Download - 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
• 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
Universitas Sumatera Utara
• 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
• 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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)
No Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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)
No Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
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
Universitas Sumatera Utara
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)
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
= 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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.
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304
Kondisi pelarutan: - Temperatur : 650
- 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
Universitas Sumatera Utara
Densitas bakteri = 2532 kg/m
Laju total umpan = 27312,5 kg/jam
3
Kebutuhan perancangan = 25 hari
Faktor keamanan = 20%
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
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3
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
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)
Universitas Sumatera Utara
- Tekanan hidrostatik, ph = 144
16,590)1604,8( − = 31,163 psi
- Faktor keamanan tekanan = 20%
- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 31,163) psi = 55,0356 psi
Tebal dinding silinder tangki:
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
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 1/2 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.
Universitas Sumatera Utara
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 bakteri fermentasi = 3562,5 kg/jam
Densitas bakteri fermentasi = 2532 kg/m3
Kebutuhan perancangan = 1 hari
……..……(Sudrajat, 2002)
Faktor keamanan = 20%
Perhitungan:
Ukuran tangki:
Volume tangki, V1 3kg/m2532hari1xjam/hari24xkg/jam3562,5 = = 33,767 m
Volume tangki (Vt) = 1,2 x 33,767 m
3
3 = 40,521 m
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3
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
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)1881,4( − = 15,9056 psi
Universitas Sumatera Utara
- Faktor keamanan tekanan = 20%
- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 15,9056) psi = 36,726 psi
Tebal dinding silinder tangki:
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
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 1/4 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
Universitas Sumatera Utara
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.
Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304
Kondisi pelarutan: - Temperatur : 300
- 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
Faktor keamanan = 15%
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
Kebutuhan perancangan = 1 hari
Faktor keamanan = 20%
Perhitungan:
Ukuran tangki:
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3
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
Universitas Sumatera Utara
Tinggi sampah organik dalam tangki = 2
3
)502,15(41
244,4387
m
m
π = 23,256 m = 76,2786 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
451,1)1861,50( − = 0,5024 psi
- Faktor keamanan tekanan = 20%
- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 0,5024) psi = 18,242 psi
Tebal dinding silinder tangki:
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
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 7/16 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
ΔPT = ΔPt + ΔPr
= 0,0027 + 0,64
= 0,6427 Psi
9. Absorber (AB-01)
Fungsi : Untuk memurnikan gas metan dengan bantuan air.
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 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
Kebutuhan perancangan = 1 hari
3
Faktor keamanan = 20%
Perhitungan:
Ukuran tangki:
Volume tangki, V1 3kg/m232,054hari1xjam/hari24xkg/jam19259,424 = = 1454,09 m
Volume tangki (Vt) = 1,2 x 1454,09 m
3
3 = 290,82 m
Digunakan 5 buah tangki absorber = 99,594 / 5 unit = 58,163 m
3
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3
3
V = 41 πD2H
Universitas Sumatera Utara
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
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 = 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan = 20%
- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 ) psi = 17,64 psi
Tebal dinding silinder tangki:
t = 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
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 1/4 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
11. Absorber (AB-02)
Fungsi : Untuk memurnikan gas metan dengan bantuan Fe mengurangi kadar H2
Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal.
S
berlebih
Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304
Kondisi pelarutan: - Temperatur : 300
- 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
Kebutuhan perancangan = 1 hari
3
Faktor keamanan = 20%
Perhitungan:
Ukuran tangki:
Volume tangki, V1 3kg/m233,434hari1xjam/hari24xkg/jam8303,337 = = 853,69 m
Volume tangki (Vt) = 1,2 x 853,69 m
3
3 = 1024,427 m
Digunakan 5 buah tangki absorber = 1024,427 / 5 unit = 204,88 m
3
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3
3
V = 41 πD2
204,88 m
H
3
41 = πD2
23 D
Universitas Sumatera Utara
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
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 = 1 atm = 14,7 psi
- Faktor keamanan tekanan = 20%
- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 ) psi = 17,64 psi
Tebal dinding silinder tangki:
t = 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.
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
==
Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304.
Tebal dinding tangki
Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:
LD-2
Universitas Sumatera Utara
- Allowble working stress (S) = 12750 psi
- Effesiensi sambungan (E) = 0,8
- Faktor korosi = 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Faktor keamanan tekanan = 20%
- Tekanan operasi, PO
- Tekanan desain, P = 1,2 x P
= 1 atm = 14,7 psi
O
psi = 17,64 psi
t =
Tebal dinding silinder tangki:
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
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 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
Universitas Sumatera Utara
Maka:
D = 2,082 m = 6,83 ft
H = 6,246 m = 20,491 ft
Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304.
Tebal dinding tangki
Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:
- Allowble working stress (S) = 12750 psi
- Effesiensi sambungan (E) = 0,8
- Faktor korosi = 1/8 in …………………..(Timmerhaus, 1980)
- Faktor keamanan tekanan = 20%
- Tekanan operasi, PO
- Tekanan desain, P = 1,2 x P
= 1 atm = 14,7 psi
O psi = 17,64 psi
t =
Tebal dinding silinder tangki:
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
Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 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
Universitas Sumatera Utara
= 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
Universitas Sumatera Utara
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
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 = 0,028 lbm/det
lbm/ft.s (Perry, 1999)
Laju alir volume (Q) : 3/303,62det/62,8841ftlbm
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
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
Universitas Sumatera Utara
- 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 )42,234045(
079,0079,0=
N = 0,003
Instalasi pipa :
• Panjang pipa vertikal, L1
• Panjang pipa horizontal, L
= 3,3 m = 10,82 ft
2
• I buah gate valvev fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Froust, 1980)
= 2,2 m = 7,21 ft
L3
• I buah elbow standard 90
= 1 x 13 x 16,5 = 214,5 ft o
L
(L/D = 30, Appendix C-2a, Froust, 1980)
4
Panjang pipa total (∑L) = 10,832 + 7,21 + 214,5 + 495 = 727,53 ft
= 1 x 30 x 16,5 = 495 ft
Faktor gesekan, F = )5,16)(174,32(2
)53,727()13,0)(10.6,2(2
272 −
=∑Dg
Lf
c
ν
= 0,00003 ft lbf/lbm
Tinggi pemompaan, Δz = 0,23 m = 0,75 ft
Static head, Δz cg
g = 24,13 ft.lbf/lbm
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
= 0,75 + 24,13 + 2,6.10-4 = 24,880 ft.lbf/lbm
LD-7
Universitas Sumatera Utara
Tenaga pompa, P = 550
)303,62)(013,0)(88,24(550
=ρQWs = 0,0366 hp
Untuk efisiensi 80 %, maka :
Tenaga pompa yang dibutuhkan = 8,0
0366,0 = 0,045 hp
Digunakan daya pompa 0,5 hp
LD.6 Pompa Sand Filter (P-103)
Fungsi : memompa air dari sand filter ke Tangki Utilitas
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) : 8841,63 kg/jam = 5,414 lbm/det
lbm/ft.s (Perry, 1999)
Laju alir volume (Q) : 3/303,62det/63,8841ftlbm
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
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
LD-8
Universitas Sumatera Utara
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 = 725,90 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
Lf
c
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
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-9
Universitas Sumatera Utara
L.D.7 Pompa Tangki Utilitas (104)
Fungsi : memompa air dari sand filter ke menara air
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
= 3,9 x (0,028)
0,13 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)(201,0)(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 = 6,56 ft
2 = 3 m = 9,84 ft
LD-10
Universitas Sumatera Utara
• I buah gate valvev fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Froust, 1980)
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 = 725,90 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
Lf
c
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
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)(13,0)(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-11
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
• 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)
Biaya Instalasi Listrik = 0,05 x Rp 46.089.352.330,-
= Rp 2.304.467.617,-
LE-7
Universitas Sumatera Utara
H. Biaya Inventaris Kantor
Diperkirakan biaya Inventaris Kantor 2 % dari HPT (Timmerhaus, 2003)
Biaya Instalasi Listrik = 0,02 x Rp 46.089.352.330,-
= Rp 921.787.047,-
I. Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan
Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 2 % dari HPT
(Timmerhaus, 2003).
Biaya Instalasi Listrik = 0,02 x Rp 46.089.352.330,-
= 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
Universitas Sumatera Utara
B. Engineering dan Supervisi
Diperkirakan 5 % dari MITL = 0,05 x Rp 78.228.782.120,-
= Rp 3.911.439.106,-
C. Biaya Kontraktor
Diperkirakan 5 % dari MITL = 0,05 x Rp 78.228.782.120,-
= Rp 3.911.439.106,-
D. Biaya Tak Terduga
Diperkirakan 10 % dari MITL = 0,1 x Rp 78.228.782.120,-
= 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
• 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
• 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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara