appendix

LAMPIRAN A

NERACA MASSA

Kapasitas = 900 ton/hari

= jam 24

hari 1 hari

kg 000.600 x

= 27500 kg/hari

Basis = 1 jam operasi

Satuan perhitungan = kg/jam

Dalam perhitungan neraca massa ini, digunakan neraca unsur dari unsur-unsur

penyusun senyawa. Komposisi sampah organik adalah sebagai berikut:

Tabel LA.1 Komposisi sampah organik

Bahan organik %

Sampah dedaunan 32

Makanan 16,2

Kertas 17,5

Kayu 4,5

Air 29,8

Tabel LA.2 Komposisi sampah berdasarkan unsur

Komponen

sampah

Persentase Massa (berat kering)

Carbon Hidrogen Oksigen Nitrogen Sulfur

Dedaunan 47,80 6,00 38,00 3,40 0,30

Makanan 48,00 6,40 37,60 2,60 0,10

Kertas 43,50 6,00 44,00 0,30 0,20

Kayu 49,50 6,00 42,70 0,20 0,10 (Sumber : dinas kebersihan kota Medan, 2005)

LA-I

Universitas Sumatera Utara

Tabel LA.3 Komposisi Karbohidrat C6H12O

Komponen C6

6H12O BM 6 Fraksi

Carbon, C

Hidrogen, H

Oksigen, O

12

1

16

0,4

0,067

0,533

Tabel LA.4 Komposisi H2

Komponen H

S

2 BM S Fraksi

Hidrogen, H

Sulfur, S

1

32

0,06

0,94

Tabel LA.5 Komposisi CO

Komponen CO2

BM 2 Fraksi

Carbon, C

Oksigen, O

12

16

0,273

0,727

Tabel LA.6 Komposisi CH

Komponen CH4

BM 4 Fraksi

Carbon, C

Hidrogen, H

12

1

0,75

0,25

1. Thresher

Fungsi : sebagai alat untuk mempekecil ukurannya hingga menjadi bubur.

Asumsi:

- Olahan berupa bahan organik yaitu dedaunan, makanan, kertas, kayu

- Sisa merupakan bahan anorganik yang tidak ikut diolah. Sampah anorganik

antara lain: kaca, logam, dan lain-lain.

Thresher

1 2 Dedaunan 32% Makanan 16,2% Kertas 17,5% Kayu 4,5%

Dedaunan 32% Makanan 16,2% Kertas 17,5% Kayu 4,5%

LA-II


F1dedaunan

F

= 0,320 x 23750 kg/jam = 7600 kg/jam 1

makanan

F

= 0,162 x 23750 kg/jam = 3847,5 kg/jam 1

kertas

F

= 0,175 x 23750 kg/jam = 4156,3 kg/jam 1

kayu

F

= 0,045 x 23750 kg/jam = 1068,8 kg/jam 1

air

= 0,298 x 23750 kg/jam = 7077,5 kg/jam

Bahan masuk = bahan keluar

Alur 1

F1 = F2

C ; F

Untuk dedaunan 1

C = 0,478 x F1

= 0,478 x 7600 kg/jam = 3632,5 kg/jam dedaunan

H ; F1H

O ; F

= 0,06 x 7600 kg/jam = 456 kg/jam 1

O

N ; F

= 0,38 x 7600 kg/jam = 2888 kg/jam 1

N

S ; F

= 0,034 x 7600 kg./jam = 258,4 kg/jam 1

S

Abu ; F

= 0,003 x 7600 kg/jam = 22,8 kg/jam 1

abu

= 0,045 x 7600kg/jam = 342 kg/jam

C ; F

Untuk makanan 1

C = 0,48 x F1

= 0,48 x 3847,5 kg/jam = 1846,8 kg/jam makanan

H ; F1H

O ; F

= 0,064 x 3847,5 kg/jam = 246,24 kg/jam 1

O

N ; F

= 0,376 x 3847,5 kg/jam = 1446,66 kg/jam 1

N

S ; F

= 0,026 x 3847,5 kg./jam = 100,04 kg/jam 1

S

Abu ; F

= 0,001 x 3847,5 kg/jam = 3,85 kg/jam 1

abu

= 0,05 x 3847,5 kg/jam = 192,38 kg/jam

C ; F

Untuk kertas 1

C = 0,435 x F1

= 0,435 x 4156,3 kg/jam = 1807,99 kg/jam kertas

H ; F1H

= 0,06 x 4156,3 kg/jam = 249,38 kg/jam

LA-III


O ; F1O

N ; F

= 0,44 x 4156,3 kg/jam = 1828,77 kg/jam 1

N

S ; F

= 0,003 x 4156,3 kg./jam = 12,47 kg/jam 1

S

Abu ; F

= 0,002 x 4156,3 kg/jam = 8,31 kg/jam 1

abu

= 0,06 x 4156,3 kg/jam = 249,38 kg/jam

C ; F

Untuk kayu 1

C = 0,495 x F1

= 0,495 x 1068,8 kg/jam = 529,06 kg/jam kayu

H ; F1H

O ; F

= 0,06 x 1068,8 kg/jam = 64,13 kg/jam 1

O

N ; F

= 0,427 x 1068,8 kg/jam = 456,38 kg/jam 1

N

S ; F

= 0,002 x 1068,8 kg./jam = 2,14 kg/jam 1

S

Abu ; F

= 0,001 x 1068,8 kg/jam = 1,07 kg/jam 1

abu

= 0,015 x 1068,8 kg/jam = 16,032 kg/jam

Total untuk sampah masuk (F1

F

): 1unsur makanan + F1unsur mankanan + F1unsur kertas + F1

Total C untuk sampah masuk (F

unsur kayu 1

C

3632,8 + 1846,8 + 1807,99 + 529,06 = 7818,7 kg/jam

) :

Total H untuk sampah masuk (F1H

456 + 246,24 + 249,38 + 64,13 = 1018,76 kg/jam

) :

Total O untuk sampah masuk (F1O

2888 + 1446,66 + 1828,77 + 456,38 = 6619,87 kg/jam

) :

Total N untuk sampah masuk (F1N

258,4 + 100,04 + 12,47 + 2,14 = 373,05 kg/jam

) :

Total S untuk sampah masuk (F1S

22,8 + 3,85 + 8,31 + 1,07 = 36,03 kg/jam

) :

Total Abu untuk sampah masuk (F1Abu

342 + 192,375 + 249,375 + 16,031 = 806,09 kg/jam

) :

F

Alur 2 1 = F2

F

= 16672,5 2

C = F1C = 7818,7 kg/jam

LA-IV


F2H = F1

H

F

= 1018,76 kg/jam 2

O = F1O

F

= 6619,87 kg/jam 2

N = F1N

F

= 373,05 kg/jam 2

S = F1S

F

= 36,03 kg/jam 2

abu = F1abu

F

= 806,08 kg/jam 2

H2O = F1H2O

= 7077,5 kg/jam

Tabel LA.7 Neraca Massa pada thresher (TR-01)

No Unsur Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 1 Alur 2

1 Carbon (C ) 77818,7 77818,7

2 Hidrogen (H) 1018,76 1018,76

3 Oksigen (O) 6619,87 6619,87

4 Nitrogen (N) 373,05 373,05

5 Sulfur (S) 36,03 36,03

6 Abu 806,09 806,09

7 H2 7077,5 O 7077,5

Total 23750 23750

2. Tangki penampungan umpan (TK-01)

F2 = F3

F

Alur 3 2 = F3

F

= 16672,5 3

C = F2C

F

= 7818,7 kg/jam 3

H = F2H

F

= 1018,76 kg/jam 3

O = F2O

F

= 6619,87 kg/jam 3

N = F2N = 373,05 kg/jam

Tangki penampungan

C H O N S Abu

C H O N S Abu

2 3

LA-V


F3S = F2

S

F

= 36,03 kg/jam 3

abu = F2abu

F

= 806,08 kg/jam 3

H2O = F2H2O

Tabel LA.8 Neraca massa pada Tangki Penampungan (TK-01)

= 7077,5 kg/jam

No Unsur Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 2 Alur 3

1. Carbon (C ) 77818,7 77818,7

2. Hidrogen (H) 1018,76 1018,76

3. Oksigen (O) 6619,87 6619,87

4. Nitrogen (N) 373,05 373,05

5. Sulfur (S) 36,03 36,03

6. Abu 806,09 806,09

7. H2 7077,5 O 7077,5

Total 23750 23750

3. fermentor (FR-01)

Asumsi :

• bahan organik terkonversi menjadi gas metana sebesar 90 %

• Jumlah bakteri anaerob sebesar 15 % dari substrat

Fermentor

3

4

5

6

C6H12O6 H2O N2 H2S Abu

CH4 CO2 N2 H2S H2

Lumpur N2 Air Bakteri

Bakteri anaerob

LA-VI


• Unsur N2

semuanya dianggap gas sebesar 3 %

• Lipida dirubah menjadi Asam lemak rantai panjang dan Gliserin

Lipida

• Protei dirubah menjadi Asam amino

Protein Asam amino

LA-VII


• Asam nukleat dirubah menjadi Purin dan Pirimidin

Asam nukleat

Pirimidin Purin Asam phospat

• Polisakarida dirubah menjadi monosakarida.

Polisakarida terbagi atas : - Pati

- Glikogen

- Selulosa

D-Glukopinarosa Glukosa

α(1-4) Glikogen Glukosa

LA-VIII


2. Tahap Asidogenesis

Tahap asidogenesis merupakan tahap penguraian monomer-monomer dari Asam

lemak rantai panjang, Gliserin, Asam amino, Glukosa, Purin dan Pyrimidin.

Monomer tersebut diuraikan hingga menjadi Asam lemak volatil, alkohol, H2S, CO2,

N2, H2

• Asam lemak rantai panjang diuraikan menjadi Asam lemak volatil.

.

Asam lemak rantai panjang terdiri atas :

- Asam lemak stearat

- Asam lemak palmitat

- Asam lemak oleat

Asam lemak stearat Asam butirat Metana

Asam lemak palmitat Asam propionat Hidrogen

LA-IX


• Gliserin dirubah menjadi Asam propionat

Gliserin Asam propionat Hidrogen

• Asam amino diurai menjadi asam akrilat

Asam amino Asam akrilat Nitrogen Hidrogen

• Glukosa diurai menjadi akohol (etanol)

Glukosa Etanol

• Purin diurai menjadi asam propionat

Purin Asam propionate phospat

• Pirimidim diurai menjadi asam butirat

CH3CH2CH2COOH + ½N2 + H2

3CH3-CH2-COOH + H2 + 2H3PO4

LA-X


Pirimidin Asam butirat

1.Reaksi pada asam lemak rantai panjang + gliserin

Asam lemak stearat Asam butirat

Asam lemak palmitat Asam propionat

Gliserin Asam propionat

2. Reaksi pada Asam nukleat

Asam nukleat Pirimidin purin

+

5OH-C-C3H7 + 9CH3-CH2-COOH + CH3-CHOH-COOH + 7CO2 + 10H2 + 4CH4 Asam butirat asam propionate asam laktat

LA-XI


Purin Asam propionate phospat

Pirimidin Asam butirat

Asam nukleat

3. Reaksi pada keseluruhan Asam lemak rantai panjang + gliserin, Asam amino,

Asam nukleat.

5OH-C-C3H7 + 9CH3-CH2-COOH + CH3-CHOH-COOH + 7CO2 + 10H2 + 4CH Asam butirat asam propionate asam laktat

4

3CH3-CH2-COOH + H2 + 2H3PO4

CH3CH2CH2COOH + ½N2 + H2

+

CH3CH2CH2COOH + 3CH3CH2COOH + Asam propionate Asam butirat ½N2 + 2H2 + 2H3PO4

LA-XII


Asam nukleat

Asam amino Asam akrilat +

Asam amino Asam nukleat

6CH3CH2COOH + 12CH3CH2CH2COOH + CH3-CHOH-COOH + CH2

Asam butirat Asam propionat Asam laktat Asam akrilat

=CH-

COOH + 7CO22

27 + H2 + 4CH4 + N2 + H3PO

4

3. Tahap Asetogenesis

2CH3CH2OH + 2CO2 2CH3COOH + 2H2

………( pers 1)

12CH3CH2COOH + 2H2O 12CH3COOH + 24H2

6CH

…………..(pers.2)

3CH2CH2COOH + 12H2O 12CH3COOH + 12H2

…………..(pers.3)

CH3CH2CH2COOH + 3CH3CH2COOH + Asam propionate Asam butirat ½N2 + 2H2 + 2H3PO4

+

+

LA-XIII


2CH3CH2OH + 12CH3CH2COOH + 6CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 36H2

40H

2 + 26CH3

4. Tahap Metagenesis

COOH

C6H12O6 + 2H2O 2C2H4O2 + 2CO2 + 4H

2C2

2H4O2 2CH4 + 2CO2

CO

2 + 4H2 CH4 + 2H2

C

O

6H12O6 3CH4 + 3CO2

F

Alur 3 3

N2

F

= 373,05 kg/jam 3

H2O

F

= 7077,5 kg/jam 3

abu

Untuk H

= 806,09 kg/jam

2

Komposisi H

S, dimana :

2

Komposisi

S:

BM Fraksi

H

S

1

32

0,06

0,94

Sehingga F3H2S

94,0

3 SF = = 38,329 kg/jam

F3kbhd = F3 – F3

N2 – F3H2O – F3

abu – F3

= 23750 – 373,05 – 7077,5 – 806,5 – 38,329 = 15455,031 kg/jam H2S

Untuk karbohidrat (C6H12O6

C : 0,4 x F

) 3

0,4 x 15455,031 = 6182,0124 kg/jam kbhd

H : 0,067 x 15455,031 = 1035,4870 kg/jam

O : 0,533 x 15455,031 = 8237,5315 kg/jam

Untuk H2

H : 0,06 x F

S 3

0,06 x 38,329 = 2,29 kg/jam H2S

S : 0,94 x 38,329 = 36,029 kg/jam

+ Bakteri

Bakteri

LA-XIV


Untuk N

N : 1 x F2 3

N2

= 373,05 kg/jam

F

Alur 4 3

baktri = F4 = 0,15F3

= 0,15 x 23750 kg/jam

= 3562,5 kg/jam

Reaksi : C

Alur 6

6H12O6 3CH4 + 3CO2

N

3kbhd

BMF kbhd

3

=

= 180

031,15455 = 85,86

274,77

)1(9,086,85

1

3

1

=−−

=

−=

x

xXN

kbhd

kbhdkbhd

γ

τγ

F

Untuk karbohidrat : 6

kbhd = F3kbhd + (BMkbhd x τkbhd x r1

= 15455,031 + (180x – 1 x 77,274 ) = 1545,711 kg/jam

)

C : 0,4 x F6kbhd

H : 0,067 x F

= 0,4 x 1545,711 = 618,284 kg/jam 6

kbhd

O : 0,533 x F

= 0,067 x 1545,711 = 103,562 kg/jam 6

kbhd

F

= 0,533 x 1545,711 = 823,863 kg/jam 6

H2O = F3H2O

F

= 7077,5 kg/jam 6

bakteri = F3bakteri

F

= 3562,5 kg/jam 6

abu = F3abu

F

= 806,09 kg/jam 6

N2

= 0,7 x 373,05 = 261,135 kg/jam

F

Alur 5 5

CH4 = BMCH4 x τCH4 x r

= 16 x 3 x 77,274 1

= 3709,152 kg/jam

LA-XV


C : 0,75 x F5CH4

H : 0,25 x F

= 2781,864 kg/jam 5

CH4

= 927,288 kg/jam

Untuk Karbon dioksida (CO2

F

) : 5

Co2 = BMCO2 x τCO2 x r

= 44 x 3 x 77,274 1

= 10200,168 kg/jam

C : 0,273 x F5CO2

H : 0,727 x F

= 2184,645 kg/jam 5

CO2

= 7415,522 kg/jam

Untuk H2

F

S : 5

H2S = F3H2S

C : 0,06 x 38,329 = 2,29 kg/jam

= 38,329 kg/jam

H : 0,94 x 38,329 = 36,029 kg/jam

Untuk N2

F

: 5

N2 = F3N2 – F6

N2

= 373,0 – 261,135 = 11,915 kg/jam

= 38,329 kg/jam

Tabel LA.9 Neraca Massa Pada Fermentor (FR-01)

No Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 3 Alur 4 Alur 5 Alur 6

1. C6H12O6 15455,031 - - 1545,711

2. H2 7077,5 O - - 7077,5

3. N 373,05 2 - 111,915 261,135

4. H2 38,329 S - 38,329 -

5. Abu 806,09 - - 806,09

6. Bakteri - 3562,5 - 3562,5

7. CH - 4 - 3709,152 -

8. CO - 2 - 10200,168 -

Total

23750 3562,5 14059,564 13253,932

27312,5 27312,5

LA-XVI


4. Absorbsi (AB-01)

Asumsi :

• Co2 yang terikat dengan air sebesar 70 % dari umpan CO

• H

2

2

O yang digunakan sebesar 30 % umpan keseluruhan

F

Alur 7 7

CH4 = F5CH4

F

= 3709,152 kg/jam 7

CO2 = F5CO2

F

= 10200,168 kg/jam 7

N2 = F5N2

F

= 111,915 kg/jam 7

H2S = F5H2S

= 38,329 kg/jam

F

Alur 10 10

H2O = 0,3 x F7H2O

= 0,3 x 14059,564 = 4217,8692 kg/jam

Untuk CO

Alur 8

2

F

8

CO2 = 0,7 x F7CO2

= 0,7 x 10200,168 = 7140,117 kg/jam

Absorbsi 7

8

9

10

H2O

CH4 CO2 N2 H2S

CH4 CO2 N2 H2S

CO2 H2O

LA-XVII


C : 0,273 x 7140,117 = 1949,2519 kg/jam

O : 0,727 x 7142,117 = 5190,8650 kg/jam

Alur 9

Untuk CH

F4

9CH4 = F7

CH4

C : 0,75 x 3709,152 = 2781,864 kg/jam

= 3709,152 kg/jam

H : 0,25 x 3709,152 = 927,288 kg/jam

Untuk CO2

F

9

C02 = F7C02

C : 0,273 x 3060,051 = 835,393 kg/jam

= 3060,051 kg/jam

H : 0,727 x 3060,051 = 2224,657 kg/jam

Untuk N

F2

9N2 = F7

N2

= 111,915 kg/jam

Untuk H2

F

S 9

H2S = F7H2S

C : 0,06 x 38,329 = 2,29 kg/jam

= 38,329 kg/jam

H : 0,94 x 38,329 = 36,029 kg/jam

Tabel LA.10 Neraca massa pada Absorbsi (AB-01)


Alur 7 Alur 10 Alur 9 Alur 8

1. CH 3709,152 4 - 3709,152 -

2. CO 10200,168 2 - 3060,051 10200,168

3. N 111,915 2 - 111,915 -

4. H2 38,329 S - 38,329 -

5. H2 - O 4217,117 - 4217,117

Total

14059,564 4217,117 6919,447 11357,234

18276,681 18276,681

LA-XIX


11. Absorbsi (AB-02)

Asumsi :

- H2

- H

S yang masuk diabsorb kembali dengan menggunakan reagent Besi (Fe)

2

- Fe yang digunakan sama dengan 20 % dari keseluruhan.

S yang terikut dengan Fe (besi) sebesar 80 % dari umpan

Sehingga :

Reaksi : 3H2S + 3 Fe 3 FeS + 3H

2

F

Alur 9 9

CH4

F

= 3709,152 kg/jam 9

CO2

F

= 3060,051 kg/jam 9

N2

F

= 111,915 kg/jam 9

H2S

= 38,329 kg/jam

F

Alur 11 11

Fe = 0,2 x F

= 0,2 x 6919,447 kg/jam

9

= 1383,89 kg/jam

Untuk H

Alur 10

2

F

S 9

H2S = 0,8 x F9H2S

= 0,8 x 38,329 kg/jam

= 30,663 kg/jam

Absorbsi (Fe)

9

10

11 12

CH4 CO2 N2 H2S

FeS

CH4 CO2 N2 H2S

Fe

LA-XVIII


H : 0,06 x 30,663 = 1,84 kg/jam

S : 0,94 x 30,663 = 28,823 kg/jam

F11Fe

= 1383,89 kg/jam

F

Alur 12 12

CH4 = F9CH4

F

= 3709,152 kg/jam 12

CO2 = F9CO2

F

= 3060,051 kg/jam 12

N2 = F9N2

F

= 111,915 kg/jam 12

H2S = F9H2S - F10

H2S

= 38,329 kg/jam – 30,663 kg/jam

= 7,666 kg/jam

H : 0,06 x 7,666 = 0,456 kg/jam

S : 0,94 x 7,666 = 7,20 kg/jam

Tabel LA.11 Neraca massa pada Absorbsi (AB-02) reagent Fe (besi)


9 11 10 12

1. CH 3709,152 4 - - 3709,152

2. CO 3060,051 2 - - 3060,051

3. N 111,915 2 - - 111,915

4. H2 38,329 S - 30,663 7,666

5. Fe - 1383,89 1383,89 -

Total

6919,447 1383,89 1414,553 6888,784

8303,337 8303,337

LA-XX

LA-XXI


LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Satuan perhitungan : kkal/jam

Basis temperatur : 25o

C (298 K)

Tabel LB.1 Data karakteristik zat

Komponen

Berat Molekul Cp (kkal/kmol)

Padat Cair Gas

C6H12O 180 6 0,224 - -

Abu 852,29 0,321 - -

CO 44 2 - 19,05* 0,2055

H2 18 O - 1,0 0,4512

N 28 2 0,224* - 0,243

CH 16 4 - - 5,34

H2 34 S - - 7,2

*)menggunakan metode Hurst and Harrison

(sumber : Perry, 1997)

Tabel LB.2 Data Entalpi (panas) Permbentukan ∆Ho

Komponen f(298)

∆Hof(298) (kkal/kmol)

C6H12O -120,26 6

CO -94,05 2

CH -17,89 4

(sumber ; Reklaitis, 1983)


1. Fermentor (FR-01)

Reaksi yang terjadi :

C6H12O6 3CH4 + 3CO2

Persamaan energi :

Panas masuk = panas keluar + Akumulasi

Asumsi akumulasi = 0

Sehingga neraca akan menjadi :

Panas masuk = panas keluar

Panas bahan masuk + panas steam = panas bahan keluar + panas reaksi

∆Hr(298) = (3. ∆H f(298)CH4 + 3. ∆H

f(298)) – (∆H f(298)C6H12O6

= 3. (-17,89) + 3. (-94,05) – (-120,26)

)

= - 53,67 + (- 282,15) + 120,26

= - 215,56 kkal / gmol = - 215560 kkal / kmol

r.∆Hr(298)

= -215560 x 81,315 = -17528261 kkal/ kmol

P = 1,14 atm

T = 65oC

3

4

5

6

C6H12O6 H2O N2 H2S Abu

30oC

65oC

65oC

CH4 CO2 N2 H2 H2S

Bakteri anaerob

Lumpur N2 Air Bakteri anaerob


Tabel LB-3. Perhitungan Panas Bahan Masuk Fermentor (alur 3)

Komponen Fs3

(kg)

Ns3

(kmol)

dt Cp

303

298(l)∫

(kkal/ kmol)

Ns3 dt Cp

303

298(l)∫ .

(kkal) C6H12O

H6

2

N

O

H2

2

Abu

S

15455,031

7077,5

373,05

38,329

806,09

85,86

413,88

13,323

1,127

1

1,12

5,0

1,12

36

1,605

96,1632

2069,45

14,92176

40,572

1,605

∆H 2222,711 in , alur 3

Dianggap tidak ada panas masuk pada bakteri

Tabel LB-4. perhitungan Panas Bahan Keluar Fermentor (alur 5 )

Komponen Fs5

(kg)

Ns5

(kmol)

dt Cp

303

298(l)∫

(kkal/ kmol)

Ns5 dt Cp

303

298(l)∫ .

(kkal) CH

CO4

N2

H2 (g)

2

3709,152

S

10200,168

111,915

38,329

231,822

231,822

3,996

1,127

213,6

8,22

9,72

288

49517,179

1905,576

38,841

324,576

∆H 51786,172 out , alur 5

Tabel LB-5. Perhitungan Panas Bahan Keluar Fermentor (alur 6)

Komponen Fs6

(kg)

Ns6

(kmol)

dt Cp

303

298(l)∫

(kkal/ kmol)

Ns6 dt Cp

303

298(l)∫ .

(kkal) Abu

N

H2

2

806,09

O

261,135

7077,5

1

9,326

413,88

12,84

8,96

40

12,84

83,560

16555,2

∆H 16651,6 out , alur 6

Total ∆H out = ∆H5 out + ∆H6

= 51786,172 + 16651,6 out


= 68437,772 kkal

Panas yang diberikan oleh steam (Qs) :

dTdQs = ∆H out total + r. ∆Hr -∆H

= 68,347,772 + 17528261,4 – 2222,711

in

= 17594476,46 kkal

Reaktor menggunakan steam uap panas sebagai media pemanas yang masuk pada

suhu 120oC dan tekanan 1 atm, kemudian keluar sebagai pada suhu 100o

∆H

C dan

tekanan 1 atm.

steam

Maka, massa steam (m

= 2716 - 419,1 = 2296,9 kj / kg = 548,97 kkal/kg …………(Reklaitis, 1983)

s

m

) adalah :

s ==∆∆

kkal/kg 97,548kkal 46,17594476

steamHQs = 32049,978 kg

2. Kondensor (C-01)

Kondensor

65oC 30oC

5 7

Air pendingin 25oC

Air sisa 60oC

CH4 CO2 N2 H2S

CH4 CO2 N2 H2S


Tabel LB-6. Perhitungan Panas Bahan Masuk Kondensor (alur 5) Komponen Fs

5

(kg)

Ns5

(kmol)

dt Cp

303

298(l)∫

(kkal/ kmol)

Ns5 dt Cp

303

298(l)∫ .

(kkal) CH

CO4

N2

H2 (g)

2

3709,152

S

10200,168

111,915

38,329

231,822

231,822

3,996

1,127

213,6

8,22

9,72

288

49517,179

1905,576

38,841

324,576

∆H 51786,172 in , alur 5

Tabel LB-7. Perhitungan Panas Bahan Masuk Kondensor (alur 7)

Komponen Fs5

(kg)

Ns5

(kmol)

dt Cp

303

298(l)∫

(kkal/ kmol)

Ns5 dt Cp

303

298(l)∫ .

(kkal) CH

CO4

N2

H2 (g)

2

3709,152

S

10200,168

111,915

38,329

231,822

231,822

3,996

1,127

26,7

1,0275

1,215

36

6189,647

238,197

4,855

40,572

∆H 6473,271 out , alur 5

Karena tidak terjadi ∆Ep dan ∆Ek pada kondensor, maka perubahan panas steam

sama dengan perubahan entalpinya (∆H).

dTdQs = ∆H out total + r. ∆Hr -∆Hin, tot

= 6473,271 – 51786,172

= -45312,901 kkal (tanda negatif berrti melepas panas)

Kondensor dilengkapi dengan jacket yang berisi air pendingin yang masuk pada suhu

25oC dan air sisa keluar pada suhu 60o

dt Cp303

298(l)∫

C.

= kg

kmolxkmolkJ

1815,2638 = kJ/kg …………………..(Reklaitis, 1983)

= 146,583 kJ/kg = 35,034 kkal/kg


Maka masa air (ma

M

) yang digunakan adalah :

a

dT

QK

K∫

∆303

298(l) Cp

= = kgkkal

kkal/034,35

901,45312 = 1293,397 kg.


LAMPIRAN C

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Elevator (EL-01)

Fungsi : Untuk mengangkut sampah dari timbangan ke mesin

tresser.

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Besi

Laju bahan yang diangkut : 23750 kg/jam

Faktor keamanan : 20%

Kapasitas = feed x (1 + factor keamanan)

= 23750 kg/jam ( 1+ 0,2)

= 28500 kg/jam

Dari table 21.8 Perry 1997, karena kapasitas lebih besar 14 ton/jam, maka bucket

elevator dipilih dengan spesifikasi :

• Ukuran bucket = (6 x 4 x 4 ½) in

• Jarak tiap bucket = 12 in

• Elevator center = 25 ft

• Kecepatan putar = 43 rpm

• Kecepatan bucket = 225 ft/menit

• Daya head shaft = 1 Hp

• Diameter tail shaft = 1 11/16 in

• Diameter head shaft = 1 15/16 in

• Pully tail = 14 in

• Pully tail = 20 in

• Lebar head = 7 in

• Effesiensi motor = 80%

• Daya tambahan = 0,02 Hp/ft

Daya P = (Elevator center x daya tambahan) + daya head shaft ………(Perry, 1997)

= 25 x (0,02) + 1

= 1,5 Hp


2. Thresser (TR-01)

Fungsi : Untuk mengecilkan ukuran sampah-sampah organic yang akan diolah.

Bahan konstruksi : Besi

Merek : HGT-6000

Jumlah : 3 unit

Kecepan mesin : 5-15 ton/jam

Ukuran hasil cacahan : 0,5-1 cm.

(Sumber : Unit Penelitian Bioteknologi Perkebunan Bogor).

3. Tangki penampungan (TK-01)

Fungsi: Menampung hasil cacahan sampah dari thresser. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal.

Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi pelarutan: - Temperatur : 300

- Tekanan : 1 atm

C

Laju alir sampah organik = 23750 kg/jam

Densitas sampah organik = 300 kg/m3

Kebutuhan perancangan = 1 hari

……..……(Sudrajat, 2002)

Faktor keamanan = 20%

Perhitungan:

Volume tangki, V

Ukuran tangki:

1 3kg/m300hari1xjam/hari24xkg/jam23750 = = 1900 m

Volume tangki (Vt) = 1,2 x 1900 m

3

3 = 2280 m

Direncanakan digunakan tangki 6 unit

3

Volume untuk masing-masing tangki = unit

m6

2280 3

= 380 m

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

3

V = 41 πD2

380 m

H

3

41 = πD2

23 D

380 m3

83 = πD3


D = 6,859 m

Maka: D = 6,859 m = 22,50 ft

H = 10,2894 m = 33,757 ft

Tinggi sampah organik dalam tangki = 2

3

)859,6(41

380

m

m

π = 10,2894 m = 33,757 ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304.

Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data:

- Allowble working stress (S) = 18.750 psi

- Effesiensi sambungan (E) = 0,8

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

- Tekanan hidrostatik, ph = 144

16,590)12894,10( − = 38,071 psi

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 38,071) psi = 63,3252 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA1,2P-SE2

PD+

t = psi)21,2(63,325psi)(0,8)2(18750

in/ft)ft)(1289,22psi)((63,3252−

+ 0,125 in

t = 0,6963 in

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 5/8 in.

4. Fermentor (FR-01)

Fungsi: Memfermentasikan sampah organic yang telah dicacah dengan bantuan

bakteri. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal



- Tekanan : 1,14 atm

C

Laju alir sampah organik = 23750 kg/jam

Densitas sampah organik = 300 kg/m

Laju bakteri = 3562,5 kg/jam

3


Densitas bakteri = 2532 kg/m

Laju total umpan = 27312,5 kg/jam

3



Perhitungan:

Densitas campuran = (0,87 x 300) + (0,13 x 2532)

= (261 + 329,16) kg/m

= 590,16 kg/jam

3

Ukuran tangki:

Volume larutan, V1 3kg/m590,16hari1xjam/hari24xkg/jam27312,5 = = 1110,715 m

Volume tangki (Vt) = 1,2 x 1110,715 m

3

3 = 1332,858 m

Jumlah unit = 6 unit

3

Volume untuk masing-masing unit = 1332,858 m3/ 6 unit = 222,143 m


3

V = 41 πD2

222,143 m

H

3

41 = πD2

23 D

222,143 m3

83 = πD

D = 5,735 m

3

Maka: D = 5,735 m = 18,816 ft

H = 8,604 m = 28,228 ft

Tinggi campuran dalam tangki = 2

3

)735,5(41

143,222

m

m

π = 8,604 m = 28,228 ft









16,590)1604,8( − = 31,163 psi




t = CA1,2P-SE2

PD+

t = psi)61,2(55,035psi)(0,8)2(18750

in/ft)ft)(126psi)(18,81(55,0356−

+ 0,125 in

t = 0,5401 in


Daya pengaduk:

Dt/Di = 3, Baffel = 4 …………………………….…………..….(Brown, 1978)

Dt = 19,14 ft

Di = 6,38 ft

Kecepatan pengadukan, N = 1 rps

Viskositas sampah organik = 6,27 x 10-4

Bilangan reynold,

lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967)

NREµ

ρ 2DN =

= 4

2

10.27,6)38,6)(1)(16,590(

−= 38.312.773,05

Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1983)untuk Nre

Sehingga: P =

= 38.312.773,05 diperoleh Npo = 0,4

gcρDiNpoN 53

……………….………………(Geankoplis, 1983)

P = 174,32

)16,590()38,6((0,4)(1) 53

= 77.558,267

Efesiensi penggerak motor = 80%

Daya penggerak motor = 8,0

091,376.77 = 96.947,833 Hp

5. Tangki Bakteri (TK-03)

Fungsi : Untuk menampung bakteri fermentasi sebelum ditransfer ke tangki

fermentor.


Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal.



- Tekanan : 1 atm

C

Laju alir bakteri fermentasi = 3562,5 kg/jam

Densitas bakteri fermentasi = 2532 kg/m3


……..……(Sudrajat, 2002)


Perhitungan:

Ukuran tangki:

Volume tangki, V1 3kg/m2532hari1xjam/hari24xkg/jam3562,5 = = 33,767 m


3

3 = 40,521 m


3

V = 41 πD2

40,521 m

H

3

41 = πD2

23 D

40,521 m3

83 = πD

D = 3,252 m

3

Maka: D = 3,252 m = 10,6712 ft

H = 4,881 m = 16,015 ft

Tinggi bakteri dalam tangki = 2

3

)252,3(41

521,40

m

m

π = 4,881 m = 16,015 ft








16,590)1881,4( − = 15,9056 psi





t = CA1,2P-SE2

PD+

t = psi)1,2(36,726psi)(0,8)2(18750

in/ft)ft)(1212psi)(10,67(36,726−

+ 0,125 in

t = 0,2819 in


6. Bak Pengendapan (BP-01)

Fungsi : Untuk menampung Lumpur hasil fermentasi dari sampah organik.

Laju total buangan = 27312,5 kg/jam

Laju air = 7077,5 kg/jam

Laju bakteri = 3562,5 kg/jam

Laju abu = 806,09 kg/jam

Densitas air = 997 kg/m

Densitas bakteri = 2532 kg/m

3

Densitas abu = 1547 kg/m

3 3

Densitas campuran = (0,27 x 2532) + (0,533 x 997) + (0,197 x 1547)

= 683,64 + 531,401 + 304,759

=1519,8 kg/m

Volume yang dibutuhkan =

3

3/8,1519936,13252

mkgkg = 8,720 m

Volume total yang dibutuhkan = 1,2 x 8,720 m

3

3 = 10,464 m

Jumlah = 1 unit

3

Perhitungan:

Volume = p x l x l

10,464 = 5/2 t x 3/2 t x t

10,464 = 15/4 t

t = 1,4078 m

3

Maka diperoleh:

Tinggi bak penampung = 1,4078 m

Panjang bak penampung = 5/2 x t = 5/2 x 1,4078 m = 3,5195 m


Lebar bak penampung = 3/2 t = 3/2 x 1,4078 m = 2,1117 m

7. Tangki Penampungan Metan (TK-02)

Fungsi: Menampung hasil pemurnian gas dari condensor. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal.



- Tekanan : 1 atm

C

Laju alir gas = 6919,447 kg/jam x 24 jam/hari

= 166.066,728 kg/hari

Densitas gas = 1,451 kg/m3

Volume gas =

……..……(Moch. Yunus, 1995)

3/451,1/728,166066

mkgharikg

= 114449,847 m


3

Volume tangki = 1,15 x 114449,847 m

= 131617,3241 m

3

Direncanakan digunakan 30 buah tangki Penyimpanan

3

Volume untuk masing-masing tangki = 131617,3241 m3

= 4387,244 m

/30 unit 3



Perhitungan:

Ukuran tangki:


V = 41 πD2

4387,244 m

H

3

41 = πD2

23 D

4387,244 m3

83 = πD

D = 15,502 m

3

Maka: D = 15,502 m = 50,861 ft

H = 23,256 m = 76,2786 ft


Tinggi sampah organik dalam tangki = 2

3

)502,15(41

244,4387

m

m

π = 23,256 m = 76,2786 ft








451,1)1861,50( − = 0,5024 psi




t = CA1,2P-SE2

PD+

t = psi)1,2(18,242psi)(0,8)2(18750

in/ft)ft)(12861,50psi)((18,242−

+ 0,125 in

t = 0,4963 in


8. Kondensor (C-01)

Fungsi : Untuk Mendinginkan gas yang keluar dari tangki absorbsi.

Type : Horizontal shell and tube Exchanger

Menghitung LMTD

Fluida Panas (0 F) Fluida Dingin (0 Beda suhu (F) 0F)

149 Temperatur tinggi 140 9

149 Temperatur rendah 77 72

0 63 63

LMTD =

−

−−−

−

12

21

1221

ln

)()(

tTtT

tTtT


Maka

LMTD =

729ln

)729( − = 30,3030

Temperatur rata-rata fluida dingin :

F

= 2

12 tt + =2

77140+ = 108,50

a. Fluida Panas

F

b. Fluida dingin adalah air berada pada tube

Dari Tabel 8, hal 840 Kern, 1950 diperoleh harga UD = 5-75 Btu/ft2 0F jam, maka

diambil UD = 10 Btu/ft2 0

OD = ¾ in

F jam. Sehingga dari Tabel 10 Kern, 1950 diperoleh tube

sebagai berikut :

BWG = 12

ID = 0,532 in

At = 0,1963 ft2

L = 10 ft

/ft

Luas permukaan untuk Perpindahan Panas (A)

A = ))(( tUD

Q∆

; dimana Q = KkalBtu

jamKkal/252,0

/901,45312 = 179813,0992 Btu/jam

A = )303,30)(./10(

/0992,179813002 FJamFftBtu

jamBtu

= 593,383 ft

2

Ukuran shell

Dari Tabel 9 Kern, 1950 diperoleh data sebagai berikut ;

Condensor = 4 pass

OD = ¾ in square pitch 1 in

Nt = 20 ft

ID = 8 in

A Koreksi = Nt x L x at

= 20 x 10 x 0,1963 ft2

= 39,26 ft

/ft 2


UD = ))(( tAkoreksi

Q∆

= 5280,151)303,30)(26,39(

/0992,17981302 =Fft

jamBtu

a. melalui fluida panas adalah shell side

1. Baffle spaung (B1

C

) = 4 in 1

2. Flow area across hundle (as)

= 1 -3/4 = 0,25 in

As = ))(144(

11

PTBxCxID

= 1144

425,08x

inxinxin = 0,056

3. Massa Velocity ; Dimana ws = Laju alir massa

= 14059,569 kg/jam

= 14059,569 kg/jam x 2,205 lb/kg

= 31001,349 lb/jam

4. Gs = 2056,0/349,31001

ftjamlb = 553595,5294lb/ft2

Loading G” =

.jam

3/2NTLxWs (Kern, 1965)

= 3/2)20(10/349,31001

xftjamlb = 4,926 lb/ft in jam

Asumsi ho = 100 Btu/ft2 0

= 13,986

F

5. tw = ta + )(1

taTvhooh

ho−

+

= 108,5 + )5,108149(100986,13

100−

+

= 144,030 0

Tf = (Tv+tw)

F 1/2 = (149 +144,030)

= 17,118

1/2 0

Kf = 0,33 (Tabel 4)

F

Sf = 1 (Tabel 6)

µf = 0,13 cp (fig. 12.9)

h = ho = 92 (fig 29)

a. Fluida dingin berada dalam tube


1. at = 0,223 in2 = 0,0015 ft

2. at =

2

nxatxNt

144

= 1/144

223,02022

2

xftininx = 0,031 ft

3.Gt =

2

atwt ; Dimana wt = 4217,117 kg/jam

= 4217,117 jamkg x 2,205

jamlb

= 9298,742 lb/jam

Gt = 2031,0/742,9298

ftjamlb = 299959,4511

jamftlb.2

4. Velocity (V) = ρx

Gt3600

=

2

2

43,62det3600

.742,299959

ftlbx

jamik

jamftlb

= 1,334 ft

5. Temperatur rata-rata fluida dingin = 108,50

µ = 0,8 cp x 2,4191 lb/ft

F 2jam = 1,9355 lb/ft2

ID = 0,532 in = 0,044 ft (Tabel 10)

jam

Ref = ID x µGt

= 471,82469935,1

4511,299959532,0

2

2

=

jamftlb

jamftlbxin

JH = 105 (Fig.24)

6. hi = 20,025 Btu/ft2

ho = hi x

.jam

µID

= ft

ftxjamftBtu063,0

044,0./025,20 2

= 13,986 Btu/ft 0

F


Pressure Drop

a. Fluida Dingin

1. Δt Tv = 149 0

2. μ vapor = 0,013 Cp x 2,4191 lb/ft jam

F

= 0,031 lb/ft2

De = 0,95 in = 0,079 ft (fig.28)

jam

Res = jamftlb

jamftlbxft2

2

/027,0./5294,552595079,0

= 161978,512

F = 0,015 (fig.29)

3. N + 1 = 2

Ρ = 62,43 lb/ft

S =

3

3

3

/43,62/43,62

ftlbftlb

= 1

Ds = 10 in = 0,833 ft

4. ΔPS = 1079,01222,52

)1(110

2

xxxxNDeGs ++

= 1079,01222,52

2833,0)5294,553595(015,0110

2

xxxxxxxx

= 0,0125 Psi

b. Fluida Panas

1. Ret = 6099,39

F = 0,00165

2. Δpt = txDsxx

nxlGtxfθ10

2

1022,5

= 1833,01022,52

110)5294,553595(0003,010

2

xxxxxxx

= 0,0027

3. Δpr =

1

2

924

XV

sn

=

17,322228,0

114 2

xx

= 0,64 Psi


ΔPT = ΔPt + ΔPr

= 0,0027 + 0,64

= 0,6427 Psi

9. Absorber (AB-01)

Fungsi : Untuk memurnikan gas metan dengan bantuan air.




- Tekanan : 1 atm

C

Laju alir umpan total = 14059,564 kg/jam

Massa CH4

Massa CO

= 3709,152 kg

2

Massa N

= 3060,051 kg

2

Massa H

= 111,915 kg

2

Massa H

S = 38,329 kg

2

Densitas CH

O = 4217,117 kg

4 = 0,72 kg/m

Densitas CO

3

2 = 1,98 kg/m

Densitas N

3

2 = 0,09 kg/m

Densitas H

3

2S = 1,54 kg/m

Densitas H

3

2O = 1000 kg/m

Densitas campuran = 232,054 kg/m

3


3


Perhitungan:

Ukuran tangki:

Volume tangki, V1 3kg/m232,054hari1xjam/hari24xkg/jam19259,424 = = 1454,09 m


3

3 = 290,82 m

Digunakan 5 buah tangki absorber = 99,594 / 5 unit = 58,163 m

3


3

V = 41 πD2H


58,163 m3

41 = πD2

23 D

58,163 m3

83 = πD

D = 3,67 m

3

Maka: D = 3,67 m = 12,04 ft

H = 27,48 m = 90,631 ft







- Tekanan hidrostatik, ph = 1 atm = 14,7 psi


- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 ) psi = 17,64 psi


t = CA1,2P-SE2

PD+

t = psi)1,2(17,64psi)(0,8)2(18750

in/ft)ft)(12psi)(12,04(17,64−

+ 0,125 in

t = 0,210 in


10. Pompa (p-01)

Fungsi : memompakan campuran sampah yang masuk kedalam fermentor.

Jenis : Sentrifugal pump

Bahan : Comercial steel

Jumlah : 1 buah

Temperatur : 30o

Laju alir massa (F) = 23750 kg/jam = 14,544 lbm/s

C

Densitas sampah (ρ) = 300 kg/m3 = 661,38 lbm/ft

Viskositas (µ) = 0,0126 Cp = 0,00080 lbm/ft.s

3


Laju alir volumetrik (Q) :

Q = ρF =

3lbm/ft 38,661lbm/s 544,14 = 0,022 ft3

/s

Diameter optimum :

Dopt = 3,9 (Q)0,45. (ρ)

= 3,9 (0,022)

0,13 0,45. (661,38)

= 100,174 in = 328,65 ft

0,13

Dipilih material Comercial Steel 3 in dalam sechedule 40 (Geankoplis, 1983):

Diameter dalam (ID) = 3,068 in = 0,256 ft

Diameter nominal = 0,3 in = 0,984 ft

Diameter luar (OD) = 3,5 in = 11,483 ft

Luas penampang (A) = 0,0153 ft

2

Kecepatan linier (V)

Kecepatan linier, V = 2

3

ft 0513,0/ft 0,022

A Q s

= = 0,428 ft/det

Bilangan Reynold (NRe

N

)

Re lbm/ft.s 00080,0

ft/det 0,428ft x 0,256 lbm/ft 38,661V ID 3 x=

µρ=

= 90582,6.

Untuk Comercial Steel dengan D = 3 in (fig 2.10-3 Geankoplis, 1983) diperoleh ε =

0,000015 ft ; pada NRe = 90582,6 dan ε/D = 0,586.10-3

Kekerasan relatif =

.

00000384,0ft 256,0

000015,0ID

==ftε

Dari (fig 2.10-3 geankoplis, 1983) diperoleh f = 0,012

Kehilangan karena gesekan (friction loss):

1 sharp edge entrance (hi) = 0,55 c

2

1

2

g 2V

AA

1α

−

= 27,552 ft


3 elbow 90o

c

2

g.2V (hf) = n . kf .

= 88,56 ft

1 check valve (hf) = n . kf . c

2

g.2V

= 12,82 ft

Pipa lurus 30 ft (Ft) = 30 ft

1 sharp edge exit (he) = c

2

1

2

g 2V

AA

1α

−

= 57,072 ft

Total friction loss (∑f)

Total friction loss (∑f) = IDg x 2

L.V . f . 4

c

2

x∑

= ftxx

ftxft984,0147,322

004,216det/0,428 x 0,012 . 4 2

= 30,065 ft.lbf/lbm

Dari persamaan neraca energi :

Wf = fgc

Σ+∆

+∆

+ρp

2V

gg gz

2

c

tinggi pemompaan (ΔZ) = 20 ft.

Wf =

ft.lbf/lbm 640,10.detft.lbm/lbf 147,32.2

ft/det 04,3.detft.lbm/lbf 147,32

ft/det 32,147ft 2022

+++

= 25,586 ft.lbf/lbm

Daya pompa (Ws)

Daya pompa (Ws) = η

ρ WfQ. .

= 8,0

ft.lbf/lbm 586,25/ft 022,0lbm/ft 38,661 33 sxx

= 456,35 hp


11. Absorber (AB-02)

Fungsi : Untuk memurnikan gas metan dengan bantuan Fe mengurangi kadar H2


S

berlebih



- Tekanan : 1 atm

C

Laju alir umpan total = 8303,337 kg/jam

Massa CH4

Massa CO

= 3709,152 kg

2

Massa N

= 3060,051 kg

2

Massa H

= 111,915 kg

2

Massa H

S = 38,329 kg

2

Massa Fe = 1383,89 kg/jam

O = 4217,117 kg

Densitas Fe = 1,38 kg/m

Densitas CH

3

4 = 0,72 kg/m

Densitas CO

3

2 = 1,98 kg/m

Densitas N

3

2 = 0,09 kg/m

Densitas H

3

2S = 1,54 kg/m

Densitas H

3

2O = 1000 kg/m

Densitas campuran = 233,434 kg/m

3


3


Perhitungan:

Ukuran tangki:

Volume tangki, V1 3kg/m233,434hari1xjam/hari24xkg/jam8303,337 = = 853,69 m


3

3 = 1024,427 m

Digunakan 5 buah tangki absorber = 1024,427 / 5 unit = 204,88 m

3


3

V = 41 πD2

204,88 m

H

3

41 = πD2

23 D


204,88 m3

83 = πD

D = 5,582 m

3

Maka: D = 5,582 m = 18,316 ft

H = 8,376 m = 27,48 ft







- Tekanan hidrostatik, ph = 1 atm = 14,7 psi


- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 ) psi = 17,64 psi


t = CA1,2P-SE2

PD+

t = psi)1,2(17,64psi)(0,8)2(18750

in/ft)ft)(126psi)(18,32(17,64−

+ 0,125 in

t = 0,254 in

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


LAMPIRAN D

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

UTILITAS

LD.1 Bak pengendapan (BP)

Fungsi : untuk menampung dan mengendapkan kotoran terbawa dari sumur

bor.

Bentuk : bak dengan permukaan persegi

Konstruksi : beton

Densitas air pada suhu 30oC : 998 kg/m

Direncanakan lama penampungan 1 jam, maka :

3

Jumlah air masuk = 1 jam x 8.841,63 kg/jam

Faktor keamanan = 20 %

Volume bak = 998

63,841.82,1 x = 10,631 m

Panjang (P) = 3 x tinggi bak (t)

3

Lebar (l) = 2 x tinggi bak (t)

Maka,

V = p x l x t

8,126 m3 = 6t

t =

3

36631,10 = 1,21 m = 3,969 ft

diperoleh :

t = 1,21 m = 3,969 ft

p = 3,63 m = 11,909 ft

l = 2,42 m = 7,939 ft

LD-1


LD.2 Sand Filter

Fungsi : menyaring air yang yang masih mengandung kotoran.

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan : carbon steel SA-53 Grade B

Laju alir massa : 8841,63 kg/jam

Densitas air : 998 kg/jam (30o

Tangki direncanakan menampung air setiap ¼ jam

C)

Faktor keamanan : 20 %

Volume air = 3/99825,0/63,8841

mkgjamjamxkg = 3,214 m

Volume tangki = 1,2 x 3,214 = 2,656 m

3

Direncanakan perbandingan tinggi penyaring dengan diameter (H

3

s

tinggi head dengan diameter (H

: D) = 2:1

h

V

: D) = 1 : 6

S322

2)2(

44DDDHD s

πππ== = (Brownell, 1959)

Vh3

24Dπ = = 0,131 D

V

3

t = Vs + Vh

2,04 = 1,57 D

3 + 0,131 D

D =

3

ftm 805,360,1701,1656,2

3 ==

Hs

H

= 2 D = 2 (1,60) = 2,32 m = 7,611 ft

h

Sehingga, tinggi tangki = 2,32 + 2 (0,193) = 2,506 = 8,221 ft

= 1/6 D = 1/6 (1,60) = 0,193 m = 0,633 ft

Volume air = 2,214 m

V

3

shell 3

3

633,13

mD=

π =

Tinggi air (Ha) = ftmxm 194,6888,156,27,1

633,1 3

==



Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

LD-2


- Allowble working stress (S) = 12750 psi




- Tekanan operasi, PO

- Tekanan desain, P = 1,2 x P

= 1 atm = 14,7 psi

O

psi = 17,64 psi

t =


CA1,2P-SE2

PD+

t = 125,01,2(17,64)psi)(0,8)2(12750

in/ft)ft)(1248,3psi)((17,64+

−

t = 0,161 in


LD.3 Tangki Utilitas

Fungsi : mendistribusikan air untuk berbagai keperluan

Jenis : silinder tegak dengan tutup alas datar

Bahan : plate steel SA-167, tipe 304

Laju alir massa : 6758,227 kg/jam

Densitas air pada 30oC : 998 kg/m

Faktor keamanan : 20 %

3

Volume air = 33 77,6

/998/227,6758 m

mkgjamkg

=

Volume tangki = 1,2 x 6,77 = 8,12 m

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder H = 3D

3

V = 41 πD2

8,12 m

H

3

41 = πD2

23 D

8,12 m3

83 = πD

3

LD-3


Maka:

D = 2,082 m = 6,83 ft

H = 6,246 m = 20,491 ft



Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

- Allowble working stress (S) = 12750 psi




- Tekanan operasi, PO

- Tekanan desain, P = 1,2 x P

= 1 atm = 14,7 psi

O psi = 17,64 psi

t =


CA1,2P-SE2

PD+

t = 125,01,2(17,64)psi)(0,8)2(12750

in/ft)ft)(1203,2psi)((17,64+

−

t = 0,146 in


LD. 4 Pompa sumur Bor (P-101)

Fungsi : memompa air dari sumur bor ke bak pengendapan.

Jenis : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Bahan : cast Iron

Kondisi operasi : Temperatur : 30o

Densitas air : 998 kg/m

C 3 = 62,303 lbm/ft3

Viskositas air : 0,85 cP = 5,71 x 10

(Perry, 1999) -4

Laju alir massa (F) : 8841,62 kg/jam = 5,414 lbm/det

lbm/ft.s (Perry, 1999)

Laju alir volume (Q) : 3/303,62det/63,8841ftlbm

lbmF=

ρ = 0,028 ft3

Diameter optimum, D

/s

e = 3,9 x Q0,45 x ρ

LD-3

0,13

LD-4


= 3,9 x (0,028)0,45 x (62,303)0,13

= 5,542 in

Digunakan pipa dengan spesifikasi (Appendix A-5 Geankoplis) dipilih :

- Ukuran pipa nominal : 5 in

- Schedule pipa : 40

- Diameter dalam (ID) : 5,047 in = 16,5 ft

- Diameter luar (OD) : 5,563 in = 18,25 ft

- Luas penampang dalam (Ai): 0,1390 ft

Kecepatan linier, v =

2

2

3

1390,0/028,0

ftsft

AQ

i

= = 0,201 ft/s

Bilangan reynold, NRe 41071,5)5,16)(13,0)(303,62(

−=x

Dµ

ρν = = 361870,226

Untuk cast Iron, ε = 0,002 ft

Kekasaran relatif = 5,16

002,0=

IDε = 0,00012

Untuk aliran turbulen, f = 25,025,0Re )226,361870(

079,0079,0=

N = 0,003

Instalasi pipa :

• Panjang pipa vertikal, L1

• Panjang pipa horizontal, L

= 2 m = 6,56 ft

2

• I buah gate valvev fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Froust, 1980)

= 3 m = 9,84 ft

L3

• I buah elbow standard 90

= 1 x 13 x 16,5 = 214 ft o

L

(L/D = 30, Appendix C-2a, Froust, 1980)

4

Panjang pipa total (∑L) = 6,56 + 9,84 + 214 + 495 = 72,90 ft

= 1 x 30 x 16,5 = 495 ft

Faktor gesekan, F = )5,16)(174,32(2

)90,725()13,0)(003,0(2

22

=∑Dg

Lfc

ν

= 3.10-5

Tinggi pemompaan, Δz = 3,33 m = 10,92 ft

ft lbf/lbm

Static head, Δz cg

g = 3,33 ft.lbf/lbm

LD-5


Velocity head, 174,322)13,0(

2

22

xgc

=∆ν = 2,6.10

Pressure head,

-4

0=∆ρP

Wscg

g = Δz + cg2

2ν∆ + ρP∆ + F

= 10,92 + 0,00026 + 0,000003 = 10,9202 ft.lbf/lbm

Tenaga pompa, P = 550

)303,62)(013,0)(9202,10(550

=ρQWs = 0,016 hp

Untuk efisiensi 80 %, maka :

Tenaga pompa yang dibutuhkan = 8,0

016,0 = 0,03 hp

Digunakan daya pompa 0,5 hp

LD. 5 Pompa Bak Pengendapan ( P-102)

Fungsi : memompa air dari sumur bor ke bak Sand filter


Jumlah : 1 unit

Bahan : cast Iron



C 3 = 62,303 lbm/ft3


(Perry, 1999) -4




lbmF=

ρ = 0,028 ft3

Diameter optimum, D

/s

e = 3,9 x Q0,45 x ρ

= 3,9 x (0,028)

0,13 0,45 x (62,303)0,13

= 5,542 in









2

2

3

1390,0/028,0

ftsft

AQ

i

= = 0,201 ft/s


−=x

Dµ

ρν = = 361870,226



002,0=

IDε = 0,00012


079,0079,0=

N = 0,003

Instalasi pipa :



= 3,3 m = 10,82 ft

2


= 2,2 m = 7,21 ft

L3


= 1 x 13 x 16,5 = 214,5 ft o

L


4

Panjang pipa total (∑L) = 10,832 + 7,21 + 214,5 + 495 = 727,53 ft

= 1 x 30 x 16,5 = 495 ft


)53,727()13,0)(10.6,2(2

272 −

=∑Dg

Lf

c

ν

= 0,00003 ft lbf/lbm


Static head, Δz cg

g = 24,13 ft.lbf/lbm


2

22

xgc

=∆ν = 2,6.10

Pressure head,

-4

0=∆ρP

Wscg

g = Δz + cg2

2ν∆ + ρP∆ + F

= 0,75 + 24,13 + 2,6.10-4 = 24,880 ft.lbf/lbm

LD-7



)303,62)(013,0)(88,24(550

=ρQWs = 0,0366 hp



0366,0 = 0,045 hp


LD.6 Pompa Sand Filter (P-103)

Fungsi : memompa air dari sand filter ke Tangki Utilitas


Jumlah : 1 unit

Bahan : cast Iron



C 3 = 62,303 lbm/ft3


(Perry, 1999) -4




lbmF=

ρ = 0,028ft3

Diameter optimum, D

/s

e = 3,9 x Q0,45 x ρ

= 3,9 x (0,028)

0,13 0,45 x (62,303)0,13

= 5,542 in








2

2

3

1390,0/028,0

ftsft

AQ

i

= = 0,201 ft/s


−=x

Dµ

ρν = = 361870,226


LD-8



002,0=

IDε = 0,00012


079,0079,0=

N = 0,003

Instalasi pipa :



= 2 m = 6,56 ft

2


= 3 m = 9,84 ft

L3


= 1 x 13 x 16,5 = 214 ft o

L


4


= 1 x 30 x 16,5 = 495 ft


)90,725()13,0)(003,0(2

22

=∑Dg

Lf

c

ν

= 3.10-5


ft lbf/lbm

Static head, Δz cg

g = 3,33 ft.lbf/lbm


2

22

xgc

=∆ν = 2,6.10

Pressure head,

-4

0=∆ρP

Wscg

g = Δz + cg2

2ν∆ + ρP∆ + F

= 10,92 + 0,00026 + 0,000003 = 10,9202 ft.lbf/lbm


)303,62)(013,0)(9202,10(550

=ρQWs = 0,016 hp



016,0 = 0,03 hp


LD-9


L.D.7 Pompa Tangki Utilitas (104)

Fungsi : memompa air dari sand filter ke menara air


Jumlah : 1 unit

Bahan : cast Iron



C 3 = 62,303 lbm/ft3


(Perry, 1999) -4




lbmF=

ρ = 0,028 ft3

Diameter optimum, D

/s

e = 3,9 x Q0,45 x ρ

= 3,9 x (0,028)

0,13 0,45 x (62,303)0,13

= 5,542 in








2

2

3

1390,0/028,0

ftsft

AQ

i

= = 0,201 ft/s


−=x

Dµ

ρν = = 361870,226



002,0=

IDε = 0,00012


079,0079,0=

N = 0,003

Instalasi pipa :



= 2 = 6,56 ft

2 = 3 m = 9,84 ft

LD-10



L3


= 1 x 13 x 16,5 = 214 ft o

L


4


= 1 x 30 x 16,5 = 495 ft


)90,725()13,0)(003,0(2

22

=∑Dg

Lf

c

ν

= 3.10-5


ft lbf/lbm

Static head, Δz cg

g= 3,33 ft.lbf/lbm


2

22

xgc

=∆ν = 2,6.10

Pressure head,

-4

0=∆ρP

Wscg

g = Δz +

cg2

2ν∆ + ρP∆ + F

= 10,92 + 0,00026 + 0,000003 = 10,9202 ft.lbf/lbm


)303,62)(13,0)(9202,10(550

=ρQWs = 0,016 hp



016,0 = 0,03 hp


LD-11


LAMPIRAN E

PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Dalam rencana Pra rancangan Pabrik gas Metana dari sampah organik

digunakan asumsi sebagai berikut :

1. Perusahan beroperasi selama 330 hari dalam setahun

2. Kapasitas produksi maksimum 900 ton/hari

3. Perhitungan didasarkan pada Harga Peralatan Terpasang (HTP)

4. Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah :

US$ 1 = 9.950,-

LE. 1. Modal Investasi Tetap

LE. 1. 1. Modal Invest Tetap Langsung (MITL)

A. Biaya Tanah Lokasi Unit Proses

Biaya tanah lokasi pabrik = Rp 300.000,-/m2

Luas tanah yang diperlukan = 20.830 m

Harga tanah seluruhnya = 20.830 m

2 2 x Rp 300.000,-/m2

= Rp 6.249.000.000,-

Biaya perataan diperkirakan 10 % dari harga tanah seluruhnya

(Timmmerhaus,2003)

Biaya perataan tanah = 0,1 x Rp 6.249.000.000

= Rp 624.900.000,-

Total biaya tanah = Rp 6.249.000.000,- + Rp 624.900.000,-

= Rp 6.873.900.000,-

LE-1


B. Harga Bangunan

Perincian harga bangunan dapat dilihat pada tabel LE.1

Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan

Nama bangunan Luas (m2 Harga (Rp/m) 2 Jumlah (Rp) )

Areal Proses 5800 300,000 1,740,000,000

Rencana Peluasan 3500 200,000 700,000,000

Perumahan Karyawan 4900 250.000 1,225,000,000

Unit Pengolahan Air 1750 250.000 437.500.000

Taman 100 100.000 10.000.000

Parkir 350 50.000 17.500.000

Ruang Listrik 150 250.000 37.500.000

Kantor 1000 250.000 250.000.000

Areal Bahan Baku 500 150.000 75.000.000

Unit Pemadam Kebakaran 50 100.000 5.000.000

Gudang Produksi 800 150.000 120.000.000

Bengkel 60 150.000 9.000.000

Peralatan Pengaman 40 150.000 6.000.000

Laboratorium 60 200.000 12.000.000

Ruang Kontrol 50 250.000 12.500.000

Perpustakaan 100 100.000 10.000.000

Tempat Ibadah 40 200.000 8.000.000

Kantin 60 100.000 6.000.000

Pos Jaga 40 200.000 8.000.000

Poliklinik 100 250.000 25.000.000

Pengolahan Limbah 600 250.000 150.000.000

Jalan 700 150.000 105.000.000

Total 4.986.000.000

LE-2


C. Perincian Harga Peralatan

Harga peralatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :

m

y

x

XX

II

=

1

2y X .CC

Dimana : Cx

C

= Harga alat pada tahun pembelian 2008

y

I

= Harga alat pada kapasitas yang tersedia

x

I

= Index harga pada tahun 2008

y

X

= Index harg apada tahun yang tersedia

1

X

= Kapasitas alat yang tersedia

2

m = Faktor eksponensial untuk jenis alat yang tersedia.

= Kapasitas alat yang diijinkan

Untuk menghitung semua harga peralatan pada pabrik, digunakan metode Marshall

R Swift Equipment Cost Index yang digunakan chenical Engineering Plant Cost

index (Timmerhaus, 2003)

Tabel LE.2 Data Indeks Harga Marshall dan Swift

Tahun Indeks(Yi X) Xi i Y2 i X2 i .Yi

1993 964,2 1 1 929.681,64 964,2

1994 993,4 2 4 986.843,56 1.986,8

1995 1.027,5 3 9 1.055.756,25 3.082,5

1996 1.039,1 4 16 1.079.728,81 4.156,4

1997 1.056,8 5 25 1.116.826,24 5.284,0

1998 1.061,9 6 36 1.127.631,61 6.371,4

1999 1.068,3 7 49 1.141.264,89 7.478,1

2000 1.089,0 8 64 1.185.921,00 8.712,0

2001 1.093,9 9 81 1.196.617,21 9.845,1

2002 1.102,5 10 100 1.215.506,25 11.025,0

Total 10.496,6 55 385 11.035.77,46 58.905,5

(Timmerhaus, 2003)

Untuk mencari Indeks Harga pada tahun 2008 digunakan metode Regresi Koefisien

Kolerasi, yaitu :

LE-3


r = { } { }2222 )(.)(.

)().(

iiii

iiii

yynxXXn

yXyXn

Σ−ΣΣ−Σ

ΣΣ−Σ

= { } { }22 )6,10496(46,110357710)55(38510(

)6,1049655()5,5890510(

−−

−

xxx

xx

= 0,97 ≈ 1

Harga koefisien yang mendekati +1 mentakan bahwa terdapat hubungan linear antara

variabel X dan Y, sehingga regresi yang mendekati adalah pers. regresi linear.

Persamaan umum, Regresi linear adalah y = a + bx, dengan :

y = Indeks harga pada tahun yang dicari (2008)

X = Variabel tahun ke n-1

a,b = Tetapan persamaan regresi

dimana a dan b dapat dicari dengan menggunakan rumus :

a = 22

2

)().().()(

ii

iiiii

XXnyXxXyxX

Σ−Σ

ΣΣ−ΣΣ

= 2)55()38510(

)5,5890555()6,10496385(−−

xxx

= 971,38

b = 22 )().(

).().(

ii

iiii

XXnyXyXn

Σ−Σ

ΣΣ−Σ

= 2)55()38510(

)61,1049655()5,5890510(−

−x

xx

= 14,23

y = 66,104910

6,10496==

Σnyi

X = 5,523,14

38,97166,1049)(=

−=

−b

ay

Dengan demikian harga Indeks pada tahun 2006 (n = 14 tahun yang ke -14 maka X =

13) adalah :

Y = 971,38 + (14,23 x 13)

= 1156,37

LE-4


Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya (m) dianggap 0,6 (Timmerhaus,

2004).

Contoh perhitungan estimasi harga peralatan :

Nama alat : Fermentor

Jumlah : 1 unit

Vol. tangki : 2104,513 m

Untuk reaktor, volume reaktor yang disediakan

3

X1 = 10 m

C

3

y = 7 x 103

I

US $

X

I

= 1156,7

Y

m = 0,6

= 1102,5

maka, harga tangki pada tahun 2008 :

CX

5,11027,1156

10354,306 6,0

= US $ 7.000 x

= US $ 57227,88 x Rp 9950

= Rp 569.417.410,-

Dengan cara yang sama perkiraan harga alat proses yang lainya dapat dilihat pada

tabel LE.3 dan tabel LE.4 perkiraan harga peralatan utilitas.

Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses

No. Nama alat Unit Harga/unit(Rp) Harga total

(Rp)

1. Timbangan 1 15.000.000 15.000.000

2. Tresser 3 75.000.000 225.000.000

3. Tangki Penampungan 9 325.008.540 2.925.076.860

4. Tangki Penampungan gas metana 45 456.588.500 20.546.482.500

5. Heater 1 5.000.000 5.000.000

6. Tangki Absorbsi CO 3 2 88.481.400 265.444.200

7. Kompressor 1 212.600.580 212.600.580

8. Pompa Fermentor 1 4.500.000 4.500.000

LE-5


9. Bak Penampungan Kompos 1 8.573.447 8.573.447

10. Fermentor 10 569.417.410 5.694.174.100

11. Absorbsi H2 3 S 85.481.400 256.444.200

12. Elevator 1 15.883.415 15.883.415

Total 27.498.994.442

Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas

No. Nama alat Unit Harga/unit(Rp) Harga total (Rp)

1. Bak pengendapan 1 15.750.000 15.750.000

2. Sand Filter 1 495.873.020 495.873.020

3. Tangki Utilitas 1 520.235.752 520.235.752

4. Pompa Sumur bor 1 4.500.000 4.500.000

5. Pompa Sand Filter 1 4.500.000 4.500.000

6. Pompa Bak pengendapan 1 4.500.000 4.500.000

7. Pompa Tangki Utilitas 1 4.500.000 4.500.000

8. Genset 2 375.717.173 751.434.346

Total 1.808.604.659

Total harga peralatan = Rp 27.498.994.442,- + Rp 1.801.293.118,-

= Rp 29.300.287.560,-

Harga peralatan diatas masih merupakan perkiraan, untuk harga alat sampai dilokasi

pabrik ditambahi biaya sebagai berikut (Timmerhaus, 2003) :

• Biaya tranportasi = 5 %

• Biaya asuransi = 1 %

• Bea masuk = 15 %

• PPn = 10 %

• PPh = 10 %

• Biaya gudang pelabuhan = 0,5 %

• Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 %

• Transportasi lokal = 0,5 %

• Biaya tak terduga = 0,5 %

LE-6


• Total = 43%

Harga alat Impor sampai ke lokasi pabrik = 0,43 x Rp 29.300.287.560,-

= Rp 41.899.411.210,-

Biaya pemasangan diperkirakan 10 % dari harga peralatan (Timmerhaus, 2003)

Biaya pemasangan = 0,1 x Rp 41.899.411.210,-

= Rp 4.189.941.121,-

C. Harga Peralatan Terpasang (HPT)

Harga Peralatan Terpasang = Rp 41.899.411.210,- + Rp 4.189.941.121,-

= Rp 46.089.352.330,-

D. Instrumentasi dan Alat Kontrol

Diperkirakan biaya Instrumentasi dan Alat Kontrol 5% dari HPT (Timmerhaus,

2003).

Biaya Instrumentasi dan Alat Kontrol = 0,05 x Rp 46.089.352.330,-

= Rp 2.304.467.617,-

E. Biaya Perpipaan

Diperkirakan biaya perpipaan 10% dari HPT (Timmerhaus, 2003).

Biaya Perpipaan = 0,1 x Rp 46.089.352.330,-

= Rp 4.608.935.233,-

F. Biaya Instalasi Listrik

Diperkirakan biaya Instalasi Listrik 5 % dari HPT (Timmerhaus, 2003)

Biaya Instalasi Listrik = 0,05 x Rp 46.089.352.330,-

= Rp 2.304.467.617,-

G. Biaya Insulasi

Diperkirakan biaya Insulasi 5 % dari HPT (Timmerhaus, 2003)


= Rp 2.304.467.617,-

LE-7


H. Biaya Inventaris Kantor

Diperkirakan biaya Inventaris Kantor 2 % dari HPT (Timmerhaus, 2003)


= Rp 921.787.047,-

I. Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan

Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 2 % dari HPT

(Timmerhaus, 2003).


= Rp 921.787.047,-

J. Sarana Transportasi

Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi Jenis kendaraan Unit Jenis Harga/unit

(Rp)

Harga Total

(Rp)

Mobil Direktur 1 Corolla Altis 1800 G Automatic M1 321.950.000 321.950.000

Mobil Manager 4 Kijang Innova E Standart Bensin 159.450.000 637.800.000

Kepala Bagian 4 Avanza E Manual 108.050.000 432.200.000

Bus Karyawan 3 Bus 210.000.000 630.000.000

Truk 1 Dyna 6 roda channssis 125 PS LT 161.700.000 2.587.200.000

Total 4.609.150.000

Total MITL = A + B +C + D + E + F + G + H + I + J

= Rp 78.228.782.120,-

LE. 1. 2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

A. Pra Investasi

Diperkirakan 5 % dari MITL = 0,05 x Rp 78.228.782.120,-

= Rp 3.911.439.106,-

LE-8


B. Engineering dan Supervisi


= Rp 3.911.439.106,-

C. Biaya Kontraktor


= Rp 3.911.439.106,-

D. Biaya Tak Terduga


= Rp 7.822.878.212,-

Total MITTL = A + B + C + D

= Rp 19.557.195.530,-

Total MIT = MITL + MITTL

= Rp 78.228.782.120,- + Rp 19.557.195.530,-

= Rp 97.785.977.650,-

LE. 2 Modal Kerja

Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (90 hari).

LE. 2. 1 Persediaan Bahan Baku

a. Persediaan Bahan Baku Proses

1. Methanobacter formicicum

Kebutuhan = 5.625 kg/jam

Harga = Rp 25.000,-/kg (PT. Indokemika Jayatama, 2008)

Harga total = 90 hari x 5.625 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 25.000,-/kg

= Rp 373.537.350,-

LE-9


2. Sampah organik

Kebutuhan = 37.500 kg/jam

Harga = Rp 500,-/kg (Pusat pasar, 2008)

Harga total = 90 hari x 37.500 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 500.-/kg

= Rp 40.500.000.000,-

b. Persediaan Bahan baku Utilitas

1. Kaporit

Kebutuhan = 0,0035 kg/jam

Harga = Rp 7.000,-/kg (CV. Rudang Jaya, 2007)

Harga total = 90 hari x 0,0035 kg/jam x 24 jam/hari xRp 7.000,-/kg

= Rp 52.920,-

2. Solar

Kebutuhan = 3.538,093 liter/hari

Harga = Rp 5.000,-/liter (Pertamina, 2007)

Harga total = 90 hari x 3.538,093 liter/hari x Rp 6.000,-/liter

= 86.364.235.368,-

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah :

Rp 259.081.418.376,-

Total biaya persediaan bahan baku 1 tahun adalah = Rp 1.036.325.673.000,-

LE. 2. 2 Kas

1. Biaya untuk Gaji

Tabel LE-6 Sistem Gaji Karyawan

No Jabatan Jumlah Gaji /bulan Jumlah

1 Dewan Komisaris 9 25.000.000 225.000.000

2 Direktur Utama 1 30.000.000 30.000.000

3 Sekretaris 1 2.000.000 2.000.000

4 Manajer 4 15.000.000 60.000.000

5 Kepala Bagian 4 10.000.000 40.000.000

6 Kepala Seksi Administrasi 14 8.000.000 112.000.000

LE-10


7 Karyawan Produksi 64 1.500.000 96.000.000

8 Karyawan Teknik 34 1.500.000 51.000.000

9 Karyawan Keu. dan

Personalia

14 2.000.000 28.000.000

10 Karyawan Administrasi 16 4.000.000 32.000.000

11 Dokter 1 800.000 4.000.000

12 Petugas Keamanan 10 800.000 8.000.000

13 Supir 16 800.000 12.800.000

14 Petugas Kebersihan 12 9.600.000

200 710.400.000

1. Total gaji pegawai

Untuk 1 bulan = 1 x Rp 710.400.000,- = Rp 710.400.000,-

Untuk 3 bulan = 3 x Rp 710.400.000,- = Rp 2.131.200.000,-

2. Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 20 % dari 3 bulan gaji pegawai = 0,2 x Rp 2.131.200.000,-

= 426.240.000,-

3. Biaya pemasaran

Diperkiakan 15 % dari 3 bulan gaji pegawai = 0,15 x Rp 259.092.706.104,-

= Rp 38.863.905.916,-

4. Pajak Bumi dan Bangunan

Menurut UU No. 20 Tahun 2000 JO UU No. 21 Tahun 1997 :

- Tanah

Luas tanah = 20.830 m2

Luas Tanah tidak Kena Pajak = Tempat Ibadah + Jalan

= 40 m2 + 100 m2 + 100 m2 = 240 m

Luas Tanah Kena Pajak = Luas Tanah Total – Luas Tanah tidak Kena

Pajak

2

= 22.830 m2 – 240 m2 = 20.590 m

Pajak Tanah = 70% dari harga tanah

2

= 0,7 x Rp 300.000/m

= Rp 210.000/m

2

2

LE-11


Total Nilai Jual Objek Pajak (NJOP) tanah

= Rp 210.000/m2 x 20.590 m

= Rp 4.323.900.000,-

2

- Bangunan

Luas bangunan = 20.830 – 1000 = 19.830 m

Pajak bangunan = Rp 300.000/m

2 2

NJOP bangunan = Rp 19.830 m

2 x Rp 300.000/m2

NJOP bangunan tidak kena pajak adalah tempat ibadah + taman = 240 m

= Rp 5.949.000.000,-

NJOP bangunan kena pajak = 240 m

2 2 x Rp 300.000/m2

Total NJOP bangunan = Rp 5.949.000.000,- - Rp. 72.000.000,-

= Rp 72.000.000,-

= Rp 5.877.000.000,-

NJOP untuk perhitungan PBB = NJOP tanah + NJOP bangunan

= Rp 4.323.900.000,- + Rp 5.877.000.000,-

= Rp 10.200.900.000,-

Nilai Jual Kena Pajak (NJKP) = 20% NJOP untuk perhitungan PBB

= 0,2 x Rp 10.200.900.000,-

= Rp 2.040.180.000,-

PBB yang terhitung = 0,5% NJKP

= 0,005 x Rp 10.200.900.000,-

= Rp 51.004.500,-

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas

No. Jenis Biaya Jumlah (Rp)

1. Gaji Pegawai 2.131.200.000

2. Administrasi Umum 426.240.000

3. Pemasaran 38.863.90.916

4. Pajak Bumi dan Bangunan 12.592.152

Total 6.456.422.668

LE. 2. 3 Biaya Start –Up

Diperkirakan 3 % dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus, 2003)

= 0,03 x Rp 97.785.977.650,- = Rp 2.933.579.330,-

LE-12


LE. 2. 4 Piutang Dagang

xHPTIPPD12

=

Dimana:

PD = Piutang Dagang

IP = Jangka Waktu Kredit yang diberikan (3 bulan)

HPT = Hasil Penjualan Tahunan

Produksi gas Metana = 22.733,062 kg/jam

Harga jual gas Metana = Rp120.000,-/50kg (Pusat pasar, 2008)

Penjualan = 22.733,062 kg/jam x 330 hari x 24 jam/hari x Rp 120.000/50 kg

= Rp 432.110.042.496,-

Produksi kompos = 20.331,779 kg/jam

Harga jual kompos = Rp 20.000/30 kg

Penjualan = 330 hari x 20.331,779 kg/jam x 24 jam/hari x 20.000/30 kg

= Rp 107.351.793.120,-

Total Harga Penjualan = Rp 539.461.835.616,-

Piutang dagang = 3/12 x Rp 539.461.835.616,-

= Rp 134.865.458.904,-

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja

No. Jenis Biaya Jumlah (Rp)

1. Bahan Baku Proses dan Utilitas 259.081.418.376

2. Kas 6.456.422.668

3. Start Up 2.933.579.330

4. Piutang Dagang 134.458.904

Total 268.605.879.200,-

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

= Rp 97.785.977.650,- + 268.605.879.200,-

= Rp 366.391.856.900,-

LE-13


Modal ini berasal dari :

1. Modal sendiri = 60 % dari total Modal Investasi

= 0,6 x Rp 366.391.856.900,-

= Rp 219.835.114.100,-

2. Pinjaman dari Bank = 40 % x dari total Modal Investasi

= 0,4 x Rp 366.391.856.900,-

= Rp 146.556.742.760,-

LE. 3. Biaya Produksi Total

LE. 3. 1. Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)

A. Gaji Tetap karyawan

Gaji tetap 1 tahun + 3 bulan gaji sebagai tunjangan = Rp 10.656.000.000,-

B. Bunga Pinjaman Bank

Diperkirakan 25 % dari Modal Pinjaman Bank

= 0,25 x Rp 146.556.742.760,-

= Rp 36.639.185.690,-

C. Depresiasi dan Amortisasi

Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol.

n

LPD −=

Dimana : D : depresiasi per tahun

P : harga awal peralatan

L : harga akhir peralatan

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 :

Amortisasi = 0,2 x Rp 19.557.195.530,-

= Rp 3.911.439.106,-

LE-14


Tabel LE.9 Perkiraan Biaya Depresiasi

Komponen Biaya (Rp) Umur (tahun) Depresiasi (Rp)

Bangunan 4.986.000.000 15 332.400.000

Peralatan Proses & utilitas 41.909.866.714 10 4.190.986.671

Instrumentasi dan Kontrol 2.305.042.669 15 153.669.511

Perpipaan 4.610.085.339 10 461.008.534

Instalasi Listrik 2.305.042.669 15 153.669.511

Insulasi 2.305.042.669 15 153.669.511

Inventaris Kantor 922.017.068 5 184.403.414

Perlengkapan Kebakaran 922.017.068 10 92.201.707

Sarana Transportasi 4.609.150.000 10 460.915.000

Total 6.182.923.860

Total biaya depresiasi dan amortisasi

= Rp 3.911.439.106,- + Rp 6.182.923.860,-

= Rp 10.094.362.966,-

D. Biaya Tetap Perawatan

• Perawatan mesin dan alat-alat proses, diperkirakan 10% dari HPT

= 0,1 x Rp 46.089.352.330,-

= Rp 4.608.935.233,-

• Perawatan bangunan, diperkirakan 5% dari harga bangunan

= 0,05 x Rp 4.986.000.000,-

= Rp 243.300.000,-

• Perawatan kendaraan, diperkirakan 5% dari harga kendaraan

= 0,05 x Rp 4.609.150.000,-

= Rp 230.457.500,-

• Perawatan Instrumentasi dan alat kontrol, diperkirakan 5% harga instrumen

dan alat kontrol.

= 0,05 x Rp 2.305.042.669,-

= Rp 115.252.133,-

• Perawatan perpipaan, diperkirakan 5% dari harga perpipaan

= 0,05 x Rp 4.610.085.339,- = Rp 230.504.267,-

LE-15


• Perawatan instalasi listrik, diperkirakan 5% dari harga instalasi listrik

= 0,05 x Rp 2.305.042.669,-

= Rp 115.252.133,-

• Perawatan insulasi, diperkirakan 5% dari harga insulasi

= 0,05 x Rp 2.305.042.669,-

= Rp 115.252.133,-

• Perawatan inventaris kantor, diperkirakan 5% dari harga inventaris kantor

= 0,05 x Rp 922.017.068,-

= Rp 46.100.853,-

• Perawatan perlengkapan kebakaran, diperkirakan 5% dari harga perlengkapan

kebakaran

= 0,05 x Rp 922.017.068,-

= Rp 46.100.853,-

Total biaya perawatan = Rp 1.149.369.980,-

E. Biaya Tambahan (Pant Overhead Cost)

Diprekirakan 20% dari Modal Investasi Tetap

= 0,2 x Rp 97.785.977.650,-

= Rp 19.557.195.530,-

F. Biaya Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan

Diperkirakan 15 % dari Modal Investasi tetap

= 0,15 x Rp 19.557.195.530,-

= Rp 2.933.579.330,-

G. Biaya Asuransi

• Asuransi pabrik diperkirakan 1% dari Modal Investasi Tetap

= 0,01 x Rp 97.785.977.650,-

= Rp 977.859.777,-

• Auransi karyawan 1% dari total gaji karyawan (biaya untuk asuransi tenaga

kerja adalah 1% ditanggung oleh perusahaan )

= 0,01 x Rp 10.656.000.000,- = Rp 1.065.600.000.,-

LE-16


Total Biaya Asuransi = Rp 2.043.459.777,-

H. Pajak Bumi dan Bangunan

PBB = Rp 51.004.500,-

Total Biaya Tetap = A + B + C + D + E + F + G + H

= Rp 64.803.928.920,-

LE. 3. 2 Biaya Variabel

A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas Pertahun

= Rp 259.081.418.376,-

B. Biaya variabel Pemasaran, diperkirakan 10% dari Biaya Tetap Pemasaran

= 0,1 x Rp 2.933.579.330,-

= Rp 293.357.933,-

C. Biaya variabel Perawatan, diperkirakan 10% dari biaya tetap perawatan

= 0,1 x Rp 1.149.369.980,-

= Rp 172.405.497,-

D. Biaya variabel lainnya, diperkirakan 20% dari biaya tambahan

= 0,2 x Rp 19.557.195.530,-

= Rp 3.911.439.106,-

Total Biaya Variabel = Rp 26.3345.862.080,-

Total Biaya Produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 91.149.791.728,-

LE. 3. 3 Perkiraan Laba/Rugi perusahaan

A. Laba sebelum Pajak

Laba sebelum pajak = total penjualan – total biaya produksi

= Rp 539.461.835.616 - Rp 91.149.791.728,-

= Rp 448.312.043.888,-

B. Pajak Penghasilan

Berdasarkan Keputusan Menkeu RI Tahun 2004, pasal 17, tentang tarif Pajak

Penghasilan adalah :

LE-17


• Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 10%

• Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 100.000.000,- dikenakan

pajak sebesar 15%

• Penghasilan diatas Rp 100.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30%

Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah :

• 10% x Rp 50.000.000,- = Rp 5.000.000,-

• 15% x Rp (100.000.000,- – 50.000.000,-) = Rp 7.500.000,-

• 30% x Rp (448.312.043.888, - 100.000.000,-) = Rp 134.463.613.166,-

Total PPh = Rp 134.476.113.166,-

C. Laba setelah Pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 448.312.043.888,- - 134.476.113.166,-

= Rp 313.835.930.722,-

LE. 4 Analisa Aspek Ekonomi

A. Profit Margin (PM)

PM = %100penjualan total

pajak sebelum Laba x

PM = %100,616.835.461.539,888.043.312.448 x

RpRp

−−

= 83,10 %

Profit margin sebesar 83,10 %, menunjukan keuntungan perusahan yang diperoleh

tiap perusahaan tiap tahunnya.

B. Break Even Point (BEP)

BEP = %100 variabelBiaya-penjualan Total

tetapBiaya x

BEP = %100,080.862.345.26,616.835.461.539

,920.928.803.64 xRpRp

Rp−−−

−

= 12,6 %

LE-18


BEP merupakan titik keseimbangan penerimaan dan pengeluaran dari suatu

pabrik/unit dimana semakin kecil BEP maka perusahaan semakin baik. BEP biasanya

tidak lebih dari 50 %, maka dari hasil diatas diketahui pendapatan dan pengeluaran

sebanding.

C. Pay Out Time (POT)

POT = tahunxROI

11

ROI = −−

=,319.856.391.366,722.930.835.313

Investasi Modal Totalpajak setelah Laba

RpRp

= 0,85

POT = tahunx185,01 = 1,17 tahun

POT selama 1,17 tahun merupakan jangka waktu pengembalian modal dengan

asumsi bahwa perusahaan beroperasi dengankapasitas penuh tiap tahun.

D. Return on Network (RON)

RON = %100xriModalsendi

hpajakLabasetela

RON = %100,100.114.835.219,722.930.835.313 x

RpRp

−−

= 42,7 %

E. Return of Invesment (ROI)

ROI = %100xriModalsendi

hpajakLabasetela

ROI = %100,900.856.391.366,722.930.835.313 x

RpRp

−−

= 85%

LE-19


F. Internal Rate of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan pengeluaran

dari tahun ke tahun disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh pengeluaran dari tahun

yang disebut Cash flow diambil ketentuan sebagai berikut:

• Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10% tiap tahun

• Harga tanah diasumsikan mengalami kenaikan 10% tiap tahun

• Massa pembangunan disebut tahun ke nol

• Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

• Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke -10 Cash

flow = laba setelah pajak + depresiasi

• Berdasarkan perhitungan diperoleh IRR sebesar 70,5 %

LE-20


appendix

Documents