LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Basis perhitungan= 1 jam operasi Satuan berat= kilogram (kg) Bahan baku= Ubi KayuProduk akhir= Etanol (C2H5OH) Kemurnian Etanol= 96 % Densitas= 0,789 gr/cm3 = 789 gr/L Jumlah hari operasi = 330 hari Jumlah jam operasi= 24 jam Kapasitas produksi/jam = 90.000 kL/tahun = 90.000.000 L/tahun = 90.000.000 L/tahun x 789 gr/L = 7,1 x 1010

jamharixharitahunxgrkgxtahungr241330110001 = 8964,6464 kg/jam Perubahan massa pada perancangan ini terjadi pada peralatan : 1.Bak Pencuci (BP-01) 2.Tangki Pemasak (TP-01)3.Fermentor (TF-01) 4.Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01) 5.Menara Destilasi (MD-01) Komposisi bahan baku : (Sumber : Marganof, 2003) -Glukosa: 32 % -Pati: 25,2 % -Air: 19,4 % -Ampas: 23,4 % (termasuk kotoran : 0,1 %) -Bahan baku: 11981 kg/jam( )( )||.|

\|++jam produksi KapasitasAmpas AirPati Glukosa/% %% % Universitas Sumatera UtaraTP-01 LA-1 Bak Pencuci (BP-01) Air Proses (2)

Air Bekas Pencuci Bahan baku = 11981 kg (per jam operasi) Glukosa : F G1 = FG4 = 32 % 11981 kg = 3833,920 kg Pati: FP1= FP4= 25,2 % 11981 kg = 3019,212 kgAir : F Air1 = F Air4= 19,4 % 11981 kg = 2324,314 kg F Air2= Perbandingan air proses dengan ubi kayu yaitu1:1 = 1 x 11981 kg = 11981 kg FAir3 =air proses yang ikut pada air bekas pencuci = 1 x 11981 kg = 11981 kg Ampas: FAmpas1= FAmpas4 = 23,4 % 11981 kg = 2803,554 kg Kotoran : FKotoran1= FKotoran3= 0,1 % x 11981 kg= 11,981 kg Tabel LA.1 Neraca Massa Bak Pencuci (BP-01) Komponen Masuk (kg/jam)Keluar (kg/jam) Alur 1Alur 2Alur 3Alur 4 Glukosa3833,920--3833,92 Pati3019,212--3019,212 Air2324,31411981119812324,314 Ampas2803,554--2803,554 Kotoran11,981-11,981- Total 11992,9811198111992,98111981 23973,98123973,981 LA-2 Tangki Pemasak(TP-01) BP-01 Glukosa Pati Air Ampas Glukosa Pati Air Ampas Kotoran (1) (4) (3) Kotoran Glukosa Pati Air Ampas Glukosa Pati Air Ampas (4) (5) (6) Air Proses Universitas Sumatera Utara Aliran 4 : Glukosa : F G4 = 3833,920 kg Pati : FP4= 3019,212 kgAir : F Air4 = 2324,314 kgAmpas : Fampas4 = 2803,554 kg Aliran 5 : Perbandingan (berdasarkan berat) air dengan jumlah total aliran 4 = 2:1 Sehingga F Air5= (2 x jumlah total aliran 4) = (2 x 11981) kg = 23962 kg Aliran 6 : F Air6 = aliran (4+5) = (2324,314 + 23962) kg = 26286,314 kg Fp6= 3019,212 kg FG6= 3833,920 kg Fampas6 = 2803,554 kg Tabel LA.2 Neraca Massa Tangki Pemasak (TP-01) Komponen Masuk (kg/jam)Keluar (kg/jam) Alur 4Alur 5Alur 6 Glukosa 3833,920-3833,920 Pati3019,212-3019,212 Air2324,3142396226286,314 Ampas2803,554-2803,554 Total119812396235943 3594335943 LA-3Fermentor (TF-01)

(8) CO2 (TF-01) Glukosa Pati AirAmpas Saccharomyces (NH4)2SO4

H2SO4 Glukosa Etanol AirAmpas Saccharomyces (9) (6) (7) Universitas Sumatera UtaraFG6= 3833,920 kg FP6 = 3019,212 kg FAir6 = 26286,314 kg Fampas6 = Fampas9 = 2803,554 kg (C6H10O5)n+ n H2O 85% nC6H12O6 Patiyangmasukpadaalur6sebanyak3019,212kgdenganBM:162kg/kmol,karena yang terkonversi 85 %, maka yang bereaksi sebanyak33 , 2566 3019,21210085= x kg/jam. Untuk perbandingan komposisi massanya : Massa C6H12O6 = 478 , 2851 n x 180n x 162kg/jam 33 , 2566= xkg/jam Massa H2O= 1478 , 285 n x 18n x 162kg/jam 33 , 2566= xkg/jam Pada fermentor, glukosa terkonversi 90 % membentuk etanol dan CO2 Reaksi pembentukan etanol : C6H12O6 90 %2(C2H5OH)+ 2(CO2) Glukosamasukpadaalur6sebanyak3833,920karenayangterkonversi90%,maka yang bereaksi sebanyak :kg x 528 , 34503833,92010090= Glukosa pada alur 9, FG9 = 0,1 FG6 = 0,1 3833,920 kg = 383,392 kgGlukosa yang bereaksi, NG6 = kmol 1696 , 19180528 , 3450= Air pada alur 9, FAir9= FAir6= 26286,314 kgTotal substrat = glukosa + air = FG6 + Fair6 = (3833,920 + 26286,314) kg= 30120,234 kg FermentasimenggunakanSaccharomycesCerevisaesebagaibakteripengurai, Universitas Sumatera Utarasedangkan (NH4)2SO4 sebagainutrisi dan H2SO4 berfungsi untuk mengatur pH (Wanto, 1980) Saccharomyces Cerevisae= 5 % total substrat(Wanto, 1980) (NH4)2SO4 = 0,4 % total substrat(Said, 1984) H2SO4 = 0,4 % total substrat Saccharomyces Cerevisae, 7ScF

= 5 % total substrat = 5 % x 30120,234 = 1506,0117 kg (NH4)2SO4, 7(NH4)2SO4F = 0,4 % x total substrat =0,4 % x 30120,234 `=120,48 kg H2SO4, 7H2SO4F =0,4 % x total substrat =0,4 % x 30120,234 `=120,48 kg Saccharomyces Cerevisae keluar, 9ScF = 7ScF + 7(NH4)2SO4F + 7H2SO4F= (1506,0117 + 120,48 + 120,48) kg = 1746,9726 kg Untuk perbandingan komposisi massanya : Massa 2(C2H5OH)=6032 , 1763 46 2180528 , 3450= x x kg/jam Massa 2(CO2), 8CO2F =9248 , 1686 44 2180528 , 3450= x x kg/jam 9EtanolF =1763,6032 x 2 = 3527,2046 kg/jam 9GlukosaF(sisa)=383,392 x 0,1= 38,3392 kg/jam 9AirF=(26286,314 285,1478) = 26001,1662 kg/jam 9PatiF =3019,212 2566,33 = 452,882 kg/jam Saccharomyces Cerevisae keluar, 9ScF =1746,9726 kg Diasumsikan di fermentor (NH4)2SO4 dan H2SO4 terkonversi 100 %. Universitas Sumatera Utara Tabel LA.3 Neraca Massa Fermentor (TF-01) Komponen Masuk (kg/jam)Keluar (kg/jam) Alur 6Alur 7Alur 8Alur 9 Glukosa3833,920--38,3392 Pati3019,212--452,882 Air26286,314--26001,1662 Ampas2803,554--2803,554 Etanol---3527,2046 CO2 --1686,9248- Saccharomyces Cerevisae-1506,01-1746,9726 (NH4)2SO4-120,48-- H2SO4-120,48-- Total 359431746,97261686,924836003,0478 37689,972637689,9726 LA-4 Rotary Drum Vacum Filter (RDVF-01) (9)(11)

Diasumsikan seluruh Saccharomyces Cerevisae, ampas terbuang dan mengandung air 10 %. 9GlukosaF = FG11 = 38,3392 kg FAir9 = 26001,1662 kgFAir10= 0,1 x 26001,1662 kg = 2600,1166 kg FAir11 = FAir9- FAir10

= (26001,1662 2600,1166) kg = 23401,049 kgFp9 = Fp11= 452,882 kg (10) Air Ampas Saccharomyces Cerevisae (RDVF-01) GlukosaEtanol AirPati Glukosa Pati AirAmpasEtanol Saccharomyces Cerevisae Universitas Sumatera UtaraFampas9 = Fampas10 = 2803,554 kg FE9 = 11EF = 3527,2046 kg FSc9= FSc10= 1746,9726 kg Total keluaran dari alur 11 adalah :FG11 = 38,3392 kg FE11= 3527,2046 kg FAir11= 23401,049 kg FP11 = 452,882 kg Tabel LA.4 Neraca Massa Rotary Drum Vacum Filter (RDVF-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 9Alur 10Alur 11 Glukosa38,3392-38,3392 Etanol3527,2046-3527,2046 Air26001,16622600,116623401,0490 Pati452,8820-452,8820 Ampas2803,55402803,5540- Saccharomyces Cerevisae1746,97261746,9726- Total 34570,11867150,643227419,4748 34570,118634570,1186 LA.5 Menara Destilasi (MD-01) (11) Neraca total :F11 = F12 + F13 F11= 27419,4748 kg MD-01 Etanol Air

(13) Glukosa Etanol Air Glukosa Etanol Air Pati

(12)

Universitas Sumatera UtaraF 12= 3527,2046 kgF 13 = F11 - F 12 = (27419,4748 3527,2046) kg = 23892,2702 kg Neraca alur F11:FG11=38,3392 kg F E11=3527,2046 kg FAir11=23401,049 kg Fpati11= 452,882 kg Neraca alur F12:F 12=3527,2046 kgF E12= 0,96 3527,2046 kg = 3386,1164 kgF Air12= (3527,2046 3386,1164) kg = 141,0881 kg Neraca alur F13: F 13 = 23892,2702 kg FG13 = FG 11 = 38,3392 kgF E13 = FE11 - FE12 = (3527,2046 3386,1164) kg = 141,0881 kg FAir13 = F13 ( FE13 + FG13 )= 23892,2702 (141,0881 + 38,3392) kg= 23712,8429 kg

Tabel LA.5 Neraca Massa Menara Destilasi (MD-01) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 11Alur 12Alur 13 Glukosa38,3392-38,3392 Etanol3527,20463386,1164141,0881 Air23401,0490141,088123712,8429 Pati452,8820-- Total 27419,47483527,2046 23892,2702 27419,474827419,4748 LAMPIRAN B Universitas Sumatera UtaraTP-01 PERHITUNGAN NERACA PANAS Basis perhitungan = 1 jam operasiSatuan operasi = kJ/jamTref= 25oC = 298oK Perubahan panas pada perancangan ini terjadi pada peralatan : 1.Tangki Pemasak (TP-01) 2.Cooler (CO-01) 3.Fermentor (TF-01) 4.Menara Destilasi (MD-01) LB-1Tangki Pemasak (TP-01) T. ref=25 0C T. bahan masuk =30 0 C T. bahan keluar =90 0 C Bahan masuk ( kg/jam)Bahan keluar (kg/jam) Alur 4 - Pati =3019,212 - Glukosa=3833,920 - Air=2324,314 - Ampas=2803,554 Alur 5 - Air Proses= 23962 Alur 6 - Pati=3019,212 - Glukosa =3833,920 - Air =26286,314 - Ampas =2803,554 a) Panas yang masuk (Qin) pada suhu 30o C Pati Glukosa Air Ampas Kondensat (100o) Pati Glukosa Air Ampas 4(30o) 5 (30o)200o) 6 (90o) Air Proses Steam Universitas Sumatera Utara Q=m.Cp.t(Reklaitis, 1983) Aliran 4 Qpati= (3019,212 kg/jam) (1,84 kJ /kg0C) (30 25)oC=27776,75 kJ/ jam Qglukosa=(3833,92 kg/ jam ) (0,75 kJ l/kg0C) ( 30 - 25) 0C =14377,2 kJ / jam Qair=(2324,314 kg/jam) (1,0000 kJ /kg0C) (30 25) 0C =11621,57 kJ / jam Qampas=(2803,554 kg/jam) (1,85 kJ /kg0C) (30 25) 0C =25932,87 kJ / jam Qtotal in=(27776,75 + 14377,2 +11621,57 +25932,87)=79708,39 kJ / jam b) Panas yang keluar (Qout) pada suhu 90oC Aliran 6 Q pati=(3019,212 kg/jam) (1,84 kJ/kg0C) (90 25)oC=361097,75 kJ / jam Qglukosa=(3833,92 kg/ jam ) (0,75 kJ/kg0C) ( 90 - 25) 0C =186903,6 kJ / jam Qair =(26286,314 kg/jam) (1,0000 kJ/kg0C) (90 25) 0C =1708610,41 kJ / jam Qampas=(2803,554 kg/jam) (1,85 kJ/kg0C) (90 25) 0C =337127,36 kJ / jam Qtotal out=(361097,75+186903,6+1708610,41+337127,36)kJ /jam= 2593739,12 kJ /jam Q steam =Qout-Qin =(2593739,12 79708,39) kJ/ jam =2514030,73 kJ/jam Steam yang digunakan adalah pada suhu 473,15 K (200oC) dan keluar sebagai kondensat pada suhu 373,15 K (100oC), Dari steam Tabel (Smith,2001) diperoleh : H (200 oC)= 2791,7 kJ/kg H (100oC)= 419,1 kJ/kg Kandungan panas steam : H= H(200 oC) H(100 oC) = 2372,6 kJ/kgBanyaknya steam yang diperlukan : HQ= mUniversitas Sumatera UtarakJ/kg 6 , 372 2kJ/jam 2514030,73m =m=1059,6 kg/jam Tabel LB.1 Neraca Panas Tangki Pemasak (TP-01) Panas Masuk (kJ/jam)Panas Keluar (kJ/jam) Qin= 79708,39 QSteam= 2514030,73 Qout =2593739,12 Total= 2593739,12Total=2593739,12 LB-2Cooler (CO-01) Air Pendingin (30o)

Air Bekas T. ref = 250C T. bahan masuk= 900C T. bahan keluar = 300C KomponenMassa (kg/jam) Pati Glukosa Air Ampas 3019,212 3833,920 26286,314 2803,554 a) Panas yang masuk (Qin) pada suhu 90o C Q=m.Cp.t(Reklaitis, 1983) Q in =total Qout (pada tangki pemasak) =2593739,12 kJ/ jam Qtotal in=(Qpati + Qglukosa + Q air + Qampas)= (361097,75+186903,6+1708610,41+337127,36)kJ /jam = 2593739,12 kJ /jam Panas yang keluar (Qout) pada suhu 30oC Qpati= (3019,212 kg/jam) (1,84 kJ/kg0C) (30 28)oC

CO-01 Pati Glukosa Air Pati Glukosa Air Ampas 6 (90o) 7 (30o) (45o) Universitas Sumatera Utara=11110,7kJ/ jam Qglukosa =(3833,92 kg/ jam ) (0,75 kJ/kg0C) (30 - 28) 0C =5750,88 kJ/ jam Qair=(26286,314 kg/jam) (1,0000 kJ/kg0C) (30 28) 0C =52572,62 kJ/ jam Qampas=(2803,554 kg/jam) (1,85 kJ/kg0C) (30 28) 0C =10373,14 kJ/ jam Qtotal out= (Qpati + Qglukosa + Qair + Qampas)= (11110,7 + 5750,88+ 52572,62 + 10373,14) = 79807,34 kJ/jam Panas yang diserap air pendingin : Qs=Qin - Qout =(2593739,12 -79807,34) kJ/jam =2513931,78 kJ Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 303,15 K (30oC) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 318,15 K (45oC),H (30 oC)=dT Cp301,15298,15(l) kJ/kg = 125,7 kJ/kg H (45 oC)=dT Cp318,15298,15(l) kJ/kg = 188,2 kJ/kg H= H(45 oC) - H(30oC)=188,2 kJ/kg 125,7 kJ/kg = 62,5 kJ/kgJumlah air pendingin yang diperlukan : HQ= mkJ/kg 5 , 62kJ/jam 2513931,78m =m=4022,9 kg/jam Tabel LB.2 Neraca Panas Cooler (CO-01) Panas Masuk (kJ/jam)Panas Keluar (kJ/jam) Qin= 2593739,12 - Qout =79807,34 Qs=2513931,78 Total= 2593739,12Total=2593739,12 Universitas Sumatera Utara LB-3Fermentor (TF-01)

Air Bekas (8)

(45o) CO2 (30o)Bahan masuk ( kg/jam)Bahan keluar (kg/jam) Aliran 6 -Pati =3019,212 -Glukosa=3833,92 -Air =26286,314 - Ampas=2803,554 Aliran 8 -CO2= 1686,9248 Aliran 9 - Pati=452,882 - Glukosa = 38,3392 - Etanol

= 3527,2046 - Air= 26001,1662 - Ampas= 2803,554 Padafermentorterjadireaksipembentukanetanoldariglukosadenganadanya Saccharomycescerevisae,sehinggaharusdihitungpanasreaksi,untukitubahan-bahan yangtidakterlibatdalamreaksisepertiasamsulfat,amoniumsulfattidakdihitung panasnya karena dianggap tidak terjadi perubahan panas.Reaksi yang terjadi : C6H12O6 Saccharomyces cerevsiaea 2(C2H5OH)+ 2(CO2) a) Panas yang masuk (Qin) pada suhu 30o C Q=m.Cp.t(Reklaitis, 1983) Aliran 6 Qpati=(3019,212 kg/jam) (1,84 kJ/ kg0C) (30 25)oC=27776,75 kJ / jam Qglukosa=(3833,92 kg/ jam ) (0,75 kJ/kg0C) ( 30 - 25) 0C =14377,2 kJ / jam Qair=(26286,314 kg/jam) (1,0000 kJ/ kg0C) (30 25) 0C =131431,57 kJ / jam Qampas=(2803,554 kg/jam) (1,85 kJ /kg0C) (30 25) 0C =25932,87 kJ / jam Qtotal in =(Qpati + Qglukosa + Qair + Qampas)= (27776,75 +14377,2 +131431,57 + 25932,87)=199518,39 kJ/jam (TF-01) Pati

Glukosa Air Ampas

Glukosa Etanol AirAmpas Saccharomyces (9)(30o) (6)(30o) Air Pendingin (30o) Universitas Sumatera Utarab) Panas yang keluar (Qout) pada suhu 30oC Aliran 8 QCO2=(1686,9248 kg/jam) (1,90 kJ/ kg0C) (30 25)oC=16025,78 kJ / jam Aliran 9 Qpati=(452,882 kg/jam) (1,84 kJ/ kg0C) (30 25)oC=4166,51 kJ / jam Qglukosa=(38,3392 kg/ jam ) (0,75 kJ /kg0C) ( 30 - 25) 0C =143,77 kJ/ jam Qetanol =(3527,2046 kg/jam) (0,87 kJ/ kg0C) (30 25) 0C =15343,34 kJ / jam Qair=(26001,1662 kg/ jam ) (1,00 kJ /kg0C) ( 30 - 25) 0C =130005,83 kJ / jam Qampas=(2803,554 kg/jam) (1,85 kJ /kg0C) (30 25) 0C =25932,87 kJ / jam Qtotal out= (16025,78 +4166,51 +143,77 +15343,34+ 130005,83 +25932,87) kJ /jam =191618,1 kJ / jam - Hf25oC (Reaktan) Hf25oC Glukosa= glukosa H xglukosa BMglukosa Massaf= jam kJ kmol kJ x / 16 , 50 ) / 51 , 235 (kg/kmol 180 kg/jam 38,3392 = - Hf25oC (Produk) Hf25oC Etanol = ) Etanol (EtanolEtanolfH xBMMassa =) / 351 , 66 (/ 46kg/jam 3527,2046kmol kJ xkmol kg

=-5087,68 kJ/jam Hf25oC CO2=kmol kkal H xBMCOMassaCOf/ (22 = jam kJkmol kJ xkmol kg/ 26 , 9029) / 51 , 235 (/ 44 kg/jam 1686,9248 = - Hf25oC (Total Produk)=(-5087,68)+(-9029,26) kJ =-14116,94 kJ Hf25oC=Hf25oC (Produk)- Hf25oC (Reaktan) =(-14116,94)-(-50,16) kJ =-14066,78 kJ (Eksotermis) Universitas Sumatera Utara- Panas diserap air pendingin ; Qc Qc=(Qmasuk- Hf25oC)- Qkeluar ={(199518,39)+( 14066,78 kJ)}- 191618,1 kJ =21967,07 kJ Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 303,15 K (30oC) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 318,15 K (45oC),H (30oC) = 125,7 kJ/kg H (45 oC)=dT Cp318,15303,15(l) kJ/kg = 188,2 kJ/kg H= H(45oC) - H(30oC)=188,2 kJ/kg 125,7 kJ/kg = 62,5 kJ/kgJumlah air pendingin yang diperlukan : HQ= mkJ/kg 5 , 62kJ/jam 21967,07m =m=351,5 kg/jam Tabel LB.3 Neraca Panas Fermentor (TF-01) NoKomponenPanas (kJ/jam) Panas MasukPanas Keluar 1. 2. 3. 4. 5. 6. PatiEtanol Glukosa Air Ampas CO2 27776,75 - 14377,2 131431,57 25932,87 -4166,51 15343,34 143,77 130005,83 25932,8716025,78 Jumlah199518,39191618,1 6. 7. Panas reaksi 25oC Panas diserap air pendingin 14066,78- - 21967,07 Total213585,17213585,17 Universitas Sumatera Utara LB.4Menara Destilasi (MD-01) (11) Menentukan suhu umpan masuk : Umpan yang masuk ke kolom destilasi merupakan cairan jenuh, Untuk menentukan suhu umpan,maka dilakukan perhitungan bubble point dengan cara trialsuhu umpanhingga syarat =1 Ki.Xiterpenuhi, P = 1 atm K = Pi/P Trial : T = 368,5 K (95,35oC) KomponenPiXiKiKi,Xi Glukosa 1.6872481230,11.6872481230.168724812 Etanol 1.8806617360,251.8806617360.470165434 Air 0.8374637640,450.8374637640.376858694 Pati 3.47162E-050,23.47162E-056.94324E-06 Total 1.015755883 Maka, suhu umpan pada kolom destilasi (MD-01) adalah 368,5 K (95,35oC), LB.4.1Kondensor (CD-01) Fungsi : Mengkondensasikan uap dari kolom destilasi

MD-01 Etanol Air

(13)

Glukosa Etanol Air Glukosa Etanol Air Pati

(12)

Etanol AirEtanol AirAir pendingin 30oC1 atm Air pendingin 45oC1 atm 79,35oC1 atm 78,35oC1 atm Universitas Sumatera Utara Perhitungan suhu operasi kondensor : Untukmenentukansuhuoperasipadakondensor,dilakukanperhitungandewpoint hingga syarat =1Ki.Yi terpenuhi, P = 1 atm K = Pi/P Trial : T = 352,5 K (79,35oC) KomponenPiYiKiYi/Ki Etanol 1,042424480,961,042424480,920930023 Air 0,4517269990,040,4517269990,088549058 Total1,00947908 Temperaturoperasikondensor(suhudestilat)yangdiperolehdariperhitunganadalah 352,5 K (79,35oC) Panas masuk T = 352,5 K (79,35oC) dan tekanan 1 atm Panas masuk :Qin =dT Cp Hvl) ( dT Cp N368,5BP(g)BP298,15) ( i||.|

\|+ + l Tabel LB.4.1 Panas masuk Kondensor (CD-01) KomponenN (kmol)HvldT CpT2T1(l)dT CpT2T1(g)Q in Etanol0,213 40656,25317.170746-78,4905 Air 1324,2386---- Total78,4905 Panas keluar T = 351,5 K (78,35oC) dan tekanan 1 atm Panas keluar :Qout =dT Cp Hvl) ( dT Cp N351,5BP(g)BP298,15) ( i||.|

\|+ + l Tabel LB.4.2 Panas keluar Kondensor (CD-01) KomponenN (kmol)HvldT CpT2T1(l)dT CpT2T1(g)Q out Etanol76,294940656,27694,868055-26817.65735 Air0,9798-4491,143252-- Universitas Sumatera UtaraTotal26817.65735 Q = Qout - Qin = 26817,65735 784905 = -758087,3427 kJ/jam Air pendingin yang digunakan adalah air pada suhu 303,15 K (30oC) dan keluar sebagai air pendingin bekas pada suhu 318,15 K (45oC),H (30 oC)=dT Cp318,15303,15(l) kJ/kg = 125,7 kJ/kg H (45 oC)=dT Cp318,15303,15(l) kJ/kg = 188,2 kJ/kg H= H(45oC) - H(30oC)=188,2 kJ/kg 125,7 kJ/kg = 62,5 kJ/kg Jumlah air pendingin yang diperlukan : HQ= mkJ/kg 5 , 62kJ/jam 7 758087,342 -m =m=1229,3 kg/jam Sehingga diperoleh : Tabel LB.4.3 Neraca Panas Pada Kondensor (CD-01)

Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam) Umpan784905- Produk-26817,6574 Air pendingin-758087,3427 Total784905784905 LB.4.2Reboiler (RB-01) Fungsi : Menguapkan kembali cairan dari kolom destilasi Etanol Air 100 oC 78,35 oC Kondensat 100 oC, 1 atm Superheated steam 200 oC, 1 atm Etanol Air 1 atm 1 atm Universitas Sumatera Utara Perhitungan suhu operasi reboiler : Untukmenentukansuhuoperasireboiler,dilakukandenganperhitunganbubblepoint hingga tercapai syarat=1 Ki.XiP = 1 atm K = Pi/P Trial : T = 373,15 K (100oC) Tabel LB.4 Data perhitungan suhu operasi reboiler KomponenPiXiKiKi,Xi Etanol 2,2077152940,042,2077152940,088308612 Air 0,9909796990,960,99097969980,951340511 Total1,039649122 Maka suhu operasi reboiler adalah 373,15 K (100oC). Panas masuk T = 351,5 K (78,35oC) dan tekanan 1 atm Panas masuk :Qin =dT Cp Hvl) ( dT Cp N351,35BP(g)BP298,15) ( i||.|

\|+ + l Tabel LB.4.4 Panas masuk reboiler (RB-01) KomponenN (kmol)HvldT CpT2T1(l)dT CpT2T1(g)Q in Etanol0,3834314907694,8680555957.3356342425,900482 Air1324,238640656,212337,532012458.4946123255633,463 Total3258059.363 Panas keluar T = 373,15 K (100oC) dan tekanan 1 atm Panas keluar :Qout =dT Cp Hvl) ( dT Cp N373,15BP(g)BP298,15) ( i||.|

\|+ + l Alur 12 Tabel LB.45 Panas keluar Reboiler pada alur 12 (RB-01) Komponen N (kmol) HvldT CpT2T1(l)dT CpT2T1(g)Q out Etanol2,4446314907694,8680555957,335634110354,6311 Air2,689140656,212337,532012458,494612149116,5826 Total1941024,1225 Universitas Sumatera UtaraAlur 13 Tabel LB.4.6 Panas keluar Reboiler pada alur 13 (RB-01) Komponen N (kmol) HvldT CpT2T1(l)dT CpT2T1(g)Q out Etanol0,8981314907694,8680555957,33563440542,2131 Air1,014740656,212337,532012458,49461256267,3743 Total715014,4049 Q = Qout - Qin = (1941024,1225 + 715014,4049) 325805,9363 = 2330232,591 kJ/jam Steamyangdigunakanadalahsuperheatedsteampadasuhu473,15K(200oC)dan keluarsebagaikondensatpadasuhu473,15K(100oC),Daristeamtabel(Smith,2001) diperoleh : H (200 oC)= 2791,7 kJ/kg H (100 oC)= 419,1 kJ/kg Kandungan panas steam : H= H(200 oC) H(100 oC) = 2372,6 kJ/kg Jumlah steam yang diperlukan : HQ= mkJ/kg 2372,6kJ/jam 1 2330232,59m =m=982,1 kg/jam Sehingga diperoleh :Tabel LB.4.4 Neraca Panas Pada Reboiler (RB-01)

Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam) Umpan325805,9363- Produk-2656038,527 Steam2330232,591- Total2656038,5272656038,527 Universitas Sumatera UtaraLAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC-1Gudang (G-111) Fungsi : Tempat untuk menyimpan bahan baku ubi kayu. Bentuk : Prisma tegak segi empat. Bahan konstruksi: Dinding beton dan atap seng. Data kondisi operasi: - Temperatur : 30 oC - Tekanan: 1 atm Laju alir massa= 11981 kg/jamDensitas ubi kayu ()= 870,711085 kg/m3 ......................(http://Aqua-calc.com, 2011)Faktor kelonggaran (fk)= 20 % ...............................(Perry, 1999) Direncanakan gudang bahan baku dengan perbandingan : Panjang gudang : Lebar gudang = 1 : 2 Panjang gudang : Tinggi gudang= 2 : 1 Lebar gudang : Tinggi gudang = 2 : 1 Perhitungan : Direncanakan kapasitas penyediaan 1 hari : = hari 1 jam 24jam 1kg/jam 11981x= 287544 kg ubi kayuV = kapasitas/densitas3/ 711085 , 870287544m kgkg== 330,25 m3 Faktor kelonggaran (fk)= 20 %, maka : Volume total gudang= 3 3396,28 330,25% 80% 100m m x = =Volume = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t3 396,28 m3 = 4t3 t= 314396,28((

= 3,969928 m Maka diperoleh : Tinggi gudang = 3,969928 m Panjang gudang = 2t = 2 x 3,969928 m = 7,93 m Universitas Sumatera UtaraLebar gudang = Panjang gudang = 7,93 m LC-2Belt Conveyor (BC 01) Fungsi: Mengangkat ubi kayu dari gudang ke bak pencucian Jenis : Flat Belt on Continous Flow Bahan konstruksi : Carbon Steel Kondisi Operasi : 30 oC ; 1 atm Laju alir bahan baku: 11981 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) buah Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat =( ) jam kg x / 11981 2 , 0 1+ = 14377,2 = 14,3772 ton/jamDari Tabel 21 7 Perry, 1999, untuk kapasitas 14,3772 ton/jam diperoleh : Kecepatan Belt = 200 ft/menit Lebar Belt= 14 ft = 4,2 m Panjang Belt= 20 ft = 6 m Tinggi Belt= L. Sin. = 20 Sin 20 = 6,84 ft Power Belt Conveyer= V (L.0,0025 + H. 0,001) C Power Belt Conveyer= 14,3772 ( 20 x 0,0025 + 6,84 x 0,001) 2,5 = 2,04 Hp Efisiensi Motor= 80 % Hp motor = 2,04/0,8 = 2,5 Hp Dimana :V = Kapasitas belt L = Panjang belt H = Tinggi belt C = Material faktor ( 2,5) Universitas Sumatera UtaraLC-3Bak Pencuci (BP 01) Fungsi :Untuk mencuci ubi kayu dengan air Type:Bak persegi empatLaju alir bahan baku: 11981 kg/jam Densitas campuran (c )

air =1,000 kg/m3

kayu ubi =870,711085 kg/m3 .(Aqua-calc, 2011) density Bult = totair airtotk u k uMxMMxM +. . =jam kgjam kg x m kgjam kgjam kg x m kg/23962/ 11981 / 000 , 1/ 23962/ 11981 / 711085 , 8703 3+ = 435,8 kg/m3 Volume bahan =3/ 435,8/ 11981m kgjam kg m= = 27,4 m3 Volume Bak (VB) : VB = 3m 99 , 324 , 27 2 , 1 2 , 1 = = x V xUkuran Bak pencuci : Tinggi (T) = 4 meter Lebar (L)= X Panjang (P) = 1,5xL=1,5X VB = P.L.T 32,99=(1,5X)(X)(4)32,99= 6 X2 L = 6VB= 632,99 = 2,34 m Maka : L (lebar)=2,34 m P (panjang)=1,5x2,34= 3,51 m Universitas Sumatera UtaraLC-4CrusherFungsi: Untuk memotong atau memperkecil ukuran ubi kayu. Jenis : Rotary knife cutter Kondisi operasi: 30 oC ; 1 atm Laju alir bahan baku : 11981 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) buah Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat=( ) jam kg x / 11981 2 , 0 1+= 14377,2 kg/jam Dari halaman 829 Perry, 1997, dipilih tipe rotary knife cutter dengan spesifikasi : Panjang pisau = 21 cm Bahan konstruksi = Stainless steel Kecepatan putaran = 920 rpm Power = 5 Hp Jumlah cutter = 5 buah LC-5Screw Conveyor (SC 01) Fungsi : Sebagai alat pengangkut ubi kayu menuju raw mill. Jenis : Rotary Vane Feeder Bahan konstruksi : Carbon Steel Kondisi operasi: 30 oC ; 1 atm Laju alir bahan baku : 11981 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) buah Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat=( ) jam kg x / 11981 2 , 0 1+= 14377,2 kg/jam Dari Tabel 21 6 Perry, 1997, untuk kapasitas 14377,2 kg/jam diperoleh : -Diameter pipa= 2,5 inchi -Diameter shaft= 2 inchi -Diameter pengumpan = 9 inchi -Panjang maksimum = 75 ft -Pusat gantungan= 10 ft Universitas Sumatera Utara-Kecepatan motor= 55 rpm -Daya motor= 3,75 Hp LC-6Raw Mill Fungsi :Menggilingubi kayu menjadi halusBerdasarkan Tabel 12.6 Perry, 1997 diperoleh ukuran Raw Mill sebagai berikut : -Kapasits kerja=11981 kg/jam -Panjang =3 ft -Lebar=2 ft -Ball load=1000 lb -Kecepatan=33 rpm -Power motor=7,5 Hp LC-7Screw Conveyor (SC 02) Fungsi : Sebagai alat pengangkut ubi kayu menuju tangki pemasak. Jenis : Rotary Vane Feeder Bahan konstruksi : Carbon Steel Kondisi operasi: 30 oC ; 1 atm Laju alir bahan baku : 11981 kg/jam Jumlah alat : 1 (satu) buah Faktor kelonggaran : 20 % Kapasitas alat=( ) jam kg x / 11981 2 , 0 1+= 14377,2 kg/jam Dari Tabel 21 6 Perry, 1997, untuk kapasitas 14377,2 kg/jam diperoleh : -Diameter pipa= 2,5 inchi -Diameter shaft= 2 inchi -Diameter pengumpan = 9 inchi -Panjang maksimum = 75 ft -Pusat gantungan= 10 ft -Kecepatan motor= 55 rpm -Daya motor= 3,75 hp Universitas Sumatera UtaraLC-8Tangki Pemasak (TP 01) Fungsi=Memasak ubi kayu supaya diperoleh bubur pati Kapasitas (M)=35943 kg/jam campuran =1172,4939 kg/m3 Volume Bahan (VB)= M = 3365 , 30kg/m 4939 , 11721 kg/jam 35943mjam x=Diperkirakan bahan mengisi tangki 85%, maka volume tangki (VT): VT = 305 , 36 65 , 308510085100m x xVB = =Jika diasumsikan bahwa perbandingan H:D=1,5 maka : H=1,5 x D sehingga : VT= H D241 (Brownell, 1959) Direncanakan : Type=Tangki vertikal dengan tutup atas dishead, dan tutup bawah datar Maka : 36,05=D x D x x 5 , 1 14 , 3412 =1,1775 D3 D=31775 , 136,05 = 3,13 m H=1,5 x3,13 = 4,695 m = 15,403 ft = 184,842 in 1. Menghitung tebal shell (ts) Ts=CFERa+ Pr 6 , 0 2Pr. (Tabel 9 McCetta and Cunningham, 1993) Dimana : Pr= Popr + (Poprn x 0,05 ) = 1 atm = 14,7 Psi Ra=in ft m x Di 614 , 61 134 , 5 565 , 1 3,132121= = = =F= 18750 (bahan kontruksi carbon steel, SA 240 grade V) Universitas Sumatera UtaraE (efesiensi sambungan)= 80 % C= Faktor korosi = 0,125 in Tekanan hidrostatika : PH PH = . g . h.. (Smith, 2001)h = m 756 , 3 4,695 8 , 0 H .10080= = xPH =1172,4939x9,8x 3,756 =43158,09 2mN =6,25 psi Pr =14,7 Psi + PH . (Brownell, 1959 ) = 14,7 Psi+6,25 Psi = 20,95 Psi Jika digunakan bahan kontruksi carbon steel, SA 240 grade V gd f = 18750 Psi Dengan efesiensi sambungan 80 %, maka : ts=125 , 043 , 2998781 , 1290125 , 020,95 6 , 0 8 , 0 18750 2614 , 61 20,95+ = + x x xx

= 0,16 in Digunakan tebal shell standart 3/16 in 2. Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu 3/16 in. 3. Perhitungan tutup bawah (plat datar) tp= dC f r C + ) / ( . (Brownell, 1959 )

\|+ |.|= 125 , 01875020,95125 , 03,13= 3,13 x 125 , 0 00111 , 0 125 , 0 + x= 3,13 + 0,3537 = 3,48 in = 3 in = 0,1 m(pakai plat) 4. Perhitungan tinggi tutup atas (OA) OD Universitas Sumatera UtaraOA B A ID t a C OA= Sf + b + th . (Brownell, 1959 ) Dari Tabel 5.4 Brownell and Young diperoleh : Sf = 2 inr = W2= 102 in. ( Tabel 5.7 Brownell and Young) Icr = , in ID = 105,0833 a = ID/2 =5416 , 5220833 , 105= in AB= ID/2 Icr = 52,5416 in 0,75 in = 51,7916 in BC= r Icr= 102 0,75 = 101,25 in AC== 2 2) ( ) ( AB BC 3698 , 2682 5625 , 10251 = 87,0011 in b = r - 2 2) ( ) ( AB BC .. (Brownell, 1959 ) b= 102 87,0011 in = 14,9989 OA= ts + b + sf ... (Brownell, 1959 ) = 0,16 + 14,9989 + 2,5 = 17,6589 in = 0,448 m 5. Tinggi total tangki = (Htot) Htot = H + OA + tp .. (Brownell, 1959 ) = 4,695 m + 0,448 m + 0,1 m = 5,243 m = 17,21 ft = 206,417 in6. Menghitung luas perpindahan panas : Q = 2514030,73 kJ/jam = 234314,98 Btu/jam UD =t AoQ . .. (Kern, 1988 ) Universitas Sumatera Utaraatau Ao= t UDQ . Dari Tabel 8 Kern diperoleh : UD = 6 - 60Maka : di trial UD = 50 Btu/jamft2F ||.|

\| = ) 30 200 () 100 200 () 30 200 ( ) 200 (Lnt .. (Kern, 1988 ) = 51oC = 123 0F Ao = F 123 F . ft Btu/jam 50BTU/jam 2394314,98o o 2x = 389,31 ft2 7. Jacket pemanas : Diameter dalam jacket, Dij = a + 2T ... (Kern, 1988 ) = 52,5416 in + 2 (0,17) = 52,8816 in Tebal jacket (z) = 0,5 in Diameter luar jacket, D0j = Dij + 2.z .. (Kern, 1988 )= 52,8816 in + 2(0,5) = 53,8816 in LC-9 Pompa Tangki Pemasak (PO 01) Fungsi=Untuk memompa bahan pada tangki pemasak ke cooler Kapasitas (M) =35943 kg/jam = 22,01 lb/detik campuran =1172,4939 kg/m3 = 72,1988 lb/ft3 Laju alir (Qf)= M= 3lb/ft 72,1988lb/detik 22,01 = 0,3 ft3/detikDiameter pipa optimum (Diopt) : Diopt= 3,9 . Qf0,45 . 0,13.. (Timmerhaus, 2004) Dimana : camp = 1172,4939 3mkg= 72,1988 1b/ ft3

Diopt= 3,9 x(0,3)0,45x(72,1988)0,13 = 3,95711 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : Universitas Sumatera UtaraNominal size pipa= 4 in Schedule= 40 in Inside diameter (D)= 4,026 in= 0,3355 ft Outside diameter= 4,50 in= 0,375 ft Luas permukaan (A) = 12,7 m2= 0,0882 ft 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V= ft AQdtkftf0882 , 03 , 03= = 3,4 dtkft 2. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : NRe =;. . D Vdimana camp = 8,72.10-4 1b/ft dtk= 410 . 72 , 83355 , 0x 3,4 1988 , 72x = 94484,09 (turbulen) Direncanakan- panjang pipa lurus (L)= 10 meter - tinggi pemompaan = 32,0 ft - 3 elbow 900 -=DLe.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le = 32x3x0,3355 = 32,2 ft - 1 Gate value open : ... .......... 7 =DLe(Peter Tabel 1, hal 484) Le = 7x1x0,3355= 2,34 ft L = 32,2 ft + 2,34 ft = 34,54 ft - Dipilih pipa komersial steel 00015 , 0 = .. (Peter, 2003 ) 43355 , 000015 , 010 . 47 , 4= = Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 482 diperoleh : F = 0,0055 3. Friksi yang terjadi: (F) Universitas Sumatera Utara1.Friksi sepanjang pipa lurus : FL = 3355 , 0 2 , 3254 , 34 3,4 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcL V F== 0,4 Ibf ft/1bm2.Friksi karena sambunganFLe =3355 , 0 2 , 3232,2 3,4 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcLe V F== 0,3bmbfft11 3.Friksi karena kontraksi dengan K=0,5 Fc = 2 , 32 23,4 5 , 0. 2.2 2xxgcV K= = 0,089 lbmlbfft F = FL + FLe + FC = 0,4 + 0,3 + 0,089 = 0,78 bmbfft11 4. Penentuan kerja pompa (W)Berdasarkan Persamaan Bernaully : FgcVgcgW + + +=. 2.2 (Geankoplis, 1997) Dimana : 0 == makaikftVdet4 , 3 = Z diperkirakan 16,4 ftMaka: Ws=16,4 + 0,782 , 32 24 , 32+x = 17,35 bmbrft11.Efisiensi pompa, = 70 % Wp = W (Geankoplis, 2003) = 0,7 17,35 Universitas Sumatera Utara= 24,78 ft.lbf/lbm. 5. Penentuan daya pompa (p) P = /s.hp) (550ft.lbfx Ws Qf x = p) ft.lbf/s.h (550/detik ft 0,3 x lb/ft 72,1988 x 17,353 3

= 0,6 Hp (Digunakan daya 1 Hp) LC-10 Cooler (CO 01) Fungsi = Untuk mendinginkan larutan sebelum masuk tangki fermentasiType = Shell and tube HE Kapasitas= 35943 jamkg = 79240,75 jamb 1 1.Q pendingin= 2513931,78 jamkj= 2380910,32 jambtu W pendingin= 3455,4 jamkg= 7617,85 jambm 1 2.Menentukant t = LMTD = Ft ttt06 , 351132 11786 , 82ln6 , 35 113ln21== 3.Menentukan Temperatur KlorikTemperatur klorik fluida panas (Tc) dan fluida dingin (tC) Tc=F0140286 194=+ tC=F07 , 972113 4 , 82=+ Pemilihan ukuran HE ; 4. Menentukan luas perpindahan panas (AB) ; AO= t UDQ . Dari Tabel 8 Kern diperoleh UD = 5-75 JAMBTU2ft F0 Trial UD = 50 jamBTU 2ft F0 AO = 20 0 244 , 579F 1786 , 82 F . Btu/jam.ft 50Btu/jam 2380910,32ftx=Universitas Sumatera UtaraBerdasarkan Tabel 9-10 Kern, ukuran 43 OD 14 BWG : diperoleh : OD= 43 in = 0,75 in = 0,0625 ft ID= 0,584 in = 0,0484 ft at= 0,268 a= 0,1963 5. Menghitung jumlah pipa (Nt): Nt= L aA.' '0(Kern, 1950) Jika digunakan panjang pipa tube (L) = 16 ft, maka Nt=buahxft18516 1963 , 044 , 5792=Dari Tabel 9 Kern diperoleh untuk 43 OD.1 in square pitch Nt = 185 buah n= 1 pass ID shell = 19 41 in = 19,25 in Sehingga luasperpindahan panas terkoreksi(A) A= Nt.a.L .(Kern, 1950) = 185x0,1963x16 = 581,05 ft2 6. Koefisien perpindahan panas , UD terkoreksi ; UD = 286 , 491786 , 82 05 , 5812380910,32.ftx t AQjamBTU= =F0

Fluida Panas dalam ShellFluida Dingin Cair dalam Tube 1. luas Penampang, AS AS = 1 14415 . 25 , 0 . 25 , 19144. .x ptB C ID== 0,5013 ft2 2. Kecepatan massa, Gs Gs= 25013 , 0lbm/jam 2380910,32ft AsW== 4749472,1 jam ftb21 3. Bilangan Reynold, Res :Res= Gs ID, 1. Luas Penampang,t AT=34 , 01 144268 , 0 . 185. 144. .'= =x nt a Nt ft2 2. Kecepatan Massa, Gt gt = 34 , 07617,85=AtW = 22405,44 jam ftb21 3. Bilangan Reynold, Ret Ret = gt x ID = 0,75p = 1,815 ftjamb 1 Universitas Sumatera UtaraDimana : ftjamb 11456 , 2 = Res = 1456 , 2 4749472,1 25 , 19 x = 42611548,25 lbm/jam.ft2 4. JH= 170 (Fig 28 Kern ) 5. 21.|.|

\|kCP =. ? CP = 0.832jamftBTU k=0,0089 (Kern, 1950) 8489 , 50089 , 01456 , 2 83 , 021= |.|

\| x 6. ho =JH 14 , 021.||.|

\||.|

\||.|

\|w kcpKD =170x5,4 x5,8489x1 = 111,7347fthariBTUF0 7. UC= hio hohio ho+. = 7642 , 252 7347 , 1117642 , 252 7347 , 111+x = 77,4832F fthariBTU0 8. Faktor Kotoran (Rd) Rd = UD UCUD UC. = 86 , 49 4832 , 7786 , 49 4832 , 77x=0,007 = 815 , 1 22405,44 0484 , 0 x = 597,47 4. hi = 326,4F fthiBTU02 5. hio = hi x0625 , 00484 , 04 , 326 xODID== 252,7642F fthariBTU0 KarenaRdRancang>Rdketentuan(0,002)makaPerancanganHEdapat diterima, dan bisa dilanjutkan ke pengecekan Pressure Drop. PRESSURE DROP Fluida Panas ( Tube)Fluida Dingin ( Shell) Universitas Sumatera Utara1. Res = 42611548,25 lbm/jam.ft2 f = 0,005 (Fig 29 Kern) S = 1,035 = 62,5 x 1,035 = 64,6875 2. Jumlah Lewatan (N+1) =8 , 121516 00 , 12=x 3. DL.2 810 . 18 , 4 2.2sG 4.f.Fp = =0484 , 0 6875 , 64 10 . 18 , 4 212 ) 4749472,1 ( 005 , 0 42 82x x xx x x 9 , 3 = FpPsi

psia 7 , 1144FppP == 1. Ret = 597,47 f= 0,00032 (Fig 26 Kern) S = 1 2.eDL' .2 810 . 18 , 4 2.2tG 4.f.Fa = =( )) 0484 , 0 ( ) 5 , 62 .( 10 . 18 , 4 224 22405,44 00032 , 0 42 82x x x = 0,0097 ft 3. s ft / 099 , 05 , 62 360044 , 224053600GtV === ftg005 , 098 , 0 22099 , 03' 22V31F = =||.|

\| =

( )psiaF Fa0063 , 01445 , 62 ) 005 , 0 0097 , 0 (1441Pa= += + = Kesimpulan : Karena Pa < 10 Psi maka perancangan alat HE layak untuk diteruskan LC-11 Pompa Cooler (PO 02) Fungsi=Untuk memompa bahan dari cooler ke fermentor Kapasitas (M) =35943 kg/jam = 22,01 lb/detik campuran =1172,4939 kg/m3 = 72,1988 lb/ft3 Laju alir (Qf)= M= 3lb/ft 72,1988lb/detik 22,01 = 0,3 ft3/detikDiameter pipa optimum (Diopt) : Diopt= 3,9 . Qf0,45 . 0,13.. (Timmerhaus, 2004) Dimana : camp = 1172,4939 3mkg= 72,1988 1b/ ft3

Diopt= 3,9 x(0,3)0,45x(72,1988)0,13 = 3,95711 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : Nominal size pipa= 4 in Universitas Sumatera UtaraSchedule= 40 in Inside diameter (D)= 4,026 in= 0,3355 ft Outside diameter= 4,50 in= 0,375 ft Luas permukaan (A) = 12,7 m2= 0,0882 ft 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V= ft AQdtkftf0882 , 03 , 03= = 3,4 dtkft 2. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : NRe =;. . D Vdimana camp = 8,72.10-4 1b/ft dtk= 410 . 72 , 83355 , 0x 3,4 1988 , 72x = 94484,09 (turbulen) Direncanakan- panjang pipa lurus (L)= 10 meter - tinggi pemompaan = 32,0 ft - 2 elbow 900 -=DLe.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le = 32x2x0,3355 = 21,472 ft - 1 Gate value open : ... .......... 7 =DLe(Peter Tabel 1, hal 484) Le = 7x1x0,3355= 2,34 ft L = 21,472 ft + 2,34 ft = 23,812 ft - Dipilih pipa komersial steel 00015 , 0 = .. (Peter, 2003 ) 43355 , 000015 , 010 . 47 , 4= = Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 482 diperoleh : F = 0,0055 3. Friksi yang terjadi: (F) 1.Friksi sepanjang pipa lurus : Universitas Sumatera UtaraFL = 3355 , 0 2 , 32812 , 23 3,4 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcL V F== 0,2 Ibf ft/1bm2.Friksi karena sambunganFLe =3355 , 0 2 , 32,472 1 2 3,4 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcLe V F== 0,25bmbfft11 3.Friksi karena kontraksi dengan K=0,5 Fc = 2 , 32 23,4 5 , 0. 2.2 2xxgcV K= = 0,089 lbmlbfft F = FL + FLe + FC = 0,2 + 0,25 + 0,089 = 0,54 bmbfft11 4. Penentuan kerja pompa (W)Berdasarkan Persamaan Bernaully : FgcVgcgW + + +=. 2.2 (Geankoplis, 1997) Dimana : 0 == makaikftVdet4 , 3 = Z diperkirakan 16,4 ftMaka: Ws=16,4 + 0,542 , 32 24 , 32+x = 17,11 bmbrft11.Efisiensi pompa, = 70 % Wp = W (Geankoplis, 2003) = 0,7 17,11 = 24,45 ft.lbf/lbm. Universitas Sumatera Utara 5. Penentuan daya pompa (P) P =/s.hp) (550ft.lbfx Ws Qf x = p) ft.lbf/s.h (550/detikft 0,3 x lb/ft 72,1988 x 17,113

= 0,6 Hp(Digunakan daya 1 Hp) LC-12Fermentor(TF-01) Fungsi = Sebagai tempat terjadi fermentasi Kapasitas (W) = 37689,9726jamKg Densitas Campuran ( campuran) = 1265,078 kg/m3 = 78,978 lb/ft3 Waktu tinggal = 24 jam a.Menghitung volume bahan : VB =jamW/ m 79 , 29kg/m 1265,078kg/jam 37689,972633= = maka volume tangki (Vt) : Vt =laju alirx waktu tinggal =37689,9726 kg/jamx 24 jam =904559,34 kg Vt = jam mjam/ 52 , 30364/ m 79 , 29kg 904559,3433==30,36452 m/jam Karena :Vt = 1,1775 D3 Maka : D =31775 , 130,36452= 2,951 m = 9,6817 ft H = 1,5 x 2,951 m = 4,4265 m = 14,52 ft = 174,24 in b.Menghitung tebal shell (Ts) Ts =Cpr F fR pi R+ 6 , 0 . 2. Universitas Sumatera UtaraDimana : Pr= Popr + (Poprn x 0,05 ) = 14,7 + 0,735 Pr = 15,435 Psi Ri=D .21 =47 , 1 2,95121= x m = 57,8741 in Hs=D .41 =2,95141x = 0,73 m = 28,7401 in F= 18750 (bahan kontruksi carbon steel, SA 240 grade C) E= 80 % C= Faktor korosi = 0,125 in Maka : Ts =in 125 , 0435 , 15 6 , 0 8 , 0 18750 257,8741 435 , 15+ x x xx = 0,15 in Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat daribahanyang sama, yaitu 0,15.Perhitungan tinggi total tangki Htot = H + (2 OA) OD OA SF

A Ro = Lo ID t a Di mana : OA = Tinggi tutup = Sf + b + ts Dari Tabel 5.4 Brownel and Young dan Tabel 5-7 Sf= 2,5 in Icr= 0,75 in Icr b Universitas Sumatera Utarar = 102 in Maka tinggi tutup (OA) : b= r- 2 2AB BC AB=in 1241 , 57 75 , 0 57,8741 = = crI RiBC= r- Icr =102 0,75 = 101,25 in AC= 2 2AB BC 2 2) 1241 , 57 ( ) 25 , 101 ( = 83,5966 in b= 102 in - 83,5966 in = 18,4033 in Jadi : OA = (2,5 + 18,4033 + 0,15) = 21,0533 in Sehingga : Htot = 174,24 + (2 x 21,0533) = 216,34 in c. Penentuan Pengadukan Da/Dt = ; Da = 1/3 2,763 m = 0,921 m W/Da =; W = 1/5 x0,921 m= 0,1842 m L/Da = ; L = 0,921 m = 0,23025 m E/Da =; E = 2,763 m = 0,691 m J/Dt=; J = 1/12 2,763 m = 0,23 mDimana : Dt = Diameter tangki Da = Diameter impellerW= Lebar pengadukL = Panjang daun pengadukE= Jarak pengaduk dari dasar tangki J= Lebar baffle Perhitungan pengadukan menggunakan rumus : P =550n5 3x gcx Da x x Km T Dimana :Universitas Sumatera UtaraKT = konstanta pengaduk = 6,3n = kecepatan pengaduk = 35 rpm = 0,5833 rpsDa = diameter pengaduk = 3,9921 ft m = densitas bahan = 64,635 lb/ft 3 gc = konstanta gravitasi = 32,2 lbm ft / lbf det2 Sehingga daya, P = 550 2 , 3264,635 3,9921 5833 , 0 3 , 65 3xx x x = 4,61 Hp Efisiensi motor penggerak 80 % Daya motor penggerak =Hp 76 , 58 , 0,61 4=Perancangan jaket sebagai penahan reaksi eksoterm, desain jaket yang dinginkan sesuai dengan bentuk tangki yang diletakkan di sekeliling tangki.Massa air pendingin yang dibutuhkan, m = 350,3 kgair = 1035,3242kg/m3 waktu tinggal air pendingin ; 10 menit Penentuan volume jaket, VjVj = pendinginair x 6010menit = 1265,078350,3x 6010menit = 0,056 m3 Penentuan R1 Vj = {( x R12) (R2 + Ts)2}x H 0,056 = {( x R12) (4,14+ 0,15)2}x 4,14 R1 = 5,256 mPenentuan tebal jaket :R1 = R2 + tp + tjj tjj = R1 (R2 + tp )= 5,256 (4,14 +0,15)= 1,01 mLC-13 Tangki Penyimpan Saccharomyces Cerevisae (TP 02) Fungsi : UntukmenyimpanSaccharomycesCerevisaeyangmasukke fermentor. Tipe:Tangkisilindervertikaldengantutupatasstandardishead Universitas Sumatera Utarahead dan tutup bawah plat datar.Kapasitas (M) : 1506,0117 kg/jam = 3320,1533 lb/jam Densitas () :50,3334 lb/ft3 1.Menentukan volume bahan (Vb) dalam 1 jam operasi Vb= jam xftM1lb/ 3334 , 50lb/jam 3320,15333= = 65,9 ft3 2.Menentukan Volume Tangki (Vt) Jika tangki hanya berisi 85 %, maka : Vt= 9 , 6585100x=77,53 ft3 Volume tangki (VT) Vt=D x D 5 , 1241 .. (Brownell, 1959) =1,1775 D3 D=3 84 , 651775 , 1 77,53== 384 , 65=4,01 m=157,87 in H=1,5x4,01 m =6,015 m = 19,735 ft = 236,81 in3.Menentukan tebal shell (tS) ts=Cp FExR Pi r+ 6 , 0 2. (Brownell, 1959 ) Dimana : Pr= Tekanan rancangan= 1,05x14,7= 15,435 Psi Ri= 21xD= 21x157,87= 78,935 in F= faktor stress (18750 psi). carbon steel SA 240 grade M E= Efesiensi sambungan (0,8) C= Faktor kotoran (0,125)Maka : Universitas Sumatera UtaratS=in125 , 0435 , 15 6 , 0 8 , 0 18750 278,935 435 , 15+ x x xx

= 0,16 in(tebal plat yang dipakai 1/6 in) 4.Tebal tutup Tebaltutupdianggapsamadengantebalshellkarenaterbuatdaribahanyang sama yaitu 1/6 in. 5. Menghitung tebal plat datar (tp) tP= D||.|

\|FCPr = 157,8718750435 , 15125 , 0 x= 1,6 in 6.Menghitung tinggi total bejana/tangki (Htot)Htot= H + D (Brownell, 1959 )Htot= 236,81 + 157,87 = 394,68 in LC-14 Tangki Penyimpan (NH4)2SO4 (TP 03) Fungsi : Untuk menyimpan (NH4)2SO4 yang masuk ke fermentor. Tipe:Tangkisilindervertikaldengantutupatasstandardishead head dan tutup bawah plat datar.Kapasitas (M) : 120,48 kg/jam = 265,61 lb/jam Densitas () :110,435 lb/ft3 1.Menentukan volume bahan (Vb) dalam 1 jam operasi Vb= jam xftM1lb/ 435 , 110lb/jam 265,613= = 2,4 ft3 2.Menentukan Volume Tangki (Vt) Jika tangki hanya berisi 85 %, maka : Vt= 4 , 285100x=2,823 ft3 Universitas Sumatera Utara Volume tangki (VT) VT=D x D 5 , 1241 .. (Brownell, 1959) =1,1775 D3 D=3 39 , 21775 , 1 2,823== 339 , 2=1,338 m =52,68 in H=1,5x1,338 m =2,00 m =6,56 ft = 78,75 in 3.Menentukan tebal shell (tS) ts=Cp fExR Pi r+ 6 , 0 2. (Brownell, 1959 ) Dimana : Pr= Tekanan rancangan= 1,05x14,7= 15,435 Psi Ri= 21xD= 21x52,68= 26,34 in F= faktor stress (18750 psi). carbon steel SA 240 grade M E= Efesiensi sambungan (0,8) C= Faktor kotoran (0,125)Maka : tS=in 125 , 0435 , 15 6 , 0 8 , 0 18750 2 26,34 435 , 15+ x x xx = 0,13 in(tebal plat yang dipakai 1/6 in) 4. Tebal tutupTebaltutupdianggapsamadengantebalshellkarenaterbuatdaribahanyang sama yaitu 1/6 in 5. Menghitung tebal plat datar (tp) tP= D||.|

\|FPC= 26,34 18750435 , 15125 , 0 xUniversitas Sumatera Utara= 0,26 in 6.Menghitung tinggi total bejana/tangki (Htot)Htot= H + D (Brownell, 1959 )Htot= 2,00 m + 1,338 m = 3,338 m = 10,96 ft = 131,5 in LC-15 Tangki Penyimpan H2SO4 (TP 04) Fungsi : Untuk menyimpan H2SO4 yang masuk ke fermentor. Tipe:Tangkisilindervertikaldengantutupatasstandardishead head dan tutup bawah plat datar.Kapasitas (M) : 120,48 kg/jam = 265,61 lb/jam Densitas () :114,493 lb/ft3 1.Menentukan volume bahan (Vb) dalam 1 jam operasi Vb= jam xftM1lb/ 493 , 114lb/jam 265,613= = 2,31 ft3 2.Menentukan Volume Tangki (Vt) Jika tangki hanya berisi 85 %, maka : Vt= 45 , 285100x=2,72 ft3 Volume tangki (VT) VT=D x D 5 , 1241 .. (Brownell, 1959) =1,1775 D3 D=3 39 , 21775 , 1 2,72== 339 , 2=1,338 m =52,68 in H=1,5x1,338 m =2,00 m =6,56 ft = 78,75 in 3.Menentukan tebal shell (tS) Universitas Sumatera Utarats=Cp fExR Pi r+ 6 , 0 2. (Brownell, 1959 ) Dimana : Pr= Tekanan rancangan= 1,05x14,7= 15,435 Psi Ri= 21xD= 21x52,68= 26,34 in F= faktor stress (18750 psi). carbon steel SA 240 grade M E= Efesiensi sambungan (0,8) C= Faktor kotoran (0,125)Maka : tS=in 125 , 0435 , 15 6 , 0 8 , 0 18750 2 26,34 435 , 15+ x x xx = 0,13 in(tebal plat yang dipakai 1/6 in) 4. Tebal tutupTebaltutupdianggapsamadengantebalshellkarenaterbuatdaribahanyang sama yaitu 1/6 in 5. Menghitung tebal plat datar (tp) tP= D||.|

\|FPC= 26,34 18750435 , 15125 , 0 x= 0,26 in 6.Menghitung tinggi total bejana/tangki (Htot)Htot= H + D (Brownell, 1959 )Htot= 2,00 m + 1,338 m = 3,338 m = 10,96 ft = 131,5 in LC-16 Pompa H2SO4 (PO 03) Fungsi=Untuk memompa H2SO4 ke fermentor Kapasitas (M) =120,48 kg/jam = 0,0737 lb/detik campuran =1834 kg/m3 = 114,493 lb/ft3 Laju alir (Qf)= M= 3kg/m 1834 kg/jam 120,48 Universitas Sumatera Utara = 0,0656 m3/s = 0,215 ft3/s Menghitung diameter pipa optimum (Diopt) : Diopt= 3,9 . Qf0,45 . 0,13.. (Peter, 2003 )Diopt= 3,9 x(0,215)0,45x(114,493)0,13 = 2,1 in Berdasarkan Tabel 13, halaman 888 Geankoplis diperoleh : Nominal size pipa= 2,5 in Schedule= 40 in Inside diameter (D)= 4,026 in= 0,3355 ft Outside diameter= 4,50 in= 0,375 ft Luas permukaan (A) = 12,7 m2= 0,0882 ft2 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V= 23ft 0882 , 0/s ft 0,215=AQf = 2,43 dtkft 2. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : NRe =;. . D Vdimana camp = 2 10-4 1b/ft dtk= ( )410 23355 , 0x 43 , 2 114,493xx = 466710,67 (turbulen) Direncanakan- panjang pipa lurus (L)= 10 meter - tinggi pemompaan = 32,0 ft - 1 elbow 900 -=DLe.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le = 32x1x0,3355 = 10,736 ft - 1 Gate value open : ... .......... 7 =DLe(Peter Tabel 1, hal 484) Le = 7x1x0,3355= 2,34 ft L = 10,736 ft + 2,34 ft = 13,076 ft Universitas Sumatera Utara- Dipilih pipa komersial steel 00015 , 0 = .. (Peter, 2003 ) 433 , 000015 , 010 . 546 , 4= = Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 482 diperoleh : F = 0,0055 3. Friksi yang terjadi: (F) 1.Friksi sepanjang pipa lurus : FL = ( )3355 , 0 2 , 3213,076 2,43 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcL V F== 0,07 lbf ft/lbm2.Friksi karena sambunganFLe =( )3355 , 0 2 , 32376 , 10 2,43 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcLe V f== 0,06 bmbfft11 3.Friksi karena kontraksi Fc = 2 , 32 2) 43 , 2 ( 5 , 02.2 2xxgcV K= = 0,045 lbmlbfft F = FL + FLe + FC = 0,07 + 0,06+ 0,045 = 0,17bmbfft11 4. Penentuan kerja pompa (W)Berdasarkan Persamaan Bernaully : FgcVgcgW + + +=. 2.2 (Peter, persamaan1 hal 486) Dimana : 0 == makaikftVdet2,43 = Z diperkirakan 16,4 ftMaka: Universitas Sumatera UtaraWs=16,4 +0,172 , 32 22,43+x = 16,6 bmbrft11. 5.Effesiensi pompa, = 80 % W= x Wp 16,6= 0,8 x Wp Wp= 21 ft.lbf/lbm 6.Daya pompa:P = /s.hp) (550ft.lbfx Ws Qf x = p) ft.lbf/s.h (550/s ft 0,215 x lb/ft 114,493 x 16,63 3

= 0,74 Hp (Digunakan daya1 Hp) LC-17 Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01) Fungsi: Untuk memisahkan partikel padat dan cair. Kapasitas: 34570,1186 kg/jam = 76214,065 lb/jam Padatan: 4550,5266 kg/jam= 10032,09 lb/jam Cairan: 2600,11662 kg/jam = 5732,2171 lb/jam Densitas campuran: 979,134 kg/m3 = 61,127 lb/ft3 Laju alir filtrat: 3lb/ft 61,127lb/jam 76214,065 : (1246,8 ft3/jam)/2 = 623,41 ft3/jam = 77,731gpm Dari Tabel 19-13 Perry : edisi 6 dipilih : 1.Medium filtering 2.Konsenrasi solid 70 % 3.Laju aliran filtrat 0,01 -2 galon/menit.ft2 Dari Tabel 19- 9 Stanly M. Wallas diperoleh dimensi rotary drum vacuum filter : -Panjang drum= 20 ft -Diameter= 10 ft -Luas permukaan= 620 ft2 Laju alir filtrat (Qf) : Universitas Sumatera UtaraQf= 2620gpm 77,731ft

= 0,12 gal/menit.ft2 Karenahasilperhitunganterhadaplajualirfiltratberadadiantara0,012 gal/menit.ft2 maka dianggap telah memenuhi syarat (layak). Dari Tabel 19-26 Perry ed.6 untuk suatu larutan : Kapasitas= 4200- 10.000jamftb21 Tekanan= 6-20 Psi Power= >4 Hp Kapasitas filtrat (Qf) Qf= ((5732,2171 lb/jam x 24 jam/hari))/(620 ft2)= 221,89 lb/ft3/hari Jika diambil 5 Hp, maka : PRDVF= 0,005 Hp/ft2 x 620 ft2 = 3,1 Hp P= 8 , 0Hp 1 , 3 = 3,875 Hp (Digunakan daya 4 Hp) LC-18 Pompa Rotary Drum Vacuum Filter (PO 04) Fungsi=UntukmemompabahanpadaRotaryDrumVacuum Filter ke kolom destilasi Kapasitas (M) =27419,4748 kg/jam = 16,79 lb/detik campuran =979,134 kg/m3 = 61,127 lb/ft3 Laju alir (Qf)= M= 3lb/ft 61,127lb/detik 16,79 = 0,2 ft3/detikDiameter pipa optimum (Diopt) : Diopt= 3,9 . Qf0,45 . 0,13.. (Timmerhaus, 2004) Dimana : camp = 979,134 3mkg= 61,127 lb/ ft3

Diopt= 3,9 x(0,2)0,45x(61,127)0,13 = 1,07 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : Universitas Sumatera UtaraNominal size pipa= 1,5 in Schedule= 40 in Inside diameter (D)= 4,026 in= 0,3355 ft Outside diameter= 4,50 in= 0,375 ft Luas permukaan (A) = 12,7 m2= 0,0882 ft 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V= ft AQdtkftf0882 , 02 , 03= = 3,11 dtkft 2. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : NRe =;. . D Vdimana camp = 8,72.10-4 1b/ft dtk= 410 . 72 , 83355 , 0x 3,11 61,127x = 73246,94 (turbulen) Direncanakan- panjang pipa lurus (L)= 10 meter - tinggi pemompaan = 32,0 ft - 3 elbow 900 -=DLe.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le = 32x3x0,3355 = 32,2 ft - 1 Gate value open : ... .......... 7 =DLe(Peter Tabel 1, hal 484) Le = 7x1x0,3355= 2,34 ft L = 32,2 ft + 2,34 ft = 34,54 ft - Dipilih pipa komersial steel 00015 , 0 = .. (Peter, 2003 ) 43355 , 000015 , 010 . 47 , 4= = Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 482 diperoleh : F = 0,0055 3. Friksi yang terjadi: (F) Universitas Sumatera Utara1.Friksi sepanjang pipa lurus : FL = 3355 , 0 2 , 3254 , 34 3,11 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcL V F== 0,34 lbf ft/1bm2.Friksi karena sambunganFLe =3355 , 0 2 , 3232,2 3,11 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcLe V F== 0,31bmbfft11 3.Friksi karena kontraksi dengan K=0,5 Fc = 2 , 32 23,11 5 , 0. 2.2 2xxgcV K= = 0,075 lbmlbfft F = FL + FLe + FC = 0,34 + 0,31 + 0,075 = 0,72 bmbfft11 4. Penentuan kerja pompa (W)Berdasarkan Persamaan Bernaully : FgcVgcgW + + +=. 2.2 (Geankoplis, 1997) Dimana : 0 == makaV = 3,11 ft/detik Z diperkirakan 16,4 ftMaka: Ws=16,4 + 0,722 , 32 211 , 32+x = 17,27 bmbrft11.Efisiensi pompa, = 70 % Wp = W (Geankoplis, 2003) = 0,7 17,27 Universitas Sumatera Utara= 24,6 ft.lbf/lbm. 5. Penentuan daya pompa (p) P = /s.hp) (550ft.lbfx Ws Qf x = /s.hp) (550ft.lbf/dtk 2 , 0 lb/ft 61,127x ft.lbf/lbm 17,273 3ft x

= 0,3 Hp (Digunakan daya 1/2 Hp) LC-19 Bak Penampungan Ampas (BP 02) Fungsi: Tempat penampungan ampas ubi kayu dari RDVF Tipe: Persegi Kapasitas ampas ubi kayu yang akan di tampung (M) M = 7150,6432 kg/jam Jumlah waktu penyimpanan 1 hari, maka : M = 7150,6432 kg/jamx24 jamx1 hari = 171615,4368 kg Densitas ampas ( ) = 1009,3933 kg/m3 Volume (V)= M

= 33018 , 170/ kg 3933 , 1009kg 8 171615,436mm=Direncanakan : - Tinggi bak (t)= 3 meter - Panjang bak (P)= 2xlebar Maka : V= P xL xt 170,018 m3 = 2 L2 x 3 L2= 28,336 L= 5,3 m Sehingga : P= 2 x L = 2 x 5,3 m = 10,6 m Universitas Sumatera UtaraLC-20. Menara Destilasi (MD-01) Fungsi: Memisahkan etanol dengan airJenis:Sieve tray Bentuk :silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi :Carbon steel SA 285 grade A Jumlah :1 unit Dari data yang diperoleh dari Tabel 13-1 Perrys : RD =2XHD =0,45 RDM =RD/1,2XHF=0,25 =1,66XLF =0,1 XLW =0,5D=651,6855 kmol/jam XHW=0,00025W =1170,834 kmol/jam XLD =0,995 LD= HKLKKK = 45 , 0995 , 0 = 2,21 LW=HKLKKK = 5 , 000025 , 0 = 0,05 ( ) ( ) 33 , 0 0,05 2,21 . LW LD av L,= = = (Geankoplis,2003)) log()] / )( / log[(,av LLW HW HD LDmX X X XN= (Geankoplis,2003)

) 33 , 0 log()] 5 , 0 / 00025 , 0 )( 45 , 0 / 995 , 0 log[= = 6,18 Dari Fig 11.7 3, Geankoplis, hal. 749, untuk64 , 01 =+ RR dan597 , 01 =+mmRR diperoleh NNm= 0,43; maka: N = 43 , 018 , 643 , 0=mN= 14,37 Jumlah piring teoritis = 14,37 Efisiensi piring=85 %(Geankoplis,2003) Universitas Sumatera UtaraMaka jumlah piring yang sebenarnya =85 , 014,37= 16,91 piring 17 piring. Jumlah piring total = 17 + 1 = 18 piring Penentuan lokasi umpan masuk (((

|.|

\||.|

\|=245 , 05 , 00,10,256885 , 651834 , 1170log 206 , 0 logseNN (Geankoplis,2003) 1532 , 0 =seNN Ne=0,1532 Ns N =Ne+Ns 18=0,1532 Ns+Ns Ns=7,0157 8 Ne=18 8 = 10 Jadi, umpan yang masuk dari atas yaitu pada piring ke 10. Design kolom direncanakan : Tray spacing (t)= 0,45 m Hole diameter (do)= 4,5 mm(Treybal, 1984) Space between hole center (p)= 12 mm(Treybal, 1984) Weir height (hw)= 5 cmPitch= triangular in Data : Suhu dan tekanan pada destilasi MD-01 adalah 368,5K dan 1 atm. TabelLC.1Komposisi Bahan pada Alur Vd Kolom Destilasi MD-01 Komponen Alur Vd Fraksi mol BM Fraksi mol x BM(kmol/jam)(g/mol) Glukosa0,21280,000154180,160,02781055 Etanol76,56180,05553846,072,55864442 Air1298,97580,94228118,01516,9752006 Pati2,79290,002026162,150,32851252 Total1378,54331 19,8901681 Laju alir massa gas (G) =1378,5433 kmol/jam=1378,5433 /3600 = 0,3829 kmol/detik Universitas Sumatera Utarav = K) K)(368,5 atm/kmol m (0,082kg/kmol) (19,89 atm) (1RTBM P3av= = 0,65 kg/m3 Laju alir volumetric gas (Q) = 15 , 2735 , 3684 , 22 0,3829 = 11,57 m3/s TabelLC.2Komposisi Bahan pada Alur Lb Kolom DestilasiMD-01 Komponen Alur Lb (kg/jam) Fraksi massa L

(kg/m3) Fraksi massa x L

Glukosa38,33920,00160515442,477609884 Etanol17,63610,0007387890,582401035 H2O23836,290,997657998,23995,8913263 Total23892,271 998,9513372 Laju alir massa cairan (L) = 6,63 kg/s Laju alir volumetrik cairan (q) = 9513 , 9986,63 = 0,0066 m3/s Surface tension () = 0,04 N/m(Lyman, 1982) 2oaop'd907 , 0AA||.|

\|=2ao0,01200,0045907 , 0AA|.|

\|= = 0,1275 2 / 12 / 1VL0,659513 , 99811,570,0066Q'q|.|

\|=||.|

\|= 0,0223 = 0,0744t + 0,01173 = 0,0744 (0,45) + 0,01173 = 0,04521 = 0,0304t + 0,05 = 0,0304 (0,45) + 0,05 = 0,06368 CF = 2 , 02 / 1V L0,02) / (q/Q)(1log |.|

\|((

+ = 2 , 00,020,040,063680,02231log 0,04521 |.|

\|((

+ = 0,1588 Universitas Sumatera UtaraVF = 5 , 0VV LF C||.|

\| = 5 , 00,650,65 9513 , 9980,1588 |.|

\| = 6,1865 m/s Asumsi 80 % kecepatan flooding (Treybal, 1984) V= 0,8 x 6,1865 = 4,9492 m/s An = 4,949211,57VQ== 2,3381 m2 UntukW=2,33TdariTabel6.1.Treybal,hal.162,diketahuibahwaluas downspout sebesar 14,145%.At = = 14145 , 0 14,6562 5,4233 m2 Column Diameter (T) = [4(5,4233)/]0,5 = 2,6284 m Weir length (W)= 0,8(2,6284)= 2,1028 m Downspout area (Ad) = 0,14145(2,3381) = 0,3307 m2 Active area (Aa)= At 2Ad = 5,4233 2(0,3307) = 4,7618 m2 Weir crest (h1) Misalkan h1 = 0,007279 m h1/T=0,007279/2,6284 = 0,00277 = =2,10282,6284WT1,25 215 , 02 2 2effWTTh2 1WTWTWW)`|.|

\||.|

\|+(((

|.|

\| |.|

\|= |.|

\|( ) ( ) | | ( )( ) { }25 , 02 22eff25 , 1 0,00277 2 1 25 , 1 25 , 1WW+ = |.|

\| = |.|

\|WWeff1,238 3 / 2eff3 / 21WWWq666 , 0 h |.|

\||.|

\|=Universitas Sumatera Utara( )3 / 13 / 211,2382572,10280,0066666 , 0 h |.|

\|=h 1 = 0,0153 Perhitungan diulangi dengan memakai nilai h1 = 0,0153 m hingga nilai h1 konstan pada nilai 0,0153 m. Perhitungan Pressure Drop Dry pressure drop Ao = 0,1275 x 4,7618 = 0,607 m2 uo== =0,60711,57AQo 19,059 m/s Co = 1,346 (Treybal, 1981) |.|

\|||.|

\|=998,95130,6582346 , 119,0590 , 51 h22d hd= 6,7378 mm = 0,006738 m Hydraulic head 4,761811,57AQVaa= == 2,431 m/s 22,1028 2,62842 W Tz+=+== 2,3656|.|

\|+ + =zq225 , 1 V h 238 , 0 h 725 , 0 0061 , 0 h5 , 0v a w w L |.|

\|+ + =2,36560,0066225 , 1 ) 31)(0,6582 (0,05)(2,4 238 , 0 (0,05) 725 , 0 0061 , 0 h5 , 0L h L = 0,0223 m Residual pressure drop g d g 6ho LcR=,8) (0,0045)(9 998,9513(1) (0,04) 6hR== 0,0054 m Total gas pressure drop hG = hd + hL + hR hG = 0,006738 + 2,3656 + 0,0054 hG = 0,034 m Universitas Sumatera UtaraPressure loss at liquid entrance Ada = 0,025 W = 0,025(2,1028) = 0,05257 m2 2da2Aqg 23h||.|

\|=220,052570,0066g 23h |.|

\|== 0,00244 m Backup in downspout h3 = hG + h2 h3 = 0,034+ 0,00244 h3 = 0,0369 m Check on flooding hw + h1 + h3 = 0,05 +0,0153 + 0,0369 hw + h1 + h3 = 0,1023 m t/2 = 0,45/2 = 0,225 m karenanilaihw+h1+h3lebihkecildarit/2,makaspesifikasiinidapatditerima, artinya dengan rancangan plate seperti ini diharapkan tidak terjadi flooding. Spesifikasi kolom destilasi Tinggi kolom= 18 x0,45 m = 8,1 mTinggi tutup=( ) 2,628441 = 0,6571 m Tinggi total= 8,1 + 2(0,6571) = 9,4142 mTekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa Faktor kelonggaran=5 % P design=(1+0,05) x 101,325 kPa =106,392 kPa = 15,431 psi Joint efficiency (E) =0,8(Brownell & Young,1959) Allowable stress (S) = 11200 psi(Brownell & Young,1959) Faktor korosi= 0,0098 in/tahun Umur = 10 tahun Tebal shell tangki: 0,6P - SEPRt =Universitas Sumatera Utara) 0,6(15,431 - 8) (11200)(0,,6284/2) (15,431)(2t = = 0,0892 in Maka tebal shell yang dibutuhkan=0,0892 in + (0,0098).(10) in = 0,187 in Tebal shell standar yang digunakan=1/4 in(Brownell & Young,1959) Tebal tutup tangki = tebal shell =1/4 in LC-21 Pompa Destilasi (PO 05) Fungsi=Untuk memompa bahan ke kondensor Kapasitas (M) =27419,4748 kg/jam = 16,791 lb/detik campuran =961,9349 kg/m3 = 60,052 lb/ft3 Laju alir (Qf)= M= 3lb/ft 60,052lb/detik 16,791 = 0,27 ft3/detikDiameter pipa optimum (Diopt) : Diopt= 3,9 . Qf0,45 . 0,13.. (Timmerhaus, 2004) Dimana : camp = 961,9349 3mkg= 60,052 lb/ft3

Diopt= 3,9 x(0,27)0,45x(60,052)0,13 = 1,07 in Dari App. 5, Perry, 1997 dipilih : Nominal size pipa= 1,5 in Schedule= 40 in Inside diameter (D)= 4,026 in= 0,3355 ft Outside diameter= 4,50 in= 0,375 ft Luas permukaan (A) = 12,7 m2= 0,0882 ft 1. Kecepatan aliran dalam pipa (V) V= ft AQdtkftf0882 , 027 , 03= = 3,0 dtkft 2. Perhitungan bilangan reynold (NRe) : NRe =;. . D Vdimana camp = 8,72.10-4 1b/ft dtkUniversitas Sumatera Utara= 410 . 72 , 83355 , 0x 3,0 60,052x = 69314,61 (turbulen) Direncanakan- panjang pipa lurus (L)= 10 meter - tinggi pemompaan = 32,0 ft - 3 elbow 900 -=DLe.. (Peter Tabel 1 hal 484 ) Le = 32x3x0,3355 = 32,2 ft - 1 Gate value open : ... .......... 7 =DLe(Peter Tabel 1, hal 484) Le = 7x1x0,3355= 2,34 ft L = 32,2 ft + 2,34 ft = 34,54 ft - Dipilih pipa komersial steel 00015 , 0 = .. (Peter, 2003 ) 43355 , 000015 , 010 . 47 , 4= = Maka dari Fig 14-1 Peter, halaman 482 diperoleh : F = 0,0055 3. Friksi yang terjadi: (F) 1.Friksi sepanjang pipa lurus : FL = 3355 , 0 2 , 3254 , 34 3,0 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcL V F== 0,31 lbf ft/1bm2.Friksi karena sambunganFLe =3355 , 0 2 , 3232,2 3,0 0055 , 0 2.. . . 22 2xx x xD gcLe V F== 0,29bmbfft11 3.Friksi karena kontraksi dengan K=0,5 Fc = 2 , 32 23,0 5 , 0. 2.2 2xxgcV K= = 0,069 lbmlbfft F = FL + FLe + FC Universitas Sumatera Utara = 0,31 + 0,29 + 0,069 = 0,66 bmbfft11 4. Penentuan kerja pompa (W)Berdasarkan Persamaan Bernaully : FgcVgcgW + + +=. 2.2 (Geankoplis, 1997) Dimana : 0 == makaV = 3,0 ft/detik Z diperkirakan 16,4 ftMaka: Ws=16,4 + 0,172 , 32 20 , 32+x = 16,71 bmbrft11.Efisiensi pompa, = 70 % Wp = W (Geankoplis, 2003) = 0,7 16,71 = 23,8 ft.lbf/lbm. 5. Penentuan daya pompa (p) P = /s.hp) (550ft.lbfx Ws Qf x = /s.hp) (550ft.lbf/detik ft 0,27 lb/ft 60,052 x 16,713 3x

= 0,49 Hp (Digunakan daya 0,5 Hp) LC-22. Kondensor (CD 01) Fungsi :Untuk mendinginkan kembali hasil bottom destilasi Type :Shell and tube HE Kapasitas :3527,2046 kg/jam = 9720,24 lbm/jam Universitas Sumatera Utara1.Fluida dingin =566,79 kg/jam =1249,5646 lbm/jam Panas yang diserap (Q) = 758087,3427 kJ/jam = 718525,3376 BTU/jam 82,4oF 203,63oF 173,03oF 140oF 2.Menentukan t = t = LMTD = |.|

\|=||.|

\| 63,6390,63ln27ttlnt t121 2= 76,33oF 53 , 057,630,6t tT TR1 22 1= ==47 , 04 , 82 203,357,6t Tt tS1 11 2===Dari Gambar 18, Kern, 1965 diperoleh FT = 0,8 Maka t = FT LMTD = 0,8 76,33 = 61,06 F Menentukan temperatur kalorik : Tc =F 33 , 1882173,03 203,630=+ Tc =F 2 , 1112140 4 , 820=+ Pemilihan ukuran HE : -Menentukanluasperpindahanpanas(Ao)dariTabel9-10Kern,dipilihtube OD, 14 BWG dimana : OD=0,75 in =0,0825 ft ID=0,584 in =0,0484 ft at =0,268 a=0,1963 dari Tabel Kern 8 diperoleh : UD = 2-50BTU/jam ft2 oFditrial UD=50 BTU/jam ft2 oFAO= 2ft 31 , 23506 , 61 50 6 718525,337.= = x t UDQ Universitas Sumatera UtaraMenentukan jumlah tube (Nt) Nt=buah 7416 1963 , 031 , 235".= =x L aAo Dari Tabel Kern : dipilih untuk OD, 15/16 triangular pitch diperoleh: Nt=74 buah IDS=39 in = 3,25 ft n=1 pass Dari Tabel 9, hal 842, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 76 tube dengan ID shell 29 in. sehingga luas permukaan panas terkoreksi (A) : A=Ntx a x L =76 x0,1963x16 =238,7 ft2 Koefisien perpindahan panas : UD= T AQ ..(Kern, 1965) =2 , 4906 , 61 7 , 2386 718525,337=x BTU/ jam ft2 0F Fluida Dingin (Shell)Fluida Panas (Tube) 1. luas Penampang, AS AS = 25 , 1 1445 5 , 0 39144. .xx xptB C ID== 0,541 ft2 2. Kecepatan massa, Gs Gs = 541 , 01249,5646=AsW = 2306,888 jam ftb21 3. Bilangan Reynold, Res :Res= Gs , ID ftjamb 1451 , 0 = = 1,091 lbm/ft2jam Res = 451 , 0 2306,888 0825 , 0 x = 174,3 4. JH= 190(Fig 25, Kern) 5. ho=JH 1. Luas Penampang, At AT= xnt a Nt144' . = 2ft 14 , 01 144268 , 0 76=xx 2. Kecepatan Massa, gt gt = 14 , 09720,24=AtW = 68721,28jam ftb21 3. Bilangan Reynold, Ret Ret = gt x D = 4,39 ftjamb 1 = 39 , 468721,28 0484 , 0 x = 761,43 Universitas Sumatera Utara= tw =) (a vo iooat Th hht ++=) (a vo iooat Th hht ++= 128,01 tf = (Tv + tw)/2 = 158,17 Darifig12(Kern,1965),untukt= 158,17,diperolehh=ho=222 BTU/hr.ft2.oF 6. UC = hio hohio ho+. = 33 , 681 22233 , 681 222+x = 167,98 F fthariBTU0 7. Faktor Kotoran (Rd) Rd = UD UcUD Uc. = 2 , 49 167,982 , 49 167,98x= 0,014 4. hi = 875F fthiBTU02 5. hio = hi x75 , 0584 , 0875 xODID== 681,33 F fthariBTU0 KarenaRdrancang>Rdketentuan(0,003)makaperancanganHElayakuntuk diteruskan PRESSURE DROP Fluida Dingin ( Shell)Fluida Panas ( tube) 1. Res = 174,3 f = 0,0014 (Fig 26 Kern) S = 1 2. Jumlah Lewatan (N+1) N+1 = BL 12=4 , 38516 12=x 3. s S DeN DS GS fS . . , 10 . 22 , 5) 1 .( . . . 5 , 0102+= = Psi 10 96 , 546 , 0 1 0825 , 0 10 . 22 , 54 , 38 0825 , 0 ,888 306 2 0014 , 0 . 5 , 06102= xx x xx x x1. Ret = 761,43 f= 0,00032 (Fig26 Kern) S = 1 t= 1 2. DxSn L gt ft1 . 10 . 22 , 5. , .102= = ( )) 1 )( 0484 , 0 ).( 10 . 22 , 5 (1 16 68721,28 00032 , 0102x x x = 0,0095 Psi Universitas Sumatera Utara Ps yang diperbolehkan = 2 Psi3.psi 012 , 0.0,0031(4).(1)2g'2V.s4nrP=== r t + = t= 0,0095+ 0,012 = 0,0215Psi Ptyang diperbolehkan = 10 psi LC-23. Tangki Penampung Produk (TP-06) Fungsi : Untukmenampungproduketanolyangkeluardarikolom destilasi. Tipe:Tangkisilindervertikaldengantutupatasstandardishead head dan tutup bawah plat datarKondisi :Temperatur 30oC tekanan 1 atm Kapasitas :8964,6464 kg/jam = 19763,459 lb/jam Densitas :778 kg/m3 = 49,00 lb/ft3 1. Menentukan volume bahan (Vb) dalam 1 jam operasi Vb= jam 1lb/ft 00 , 49lb/jam 19763,4593xw= = 392,65 ft3 2.Menentukan Volume Tangki (Vt) Jika tangki hanya berisi 85 %, maka : Vt=392,6510085x= 333,75 ft3 3.Volume tangki (Vt) Vt=D x D 5 , 1241 . (Brownell, 1959) =1,1775 D3 D=3 ft 43 , 2831775 , 1333,75=Universitas Sumatera Utara=in 662 , 258 m 57 , 6 ft 43 , 2833= = H=1,5 x 6,57 m =8,56 m = 21,56 ft = 337,00 in 4. Menentukan tebal shell (tS) ts=Cp fExR Pi r+ 6 , 0 2. (Brownell, 1959 ) Dimana : Pr= Tekanan rancang= 1,05 x 14,7= 15,435 Psi Ri= 21 x D= 21 x 258,662= 129,331 in F= faktor stress (18750 psi). carbon steel SA 240 grade M E= Efesiensi sambungan (0,8) C= Faktor kotoran (0,125) Maka : tS=in 125 , 0435 , 15 6 , 0 8 , 0 18750 2129,331 435 , 15+ x x xx

= 0,19 in(tebal plat yang dipakai 1/5 in) 5. Tebal tutup Tebaltutupdianggapsamadengantebalshellkarenaterbuatdaribahanyang sama yaitu 1/5 in. 6. Menghitung tebal plat datar (tp) tP= D||.|

\|FPC= 258,66218750435 , 15125 , 0 x= 2,62 in 7.Menghitung tinggi total bejana/tangki (Htot)Htot= H + D . (Brownell, 1959 ) Htot= 337,00+ 258,662 = 575,662 in LC-24. Reboiler (RB 01) Fungsi:Menguapkansebagiancairanhasilbawahuntukdijadikan pemanas pada kolom destilasi. Universitas Sumatera UtaraTipe : Ketle reboiler Steam T = 2000 C (392 0F) T = 78,35 0C (1730F) T = 100 0C (2120F) Kondensat = 100 0C (212 0 F) Aliran bahan : Shell=Bahan (fluida dingin) = 23892,2702 kg/jam= 52673,7145 lb/jam Tube =Steam (fluida panas)= 5186 kg/jam = 11433,0556 lb/jam Panas yang diserap= 2330232,591 kJ/jam = 2208625,662 Btu/jam Maka: 1.t vaporizingt= 23,270F 2.Menentukan temperatur kalorik : Tc =F 3022212 3920=+ tc =F 5 , 1922212 1730=+ 3.Ud dan A Sesuai Tabel 8 Kern hal . 840, untuk fluida panas steam dan fluida dingin (light organik) didapat : Ud = 75 150 Btu/Jam ft2 0F Trial Ud= 76,5 Btu/jam ft20F Luas permukaan perpindahan panas (A): A= t x UQD.(Kern, 1965) = F x0 227 , 23 ft . Btu/jam 5 , 76Btu/jam 2 2208625,66 = 1241 ft2 Universitas Sumatera UtaraDirencanakan menggunakan tube dengan spesifikasi :Dari Tabel 9 Kern hal 842 dipilih nilai yang mendekatiNt = 30.2 buah untuk OD 43 in dan pitch triangular PT = 1 in -Nt = 30 buah -ID shell= 8 in -passes (n)=2 UD = t x AQ.(Kern, 1965) = F x0 227 , 23 ft 1241Btu/jam 2 2208625,66 =76,5 Btu/jam ft20F (UD76,5 Btu/jam ft2 0F, maka trial UD dinyatakan memenuhi) 4.Tube side (fluida panas) : steam a.Luas aliran, at

at= xnat x Nt144.(Kern, 1965) = 2ft 066 , 02 144639 , 0 30=xx b.Kecepatan massa, Gt Gt=atW .(Kern, 1965) =2066 , 0lb/jam 11433,0556ft =171766,87 lb/jam.ft2 c.Bilangan reynold, NRe Ret=Gt x D Pada Tc = 302 0F, didapat viskositas steam;= 0,0411 lb/jam.ft. maka : Ret= ft jam lbft jam lb x ft. / 0411 , 0. / 171766,87 666 , 02 = 2783452,853 d.Koefisien head transfer inside, hi Universitas Sumatera Utarauntuk steam terkondensasi hi = hio 1500 Btu/jam ft2 .0F (Kern hal.164) 5.Shell side (fluida dingin ): a.luasaliran, as as= TxPIDxCxB144 .(Kern, 1965) Dimana = C= PT OD = 1 - 43 = 0,25 in B= 5 in ( baffle maksimum/minimum) as= 1 1445 25 , 0 8xx x = 0,069 ft2 b.Mass velocity, GS GS=atW .(Kern, 1965) =2ft 069 , 0/ 52673,7145 jam lb =763387,1667 lb/jam.ft2 c.Res=sG x De (De = 0,73 in = 0,0608 ft; Kern hal. 838) Pada tc = 192,5 0F, didapat sifat-sifat fisika campuran fluida dingin : -Viskositas,= 0,0436 lb/jam.ft -Kondutifitas panask= 0,17 Btu/jam.ft -Kapasitas panasc= 0,45 Btu/jam.ft Res= ft jam lbx ft. / 0436 , 0lb/jam.ft 7 763387,166 0608 , 02 = 1064539,9 d.Koefisien perpindahan panas bagian luar; ho: ho = JH 14 , 031.||.|

\||.|

\||.|

\|wkcDek untuk Res = 1064539,9 dari Fig. 28 Kern didapat JH = 80 Universitas Sumatera Utaraho = 3117 , 00436 , 0 45 , 00608 , 017 , 0|.|

\||.|

\| x = 108,9061 Btu/jam .ft20F 6.Koefisien perpindahan panas keseluruhan untuk vaporizing, Uc Uc = ho hiohioxho+ = 9061 , 108 15009061 , 108 1500+x = 101,5343 Btu/jam .ft20F 7.Dirty Factor, Rd Rd = 76,5 5343 , 101 76,5 5343 , 101x xU UU UD CD C= = 0,0032 Rd desain (0,0032) > Rd minimummaka perancangan alat reboiler memenuhi syarat untuk digunakan. 8.Pressure drop a.Tube Side (fluida panas) Dari Fig.29 Kern untuk Ret = 2783452,853 didapat faktor friksi, yaitu (f) = 0,00020 ft2/in2 L= panjang tube = 8 ft D= diameter dalam tube= 0,0517 ft s= spesifik grafity= 0,0078 n = jumlah passes= 2 sehingga : t= t s ID1010 5,22n L2tG f21 |.|

\|.(Kern, 1965) = ||.|

\|1 0078 , 0 0517 , 0 10 . 22 , 52 8 ) 171766,87 ( 00020 , 021102x x xx x x = 0,44 Psi Pt hitung 14,7 Psi (1 atm) Universitas Sumatera UtaraTekanan izin, S= 12650 Psi (carbon steel SA-283 grade C) Ef. Sambungan, E= 0,85 Izin korosi, CA= 0,125 in. Tinggi level, Hf=DVVtf=8 1,800308636 6,870713055,725594 = 1,500257 m Tek. hidrostatis, PH= g Hf

= 916,599,81,500257 = 13476,1833 Pa (1,954554372 Psi) Faktor kelonggaran diambil 10% dari total Tekanan desain, Pd= (1 + 0,1) PH = 1,1 1,954554372 = 2,150009809 Psi Tebal baja shell, ts= ddP E SD P2 , 1 2 + CA = 9 2,15000980 2 , 1 85 , 0 12650 28 1,80030863 9 2,15000980 + 0,125 = 0,125 in. Dipakai baja dengan tebal 1/4 in. 26. Pompa Kondensat (PU-10) Fungsi: Memompa kondensat ke ketel uap Jenis: Sentrifugal aliran radial Material: Carbon steel SA-53 grade C Jumlah: 1 unit Data: Laju alir, F= 5248,0224 kg/jam (3,213831 lb/s) Suhu operasi= 150oC, 1 atm Densitas Fluida, = 916,59 kg/m3 (57,2227 lb/ft3)(Perry, 1997) Viskositas fluida, = 0,21 cP (1,41 10-4 lb/ft.s) (Perry, 1997) Universitas Sumatera Utara a. Spesifikasi pipa Laju volumetric, Q= F = 2227 , 573,213831 = 0,0561657 ft3/s Diam. Optimum, Do = 3,9 Q 0,45 0,13 = 3,9 (0,0561657) 0,45 (57,2227) 0,13 = 1,8063764 in. Dari Appendik C, Alan Foust (1980) dipakai pipa: Schedule number= 40 Ukuran nominal= 1 in. Diameter dalam, di= 1,049 in. (0,0874 ft) Diameter luar, do= 1,315 in. (0,11 ft) Tebal dinding, t= 0,133 in. (0,011 ft) Luas muka, a= 0,006 ft2 b. Friction factor Kecepatan linear, v= " aQ = 006 , 00,0561657 = 9,360942408 ft/s Bil. Reynold, Re= id v = 410 41 , 10874 , 0 8 9,36094240 2227 , 57 = 331.812,22 Friction Factor, f= 0,006 c. Perhitungan ekivalensi pemipaan Pipa lurus= 30 ft Dari Appendik C, Alan Foust (1980): 1 gate valve fully open (L/D = 160) = 1130,0874 = 1,1364 ft 2 elbow 900 standard (L/D = 30)= 2300,0874 = 5,244 ft Universitas Sumatera UtaraPipe entrance (k = 0,5; L/D = 22)= 220,0874 = 1,923 ft Pipe exit (k = 1; L/D = 45)= 450,0874 = 3,933 ft Total ekivalensi pemipaan, L= 42,238 ft Friksi pada pipa, Ff= i cd gL vf22 = 0874 , 0 17 , 32 242,238 ) 8 9,36094240 () 006 , 0 (2 = 3,9484351 ft.lbf/lbm d. Perhitungan daya pompa Efisiensi motor, = 0,85 Tinggi pemompaan, z = 50 ft Beda tekanan, P= 0 Psi Kerja pompa, Wf= fcFggzP+ + = 0 + 501 + 3,9484351 = 53,948435 ft.lbf/lbm Daya pompa, P= 550Q Wf = 85 , 0 5508 9,36094240 2227 , 57 53,948435 = 0,3708687 hp (dipakai pompa 1/8 hp). 27.Pompa Menara Pendingin-02 (PU-11) Fungsi :memompa air dari menara pendingin menuju unit refigerasi Jenis :pompa sentrifugal Jumlah:1 Bahan konstruksi:commercial steel Kondisi operasi: - Temperatur=28C - Densitas air () =995,68 kg/m3 = 62,16 lb/ft3(Perry, 1997) - Viskositas air () =0,8007 cP = 1,937 lb/ftjam(Perry, 1997) - Laju alir massa (F) =4665,7743 kg/jam=2,857268339 lb/detik Universitas Sumatera UtaraLaju alir volume,/s ft 0,0459162/ft lb 2 , 62/deti lb 2,857268FQ33= = =k Diameter optimum, De= 3,9 Q0,45 0,13 (Timmerhaus, 1991) = 3,9 (0,0459162)0,45 (62,16)0,13 = 1,6678898 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: - Ukuran pipa nominal=5 in(Appendix C-6a, Foust, 1980) - Schedule pipa=40 - Diameter dalam (ID)=5,047 in=0,4205 ft - Diameter luar (OD)=5,563 in=0,4635 ft - Luas penampang dalam (at) =0,139 ft2 - Bahan konstruksi=commercial steel Kecepatan linier, ft/s 7 0,33033238ft 139 , 0/s t 0,0459162faQv23t= = =Bilangan Reynold, ( )( )( )( )14.295,24937 , 13600 4205 , 0 7 0,33033238 2 , 62Re= = = D vN Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa commercial steel dan diameter pipa 2 in, diperoleh D=1281 , 010 . 6 , 45 = 0,0003588. Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 14.295,24 dan D= 0,0003588, diperoleh f = 0,0045. Instalasi pipa: - Panjang pipa lurus, L1 = 300 ft - 1 buah gate valve fully open ( 13DL= , Appendix C2a, Foust, 1980) L2 = 1 13 0,4205 = 5,46 ft -2 buah standard elbow 90 (DL= 30, Appendix C2a, Foust, 1980) L3 = 2 30 0,4205 = 25,23 ft -1buahsharpedgeentrance(K=0,5; DL=32,AppendixC2cdanC2d,Foust, 1980) L4 = 32 0,4205 = 13,45 ft Universitas Sumatera Utara-1 buah sharp edge exit (K = 1,0 ; DL= 62, Appendix C2c dan C2d, Foust, 19) L5 = 62 0,4205 = 26,0759 ft Panjang pipa total (L) = 370,2367 ft Faktor gesekan,( )( )( )( )( )m f2c2/lb lb ft 0,00181892556 , 0 174 , 32 22367 , 370 7 0,33033238 0045 , 0D gL v fF = = =Tinggi pemompaan, z=15 ft Static head, m f/lb lb ft 15 = cggzVelocity head,022=cgv Pressure head,0 =P m fc2cs/lb lb ft 15,0018190,0018189 0 0 15FPg 2vggz W =+ + + =+ + + = Tenaga pompa, ( )( )( )hp 0,091688285 , 0 . 5502 , 62 0,0459162 15,001819550. Q WPs= = =Digunakan daya pompa standar 1/10 hp. 28. Tangki Utilitas-02 (TU-02) Fungsi: Menampung air domestik sebelum didistribusikan Bentuk:Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi:Carbon steel SA-53, Grade B Jumlah: 1Kondisi operasi: Temperatur= 30C Tekanan= 1 atm Data : Laju alir massa air =210 kg/jam Densitas air () = 995,68 kg/m3 Kebutuhan perancangan= 30 hari Universitas Sumatera UtaraFaktor keamanan tangki=20%, Perhitungan Ukuran Tangki Volume air, Va= =151,7767 m3/hari Volume tangki, Vt=1,2x151,7767 m3= 182,13204 m3 Direncanakan perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki, H : D= 3 : 2 Volume silinder tangki (Vs) 3 32 32831821320443412272 , 18241D mD D mH D V=|.|

\|== D= 5,3679 m = 17,611 ft Hs=8,0519 = 26,4167 mTinggi cairan dalam tangki = 23(5,3679) 1/4m 151,7767 = 6,71 m Tebal Dinding Tangki Tekanan hidrostatik Phid=x g x l = 996,24 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 1,37 m = 65,508 kPa Tekanan udara luar, Po =1 atm = 101,325 kPa Poperasi=65,508 + 101,325 kPa=166,833 kPa Faktor kelonggaran=10 % Maka, Pdesign=(1,1) (166,833 kPa) =183,5163 kPa Joint efficiency=0,85 (Brownell,1959) Allowable stress =12650 psia = 87218,714 kPa(Brownell,1959) Tebal dinding tangki: 210 kg/jam x 24 jam/harix30hari 995,68 kg/m3 Universitas Sumatera Utara

in 0,387 m 0,00665kPa) 6 1,2(120,43 kPa)(0,85) 14 2(87.218,7m) (2,18 kPa) (183,51631,2P 2SEPDt= === Faktor korosi=1/2 in 29. Pompa Tangki Utilitas-02 (PU-12) Fungsi :Memompa air dari Tangki Utilitas (TU-03) untuk kebutuhan domestikJenis:Pompa sentrifugal Jumlah:1 Bahan konstruksi:Commercial steel Kondisi operasi: -Temperatur =30C -Densitas air () =996,24 kg/m3 = 62,2 lbm/ft3(Perry, 1997) -Viskositas air () =0,8007 cP = 1,937 lbm/ftjam(Perry, 1997) -Laju alir massa (F)=210 kg/jam=0,1286 lbm/detik Laju alir volume,/s ft 06 , 0/ft lb 62,16/detik lb 687 , 3FQ33mm= = = Diameter optimum, Di,opt = 0,39 Q0,45 0,13 (Timmerhaus, 1991) = 0,363 (2,0689.10-3)0,45 (62,2)0,13 =0,41in Ukuran spesifikasi pipa :(Foust,1980) -Ukuran pipa nominal=5 in -Schedule pipa=40 -Diameter dalam (ID)=0,622 in=0,0518 ft -Diameter luar (OD)=5,84 in=0,07 ft -Luas penampang dalam (At) =0,00211 ft2 0,1286 lbm/detik= 2,00206 ft3/s 62,2 lbm/ft3 Universitas Sumatera Utara-Bahan konstruksi=commercial steel Kecepatan linier, ft/s 575 , 2ft 0,02330/s ft 0,06aQv23t= = =Bilangan Reynold, ( )( )( )( )45998 , 512431,9373600 0,17225 2,575 62,16D v NRe= = = NRe >4000, maka aliran turbulen. Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa commercial steel diperoleh : D= 0,0002 DariAppendixC-3,Foust,1980,untukNRe=5846,2356dan D=0,0002, diperoleh:f = 0,036. Instalasi pipa: -Panjang pipa lurus, L1 = 350 ft -1 buah gate valve fully open ;13DL= (App. C2a, Foust, 1980) L2 = 1 13 0,0518 = 0,6734 ft - 2 buah standard elbow 90; DL= 30 (App. C2a, Foust, 1980) L3 = 2 30 0,0518 = 3,108 ft -1 buah sharp edge entrance; K= 0,5 ; DL= 18 (App.C2c;C2d, Foust, 1980) L4 = 0,5 18 0,0518 = 0,4662 ft - 1 buah sharp edge exit; K = 1,0 ; DL= 37 (App.C2c;C2d, Foust, 1980) L5 = 1,0 37 0,0518 = 1,9166 ft Panjang pipa total (L) = 356,164 ft Faktor gesekan,( )( )( )( )( )m f2c2/lb lb ft 3975 , 00,17225 32,174 272,82313 2,575 0,0235D 2gL v fF = = = Tinggi pemompaan, z=30 ft Static head, m fc/lb lb ft 0 3ggz =Velocity head,022=cgv 0,00206 ft3/s= 0,9763 ft/s 0,00211 ft2 (62,2)(2,9763)(0,401)(3600)=5846,2356 1,937 (0,036)( 2,9763)2(356,164)=3,3332 ft.lbf/lbm 2(32,174)(0,401) Universitas Sumatera UtaraPressure head,; P = 0 ft.lbf/lbm FP g 2vggz W -c2cf + +||.|

\| + = Tenaga pompa,= = 550. Q W -Pf = 0,00925 hp Digunakan daya pompa standar 1/20 hp. 30.Tangki Pelarutan Kaporit (TP-03) Fungsi:Tempatmembuatlarutanklorinuntukprosesklorinasiair domestik Bentuk:Silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi:Plate steel, SA-167, Tipe 304 Jumlah: 1Kondisi operasi: Temperatur= 28 0C Tekanan= 1 atm A.Volume tangki Kaporit yang digunakan=2 ppm Kaporit yang digunakan berupa larutan 70% (% berat) Laju massa kaporit=0,0006 kg/jam Densitas larutan kaporit 70%=1272 kg/m3=79,411 lbm/ft3 (Perry, 1997) Kebutuhan perancangan=90 hari Volume larutan, (V1)=3kg/m 1272 x 0,7hari 0 x9 24jam/hari x kg/jam 0,0006 =0,0015 m3 Faktor kelonggaran=20%, maka : Volume tangki=1,2x0,00815 m3 =0,0018 m3 B. Diameter dan tebal tangki (Foust, 1980) = 30 + 0 + 0+ 3,6982= 33,6982 ft.lbf/lbm (33,756 )(0,00206)(62,2 ) 550 . 0,85 Universitas Sumatera Utara Volume silinder tangki (Vs) Vs = 4Hs Di 2(Brownell & Young, 1959) dimana :Vs= Volume silinder (ft3) Di= Diameter dalam silinder (ft) Hs= Tinggi tangki silinder (ft) Ditetapkan : Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangkiHs:Di=2:3 Maka: Vs = 8Di 33 0,0018= 8Di 33 Di= 0,1152 m =0,378 ft Hs= 0,1728 m =0,567 ft Tinggi cairan dalam tangki = ) (m 144 , 01152 , 0 . 4 / 1m 0015 , 023= Tebal dinding tangki -P Hidrostatis = x g x h = 1272 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,144 = 1,795 kPa Tekanan operasi, 1 atm = 101,325 kPa P = 1,795 + 101,325 = 103,12 kPa Faktor keamanan untuk tekanan = 5% P desain=1,05x(103,12) =108,276 kPa -Direncanakan digunakan bahan konstruksi Plate steel SA-167, Tipe 304. Dari Brownell & Young, item 4, Apendix D, 1979, diperoleh data : Allowable working stress (s) =18.750 psi = 129276,2 kPa Efisiensi sambungan (E)=0,85 Faktor korosi= 1/8 in (Timmerhaus, 1980) Tebal dinding silinder tangki : Universitas Sumatera Utarat = P 2 , 1 SE 2PD t =) 276 , 108 ( 2 , 1 ) 85 , 0 )( 2 , 129276 ( 2) 1152 , 0 )( 276 , 108 ( t = 0,00006 m = 0,0024 in Dari Tabel 5.4 Brownell & Young, 1979, dipilih tebal tangki standar 1/20 in C.Daya Pengaduk tipe pengaduk : plat 6 balde turbin impellerjumlah baffle: 4 buah untuk turbin standar (Mc Cabe, 1999), diperoleh : Dt/Di= 3,; Dt= 0,1152 m; Da= 0,0384 m (Brown, 1978) E/Da=1; E= 0,0384 m L/Da=; L= x 0,0384 m = 0,0096 m W/Da=1/5 ;W = 1/5 x0,0384 m = 0,00768 m J/Dt=1/12;J=1/12 x0,1152 m = 0,0096 m Kecepatan pengadukan, N= 1 rps Viskositas kaporit 70% = 6,7197. 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold,NRe =2) Di ( N =4210 . 7197 , 6) 126 , 0 )( 1 )( 4082 , 79 ( =1,876.103 Dari table 9-2, McCabe, 1999, untuk NRe> 10.000 diperoleh Np= 4,2sehingga : P = c5 3g Di N Np =) 550 ( 174 , 32) 4082 , 79 ( ) 126 , 0 ( ) 1 )( 2 , 4 (5 3 =5,96. 10-7 Hp Universitas Sumatera UtaraEfisiensi motor penggerak = 80% Daya motor penggerak =8 , 010 . 96 , 57 = 7,48. 10-7 Hp Digunakan daya pompa standar 1/20 hp. 31. Pompa Kaporit (PU-14) Fungsi :memompalarutankaporitdaritangkipelarutankaporitketangki utilitas-02 Jenis:pompa injeksi Bahan konstruksi:commercial steel Kondisi operasi: -Temperatur =28C -Densitas kaporit ()=1272 kg/m3 = 79,411 lbm/ft3(Perry, 1997) -Viskositas kaporit () =6,719710-4 lbm/ftdetik(Perry, 1997) -Laju alir massa (F) =0,0006 kg/jam=3,6744.10-7 lbm/detik Laju alir volume,/s ft 10 . 6271 , 4/ft lb 79,411/detik lb 3,6744.10FQ3 93mm-7= = =Diameter optimum, De= 0,133 Q0,45 0,13 (Timmerhaus, 1980) = 0,133 (4,6271.10-9)0,4 (0,001)0,2 = 3,72.10-6 m = 1,47 10-4 in Digunakan pipa dengan spesifikasi: -Ukuran pipa nominal=1/8 in(Foust, 1980) -Schedule pipa=40 - Diameter dalam (ID) =0,269 in=0,0224 ft -Diameter luar (OD)=0,405 in=0,0338 ft -Luas penampang dalam (at) =0,0004 ft2 -Bahan konstruksi=commercial steel Kecepatan linier, ft/s 10 . 17 , 1ft 0,0004/s ft 10 . 6271 , 4aQv523 9t= = =Bilangan Reynold, ( )( )( )0301 , 010 6,71970,0224 10 . 17 , 1 79,411D v N45Re== =

Universitas Sumatera UtaraAliran adalah laminar, maka dari Appendix C-3, Foust, 1980, diperolehf = 16/NRe = 64/0,0301 = 515,335 Instalasi pipa: -Panjang pipa lurus, L1 = 15 ft -2 buah gate valve fully open ( 13DL= , Appendix C2a, Foust, 1980) L2 = 2 13 0,0224 = 0,5824 ft -1 buah standard elbow 90 (DL= 30, Appendix C2a, Foust, 1980) L3 = 2 x 30 0,0224 = 1,35 ft -1 buah sharp edge entrance (K = 0,5 ; DL= 13, Appendix C2c dan C2d, Foust, 1980) L4 = 0,5 13 0,0224 = 0,15 ft -1buahsharpedgeexit(K=1,0; DL=28,AppendixC2cdanC2d,Foust, 1980) L5 = 1,0 28 0,0224 = 0,63 ft Panjang pipa total (L) = 15 + 0,2872 + 1,35 + 0,15 + 0,63 = 32,70 ft Faktor gesekan,( )( ) ( )( )( )m f625c2/lb lb ft 10 . 6 , 10,0224 32,174 232,70 10 . 17 , 1 515,335D g 2L v fF = = = Tinggi pemompaan, z=10 ft Static head, m fc/lb lb ft 10ggz =Velocity head,022=cgv Pressure head, P1= P2,P= 0 m f6c2cs/lb lb ft 1010 . 6 , 1 0 10FPg 2vggz W =+ + =+ + + = Tenaga pompa,Universitas Sumatera Utara( )( )( )Hp 10 6808 , 655079,411 10 . 6271 , 4 10550 Q WP99s = = =Untuk efisiensi pompa 80 , maka Tenaga pompa yang dibutuhkan = 8 , 010 6168089 = 1,1135 10-8 Hp Digunakan daya pompa standar 1/20 hp. 32. Ketel Uap (KU) Fungsi :Menyediakan uap untuk keperluan proses Jenis :Ketel pipa api Kondisi uap keluar boiler 150oC, 1 Atm (Superheated steam) a. Kebutuhan panas ketel uap Dari Bab VII, diperoleh: Laju massa steam, Fs= 6560,028 kg/jam = 14462,23773 lbm/jam Uap panas yang digunakan pada suhu 1500C, 1 Atm Kalor laten steam (H) = 2356,9 kj/jam =2233,9 Btu/jam HPw3 , 970 5 , 34 = 3 , 970 5 , 349 , 2233 14462,24= P = 965,104 hp b. Spesifikasi ketel uap Dipakai 2 unit ketel uap dengan ukuran sama Heat transfer area, A =W 10 ft2/hp(Elonka, 1959) =965,104 10 ft2/hp= 9651,04 ft2 Spesifikasi tube, dari Table 10 Kern (1965) diperoleh: Inside diameter= 3 in Luas selubung= 0,917 ft2/ft (outside area) Panjang tube, L= 12ft Jumlah tube, Nt= L aA" = 12 917 , 09651,04 = 877,0483 tube (dipakai 877 tube/unit boiler) Universitas Sumatera UtaraLAMPIRAN E ANALISA EKONOMI Dalam pra rancangan pabrik etanol digunakan asumsi sebagai berikut: Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Kapasitas maksimum adalah 90.000 kL/tahun. Perhitungandidasarkanpadahargaperalatantibadipabrikataupurchased-equipment delivered(Peters dkk,2004). Harga alat disesuaikan dengan basis 4 Februari 2011, dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 = Rp 8.995,- (Bank Mandiri, 4 Februari 2011). 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 berkisarRp 250.000/m2. Luas tanah seluruhnya=7850 m2 Harga tanah seluruhnya=7850 m2 Rp 250.000/m2= Rp 1.962.500.000 Biaya perataan tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya (Peters dkk, 2004). Biaya perataan tanah=0,05 Rp1.962.500.000,- =Rp 98.125.000,- Total biaya tanah (A) = Rp 1.962.500.000,-+ Rp 98.125.000,- =Rp 2.060.625.000,-

LE.1.1.2 Harga Bangunan Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya No.Nama Bangunan Luas (m2) Harga (Rp/m2) Jumlah (Rp) 1Pos Keamanan201.000.00020.000.0002Parkir (*)300600.000180.000.0003Taman (*)300600.000180.000.0004Ruang Kontrol 503.000.000150.000.000 5Areal Proses 9802.500.000

2.450.000.0006Perkantoran 5001.500.000 750.000.000 Tabel LE.1. Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya ( Lanjutan ) No.Nama Bangunan Luas (m2) Harga (Rp/m2) Jumlah (Rp) Universitas Sumatera Utara7Laboratorium 802.000.000160.000.0008Poliklinik1001.500.000150.000.0009Kantin 801.500.000120.000.00010Ruang ibadah401.500.00060.000.00011Perpustakaan 801.500.000120.000.00012Bengkel 901.500.000

135.000.00013Gudang Peralatan601.500.00090.000.00014Pemadam Kebakaran 1001.250.000125.000.00015Areal Bahan Baku 520800.000416.000.00016Areal Produk 260800.000208.000.00017Areal Utilitas 7901.000.000790.000.00018Pembangkit Uap 1502.000.000300.000.00019Pembangkit Listrik 1502.000.000 300.000.00020 Areal Perluasan (*)700600.000420.000.00021 Perumahan Karyawan2500 1.600.000 4.000.000.000

Total785011.244.000.000 Harga bangunan saja=Rp. 10.344.000.000,- (*) Harga sarana =Rp900.000.000 ,- (parkir, taman, dan areal perluasan)Total biaya bangunan dan sarana (B) =Rp 11.244.000.000,- LE.1.1.3 Perincian Harga PeralatanHarga peralatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut: (((

((

=yxm12y xIIXXC C(Peters dkk,2004) dimana:Cx =harga alat pada tahun yang diinginkan Cy=harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X1 =kapasitas alat yang tersedia X2 =kapasitas alat yang diinginkan Ix =indeks harga pada tahun yang diinginkan Iy =indeks harga pada tahun yang tersedia m =faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat) Untukmenentukanindekshargapadatahun2011digunakanmetoderegresikoefisien korelasi:Universitas Sumatera Utara| |( ) ( ) ( ) ( )2i2i2i2ii i i iY Y n X X nY X Y X nr =(Montgomery, 1992) Tabel LE.2Harga Indeks Marshall dan Swift No.Tahun (Xi)Indeks (Yi)Xi.YiXiYi 1198989517801553956121801025 2199091518208503960100837225 3199193118536213964081866761 4199294318784563968064889249 5199396719272313972049935089 6199499319800423976036986049 719951028205086039800251056784 819961039207384439840161079521 919971057211082939880091117249 1019981062212187639920041127844 1119991068213493239960011140624 1220001089217800040000001185921 1320011094218909440040011196836 1420021103220820640080041216609 Total2793714184283079965574851114436786 Sumber: Tabel 6-2. Peters dkk, 2004 Data:n = 14Xi = 27937Yi = 14184XiYi = 28307996Xi= 55748511Yi= 14436786 Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE-2. maka diperoleh harga koefisien korelasi: r=(14) . (28307996)(27937)(14184) [(14). (55748511) (27937)] [(14)(14436786) (14184) ]

0.98 1 Harga koefisien yang mendekati 1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y. sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah persamaan regresi linier. Persamaan umum regresi linier: Y = a+b X Universitas Sumatera Utaradengan:Y =indeks harga pada tahun yang dicari (2011) X =variabel tahun ke n 1 a, b=tetapan persamaan regresi Tetapan regresi ditentukan oleh :( ) ( )( ) ( )2i2ii i i iX X nY X Y X nb = a 2 22Xi) ( Xi n.Xi.Yi Xi. Xi Yi. =Maka : a = 8 , 325283185103604228) 27937 ( ) 55748511 )( 14 () 28307996 )( 27937 ( ) 55748511 )( 14184 (2 == b = 809 , 16318553536) 27937 ( ) 55748511 )( 14 () 14184 )( 27937 ( ) 28307996 )( 14 (2= = Sehingga persamaan regresi liniernya adalah: Y = a + b X Y = 16,809X 32528,8 Dengan demikian harga indeks pada tahun 2011 adalah: Y = 16,809(2011) 32528,8 Y = 1274,099 Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponsial (m) Marshall &Swift.HargafaktoreksponeniniberacuanpadaTabel6-4Timmerhausetal,2004. Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6(Timmerhaus et al, 2004). Contoh perhitungan harga peralatan: a.Tangki Pemasak Kapasitastangki.X2=30,65m3.DariGambarLE.1.diperolehuntukhargakapasitas tangki (X1) 1m pada tahun 2002 adalah (Cy)US$ 5700. Dari Tabel 6-4. Peters et.al., 2004, faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,57. Indeks harga pada tahun 2002 (Iy) 1103. Universitas Sumatera UtaraCapacity, m3Purchased cost, dollar106105104103102103104105Capacity, gal10-1110 102103P-82 Jan,2002310 kPa (30 psig) Carbon-steel tank (spherical)Carbon steel304 Stainless stellMixing tank with agitator Gambar LE.1 Harga Peralatan untukSebuah Tangki (Peters et.al., 2004) Indekshargatahun2011(Ix)adalah1274,099,makaestimasihargatangkiuntuk(X2) 30,65 m3adalah: Cx = US$ 5700 57 , 0130,65 11031274,099 Cx = US$ 46319,93 (Rp 8.995,-)/(US$ 1) Cx = Rp.416.647.767,-/unit Dengancarayangsamadiperolehperkiraanhargaalatlainnyayangdapatdilihatpada TabelLE.3untukperkiraanperalatanprosesdanTabelLE.4untukperkiraanperalatan utilitas. Tabel LE.3 Daftar Harga Peralatan Proses NoNama alat Jumlah unit Harga / unit (Rp) Harga total (Rp) 1Belt conveyor 01143.983.24543.983.245 2Bak pencuci1 1.225.5211.225.521 3Belt conveyor 02143.983.24543.983.245 Universitas Sumatera Utara4Cruser1488.091.254488.091.254 5Screw conveyor 011488.091.254488.091.254 6Raw mil1488.091.254488.091.254 7Screw conveyor 021488.091.254488.091.254 8Tangki pemasak1416.647.767416.647.767 9Pompa 01110.000.00010.000.000 10Cooler157.098.18257.098.182 11Pompa 02110.000.000 10.000.000 12Fermentor1409.943.375409.943.375 13RDVF144.051.20644.051.206 14Bak penampungan Ampas182.279.00182.279.001 15Pompa - 03 110.000.00010.000.000 16Destilasi1384.098.118 384.098.118 17Pompa 04110.000.00010.000.000 18Kondensor1117.722.100117.722.100 19Tangki penampung Etanol1233.617.308233.617.308 20Pompa 05110.000.00010.000.000 21Pompa 06110.000.00010.000.000 22Reboiler1253.750.457253.750.457 23Tangki Penampung CO2 190.213.42490.213.424 24 Tangki Penampung Saccharomyces184.512.96184.512.961 25 Tangki Penyimpan (NH4)2SO419.784.5009.784.500 26Tangki Penyimpan H2SO4 19.784.5009.784.500 4.271.550.855 Tabel LE.4 Daftar Harga Alat Utilitas No. Kode AlatUnitKet*)Harga/UnitHarga Total 1SC1I Rp 58.869.727Rp58.869.7272PU-011I Rp 79.185.754Rp79.185.7543BS1I Rp 59.464.819Rp59.464.819Universitas Sumatera Utara4PU-131I Rp 367.363.404Rp367.363.4045TP-041I Rp 115.943.015Rp115.943.0156PU-141I Rp 150.190.059Rp150.190.0597TP-011I Rp 140.093.157Rp140.093.1578PU-021I Rp 156.582.727Rp156.582.7279TP-021I Rp 140.093.157Rp140.093.15710PU-031I Rp1.106.359.608Rp 1.106.359.60811CL1I Rp 154.231.970Rp154.231.97012TU-011I Rp 107.682.654Rp107.682.65413PU-041I Rp 6.541.502Rp6.541.50214SF1I Rp 384.491.712Rp384.491.71215MA1I Rp 103.548.749Rp103.548.749Sub Total ImporRp3.130.642.014 16CE1NI 6.000.000Rp6.000.00017PU-061NI 8.000.000Rp8.000.00018AE1NI 6.000.000Rp6.000.00019PU-071NI 10.000.000Rp10.000.00020DE1NI 10.000.000Rp10.000.00021BFW1NI 10.000.000Rp10.000.00022PU-081NI 10.000.000Rp10.000.00023WCT1NI 10.000.000Rp10.000.00024PU-091NI 10.000.000Rp10.000.00025CT2NI 10.000.000Rp20.000.00026PU-101NI 10.000.000Rp10.000.00027PU-121NI 10.000.000Rp10.000.00028TU-031NI 10.000.000Rp10.000.00029PU-131NI 10.000.000Rp10.000.00030TP-031NI 10.000.000Rp10.000.00031PU-141NI 10.000.000Rp10.000.00032KU1NI 400.000.000 Rp400.000.000 Sub Total non-impor Rp 580.000.000Harga Total Rp 4.880.033.092*)Keterangan : I: untuk peralatan impor. NI: untuk peralatan non impor. Tabel LE.5 Daftar Harga Peralatan yang Dibuat Di tempat NoNama alatKode Jumlah unitHarga / unit Harga total 1Bak penampungan BP - 0124.000.0008.000.000 2Bak pengendapanBP - 0223.500.0007.000.000 3Bak penetralanBP - 0322.700.0005.400.000 4Bak air prosesBP - 0413.000.0003.000.000 Universitas Sumatera Utara5Bak air stabilisasiBP - 0513.000.0003.000.000 6Bak air pendinginBP - 0613.000.0003.000.000 7 Bak air umpan BoilerBP - 0712.700.0002.700.000 32.100.000 Harga peralatan proses dan utilitas dapat dilihat pada Tabel LE.3 dan LE.4Cx=H.alat proses +H.alat utilitas+ H.alat yg dibuat ditempat = Rp. 4.271.550.855 + Rp. 4.880.033.092 + Rp.32.100.000 =Rp. 9.183.683.947 Biaya impor dan transportasi tiba di lokasi (DEC) = Delivery Equipment Cost DEC =1,43 (Rp4.271.550.855,- +Rp 3.130.642.014,-) + (1,21 +Rp 580.000.000,-) = Rp. 12.959.165.044,- Biaya pemasangan diperkirakan 30 dari total harga peralatan (Peters dkk, 2004).Biaya pemasangan=0,30 Rp 12.959.165.044,- =Rp. 3.887.749.513,- Harga peralatan + biaya pemasangan (C): =Rp. 12.959.165.044,- + Rp. 3.887.749.513,- =Rp. 16.846.914.557,- LE.1.1.4 Perkiraan Capital Investment (Modal Tetap) Capital Investment dihitung berdasarkan harga-harga alat dan disesuaikan dengan Tabel 6 17, hal 273 Peters Ed.6 1.Biaya Langsung (Direct Cost) a.Harga alat-alat tiba di lokasi (E) 100 %=Rp 12.959.165.044b.Instrumen dan alat kontrol25 % xE =Rp 3.239.791.261 c.Perpipaan dan pemasangan31 % x E=Rp 4.017.341.164 d.Insulasi18 %x E =Rp 2.332.649.708 Universitas Sumatera Utara e.Instalasi listrik11 %xE= Rp 1.425.508.155 f.Inventaris kantor 55 % xE= Rp 7.127.540.774 g.Perlengkapan keamanan dan kebakaran 10 % x E= Rp 1.684.691.456 h. Sarana Transportasi Tabel LE.6Biaya Sarana Transportasi No. Jenis KendaraanUnitTipe Harga/ Unit Harga Total (Rp) (Rp) 1Komisaris3Toyota CamryRp462.450.000Rp1.387.350.000 2Direktur1FortunerRp429.600.000Rp429.600.000 3Manajer4Kijang InnovaRp249.850.000Rp999.400.000 4Bus Karyawan3BusRp280.200.000Rp840.600.000 5Truk3TrukRp242.350.000Rp727.050.000 6Mobil Pemasaran3Inova DieselRp230.800.000Rp692.400.000 7 Mobil Pemadam Kebakaran 2Truk TangkiRp440.200.000Rp880.400.000 TotalRp5.956.800.000 (Sumber:www.hargatoyota.com, 13 Agustus 2010) Total biaya langsung (A) = Rp 55.935.862.075 1.Biaya Tak Langsung a.Teknik dan servis 33 %x E =Rp 4.276.524.465 b.Konstruksi41 %xE=Rp 5.313.257.668 c.Legalitas4 % x E=Rp 518.366.602 d.Biaya kontraktor22 %x E=Rp 2.851.016.310 e.Biaya tak terduga 44 %x E=Rp 5.702.032.619 + Total biaya tak langsung (B)=Rp 18.661.197.663 Total MIT =Total biaya langsung (A) + Total biaya tak langsung (B) =Rp55.935.862.075,- +Rp 18.661.197.663,- =Rp 74.597.059.738,- Universitas Sumatera UtaraLE.2 Modal Kerja Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari). LE.2.1 Persediaan Bahan BakuLE.2.1.1 Bahan Baku Proses 1.Ubi Kayu Kebutuhan = 11981 kg/jam Harga=Rp 1.500,-/kg (Trubus, 11 Maret 2011) Harga total =90 hari 24 jam/hari 11981 kg/jam Rp 1.500 =Rp 38.818.440.000,- 2.Saccharomyces Cerevisae Kebutuhan = 1506,0117 kg/jam Harga=Rp 26.000,-/kg (PT. Indokemika Jayatama, 2011) Harga total =90 hari 24 jam/hari 1506,0117 kg/jam Rp 26.000 =Rp 84.577.617.072,- 3.H2SO4 Kebutuhan = 120,48 kg/jam Harga=Rp 205.000,-/ltr (PT. Indokemika Jayatama, 2011) Harga total =90 hari 24 jam/hari 120,48kg/jam Rp 205.000 = Rp