.000

600.000.000.000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

H a r g a ( R p )

Kapasitas produksi (%)

Biaya tetap

Biaya variabel

Total biaya produksiPenjualan

Garis BEP

Universitas Sumatera Utara


137/141

Tabel LE.11 Data Perhitungan IRR

Thn Laba sebelum pajak PajakLaba Sesudah

pajak

Depresiasi dan

amortisasiNet Cash Flow

P/F

pada

i = 46%

PV pada i = 46%

P/F

pada

i =47%

PV pada i = 47%

0 - - - - -325.375.209.305 1 -325.375.209.305 1 -325.375.209.305

1 165.269.635.917 49.375.890.775 115.893.745.142 12.856.064.060 128.749.809.203 0,6849 88.184.800.824 0,6803 87.584.904.219

2 181.796.599.509 54.603.979.853 127.312.619.656 12.856.064.060 140.168.683.717 0,4691 65.757.498.460 0,4628 64.865.881.677

3 199.976.259.460 60.057.877.838 140.038.381.622 12.856.064.060 152.894.445.682 0,3213 49.128.458.937 0,3148 48.132.642.415

4 219.973.885.406 66.057.165.622 154.036.719.784 12.856.064.060 166.892.783.845 0,2201 36.730.440.418 0,2142 35.741.125.129

5 241.971.273.947 72.656.382.184 169.434.891.763 12.856.064.060 182.290.955.823 0,1507 27.478.994.882 0,1457 26.556.965.438

6 266.168.401.341 79.915.520.402 186.252.880.939 12.856.064.060 199.108.944.999 0,1032 20.557.657.986 0,0991 19.732.711.334

7 292.785.241.475 87.900.572.443 205.004.669.033 12.856.064.060 217.860.733.093 0,0707 15.406.676.733 0,0674 14.687.829.3308 322.063.765.623 96.684.129.687 225.499.635.936 12.856.064.060 238.355.699.996 0,0484 11.545.232.833 0,0459 10.931.678.838

9 354.270.142.185 106.346.042.656 248.044.099.530 12.856.064.060 260.900.163.590 0,0332 8.655.629.320 0,0312 8.139.886.302

10 389.697.156.404 116.974.146.921 272.843.009.483 12.856.064.060 285.699.073.543 0,0227 6.492.026.355 0,0212 6.063.668.977

4.562.207.442 -2.937.915.647

IRR = 46 + x (47 – 46) = 46,614.562.207.442

4.562.207.442 - (-2.937.915.647)

Universitas Sumatera Utara


138/141

LAMPIRAN F

PERATURAN PAJAK PENGHASILAN PASAL 21

A.

1.

Pegawai tetap, penerima pensiun bulanan, bukan pegawai yang memiliki

NPWP dan menerima penghasilan secara berkesinambungan dalam 1

(satu) tahun dikenakan tarif Pasal 17 ayat (1) huruf a Undang-Undang PPhdikalikan dengan Penghasilan Kena Pajak (PKP). PKP dihitung

berdasarkan sebagai berikut:

Tarif dan Penerapannya

a. Pegawai Tetap: Penghasilan bruto dikurangi biaya jabatan (5% dari

penghasilan bruto, maksimum Rp 6.000.000,00 setahun atau Rp

500.000,00 sebulan); dikurangi iuran pensiun, Iuran jaminan hari tua,dikurangi Penghasilan Tidak Kena Pajak (PTKP).

b.

Penerima Pensiun Bulanan: Penghasilan bruto dikurangi biaya pensiun

(5% dari penghasilan bruto, maksimum Rp 2.400.000,00 setahun atau

Rp 200.000,00 sebulan) dikurangi PTKP.


139/141

5% dari penghasilan bruto setelah dikurangi Rp. 150.000,00. Bila dalam

satu bulan takwim jumlahnya melebihi Rp.1.320.000,00 sebulan, maka

besarnya PTKP yang dapat dikurangkan untuk satu hari adalah sesuai

dengan jumlah PTKP sebenarnya dari penerima penghasilan yang

bersangkutan dibagi 360.

5.

Pejabat Negara, PNS, anggota TNI/POLRI yang menerima honorarium

dan imbalan lain yang sumber dananya berasal dari Keuangan Negara atau

Keuangan Daerah dipotong PPh Ps. 21 dengan tarif 15% dari penghasilan

bruto dan bersifat final, kecuali yang dibayarkan kepada PNS Gol. IId

kebawah, anggota TNI/POLRI Peltu kebawah/ Ajun Insp./Tingkat I

kebawah.

6.

Besar PTKP adalah :

Penerima PTKP Setahun Sebulan

untuk diri pegawai Rp 15.840.000 Rp 1.320.000

tambahan untuk pegawai yang sudah

menikah(kawin)Rp 1.320.000 Rp 110.000


140/141


141/141

Documents

Akril Amida