magnesium chlorida

Yudha Putra Utama : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida Dari Magnesium Hidroksida Dan Asam Klorida Dengan Kapasitas 500 Ton/Tahun, 2010.

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN MAGNESIUM KLORIDA DARI

MAGNESIUM HIDROKSIDA DAN ASAM KLORIDA

DENGAN KAPASITAS 500 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

NIM : 070425002 YUDHA PUTRA UTAMA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009






Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan


Oleh :

YUDHA PUTRA UTAMA NIM : 070425002

Telah Diperiksa/Disetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

( Dr.Ir. Iriany, MSi ) ( M. Hendra S.Ginting, ST, MT)

NIP : 196406131990032001 NIP : 1970091919990310010

Diketahui,

Koordinator Tugas Akhir

(Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si) NIP : 196808201995011001

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2009






Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan


Oleh :

YUDHA PUTRA UTAMA 070425002

Telah Diperiksa/Disetujui,

Dosen Pembimbing I

Dr.Ir.Iriany,MSi

NIP. 196406131990032001

Dosen Pembimbing II

M.Hendra S.Ginting, ST, MT NIP. 1970091919990310010

Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III Dr.Ir.Iriany,MSi Dr.Eng.Ir.Irvan,MSi Dr.Ir.Taslim, MSi NIP. 196406131990032001 NIP : 196808201995011001 NIP :19640613199003701

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

Dr.Eng.Ir.Irvan, MSi NIP : 196808201995011001

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009


KATA PENGANTAR

Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan

anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida dari Magnesium

Hidroksida dan Asam Klorida dengan Kapasitas 500 Ton/Tahun. Tugas Akhir

ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.

Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan

bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Si selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing

dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini. Terima

kasih atas waktu, saran dan ide-ide, kesediaan, kesabaran, dan perhatian yang

diberikan selam proses pembimbingan skripsi ini.Jika ada kesalahan-

kesalahan yang dilakukan penulis selama ini mohon dimaafkan. Terima kasih

sekali lagi untuk semuanya. Semoga Allah SWT membalas kebaikan ibu.

2. Bapak M. Hendra Sahputra Ginting, ST, MT sebagai Dosen Pembimbing II

yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Ibu Renita Manurung, ST. MT selaku Ketua Departemen Teknik Kimia FT

USU.

4. Bapak Dr.Ir.Irvan Msi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik

Kimia FT USU

5. Orang tua penulis yaitu Ibunda Nur Asiah, dan Ayahanda Eddy Prayetno,

yang telah memberikan limpahan materi dan tidak pernah lupa memberikan

doa, motivasi dan semangat kepada penulis.

6. Seluruh staff karyawan Departemen Teknik Kimia FT USU yang sudah

membantu memperlancar administrasi terutama kepada kak Srik dan pak

Yono.


7. Terspesial sekali kepada Hafizah Khairiah, terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada adinda.

8. Teman seperjuangan Sondang Lydiana Sitanggang, sebagai partner penulis

dalam penyelesaian Tugas Akhir ini dan teman yang tak terlupakan kepada

,Arifin suden, Wahid, Zulfikar,Teja, terima kasih atas diskusinya, dan penulis

banyak mengucapkan kepada kalian terima kasih sebesar-besarnya..

9. Buat teman-teman stambuk 2007 , Alamsyah, Kadirun, Hotma, Hertina, bang

Arief dan kepada senior penulis, bang Sadat, bang Marwan, yang telah

membantu menghilangkan kejenuhan selama penyusunan TA.

10. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum

namanya.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan

dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan

kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, 25 November 2009

Penulis

Yudha Putra Utama 070425002


INTISARI

Magnesium Klorida (MgCl2) diperoleh melalui reaksi Magnesium

hidroksida (Mg(OH)2) dan asam klorida (HCl) di dalam reaktor mixed flow pada

temperatur dan tekanan yang tidak terlalu tinggi

Pabrik pembuatan magnesium klorida ini direncanakan berproduksi dengan

kapasitas 500 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik

direncanakan di daerah Labuhan,Provinsi Sumatera Utara dengan luas areal 8990 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan 114 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan

Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur

organisasi sistem garis dan staf.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan magnesium klorida ini adalah

sebagai berikut:

Modal Investasi : Rp 99.143.968.524

Biaya Produksi : Rp 53.944.561.583

Hasil Penjualan : Rp 93.340.486.800

Laba Bersih : Rp 27.456.761.914

Profit Margin : 41,99%

Break Even Point : 44,19%

Return on Investment : 27,69 %

Return on Network : 46,15%

Pay Out Time : 3,61 tahun

Internal Rate of Return : 42,21 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan

Magnesium Klorida dari Magnesium Hidroksida dan Asam Klorida ini layak untuk

didirikan.


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .................................................................................. i

INTISARI .................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ................................................................................................ iv

DAFTAR TABEL ........................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. I-1

1.1 Latar Belakang ............................................................................ I-1

1.2 Rumusan Permasalahan ............................................................... I-2

1.3 Tujuan Perencanaan Pabrik .......................................................... I-2

1.4 Manfaat Prarancangan Pabrik ...................................................... I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... II-1

2.1 Magnesium klorida ...................................................................... II-1

2.2 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk .............................................. II-1

2.2.1 Magnesium Hidroksida .......................................................... II-1

2.2.2 Asam Klorida ........................................................................ II-2

2.2.3 Silikon Dioksida .................................................................... II-2

2.2.4 Feri Oksida ............................................................................ II-3

2.2.5 Kalsium Oksida ..................................................................... II-3

2.2.6 Magnesium Klorida ............................................................... II-4

2.3 Proses –proses pembuatan Magnesium Klorida............................ II-4

2.3.1 Pembuatan dari air laut dan kapur .......................................... II-4

2.3.2 Pembuatan dari Dolomite dan Air Laut .................................. II-4

2.2.3 Pembuatan dari Bittern .......................................................... II-5

2.2.4 Pembuatan dari Carnallitte ..................................................... II-5

2.2.5 Pembuatan dari Air Garam Bawah Tanah .............................. II-5

2.2.6 Pembuatan dari Magnesium Hidroksida ................................. II-6

2.4 Seleksi Proses .............................................................................. II-7

2.5 Deskripsi Proses .......................................................................... II-7

BAB III NERACA MASSA.......................................................................... III-1


3.1 Reaktor (R-201) ........................................................................... III-1

3.2 Filter Press 1 (H-301) .................................................................. III-1

3.2 Mixer 2 (M-302) .......................................................................... III-2

3.4 Filter Press 2 (H-303) .................................................................. III-2

3.5 Evaporator 1 (V-401) ................................................................... III-2

3.6 Evaporator 2 (V-404) ................................................................... III-3

3.7 Flash Drum (D-501) ................................................................... III-4

3.8 Spray Drier (D-601)……………………………………………. .III-5

3.9 Cyclone 1 (B-604)………………………………………………. III-5

3.10 Cyclone 2 (B-605)……………………………………………... III-6

3.11 Adsorber (D-701)........................................................................ III-6

3.12 Mixer 1 (M-102)……………………………………………….. III-7

3.13 Conveyor (J-801)……………………………………………... .III-7

BAB IV NERACA ENERGI ........................................................................ IV-1

4.1 Reactor (R-201) ........................................................................... IV-1

4.2 Mixer 2 (M-302) .......................................................................... IV-1

4.3 Evaporator 1 (V-401) ................................................................... IV-2

4.4 Kondensor (E-403) ...................................................................... IV-2

4.5 Evaporator 2 (V-404) ................................................................... IV-2

4.6 Spray Drier (D-601)..................................................................... IV-3

4.7 Furnace (Q-602) .......................................................................... IV-3

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN .......................................................... V-1

5.1 Tangki penyimpanan Mg(OH)2 (F-101) ....................................... V-1

5.2 Tangki penyimpanan MgCl2 (F-802) ........................................... V-1

5.3 Bak Penampung (F-304) .............................................................. V-2

5.4 Tangki Penyimpanan HCl 37% (TT - 303)................................... V-3

5.5 Adsorber 1 (D – 701) ................................................................... V-3

5.6 Filter Press 1 (H-301) .................................................................. V-4

5.7 Filter Press 2 (H-301) .................................................................. V-4

5.8 Elevator (J-102) .......................................................................... V-4

5.9 Screw Conveyor (J-801) .............................................................. V-5

5.10 Mixer 1 (M-102) ........................................................................ V-5


5.11 Mixer 2 (M-302) ........................................................................ V-6

5.12 Reaktor (R-210) ......................................................................... V-7

5.13 Flash Drum (D-501) .................................................................. V-8

5.14 Furnace (Q-602) ....................................................................... V-8

5.15 Vertical Kondensor Sub Cooler (E-403) .................................... V-9

5.16 Separator siklon 1 (D-604) ......................................................... V-9

5.17 Separator siklon 2 (D-604) ......................................................... V-9

5.18 Spray Dryer (D-601) .................................................................. V-10

5.19 Evaporator 1 (V– 401) .............................................................. V-10

5.20 Evaporator 2 (V– 404) .............................................................. V-11

5.21 Blower 1 (G-503) ...................................................................... V-11

5.22 Blower 2 (G-504) ...................................................................... V-12

5.23 Blower 3 (G-603) ...................................................................... V-12

5.24 Blower 3 (G-603) ...................................................................... V-12

5.25 Blower 5 (G-803) ...................................................................... V-13

5.26 Pompa mixer 1 (L-104) .............................................................. V-13

5.27 Pompa Tangki HCl 37% (L-105) ............................................... V-13

5.28 Pompa Tangki HCl 37% (L-106) ............................................... V-13

5.29 Pompa Reaktor (L-202) ............................................................. V-14

5.30 Pompa Filter Press 2 (L-304) .................................................... V-14

5.31 Pompa Evaporator 1 (L-402) ..................................................... V-14

5.32 Pompa Evaporator 2 (L-404) ..................................................... V-14

BAB VI INSTRUMENTASI PERALATAN ................................................ VI-1

6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1

6.2 Keselamatan Kerja....................................................................... VI-12

BAB VII UTILITAS ..................................................................................... VII-1

7.1 Kebutuhan Air ............................................................................. VII-1

7.1.1 Screening ............................................................................... VII-4

7.1.2 Sedimentasi ........................................................................... VII-5

7.1.3 Koagulasi dan Flokulasi ......................................................... VII-5

7.1.4 Filtrasi ................................................................................... VII-7


7.2 Kebutuhan Bahan Kimia .............................................................. VII-8

7.3 Kebutuhan Listrik ........................................................................ VII-8

7.4 Kebutuhan Bahan Bakar .............................................................. VII-8

7.5 Unit Pengolahan Limbah ............................................................. VII-13

7.5.1 Bak Penampungan ................................................................. VII-11

7.5.2 Bak Ekualisasi ....................................................................... VII-11

7.5.3 Bak Pengendapan (BP) .......................................................... VII-12

7.5.3 Bak Netralisasi....................................................................... VII-12

7.5.5 Bak Netralisasi....................................................................... VII-13

7.5.6 Tangki Sedimentasi ............................................................... VII-17

7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas ....................................................... VII-18

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK...................................... VIII-1

8.1 Lokasi Pabrik .............................................................................. VIII-1

8.1.1 Faktor Primer ......................................................................... VIII-1

8.1.2 Faktor Sekunder ..................................................................... VIII-2

8.2 Tata Letak pabrik ......................................................................... VIII-6

8.4 Perincian Luas Tanah .................................................................. VIII-7

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERALIHAN ...................... IX-1

9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................ IX-1

9.1.1 Bentuk Organisasi Garis ........................................................ IX-2

9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional................................................ IX-2

9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ........................................... IX-3

9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional Dan Staf ................................. IX-3

9.2 Manajemen Perusahaan ............................................................... IX-3

9.3 Bentuk Hukum dan Badan Usaha ................................................ IX-5

9.4 Uraian Tugas, Wewenang Dan Tanggung Jawab ......................... IX-6

9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ................................ IX-6

9.4.2 Dewan Komisaris .................................................................. IX-6

9.4.3 Direktur ................................................................................. IX-7

9.4.4 Staf Ahli ................................................................................ IX-7

9.4.5 Sekretaris ............................................................................... IX-7


9.4.6 Manejer Produksi ................................................................... IX-7

9.4.7 Manejer Teknik ..................................................................... IX-7

9.4.8 Manejer Umum dan Keuangan ............................................... IX-8

9.4.9 Manjer Pembelian dan pemasaran .......................................... IX-8

9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-10

9.5.1 Karyawan Non-Shift .............................................................. IX-10

9.5.2 Karyawan Shift ...................................................................... IX-11

9.6 Jumlah Karyawan Dan Tingkat Pendidikan ................................. IX-11

9.7 Sistem Penggajian ....................................................................... IX-13

9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ................................................................. IX-14

BAB X ANALISA EKONOMI ..................................................................... X-1

10.1 Modal Investasi ......................................................................... X-1

10.1.1 Modal Investasi Tetap/ Fixed Capital Investmen (FCI) ........ X-1

10.1.2 Modal Kerja/ Working Capital (WC) ................................... X-3

10.1.3 Biaya Tetap (BPT)/ Fixed Cost (TC) .................................... X-3

10.1.4 Biaya Variable (BV)/ Variable Cost (VC) ............................ X-4

10.2 Total Penjualan (Total sales) ...................................................... X-5

10.3 Perkiraan Rugi/ Laba Usaha....................................................... X-5

10.4 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................ X-5

10.4.1 Profit Margin (PM) .............................................................. X-5

10.4.2 Break Evan Point (BEP) ...................................................... X-6

10.4.3 Retrun On Investmen (ROI) ................................................. X-6

10.4.4 Pay Out Time (POT) ............................................................ X-7

10.4.5 Return On Network (RON) .................................................. X-7

10.4.6 Internal Rate Of Return (IRR) ............................................ X-7

BAB XI KESIMPULAN............................................................................... XI-1

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... xiv

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA .................................. LA-1

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ................................... LB-1

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN .................. LC-1

LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD-1

LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ................................. LE-1


DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Impor Magnesium Klorida Di Indonesia ........................................ I-1

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik MgCl2 dan MgCl2.6H2O ........................................ II-1

Tabel 2.2 Reaksi yang terjadi selama dehidrasi MgCl2.6H2O ........................ II-6

Tabel 3.1 Neraca Massa Pada Reaktor (R-201) ............................................. III-1

Tabel 3.2 Filter Press 1 (H-301) .................................................................... III-1

Tabel 3.3 Tangki Pencampur (M-302) ........................................................... III-2

Tabel 3.4 Filter Press 2 (H-303) .................................................................... III-2

Tabel 3.5 Evaporator 1 (V-401) .................................................................... III-2

Tabel 3.6 Evaporator 2 (V-404) .................................................................... III-3

Tabel 3.6.1 Flash Drum (D-501) ................................................................... III-3

Tabel 3.6.2 Spray Drier (D-601) ................................................................... III-3

Tabel 3.7 Cyclone 1 (B-604) ......................................................................... III-1

Tabel 3.8 Cyclone 2 (B-605) ......................................................................... III-1

Tabel 3.9 Adsorber (D-701) .................................................................... III-2

Tabel 3.10 Mixer1 (M-102).......................................................................... III-2

Tabel 3.11 Conveyor (J-801) ........................................................................ III-2

Tabel 4.1 Reactor (R-201) ........................................................................... IV-1

Tabel 4.2 Mixer 2 (M-302) ............................................................................ IV-1

Tabel 4.3 Evaporator 1 (V-301) .................................................................... IV-1

Tabel 4.4 Kondensor (E-303) ........................................................................ IV-1

Tabel 4.5 Evaporator 2 (V-301) .................................................................... IV-2

Tabel 4.6 Spray Drier (V-301) ..................................................................... IV-2

Tabel 4.7 Furnace (Q-602) ........................................................................... IV-2

Tabel 6.1 Daftar Penggunan Instrumentasi Pada Pra-Rancangan

Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida .......................................... VI-6

Tabel 6.2 Keselamatan Kerja ........................................................................ VI-12

Tabel 7.1 Kebutuhan Air Pendingin Pada Alat .............................................. VII-1

Tabel 7.2 Kebutuhan Air Proses Pada Alat .................................................... VII-3

Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan.................................... VII-3


Tabel 7.4 Kualias Air Sungai Sungai Deli ..................................................... VII-5

Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik .......................................................... VII-8

Tabel 8.1 Perincian Luas Areal Pabrik .......................................................... VIII-7

Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ........................................................ IX-11

Tabel 9.2 Jumlah Karyawan Dan Kualifikasi ............................................... IX-12

Tabel 9.3 Gaji Karyawan .............................................................................. IX-13

Tabel LA.1 neraca massa Reaktor ................................................................. LA-1

Tabel LA.2 Neraca Massa Filter Press 1 ........................................................ LA-4

Tabel LA.3 Neaca Massa Mixer 2 ................................................................. LA-7

Tabel LA. 4 Neraca Massa Filter Press 2 ....................................................... LA-8

Tabel LA 5 Neraca Massa Evaporator 1 ........................................................ LA-12

Tabel LA. 6 Neraca Massa Evaporator 2 ...................................................... LA-14

Tabel LA. 7 Neraca Massa Flash Drum ........................................................ LA-15

Tabel LA.8 Neraca Massa Spray Drier .......................................................... LA-16

Tabel LA.9 Neraca Massa pada Cyclone 1 .................................................... LA-17

Tabel LA.10 Neraca Massa pada Cyclone 2 .................................................. LA-19

Tabel LA.11 Neraca Massa pada Adsorber ................................................... LA-21

Tabel LA.12 Neraca Massa pada Mixer 1 ..................................................... LA-23

Tabel LA.13 Neraca Massa pada Conveyor ................................................... LA-24

Tabel LB. 1 Neraca Energi Reactor .............................................................. LB-4

Tabel LB. 2 Neraca Energi Mixer 2 ............................................................... LB-4

Tabel LB. 3 Neraca Energi Evaporator 1 ...................................................... LB-6

Tabel LB. 4 Neraca Energi Kondensor ......................................................... LB-7

Tabel LB. 5 Neraca Energi Evaporator 2 ...................................................... LB-7

Tabel LB. 6 Neraca Energi Spray Drier ...................................................... LB-8

Tabel LB. 7 Neraca Energi pada Furnace ..................................................... LB-9

Tabel LC.1 Tabel data-data pada alur 1 ........................................................ LC-1

Tabel LC.2 Tabel data-data pada alur 24 ...................................................... LC-8

Tabel LC.3 Komposisi bahan yang masuk ke Mixer 2 .................................. LC-16

Tabel LC.4 Komposisi bahan yang masuk ke Mixer 1 .................................. LC-20

Tabel LC.7 Komposisi umpan masuk (R-210)....LC-24

Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin...LD-17


Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ................ . LE-2

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ............................................... ....LE-3

Table LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ................................................. ....LE-6

Tabel LE.4 Estimilasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...... ....LE-7

Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi .......................................................... ....LE-9

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ............................................................... ...LE-12

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas.................................................................... ...LE-14

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ................................................................ ...LE-15

Tabel LE.11Data Perhitungan Interval Rate of Return (IRR)..............................LE-26


DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1 Instrumentasi pada pompa.......................................................... VI-6

Gambar 6.2 Instrmentasi Tangki Cairan ........................................................ VI-6

Gambar 6.3 Instrumentasi Flash Drum .......................................................... VI-7

Gambar 6.4 Instrmumentasi Kondensor ........................................................ VI-7

Gambar 6.5 instrumentasi Reaktor ................................................................ VI-8

Gambar 6.6 Evaporator ................................................................................. VI-8

Gambar 6.7 instrumentasi Blower ................................................................. VI-9

Gambar 6.8 instrumentasi Furnace ................................................................ VI-9

Gambar 6.9 instrumentasi Adsorber .............................................................. VI-10

Gambar 6.10 Instrumentasi Mixer ................................................................. VI-10

Gambar 6.11 Instrumentasi Filter Press ......................................................... VI-11

Gambar 6.12 Instrumentasi Spray Dryer ....................................................... VI-11

Gambar 8.1 Tata letak pabrik Magnesium Klorida ........................................ VIII-9

Gambar 9.1 Struktur organisasi pabrik pembuatan Magnesium Klorida dari

Magnesium Hidroksida dan Asam Klorida ................................. IX-13

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

Gambar LD. 2 Grafik Entalpi dan temperatur cairan pada cooling tower (CT)LD-17

.......................................................................................................

Gambar LD.3 Kurva Hy terhaap 1 / (Hy*-Hy) ............................................... LD-18

Gambar LE.1 Harga peralatan untuk tangki penyimpangan (storage)

dan tangki pelarutan ................................................................. LE-5

Gambar LE.4 Grafik Break Even Point (BEP) ............................................... LE-26


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Magnesium klorida merupakan salah satu senyawa yang memiliki peranan

penting pada indusri kimia. Produksi magnesium klorida pada skala industri pada

umumnya tidak dapat langsung dikonsumsi, tetapi produksi ditujukan untuk

memenuhi kebutuhan bahan baku industri-industri hilir. Salah satu pemanfaatan

magnesium klorida pada bidang industri kimia adalah sebagai bahan dasar proses

pembuatan logam magnesium dengan cara elektrolisa. Pemanfaatan lain dari

magnesium klorida pada berbagai bidang industri kimia meliputi :

1. Sebagai katalis

2. Bahan pembuat keramik, semen, kertas, dan komponen zat penahan

panas pada kayu.

Magnesium klorida dapat dibuat dari magnesium karbonat, hidroksida atau

oksida dengan asam klorida lalu dikristalisasi didalam evaporator. Sebagian besar

berasal dari air laut atau natural brine. Magnesium klorida juga dapat dibuat dari

mineral carnallite. Produk yang dihasilkan biasanya berupa heksahidrat

(MgCl2.6H2O). (Patnik, 2003)

Magnesium klorida adalah salah satu nama dari senyawa kimia dengan

rumus MgCl2, dan bentuk hidrat MgCl2.x.H2O. Magnesium klorida hidrat sangat

larut dalam air. Anhidrat magnesium klorida yang utama adalah menghasilkan logam

magnesium yang diproduksi dalam skala besar. Jika ditinjau dari beberapa jenis

hidrat, anhidrat magnesium klorida merupakan suatu asam lewis meskipun

merupakan asam yang lemah. Didalam proses Dow, magnesium klorida dapat

diturunkan dari magnesium hidroksida.

(Sumber : www. Wikipedia.com,1998)

Cara yang paling mudah untuk pembuatan magnesium klorida pada skala

industri dapat dilakukan dalam beberapa cara, seperti pembuatan magnesium klorida

dari karnalit, air garam, air laut, dan dengan menggunakan bahan magnesium

hidroksida. (Dini Harsanti, 2008).


Ditinjau dari kedudukannya pada struktur industri kimia, magnesium klorida

merupakan produk industri hulu yang akan digunakan sebagai bahan industri hilir

yang menggunakannya. Indonesia saat ini masih harus mengimpor kebutuhan akan

magnesium klorida.

Berdasarkan data dari Biro Pusat Statistik kebutuhan magnesium klorida di

Indonesia dapat dilihat dalam tabel 1.1 dibawah ini. Dari tabel tersebut dapat dilihat

bahwa industri magnesium klorida memiliki peluang pasar yang cukup besar.

Tabel 1.1 Impor Magnesium Klorida di Indonesia

Tahun Impor Berat bersih (kg)

2004 497.553

2005 452.157

2006 243.131

2007 506.990

(Sumber : Biro Pusat Statistik,berbagai tahun)

1.2 Perumusan Masalah

Kebutuhan terhadap produk-produk yang menggunakan magnesium klorida

cukup tinggi di Indonesia. Untuk memperolehnya, Indonesia masih harus mengimpor

dari negara-negara yang telah memproduksi magnesium klorida. Berdasarkan

informasi ini, Pra rancangan Pabrik pembuatan magnesium klorida perlu dilakukan.

1.3 Tujuan Prarancangan Pabrik

Tujuan Pra rancangan Pabrik pembuatan magnesium klorida dari magnesium

hidroksida adalah untuk mengaplikasikan disipilin ilmu teknik kimia yang meliput i

neraca massa, neraca energi, perancangan proses, operasi teknik kimia, utilitas , juga

untuk mengetahui aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik, sehingga akan

memberikan gambaran kelayakan pendirian pabrik pembuatan magnesium klorida

dari magnesium hidroksida.


1.4 Manfaat Prarancangan Pabrik

1. Memberikan informasi tentang pendirian pabrik magnesium klorida, sehingga

kebutuhan magnesium klorida dalam negeri dapat terpenuhi, dan diharapkan

Indonesia dapat membangun pabrik pembuatan magnesium klorida


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Magnesium klorida

Salah satu kegunaan yang paling penting dari MgCl2, selain dalam pembuatan

logam magnesium, adalah pembuatan semen magnesium oksiklorida, dimana dibuat

melalui eksotermik larutan MgCl2 20% terhadap suatu ramuan magnesia yang

didapatkan dari kalsinasi magnesit dan magnesia yang terdapat dalam larutan garam .

5 MgO + MgCl2 + 13 H2O 5 MgO MgCl2.8 H2O

Penggunaanya terutama semen magnesium oksiklorida ini adalah sebagai semen

lantai dengan pengisi yang tak reaktif dan pigmen berwarna.

Magnesium Klorida juga digunakan sebagai desinfektan (bahan pembersih

lantai), sebagai masukan untuk mencukupi kebutuhan magnesium dalam tubuh,

bahan pemati api, sebagai zat tahan api pada kayu, sebagai katalis dalam kimia

organik serta sebagai bahan baku dalam pembuatan senyawa magnesium yang lain.

Magnesium klorida dapat dalam bentuk anhidrat dan heksahidrat

MgCl2.6H2O. Sifat-sifat fisik senyawa-senyawa ini dapat dilihat pada tabel 2.1

dibawah ini.

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik MgCl2 dan MgCl2.6H2O

Uraian MgCl2 MgCl2.6H2O

Berat Molekul 95,22 203,31

Warna Putih Tidak Berwarna

Bentuk Kristal Heksagonal Monosiklik

Titik didih 14120C Mengurai

Densitas g/cm3 2,333 1,585

(Sumber : Kirk-Othmer, 1964)

2.2 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk pada kondisi 250C 1, atm.

2.2.1 Magnesium Hidroksida

Sifat fisik

Rumus molekul : Mg(OH)2


Massa molekul : 58,32 g/mol

System kristal : Hexagonal

Densitas : 2,36 g/cm3

Warna : Tidak berwarna

Titik lebur : 350 0C

ΔHf298 : -924,54 Kj/mol

ΔGf298 : -833,58 Kj/mol

Cp 298 : 77,03 J/mol K

Sifat kimia :

- Mudah larut dalam HCl

- Tidak larut dalam air

- Mudah larut dalam garam-garam ammonium

- Tidak bereaksi dengan HCl jika pada Mg(OH)2 terdapat garam-garam

ammonium (Vogel, 1979)

2.2.2 Asam Klorida

Sifat fisik :

Rumus molekul : HCl

Massa molekul : 36,5 gr/mol

Warna : Tidak berwarna

Titik didih : -85 0C

Titik Beku : -114 0C

Sifat kimia :

- Larut dalam air

- Larut dalam alkohol

- Larut dalam eter

- Melarutkan magnesium hidroksida

2.2.3 Silikon dioksida

Sifat fisik :

Rumus molekul : SiO2



Titik didih : 2230 0C

Titik Beku : 1650 0C

Densitas : 2,2 g/cm3

Kelarutan dalam air : 0,012g/100ml

Sifat kimia :

- Tidak larut dalam asam apapun (asam-asam encer) kecuali HF dengan

reaksi

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O

- Bereaksi dengan NaOH membentuk Natrium silika trioksida

SiO2 + NaOH → Na2SiO3 + H2O


2.2.4 Feri oksida

Sifat fisik :

Rumus molekul : Fe2O3


Titik Beku : 1566 0C

Densitas : 2,2 g/cm3 , padat

ΔHf298 : −825.50 Kj/mol

Sifat kimia :

- Tidak larut dalam air

- Sukar larut dalam asam-asam encer

- Larut dalam asam-asam kuat

Fe2O3 + 6H+ → 2 Fe3+ + 3 H2O (Vogel, 1979)

2.2.5 Kalsium oksida

Sifat fisik :

Rumus molekul : CaO

Massa molekul : 56.077 g/mol

Titik didih : 2850 °C (3123 K)

Titik Beku : 2572 °C (2845 K)

Densitas : 3.35 g/cm3

Sifat kimia :

- Tidak bereaksi dengan asam klorida encer (2M-3M) (Vogel, 1979)

http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_metasilicate�


2.2.6 Magnesium klorida

Sifat fisik

Rumus molekul : MgCl2

Massa molekul : 95,211 g/mol (anhidrat)

203,31 g/mol (hexahidrat)

Warna : Putih atau kristal padat tidak berwarna

Densitas : 2,32 g/cm3 (anhidrat)

1,56 g/cm3 (hexahidrat)

Titik lebur : 714 0C

Titik didih : 1412 0C

Kelarutan didalam air : 54,3 g/100 ml (200C)

ΔHf298 : -641,3 Kj/mol

ΔGf298 : -591,8 Kj/mol

Sifat kimia :

- Larut dalam air dan alkohol

- Mudah terbakar

- Cukup Mengandung racun

Sumber : (www. Wikipedia.com,1998)

2.3 Proses-proses pembuatan Magnesium klorida

2.3.1. Pembuatan dari air laut dan kapur (Ca(OH)2)

Sebagai bahan baku utama pembuatan magnesium klorida dipilih air laut,

kapur dan asam klorida. Garam magnesium yang terkandung didalam air laut

dimanfaatkan untuk memperoleh magnesium hidroksida pada temperatur 45 0C dan

tekanan 1 atm dengan cara mereaksikan air laut dengan kapur, kemudian magnesium

hidroksida dipisahkan dari larutannya dan direaksikan dengan HCl menghasilkan

magnesium klorida. Dari proses ini dihasilkan magnesium klorida heksahidrat yang

kemudian didehidrasi menghasilkan magnesium klorida anhidrat.

( Kirk-Othmer, 1964)


2.3.2. Pembuatan dari Dolomite dan Air Laut

Pada proses ini, Dolomite digunakan sebagai bahan untuk menyediakan

magnesium hidroksida pada temperatur 48 0C dan tekanan 1 atm. Proses selanjutnya

sama dengan proses pembuatan magnesium klorida dari air laut.

Pabrik yang menggunakan teknologi ini adalah Moss Landing California

milik Kaiser Chemical Division. Di Pascagoula, Missisipi, Corning Glass Work

membuat garam magnesium dari sumber yang sama.(Kainer, 2003)

2.3.3. Pembuatan dari Bittern

Bittern adalah larutan sisa proses pembuatan garam dari air laut dengan

menggunakan energi matahari. Dalam proses pembuatan garam, komponen yang

diambil dari air laut adalah natrium klorida. Perlakuan yang diterapkan pada bittern

untuk memperoleh magnesium klorida ini sama dengan perlakuan yang diterapkan

pada air laut seperti pada penjelasan sebelumnya. Perbedaan yang ada adalah

kandungan magnesium yang terdapat dalam bittern lebih besar dibandingkan dengan

kandungan magnesium yang terdapat didalam air laut , komposisi bittern sebesar

18,4 % CaCl2, 30,1 % MgCl2, 3,73 % NaCl dan komposisi air laut sebesar 18,4 %

CaCl2, 28,1 % MgCl2, 26,8 % NaCl.

2.3.4. Pembuatan dari Carnallitte

Carnallitte adalah salah satu mineral magnesium yang banyak terdapat di

kerak bumi. Proses utama yang terjadi pada pembuatan magnesium klorida dari

carnallite (KCl MgCl2 6H2O) pada temperatur 46 0C dan tekanan 1 atm adalah

dekomposisi KCl dari mineral Carnalitte dengan cara pemanasan. Dari proses ini

akan diperoleh larutan MgCl2 28 %. Proses selanjutnya adalah menaikkan

konsentrasi MgCl2 dan menghilangkan pengotor yang masih ada dengan cara

evaporasi. Logam besi yang masih terdapat didalam larutan dapat dipisahkan dengan

cara oksidasi dengan menggunakan KCl pada akhir evaporasi dilanjutkan dengan

pemisahan menggunakan Ca(OH)2. (Ettouney, 2002)


2.3.5. Pembuatan dari Air Garam Bawah Tanah

Proses ini sedang dikembangkan oleh Dow Chemical Co. yaitu dengan

menggunakan air garam bawah tanah di Michigan dengan komposisi 20,7 % CaCl2,

3,9 % MgCl2, 5,73 % NaCl pada temperatur 42 0C dan tekanan 1 atm . Proses ini

diawali dengan menambahkan sedikit bromine dan chlorine kedalam air garam.

Setelah itu Mg(OH)2 diendapkan dengan slaker dolomite. Larutan Mg(OH)2 yang

dihasilkan diendapkan, disaring dan dicuci untuk menghasilkan lumpur yang

mengandung 45 % Mg(OH)2, selanjutnya magnesium hidroksida direaksikan dengan

HCl untuk menghasilkan MgCl2.

Metode lain untuk memperoleh magnesium klorida dari air garam ini adalah dengan

pengendapan menggunakan kalsium hidroksida dan karbonasi lumpur hasil proses

dengan karbon dioksida untuk membentuk magnesium klorida dan magnesium

karbonat. Selanjutnya magnesium klorida dengan magnesium karbonat dipisahkan.

(Ettouney, 2002)

2.3.6. Pembuatan dari Magnesium Hidroksida

Magnesium hidroksida terdiri dari Fe2O3, SiO2, CaO untuk membentuk

produk magnesium klorida.. Dari proses ini dihasilkan magnesium klorida

heksahidrat yang kemudian didehidrasi menghasilkan magnesium klorida anhidrat

seperti terlihat pada tabel 2.3 dibawah ini.

Tabel 2.2 Reaksi yang terjadi selama dehidrasi MgCl2.6H2O.

No Range Temperatur Reaksi

1 95-115 0C MgCl2.6H2O MgCl2.4H2O + 2H2O

MgCl2.4H2O MgCl2.2H2O + 2H2O

2 135-180 0C MgCl2.4H2O MgOHCl + HCl +2H2O

MgCl2.2H2O MgCl2.H2O + H2O

3 185-230 0C MgCl2.4H2O MgOHCl + HCl +2H2O

4 >230 0C MgCl2.H2O MgCl2 + H2O

MgCl2.4H2O MgOHCl + HCl

( Sumber : Kirk-Othmer, 1964)

Cara ini sudah diterapkan di Dow Chemical Co di Freepot dan Velasco,

Texas oleh Marine Magnesium Product Co di San Fransisco Selatan. Pembuatan


magnesium klorida di Dow Chemical Co dilakukan dengan menambahkan

magnesium hidroksida dengan HCl 10% untuk memperoleh magnesium klorida.

Selanjutnya magnesium klorida dipekatkan dengan cara evaporasi melalui

pemanasan langsung. Hasil akhir adalah magnesium klorida 50% dengan

temperatur 120 0C pada tekanan 1 atm .

2.4. Seleksi Proses

Pada prarancangan pabrik pembuatan magnesium klorida ini, proses yang

dipilih adalah pembuatan magnesium klorida dari magnesium hidroksida yang

direaksikan dengan HCl untuk menghasilkan MgCl2.Alasan pemilihan ini karena

produk yang dihasilkan menghasilkan kemurnian produk yang lebih tinggi.

Hal ini sesuai dengan proses Dow dimana reaksinya dapat ditunjukkan sebagai

berikut :

Mg(OH)2 (s) + 2 HCl (aq) MgCl2 (aq) + 2 H2O (l)

Magnesium klorida ini juga dapat dibuat dari magnesium karbonat dengan reaksi

yang sama.


Karena beberapa alasan tersebut maka proses inilah yang dipilih dalam perancangan

pabrik ini.

2.5. Deskripsi Proses

Mula-mula Magnesium Hidroksida padat 98% (aliran1) dalam tangki

penyimpanan (F-101) dialirkan ke reaktor (R-201) melalui elevator yang beroperasi

50 0C dan tekanan 1 bar dengan penambahan HCl 10 % dalam tangki HCl 10% (F-

103) dengan perbandingan mol 1:2 (Anonim, 2001a), disini impurity seperti CaO,

Fe2O3, SiO2 tidak ikut larut dengan penambahan asam klorida encer tersebut (Vogel,

1979) sehingga terbentuk magnesium klorida dengan konversi 94,5%, dengan reaksi

sebagai berikut :

Mg(OH)2(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + 2 H2O(l)

Umpan dialirkan ke filter press (H-301) untuk memisahkan padatan dan cairan.

Setelah padatan dipisahkan, diumpankan ke tangki pencampur (M-302) yang

digunakan untuk melarutkan MgCl2 yang tersisa dengan penambahan air, lalu


dialirkan ke filter press (H-303) untuk mendapatkan MgCl2 yang dilarutkan oleh air.

Sisa padatan (alur 13) dialirkan ke tanki penampung (F-304).

Aliran cairan yang keluar dari filter press 2 (aliran 8 dan 12) diumpankan ke

evaporator 1 (V-401) dengan temperatur 230 0C dan tekanan 5,4 bar sehingga HCl

dan air teruapkan, kemudian HCl dan air yang teruapkan (aliran 15) dikondensasikan

pada kondensor (E-403) dan aliran HCl dan air tersebut dinetralkan pada perlakuan

pengolahan limbah. Selanjutnya cairan yang keluar dari evaporator 1 (aliran 16)

diumpankan ke evaporator 2 (V-404) pada temperatur 250 0C pada tekanan 3,6 bar

yang uap panasnya digunakan kembali untuk memanaskan reaktor.

Cairan yang berasal dari evaporator 2 (aliran 19) dialirkan ke spray drier

(D-601) dengan temperatur 263,78 0C dengan menggunakan gas HCl dan udara

panas dengan temperatur 320 0C (aliran 20) . Produksi gas HCl mula-mula dari

tangki HCl 37 % (F-105) dialirkan ke flash drum (D-501) dengan suhu 34 0C dengan

tekanan 5 bar sehingga terpisah dua aliran. Aliran bawah yang berupa cairan

dinetralkan pada perlakuan pengolahan limbah, aliran atas berupa gas HCl dan uap

air serta udara yang berasal dari blower (G-503) bersama-sama dengan gas HCl

recycle yang berasal dari adsorber (D-701) dialirkan ke furnace (Q-602) dimana

temperatur aliran meningkat menjaci 320 0C yang dialirkan ke spray drier

(aliran20). Produk pembakaran (aliran gas) yang dihasilkan furnace digunakan untuk

memanaskan evaporator 1 dan evaporator 2

Aliran gas dan padatan yang berasal dari spray drier dialirkan ke cyclone 1

(B-604) dan cyclone 2 (B-605),aliran gas dialirkan ke adsorber untuk di recycle ke

spray drier yang sebelumnya dipanaskan didalam furnace (aliran 26) dan adsorber

yang diregenerasi untuk menghilangkan air dan HCl yang tertinggal didalam. .

Padatan yang keluar dari kedua cyclone (aliran 23 dan 25) didinginkan oleh udara

yang bertujuan menurunkan suhu MgCl2 padatan, lalu dialirkan ke Tanki penyimpan

MgCl2 (F-802) yang merupakan produk dari MgCl2 yang siap untuk dipasarkan.


BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas produksi : 500 ton/tahun

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Waktu kerja pertahun : 330 hari

Satuan operasi : kg/jam

3.1 Reaktor (R-201)

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Reaktor (R-201)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur (1) Alur (2) Alur (4)

Mg(OH)2

Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

HCl

HCl sisa

MgCl2

40,0698

0,4218

0,1476

1,2654

0,2742

451,4806

50,1645

2,2038

0,4218

0,1476

1,2654

475,1328

2,7590

61,8934

Jumlah 543,8238 543,8238


3.2 Filter Press 1 (H-301)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Filter Press 1 (H-301)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

HCl sisa

2,2038

0,4218

0,1476

1,2654

475,1328

61,8934

2,7590

0,0441

0,0084

0,0030

0,0253

465,6302

60,6555

2,7039

2,1597

0,4134

0,1447

1,2401

9,5027

1,2379

0,0552

Jumlah 543,8238 543,8238

3.3 Mixer 2 (M-302)

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Tangki Pencampur (M-302)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

HCl sisa

2,1597

0,4134

0,1447

1,2401

9,5027

1,2379

0,0552

2,3378

2,1597

0,4134

0,1447

1,2401

11,8405

1,2379

0,0552

Jumlah 17,0915 17,0915



Tabel 3.4 Neraca Massa pada Filter Press 2 (H-303)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

HCl sisa

2,1597

0,4134

0,1447

1,2401

11,8405

1,2379

0,0552

0,0432

0,0083

0,0029

0,0248

11,6037

1,2131

0,0541

2,1166

0,4051

0,1418

1,2153

0,2368

0,0248

0,0011

Jumlah 17,0913 17,0913

3.5 Evaporator 1 (V-401)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Evaporator 1 (V-401)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

HCl sisa

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

477,2338

61,8686

2,7590

238,6169

2,7590

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

238,6169

61,8686

Jumlah 542,0213 542,0213



Tabel 3.6 Neraca Massa pada Evaporator 2 (V-404)


Alur (16) Alur (19)

Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

238,6169

61,8686

215,2482

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

23,3687

61,8686

Jumlah 300,6454 300,6454

3.7 Flash Drum (D-501)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Flash Drum (D-501)



HCl

H2O

5,8340

9,9336

9,8839

0,0292

5,8048

0,0497

Jumlah 15,7676 15,7676


3.8 Spray Drier (D-601)

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Spray Drier (D-601)

Komponen Keluar (kg/jam) Keluar (kg/jam)


Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

H2O(uap)

Udara

Gas HCl

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

23,3687

61,8686

0,0497

197,4557

580,4847

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

61,8686

23,4184

197,4557

580,4847

Jumlah 863,3873 863,3873

3.9 Cyclone 1 (B-604)

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Cyclone 1 (B-604)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

MgCl2

H2O(uap)

Udara

Gas HCl

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

61,8686

23,4184

197,4557

580,4847

0,0044

0,0008

0,0003

0,0025

3,0934

23,4184

197,4557

580,4847

0,0829

0,0159

0,0056

0,0476

58,7752

Jumlah 863,3872 863,3872

3.10 Cyclone 2 (B-605)


Tabel 3.10 Neraca Massa pada Cyclone 2 (B-605)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

MgCl2

H2O(uap)

Udara

Gas HCl

0,0044

0,0008

0,0003

0,0025

3,0934

23,4184

197,4557

580,4847

23,4184

197,4557

580,4847

0,0044

0,0008

0,0003

0,0025

3,0934

Jumlah 804,4602 804,4602

3.11 Adsorber (D-701)

Tabel 3.11 Neraca Massa pada Adsorber (D-701)



H2O(v)

H2O(l)

Gas HCl

Udara

23,4184

580,4847

197,4557

23,4184

579,9042

197,2582

0,5805

0,1975

Jumlah 801,3588 801,3588

3.12. Mixer 1 (M-102)

Tabel 3.12 Neraca Massa pada Mixer1 (M-102)




HCl

H2O

50.1654

351,4303

100,0504

50.1654

451,4806

Jumlah 501,6460 501,6460

3.13 Conveyor (J-801)

Tabel 3.13 Neraca Massa pada Conveyor (J-801)


Alur (30) Alur (32)

MgCl2

CaO

Fe2O3

SiO2

Mg(OH)2 sisa

61,8686

0,0167

0,1476

1,2654

0,0873

61,8686

0,0167

0,0058

0,0501

0,0873

Jumlah 62,0285 62,0285


BAB IV

NERACA ENERGI

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan operasi : kJ/jam

Temperatur basis : 25oC

4.1 Reactor (R-201)

Tabel 4.1 Neraca Energi pada Reactor (R-201)

No Komponen Panas Masuk (kJ/jam)

Panas Keluar (kJ/jam)

1. Umpan 221,4765 2. Produk 50986,5429 3. Del Hr 89,1963 4. Q 50854,2627

Total 51075,7392 51075,7392

4.2 Mixer 2 (M-302)

Tabel 4.2 Neraca Energi pada Mixer 2 (M-302)



1. Umpan 7533,9698 2. Produk 7533,9698

Total 7533,9698 7533,9698


Tabel 4.3 Neraca Energi Evaporator 1 (V-301)



1. Umpan 32777,2046 2. Produk 948689,1191 3. Q 897372,7027

Total 948689,1191 948689,1191


4.4 Vertical Kondensor -Sub Cooler (E-403)

Tabel 4.4 Neraca Energi pada Kondensor (E-303)



1. Umpan 734221,8039 2. Produk 221,3121 3. Air pendingin -734000,4918 4. steam

Total 221,3121 221,3121


Tabel 4.5 Neraca Energi pada Evaporator 2 (V-301)



1. Umpan 214467,3151 2. Produk 654035,6443 3. Q 439568,3292

Total 654035,6443 654035,6443

4.6 Spray drier (D-601)

Tabel 4.6 Neraca Energi pada Spray Drier (V-301)



1. Umpan 227.630,6377 2. Produk 5.090.108,1893

Total 5.090.108,1893 5.090.108,1893

4.7 Furnace (Q-602)

Tabel 4.7 Neraca Energi pada Furnace (Q-602)



1. Umpan 162992,5269 2. Produk 211338,6642 3. Q 48346,1373

Total 211338,6642 211338,6642


BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Tangki penyimpanan Mg(OH)2 (F-101)

Fungsi : Tempat penyimpanan Bahan baku untuk kebutuhan 90 hari

Bahan konstruksi : Beton

Bentuk : Gedung persegi panjang ditutup atap

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 54,0459 m3

Kondisi operasi :

- Temperatur : 28°C

- Tekanan : 1 bar

Ukuran bangunan gedung yang digunakan dirancang sebagai berikut :

Panjang = 5 m

Lebar = 4 m

Tinggi = 5 m

5.2 Tangki penyimpanan MgCl2 (F-802)

Fungsi : Tempat penyimpanan produk untuk kebutuhan 30 hari



Jumlah : 1 unit


Kondisi Operasi :

- Temperatur : 28 0C

- Tekanan : 1 bar


Ukuran bangunan gedung yang digunakan dirancang sebagai berikut :

Panjang = 5 m

Lebar = 4 m

Tinggi = 5 m

5.3 Bak Penampung (F-304)

Fungsi : Tempat penyimpanan padatan yang keluar dari Filter Press

untuk kebutuhan 1 hari


Bentuk : Bak dengan permukaan persegi

Jumlah : 1 unit


Kondisi Operasi :

- Temperatur : 28 0C

- Tekanan : 1 bar

Kondisi fisik :

- Silinder

- Diameter : 9,2215 m

- Tinggi : 16,1376 m

- Tebal : 1,5 in

- Tutup


- Tinggi : 2,3054 m

- Tebal : 1,5 in


5.4 Tangki Penyimpanan HCl 37% (TT - 303)

Fungsi : Untuk menyimpan larutan asam klorida 37% untuk kebutuhan 10 hari

Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup Torispherical

Bahan : stainless steel, SA – 240, Grade C, type 410

Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

- Temperatur : 28 °C

- Tekanan : 1 bar

Kondisi fisik :

- Silinder


- Tinggi : 2,343 m

- Tebal : 0,5 in

- Tutup


- Tinggi : 0,7380 m

- Tebal : 0,5 in

5.5 Adsorber 1 (D – 701)

Fungsi : Untuk menyerap air yang terdapat pada gas HCl dan udara



Jumlah : 2 unit


Kondisi operasi:

- Temperatur : 61,65°C

- Tekanan : 3,6 bar

Kondisi Fisik :

- Silinder



- Tinggi : 4,5778 m

- Tebal : 0,5 in

- Tutup


- Tinggi : 4,5778 m

- Tebal : 0,5 in


Fungsi : Untuk memisahkan air dan MgCl2 dari padatannya Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-129 Grade A Jenis : Plat and frame Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : 28 0C

Tekanan : 1 bar

Ukuran Luas : 0,054 m2

Jumlah Plate and Frame : 1


Fungsi : Untuk memisahkan MgCl2 dari padatannya Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-129 Grade A Jenis : Plat and frame Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : 28 0C

Tekanan : 1 bar

Ukuran Luas : 0,054 m2

Jumlah Plate and Frame : 2

5.8 Elevator (J-102)

Fungsi : Mengangkut Magnesium Hidroksida dari gudang penyimpanan

(F-101) ke Reaktor (R-201)

Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan : Malleable-iron


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

- Temperatur (T) : 28 0C

- Tekanan (P) : 1 bar

Daya : 2,1449 hp

5.9 Screw Conveyor (J-801)

Fungsi : Mengangkut MgCl2 dari cyclone ke Tangki produk

Jenis : Horizontal screw conveyor

Kondisi operasi :


- Tekanan (P) : 1bar

− Diameter flight = 6 in

− Diameter pipa = 2,5 in

− Diameter shaft = 2 in

− Kecepatan putaran = 60 rpm

− Panjang = 15 ft

− Daya motor = 0,75 hp

Dipilih motor dengan daya 1 hp.

5.10 Mixer 1 (M-102)

Fungsi : Mengubah HCl 37% menjadi 10%.

Jenis : Tangki berpengaduk

Bentuk : Silinder vertical dengan alas dan tutup Torispherical

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : stainless steel, SA – 240, Grade C, type 410

Kondisi operasi :




Kondisi Fisik :

- Silinder



- Tinggi : 0,4757 m

- Tebal : 1,5 in

- Tutup


- Tinggi : 0,2379 m

- Tebal : 1,5 in

Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller

Jumlagh Buffel : 4 buah

Diameter Impeller : 0,7804 m

Daya motor : 0,25 hp

5.11 Mixer 2 (M-302)

Fungsi : Mencampurkan Magnesium klorida dengan air.



Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-129 Grade A

Kondisi operasi :




Kondisi Fisik :

- Silinder

- Diameter : 0.0629 m

- Tinggi : 0,3023 m

- Tebal : 1,5 in

- Tutup

- Diameter : 0.0629 m

- Tinggi : 0,0839 m

- Tebal : 1,5 in






5.12 Reaktor (R-210)

Fungsi : Tempat terjadi reaksi untuk menghasilkan MgCl2

Jenis : Mixed flow reactor

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup Torispherical


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

- Temperatur : 50 °C

- Tekanan : 1 bar

Volume reaktor : 1,1329 m3

Kondisi Fisik :

- Silinder


- Tinggi : 1,3163 m

- Tebal : 0,5 in

- Tutup


- Tinggi : 0,494 m

- Tebal : 0,5 in

- Jaket


- Tinggi : 0,494 m

- Tebal : 1,5 in

Jenis pengaduk : turbin impeller daun enam





5.13 Flash Drum (D-501)

Fungsi : Memisahkan uap dan cairan HCl dari tangki HCl 37%

(F-108)

Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup Torispherical


Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 34 °C

Tekanan = 5 bar

Kondisi Fisik :

- Silinder


- Tinggi : 1,2352 m

- Tebal : 1,5 in

- Tutup


- Tinggi : 0,0356 m

- Tebal : 1,5 in

5.14 Furnace (Q-602)

Fungsi : Menaikkan temperatur campuran bahan sebelum masuk

Spray Drier (D-601)

Bentuk : Rectangular box type furnace

Bahan konstruksi : Refractory dengan tube terbuat dari bahan chrome-nickel

(25 % Cr, 20 % Ni, 0,35 – 0,45 % C grade HK-40)

Jumlah : 1 unit

Temperatur keluar : 330 °C

: 626 °F


5.15 Vertical Kondensor Sub Cooler (E-403)

Fungsi : Mengubah fasa uap campuran air dan HCl menjadi

fasa cair

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger

Dipakai : 1 in OD Tube 18 BWG, panjang = 12 ft, 4 pass

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : baja karbon

Jumlah : 1 unit

Luas permukaan : 54,3186 ft2

Diameter tube : 1 in

Jenis tube : 18 BWG

Panjang tube : 12 ft

Pitch (PT) : 1 1/4 in triangular pitch

Jumlah tube : 21

Diameter shell : 8 in

5.16 Separator siklon 1 (D-604)

Fungsi : Untuk memisahkan magnesium klorida dari campuran gas.

Bahan konstruksi : Baja karbon SA-283 grade C


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 263,7862 °C

Laju alir volumetrik = 0,01177

Dc = 0,203

5.17 Separator siklon 2 (D-604)




Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :



Laju alir volumetrik = 0,0077

Dc = 0,203

5.18 Spray Dryer (D-601)

Fungsi : Merubah MgCl2 menjadi padatan dengan menggunakan

udara panas.

Jenis : Spray dryer with spray wheel

Jumlah : 1 Unit

Laju alir udara : 777,99 kg udara/ jam = 0,3976 lbm/s

Umpan masuk : 85,3972 kg/jam

5.19 Evaporator 1 (V– 401)

Fungsi : Untuk meningkatkan konsentrasi MgCl2 dengan

menguapkan

air

Jenis : 2 – 4 shell and tube exchanger

Dipakai : 0,75 in OD tube 18 BWG, panjang = 20 ft, 4 pass

Jumlah : 1 unit


Jumlah : 1 unit



Jenis tube : 18 BWG


Pitch (PT) : 1 in triangular pitch

Jumlah tube : 44

Diameter shell : 8 in

5.20 Evaporator 2 (V– 404)



menguapkan

air



Jumlah : 1 unit


Jumlah : 1 unit



Jenis tube : 18 BWG


Pitch (PT) : 1 ¼ in triangular pitch

Jumlah tube : 68

Diameter shell : 13,25 in

5.21 Blower 1 (G-503)

Fungsi : Memompa udara menuju aliran gas HCl

Jenis : blower sentrifugal

Bahan konstruksi : carbon steel

Kondisi operasi : 32 ºC dan 550 kPa

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 133,77 m3/jam

Daya motor : ½ hp

5.22 Blower 2 (G-504)

Fungsi : Memompa gas HCl dari Flash Drum(D-510) menuju

Furnace (Q-602)





Jumlah : 1 unit


Daya motor : 1 ½ hp

5.23 Blower 3 (G-603)

Fungsi : Memompa gas HCl dari Furnace (Q-602) menuju Spray

Drier (D-601)




Jumlah : 1 unit


Daya motor : 4 hp

5.24 Blower 4 (G-702)

Fungsi : Memompa gas HCl dari Adsorber (D-701) menuju Furnace

(Q-602)



Kondisi operasi : 263,79 ºC dan 500 kPa

Jumlah : 1 unit


Daya motor : 4 hp

5.25 Blower 5 (G-803)

Fungsi : Mendinginkan MgCl2





Jumlah : 1 unit


Daya motor : 3 hp

5.26 Pompa mixer 1 (L-104)

Fungsi : Memompa larutan HCl 10% dari M-103 menuju Reaktor

R-201

Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 501,6460 kg/jam

Daya motor : 1/2 hp

5.27 Pompa Tangki HCl 37% (L-105)

Fungsi : Memompa larutan HCl 37% dari F-105 menuju Mixer

M-102


Jumlah : 1 unit


Daya motor : 1/2 hp

5.28 Pompa Tangki HCl 37% (L-106)

Fungsi : Memompa larutan HCl 37% dari L-106 menuju Flash Drum

D-501


Jumlah : 1 unit


Daya motor : 1/2 hp


5.29 Pompa Reaktor (L-202)

Fungsi : Memompa larutan dari R-201 menuju Filter Press

H-301


Jumlah : 1 unit


Daya motor : 1/2 hp

5.30 Pompa Filter Press 2 (L-304)

Fungsi : Memompa larutan dari H-301 menuju Evaporator 1

V-401


Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 542,0203kg/jam

Daya motor : 1/2 hp

5.31 Pompa Evaporator 1 (L-402)

Fungsi : Memompa larutan dari Evaporator 1 (V-401)

menuju Evaporator 2 (V-404)


Jumlah : 1 unit


Daya motor : 1/2 hp

5.32 Pompa Evaporator 2 (L-404)

Fungsi : Memompa larutan dari V-404 menuju Spray Drier

D-601


Jumlah : 1 unit


Daya motor : 1/2 hp


BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Pengoperasian suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan

yang ditetapkan dalam perancangannya. Persyaratan tersebut meliputi keselamatan,

spesifikasi produk, peraturan mengenai lingkungan hidup, kendala operasional, dan

faktor ekonomi. Pemenuhan persyaratan tersebut berhadapan dengan keadaan

lingkungan yang berubah-ubah, yang dapat mempengaruhi jalannya proses atau yang

disebut disturbance (gangguan) (Stephanopoulus, 1984). Adanya gangguan tersebut

menuntut penting dilakukannya pemantauan secara terus-menerus maupun

pengendalian terhadap jalannya operasi suatu pabrik kimia untuk menjamin

tercapainya tujuan operasional pabrik. Pengendalian atau pemantauan tersebut

dilaksanakan melalui penggunaan peralatan dan engineer (sebagai operator terhadap

peralatan tersebut) sehingga kedua unsur ini membentuk satu sistem kendali terhadap

pabrik.

Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol

untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang

diharapkan. Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan

pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga

mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau

otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada

pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat

instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan

instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang

kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis)

(Timmerhaus, 2004).

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen

adalah:

1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.

VI-1


2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH,

humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel

lainnya.

Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari :

1. Elemen Perasa / sensing (Primary Element)

Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel

yang diukur.

2. Elemen pengukur (measuring element)

Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan

temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan

sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol.

3. Elemen pengontrol (controlling element)

Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur

perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang

diinginkan). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun

meniadakan penyimpangan yang terjadi.

4. Elemen pengontrol akhir (final control element)

Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari

elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada

dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.

Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan

semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan

dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel

yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel

pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara

semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi

pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang

diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat

(recorder).

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah:

1. Range yang diperlukan untuk pengukuran


2. Level instrumentasi

3. Ketelitian yang dibutuhkan

4. Bahan konstruksinya

5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses

Alat-alat kontrol yang biasa dipakai pada peralatan proses antara lain :

1. Temperature Controller (TC)

Adalah alat/instrumen yang digunakan sebagai alat pengatur suhu atau pengukur

sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan dengan mengatur

jumlah material proses yang harus ditambahkan/dikeluarkan dari dalam suatu

proses yang sedang bekerja.

Prinsip kerja:

Rate fluida masuk atau keluar alat dikontrol oleh diafragma valve. Rate fluida ini

memberikan sinyal kepada TC untuk mendeteksi dan mengukur suhu sistem pada

set point.

2. Pressure Controller (PC)

Adalah alat/instrumen yang dapat digunakan sebagai alat pengatur tekanan atau

pengukur tekanan atau pengubah sinyal dalam bentuk gas menjadi sinyal

mekanis. Pengatur tekanan dapat dilakukan dengan mengatur jumlah uap/gas

yang keluar dari suatu alat dimana tekanannya ingin dideteksi.

Prinsip kerja:

Pressure Controller (PC) akibat tekanan uap keluar akan membuka/menutup

diafragma valve. Kemudian valve memberikan sinyal kepada PC untuk mengukur

dan mendeteksi tekanan pada set point.

3. Flow Controller (FC)

Adalah alat/instrumen yang bisa digunakan untuk mengatur kecepatan aliran

fluida dalam pipa line atau unit proses lainnya. Pengukuran kecepatan aliran

fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengatur output dari alat, yang

mengakibatkan fluida mengalir dalam pipa line.

Prinsip kerja:


Kecepatan aliran diatur oleh regulating valve dengan mengubah tekanan

discharge dari pompa. Tekanan discharge pompa melakukan bukaan/tutupan

valve dan FC menerima sinyal untuk mendeteksi dan mengukur kecepatan aliran

pada set point.

4. Level Controller (LC)

Adalah alat/instrumen yang dipakai untuk mengatur ketinggian (level) cairan

dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja. Pengukuran tinggi permukaan

cairan dilakukan dengan operasi dari sebuah control valve, yaitu dengan

mengatur rate cairan masuk atau keluar proses.

Prinsip kerja :

Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui

valve ini akan memberikan sinyal kepada LC untuk mendeteksi tinggi permukaan

pada set point.

Hal-hal yang diharapkan dari pemakaian alat-alat instrumentasi adalah:

Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan

Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah

Sistem kerja lebih efisien

Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat

Beberapa syarat penting yang harus diperhatikan dalam perancangan pabrik

antara lain :

1. Tidak boleh terjadi konflik antar unit, di mana terdapat dua pengendali pada satu

aliran.

2. Penggunaan supervisory computer control untuk mengkoordinasikan tiap unit

pengendali.

3. Control valve yang digunakan sebagai elemen pengendali akhir memiliki opening

position 70 %.

4. Dilakukan pemasangan check valve pada pompa dengan tujuan untuk

menghindari fluida kembali ke aliran sebelumnya. Check valve yang dipasangkan

pada pipa tidak boleh lebih dari satu dalam one dependent line. Pemasangan

check valve diletakkan setelah pompa.

5. Seluruh pompa yang digunakan dalam proses diletakkan di permukaan tanah

dengan pertimbangan syarat safety dari kebocoran.


6. Pada perpipaan yang dekat dengan alat utama dipasang flange dengan tujuan

untuk mempermudah pada saat maintenance.

Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium

Klorida dari Magnesium Hidroksida

No Nama alat Jenis

instrumen Kegunaan

1 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa

2 Tangki cairan LI Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki

3 Flash drum TC Mengontrol temperatur dalam flash drum

PC Mengontrol tekanan dalam flash drum

4 Kondensor, TC Mengontrol suhu dalam kondensor

5 Reaktor

TC Mengontrol temperatur dalam reaktor

PI Menunjukkan tekanan dalam reaktor

LC Mengontrol tinggi cairan dalam reaktor

6 Evaporator TC Mengontrol temperatur dalam evaporator

PR Mencatat tekanan dalam eaporator

7 Blower FC Mengontrol laju alir gas dalam pipa

8 Furnace TI Menunjukkan suhu dalam furnace

PC Mengontrol tekanan dalam furnace

9 Adsorber PC Mengontrol tekanan pada adsorber

10 Mixer LC Mengontrol tinggi cairan dalam reaktor

11 Filter Press PC Mengontrol tekanan pada Filter Press

12 Spray dryer

TC Mengontrol temperatur dalam spray dryer

PI Menunjukkan tekanan dalam spray dryer

TC Mengontrol suhu pada spray dryer


1. Pompa

FC

Variabel yang dikontrol pada pompa adalah laju aliran (flow rate). Untuk

mengetahui laju aliran pada pompa dipasang flow control (FC). Jika laju aliran

pompa lebih besar dari yang diinginkan maka secara otomatis katup pengendali

(control valve) akan menutup atau memperkecil pembukaan katup.

2. Tangki cairan

LI

Gambar 6.2 Instrumentasi pada Tangki Cairan

Instrumentasi pada tangki cairan mencakup level indicator (LI) yang berfungsi

untuk menunjukkan tinggi cairan didalam tangki.

Gambar 6.1 Instrumentasi pada Pompa


3. Flash Drum

PC TI

Gambar 6.3 Instrumentasi pada Flash Drum

Instrumentasi pada flash drum mencakup Temperature Indicator (TI) yang

berfungsi untuk menunjukkan temperatur dalam flash drum, Pressure Controller

(PC) yang berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam flash drum, dan Level

Controller (LC) yang berfungsi untuk mengatur ketinggian cairan dalam flash drum.

4. Kondensor

TC

Gambar 6.4 Instrumentasi pada Kondensor

Instrumentasi pada kondensor mencakup Temperature Controller (TC) yang

berfungsi untuk mengatur temperatur bahan keluaran kondensor dengan mengatur

bukaan katup steam atau air pendingin masuk.


5. Reaktor

LC

PI

TCSteam

Kondensat

Gambar 6.5 Instrumentasi pada Reaktor

Instrumentasi pada reaktor mencakup Temperature Controller (TC), Pressure

Indicator (PI), dan Level Controller (LC). Temperature Controller (TC) berfungsi

untuk mengontrol temperatur dalam reaktor dengan mengatur bukaan katup steam.

Pressure Indicator (PI) berfungsi untuk menunjukkan tekanan dalam reaktor. Level

Controller (LC) berfungsi untuk mengontrol tinggi cairan dalam reaktor dengan

mengatur bukaan katup aliran produk keluar reaktor.

6. Evaporator

Steam

Kondensat

Cairan

Uap

PiTC

Gambar 6.6 Instrumentasi pada Evaporator

Temperature Controller (TC) berfungsi untuk mengatur besarnya suhu di dalam

evaporator dengan cara mengatur banyaknya steam yang dialirkan. Jika temperatur

di bawah kondisi yang diharapkan (set point), maka valve akan terbuka lebih besar


dan jika temperatur di atas kondisi yang diharapkan maka valve akan terbuka lebih

kecil. Instrumentasi yang lain adalah Pressure Recorder (PR) yang berfungsi untuk

mencatat tekanan yang terdapat di dalam evaporator.

7. Blower

FC

Instrumentasi pada blower mencakup Flow Controller (FC) yang berfungsi

untuk mengatur laju alir bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran

bahan.

8. Furnace

TI

PCFurnace

Gambar 6.8 Instrumentasi pada Furnace

Instrumentasi pada furnace mencakup Pressure Controller (PC) yang

berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam furnace dan Temperature indikatorr (TI)

yang berfungsi untuk menunjukkan suhu furnace.

Gambar 6.7 Instrumentasi pada Blower


PC

PC

LC

9. Adsorber

Gambar 6.9 Instrumentasi pada Adsorber

Instrumentasi pada adsorber meliputi Temperatur indikator (PC) yang

berfungsi untuk mengatur tekanan yang terdapat pada adsorber.

10. Mixer

Gambar 6.9 Instrumentasi pada Mixer

Instrumentasi pada Mixer meliputi Level Control (LC) yang berfungsi untuk

mengatur cairan yang terdapat pada Mixer


TC

PI

PC

11. Filter Press

Gambar 6.9 Instrumentasi pada Mixer

Instrumentasi pada Filter Press meliputi Pressure Control (PC) yang

berfungsi untuk mengatur tekanan yang terdapat pada Filter Press

12. Spray Dryer

Gambar 6.10 Instrumentasi pada Spray Dryer

Instrumentasi pada spray dryer mencakup Temperature Controller (TC)

untuk mengendalikan temperatur dalam spray dryer, dan Pressure Indicator (PI)

untuk menunjukkan tekanan di dalam spray dryer.


6.2 Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh

karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud

tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan

pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi.

Statistik menunjukkan bahwa angka kecelakan rata-rata dalam pabrik kimia

relatif tidak begitu tinggi. Tetapi situasi beresiko memiliki bentuk khusus, misalnya

reaksi kimia yang berlangsung tanpa terlihat dan hanya dapat diamati dan

dikendalikan berdasarkan akibat yang akan ditimbulkannya. Kesalahan-kesalahan

dalam hal ini dapat mengakibatkan kejadian yang fatal.

Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja,

Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan

Kerja pada tanggal No 1 tanggal 12 Januari 1970. Semakin tinggi tingkat

keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para

karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan

suasana kerja yang menyenangkan.

Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban

para perancang untuk merencanakannya. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam

perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai

berikut:

- Penanganan dan pengangkutan bahan harus seminimal mungkin.

- Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik.

- Jarak antar mesin dan peralatan lain cukup luas.

- Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin.

- Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran.

- Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya.

- Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran.

Pada pra rancangan pabrik pembuatan Magnesium Klorida dari Magnesium

Hidroksida dan Asam Klorida, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya

yang mungkin terjadi dilakukan dengan cara :


1. Pencegahan terhadap kebakaran

• Memasang sistem alarm pada tempat yang strategis dan penting, seperti

power station, laboratorium dan ruang proses.

• Mobil pemadam kebakaran harus selalu dalam keadaan siap siaga di fire

station.

• Fire hydrant ditempatkan di daerah storage, proses, dan perkantoran.

• Fire extinguisher disediakan pada bangunan pabrik untuk memadamkan api

yang relatif kecil.

• Gas detector dipasang pada daerah proses, storage, dan daerah perpipaan dan

dihubungkan dengan gas alarm di ruang kontrol untuk mendeteksi kebocoran

gas.

• Smoke detector ditempatkan pada setiap sub-stasiun listrik untuk mendeteksi

kebakaran melalui asapnya.

2. Memakai peralatan perlindungan diri

Di dalam pabrik disediakan peralatan perlindungan diri, seperti :

• Pakaian kerja

Pakaian luar dibuat dari bahan-bahan seperti katun, wol, serat, sintetis, dan

asbes. Pada musim panas sekalipun tidak diperkenankan bekerja dengan

keadaan badan atas terbuka.

• Sepatu pengaman

Sepatu harus kuat dan harus dapat melindungi kaki dari bahan kimia dan

panas. Sepatu pengaman bertutup baja dapat melindungi kaki dari bahaya

terjepit. Sepatu setengah tertutup atau bot dapat dipakai tergantung pada jenis

pekerjaan yang dilakukan.

• Topi pengaman

Topi yang lembut baik dari plastik maupun dari kulit memberikan

perlindungan terhadap percikan-percikan bahan kimia, terutama apabila

bekerja dengan pipa-pipa yang letaknya lebih tinggi dari kepala, maupun

tangki-tangki serta peralatan lain yang dapat bocor.

• Sarung tangan


Dalam menangani beberapa bahan kimia yang bersifat korosif, maka para

operator diwajibkan menggunakan sarung tangan untuk menghindari hal-hal

yang tidak diinginkan.

• Masker

Berguna untuk memberikan perlindungan terhadap debu-debu yang

berbahaya ataupun uap bahan kimia agar tidak terhirup.

3. Pencegahan terhadap bahaya mekanis

• Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup luas dan tidak menghambat

kegiatan kerja karyawan.

• Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup kuat

• Peralatan yang berbahaya seperti ketel uap bertekanan tinggi, reaktor

bertekanan tinggi dan tangki gas bertekanan tinggi, harus diberi pagar

pengaman

4. Pencegahan terhadap bahaya listrik

• Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian

sekering atau pemutus hubungan arus listrik secara otomatis lainnya.

• Sistem perkabelan listrik harus dipasang secara terpadu dengan tata letak

pabrik, sehingga jika ada perbaikan dapat dilakukan dengan mudah

• Memasang papan tanda bahaya yang jelas pada daerah sumber tegangan

tinggi

• Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang beroperasi

pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus

• Setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi harus dilengkapi

dengan penangkal petir yang dibumikan

5. Menerapkan nilai-nilai disiplin bagi karyawan

• Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan

dan mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang diberikan.

• Setiap kecelakaan kerja atau kejadian yang merugikan segera dilaporkan ke

atasan.


• Setiap karyawan harus saling mengingatkan akan perbuatan yang dapat

menimbulkan bahaya.

• Setiap ketentuan dan peraturan harus dipatuhi.

6. Penyediaan poliklinik di lokasi pabrik

Poliklinik disediakan untuk tempat pengobatan akibat terjadinya kecelakaan

secara tiba-tiba, misalnya menghirup gas beracun, patah tulang, luka terbakar

pingsan/syok dan lain sebagainya.

Apabila terjadi kecelakaan kerja, seperti terjadinya kebakaran pada pabrik,

maka hal-hal yang harus dilakukan adalah :

• Mematikan seluruh kegiatan pabrik, baik mesin maupun listrik.

• Mengaktifkan alat pemadam kebakaran, dalam hal ini alat pemadam

kebakaran yang digunakan disesuaikan dengan jenis kebakaran yang terjadi,

yaitu :

- Instalasi pemadam dengan air

Untuk kebakaran yang terjadi pada bahan berpijar seperti kayu, arang,

kertas, dan bahan berserat. Air ini dapat disemprotkan dalam bentuk kabut.

Sebagai sumber air, biasanya digunakan air tanah yang dialirkan melalui

pipa-pipa yang dipasang pada instalasi-instalasi tertentu di sekitar areal

pabrik. Air dipompakan dengan menggunakan pompa yang bekerja dengan

instalasi listrik tersendiri, sehingga tidak terganggu apabila listrik pada

pabrik dimatikan ketika kebakaran terjadi.

- Instalasi pemadam dengan CO2

CO2 yang digunakan berbentuk cair dan mengalir dari beberapa tabung gas

yang bertekanan yang disambung secara seri menuju nozel-nozel. Instalasi

ini digunakan untuk kebakaran dalam ruang tertutup, seperti pada tempat

tangki penyimpanan dan juga pemadam pada instalasi listrik.

Keselamatan kerja yang tinggi dapat dicapai dengan penambahan nilai-nilai

disiplin bagi para karyawan, yaitu :

1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.


2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.

3. Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan

yang ada.

4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada

atasan.

5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan

bahaya.

6. Setiap kontrol secara priodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas

maintenance.


BAB VII

UTILITAS

Utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya

suatu proses produksi. Dalam suatu pabrik, utilitas memegang peranan yang penting.

Karena suatu proses produksi dalam suatu pabrik tidak akan berjalan dengan baik

jika utilitas tidak ada. Oleh sebab itu, segala sarana dan prasarananya harus

dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu

pabrik.

Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan magnesium

klorida dari magnesium hidroksida adalah sebagai berikut:

1. Kebutuhan air

2. Kebutuhan listrik

3. Unit pengolahan limbah

7.1 Kebutuhan Air

Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan

proses maupun kebutuhan domestik. Adapun kebutuhan air pada pabrik pembuatan

Magnesium Klorida ini adalah sebagai berikut:

• Air Pendingin :

Tabel 7.1 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat

Nama alat Jumlah Air Pendingin (kg/jam)

Kondensor sub cooler (E-205) 141,3255 Total 141,3255

Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara

pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi,

maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan,

drift loss, dan blowdown.

(Perry’s, 1999)

Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan:

We = 0,00085 Wc (T2 – T1) (Perry’s, 1997)


Di mana: Wc = jumlah air masuk menara = 141,3255 kg/jam

T1 = temperatur air masuk = 28 °C = 82,4 °F

T2 = temperatur air keluar = 65 °C = 149 °F

Maka,

We = 0,00085 × 141,3255 × (149-82,4)

= 8,0004 kg/jam

Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang

masuk ke menara air (Perry, 1997). Ditetapkan drift loss 0,2 %, maka:

Wd = 0,002 × 141,3255 = 0,2827 kg/jam

Air yang hilang karena blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air

pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry’s, 1997). Ditetapkan 5 siklus, maka:

Wb = 1−S

We = 15

8,0004−

= 2,0001 kg/jam

Sehingga air tambahan yang diperlukan = We + Wd + Wb

= 8,0004 + 0,2827 + 2,0001

= 10,2832 kg/jam

• Air untuk berbagai kebutuhan

Kebutuhan air domestik

Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah 40 – 100 ltr/hari

(Met Calf, 1991)

Diambil 100 ltr/hari x jam

hari241 = 4.16 ≈ 4 liter/jam

ρair = 1000 kg/m3 = 1 kg/liter

Jumlah karyawan = 114 orang

Maka total air domestik = 4 x 114 = 456 ltr/jam x 1 kg/liter = 456 kg/jam

Pemakaian air untuk kebutuhan lainnya dapat dilihat pada tabel berikut.


Tabel 7.2 Kebutuhan Air proses pada Alat

Nama alat Jumlah Air Proses (kg/jam)

Mixer (M-302) 2,34 Total 2,34

Tabel 7.3 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan

Kebutuhan Jumlah air (kg/jam) Domestik dan Kantor 456 Laboratorium 100 Kantin dan tempat ibadah 150 Poliklinik 50

Total 756

Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah

= 2,34 + 756 + 10,2823 = 768,6232 kg/jam.

Sumber air untuk pabrik pembuatan Magnesium Klorida ini berasal dari Sungai

Deli, daerah Labuhan, Sumatera Utara. Debit air sungai 12 m3/detik (Bapedal Sumut,

22 September 2008). Kualitas air Sungai Deli dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan

Parameter Satuan Kadar Suhu Kekeruhan PH Nitrat (NO3-N) Nitrit (NO2-N) Clorida (Cl) Sulfat (SO4) Iron (Fe) Timbal (Pb) Mangan ( Mn) Sianida (CN)

Total Dissolved Solid Tembaga (Cu) Hardness (as CaCO3) Kalsium Magnesium

°C NTU

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

± 28 290 7,3 0,2 0,1 8,7 16

0,873 1,142 0,154

0,0018 31,6 0,113

87 43 28

(Sumber :data hasil rata-rata tahunan pemantauan kualitas air (Sumber : Bapedal Sumut, 2008)


Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan

air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat

pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan

kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik

untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik

terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

1. Screening

2. Klarifikasi

3. Filtrasi

7.1.1 Screening

Tahap screening merupakan tahap awal dari pengolahan air. Adapun tujuan

screening adalah (Degremont, 1991):

- Menjaga struktur alur dalam utilitas terhadap objek besar yang mungkin merusak

fasilitas unit utilitas.

- Memudahkan pemisahan dan menyingkirkan partikel-partikel padat yang besar

yang terbawa dalam air sungai.

Pada tahap ini, partikel yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia.

Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit

pengolahan selanjutnya.

7.1.2 Sedimentasi

Setelah air disaring pada tahap screening, di dalam air tersebut masih terdapat

partikel-partikel padatan kecil yang tidak tersaring pada screening. Untuk

menghilangkan padatan-padatan tersebut, maka air yang sudah disaring tadi

dimasukkan ke dalam bak sedimentasi untuk mengendapkan partikel-partikel

padatan yang tidak terlarut.

7.1.3 Koagulasi dan Flokulasi

Koagulasi dan flokulasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam

air dengan cara mencampurkannya dengan larutan Al2(SO4)3 dan Na2CO3 (soda abu).

Larutan Al2(SO4)3 berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na2CO3 sebagai


bahan koagulan tambahan yaitu berfungsi sebagai bahan pambantu untuk

mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Pada bak clarifier, akan terjadi proses

koagulasi dan flokulasi. Tahap ini bertujuan menyingkirkan Suspended Solid (SS)

dan koloid (Degremont, 1991) :

Koagulan yang biasa dipakai adalah alum. Reaksi hidrolisis akan terjadi

menurut reaksi :

M3+ + 3H2O M(OH)3 + 3 H+

Dalam hal ini, pH menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid. Kondisi

pH yang optimum adalah 5,4 penting untuk terjadinya koagulasi dan terbentuknya

flok-flok (flokulasi). Koagulan yang biasa dipakai adalah larutan alum Al2(SO4)3.

Sedangkan pengatur pH dipakai larutan soda abu Na2CO3 yang berfungsi sebagai

bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Dua jenis

reaksi yang akan terjadi adalah (Degremont, 1991) :

Al2(SO4)3 + 6 Na2CO3 + 6H2O 2Al(OH)3↓ + 12Na+ + 6HCO3- + 3SO4

3-

2Al2(SO4)3 + 6 Na2CO3 + 6H2O 4Al(OH)3↓ + 12Na+ + 6CO2 + 6SO43-

Reaksi koagulasi yang terjadi :

Al2(SO4)3 + 3H2O + 3Na2CO3 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4 + 3CO2

Selain penetralan pH, soda abu juga digunakan untuk menyingkirkan

kesadahan permanen menurut proses soda dingin sebagai berikut (Degremont, 1991)

CaSO4 + Na2CO3 Na2SO4 + CaCO3

CaCl2 + Na2CO3 2NaCl + CaCO3

Selanjutnya flok-flok akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya

gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya

akan masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.

Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang

akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1 : 0,54

(Crities, 2004).


Perhitungan alum dan abu soda yang diperlukan :

Total kebutuhan air = 768,6232 kg/jam

Pemakaian larutan alum = 50 ppm

Pemakaian larutan soda abu = 0,54 × 50 = 27 ppm

Larutan alum Al2(SO4)3 yang dibutuhkan = 50.10-6 × 768,6232 = 0,0384 kg/jam

Larutan abu soda Na2CO3 yang dibutuhkan = 27.10-6 × 768,6232 = 0,0208 kg/jam

7.1.4 Filtrasi

Filtrasi dalam pemurnian air merupakan operasi yang sangat umum dengan

tujuan menyingkirkan Suspended Solid (SS), termasuk partikulat BOD dalam air

(Metcalf, 1991).

Material yang digunakan dalam medium filtrasi dapat bermacam-macam :

pasir, antrasit (crushed anthracite coal), karbon aktif granular (Granular Carbon

Active atau GAC), karbon aktif serbuk (Powdered Carbon Active atau PAC) dan batu

garnet. Penggunaan yang paling umum dipakai di Afrika dan Asia adalah pasir dan

gravel sebagai bahan filter utama, menimbang tipe lain cukup mahal (Kawamura,

1991).

Unit filtrasi dalam pabrik pembuatan Magnesium klorida menggunakan

media filtrasi granular (Granular Medium Filtration) sebagai berikut :

2. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau (green sand). Lapisan ini bertujuan

memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Lapisan yang

digunakan setinggi 24 in (60,96 cm).

3. Untuk menghasilkan penyaringan yang efektif, perlu digunakan medium berpori

misalnya atrasit atau marmer. Untuk beberapa pengolahan dua tahap atau tiga

tahappada pengolahan effluent pabrik, perlu menggunakan bahan dengan luar

permukaan pori yang besar dan daya adsorpsi yang lebih besar, seperti Biolite,

pozzuolana ataupun Granular Active Carbon/GAC) (Degremont, 1991). Pada

pabrikini, digunakan antrasit setinggi 12,5 in (31,75 cm).

4. Lapisan bawah menggunakan batu kerikil/gravel setinggi 7 in (17,78 cm)

(Metcalf, 1991).

Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan.

Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan


regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand

filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai

kebutuhan.

Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik,

dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh

kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2.

Perhitungan kebutuhan kaporit, Ca(ClO)2 :

Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 756 kg/jam

Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 % (anonim,

2008)

Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air

Total kebutuhan kaporit = (2.10-6 × 756)/0,7 = 0,0022 kg/jam

7.2 Kebutuhan Bahan Kimia

Kebutuhan bahan kimia pada pabrik Magnesium klorida adalah sebagai berikut:

1. Al2(SO4)3 = 0,0384 kg/jam

2. Na2CO3 = 0,0208 kg/jam

3. Kaporit = 0,0022 kg/jam

7.3 Kebutuhan Listrik

Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik

No. Pemakaian Jumlah (Hp)

1. Unit proses 16

2. Unit utilitas 19

3. Ruang kontrol dan Laboratorium 20

4. Bengkel 25

5. Penerangan Mess dan perkantoran 30

Total 110

Total kebutuhan listrik = 110 hp

Total kebutuhan listrik = 110 Hp × 0,7457 kW/Hp


= 82,027 kW

Efisiensi generator 80 %, maka :

Daya output generator = 82,027 / 0,8 = 102,5338 kW

7.4 Kebutuhan Bahan Bakar

Bahan bakar yang digunakan untuk pembangkit tenaga listrik (generator)

adalah minyak solar, karena minyak solar memiliki efisiensi dan nilai bakar yang

tinggi.

Keperluan bahan bakar generator

Nilai bahan bakar solar = 19860 Btu/lbm (Perry’s, 1999)

Densitas bahan bakar solar = 0,89 kg/L

Daya output generator = 102,5338 kW

Daya generator yang dihasilkan = 102,5338 kW×(0,9478 Btu/det.kW)×3600 det/jam

= 349853,3577 Btu/jam

Jumlah bahan bakar = (349853,3577 Btu/jam)/(19860 Btu/lbm × 0,45359 kg/lbm)

= 7,9904 kg/jam

Kebutuhan solar = (7,9904 kg/jam) / (0,89 kg/ltr)

= 8,978 liter/jam

Dipakai 2 unit diesel generator AC 1000 kW, 220-260 Volt, 50 Hz (1 unit cadangan)

7.5 Unit Pengolahan Limbah

Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau

atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat

membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian

lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.

Pada pabrik pembuatan magnesium klorida ini dihasilkan limbah cair dan

padat terlarut dari proses industrinya. Sumber-sumber limbah cair-padat pada

pembuatan Magnesium klorida ini meliputi :

Perhitungan untuk sistem pengolahan limbah


Diperkirakan jumlah air buangan pabrik :

1. Limbah cair-padat hasil pencucian perlalatan pabrik

Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat

pada peralatan pabrik. Diperkirakan limbah yang terikut sebagai limbah hasil

pencucian sebanyak 0,1% dari bahan baku dan produk yang dihasilkan.

- Magnesium Hidroksida : 0,001 x 40,0698 = 0,04007 kg/jam

Densitas = 2360 kg/m3

Debit = 0,000017 m3/jam

- Magnesium klorida : 0,001 x 61,8686 = 0,0618686 kg/jam

Densitas = 2320 kg/m3

Debit = 0,00002667 m3/jam

Total debit = 0,000017 m3/jam + 0,00002667 m3/jam = 0,00004367 m3/jam

= 0,04367 liter/jam

2. Limbah domestik dan kantor

Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar

mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah

cair.

Diperkirakan air buangan tiap orang untuk :

- Domestik = 10 ltr/hari

- kantor = 20 ltr/hari (Metcalf, 1991)

Jadi, jumlah limbah domestik dan kantor

= 114 x (10 + 20) ltr/hari x 1 hari / 24 jam

= 168 ltr/jam

3. Limbah unit proses

Komposisi limbah dari unit proses ditabulasi berikut ini:

Komponen BM ρ (kg/m3) F (kg/jam) Fraksi, x ρ × x HCl 37,5 1039 8,593 0,0426 44,2614 H2O 18 998,94 193,2593 0,9574 956,3852 Total 201,8523 1 1000,6466

Volume limbah proses, V = 6466,10008523,201 = 0,202 m3/jam


= 202 liter/jam

4. Laboratorium

Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang

digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu

produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan

pengembangan proses. Diperkirakan 20 liter/jam.

Total air buangan = 0,04367 + 168 + 202 + 20

= 390,04 liter/jam = 0,39004 m3/jam

Dari penjelasan diatas diketahui bahwa limbah pabrik magnesium klorida ini

berasal dari limbah hasil pencucian peralatan, limbah domestik, dan limbah proses.

Dan dari pemaparan berbagai sumber limbah ini, diketahui bahwa limbah yang

dihasilkan limbah domestik yang merupakan limbah organik. Sehingga pengolahan

limbah cair pabrik ini dilakukan dengan penetralan:

7.5.1 Bak Penampungan (BP)

Fungsi : tempat menampung air buangan sementara

Jumlah : 1 unit

Laju volumetrik air buangan = 0,39004 m3/jam

Waktu penampungan air buangan = 10 hari

Volume air buangan = (0,39004 × 10 × 24) = 93,6069 m3/jam

Bak terisi 90 % maka volume bak = 9,0

93,6069 = 104,0106 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut :

panjang bak (p) = 1,5 × lebar bak (l) dan tinggi bak (t) = lebar bak (l)

Volume bak V = p × l × t

104,0106 m3 = 1,5l × l × l

l = 4,1083 m

Jadi, panjang bak (p) = 7 m

lebar bak (l) = 7 m

tinggi bak (t) = 5 m


7.5.2 Bak Ekualisasi (BE)

Fungsi : tempat menampung air buangan sementara

Jumlah : 1 unit


Waktu penampungan air buangan = 2 hari

Volume air buangan = (0,39004 × 2 × 24) = 18,7221 m3/jam


18,7221 = 20,8023 m3


panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l) dan tinggi bak (t) = lebar bak (l)


20,8023 m3 = 2.l × l × l

l = 2,1829 m


lebar bak (l) = 7 m


7.5.3 Bak Pengendapan (BP)

Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan.


= 9,361 m3/hari

Waktu tinggal air = 2 hari (Perry’s, 1997)

Volume bak (V) = 0,39004 m3/jam × 24 jam/hari x 2 hari = 18,7221 m3


18,7219 = 20,8023 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut:



27,2 m3 = 2l × l × l

l = 2,387m



lebar bak (l) = 7 m


7.5.4 Bak Netralisasi (BN)

Fungsi : Tempat menetralkan pH limbah.

Air buangan pabrik (limbah industri) yang mengandung bahan anorganik

mempunyai pH = 5. Limbah cair bagi kawasan industri yang terdiri dari bahan-bahan

anorganik harus dinetralkan sampai pH = 6 sesuai dengan Kep.No.3/Menlh/01/1998.

Untuk menetralkan limbah digunakan soda abu (Na2CO3). Kebutuhan Na2CO3 untuk

menetralkan pH air limbah adalah 0,15 gr Na2CO3 / 30 ml air limbah (Lab. Analisa

FMIPA USU,1999).

Jumlah air buangan = 0,39004 m3/jam = 9,361 m3/hari =10,4012m3 =9361,048

liter/hari

Kebutuhan Na2CO3 = (9361,048 l/hari)×(150 mg/0,03 L)×(1 kg/106 mg)×(1 hari/24

jam)

= 0,0028 kg/jam

Laju alir larutan 30% Na2CO3 = 3,0

0,0028 = 0,009 kg/jam

Densitas larutan 30% Na2CO3 = 1327 kg/m3 (Perry’s, 1999)

Volume 30% Na2CO3 = 1327

0,009 = 0,00000678 m3/jam

Laju alir limbah = 0,39004 m3/jam

Diasumsikan reaksi netralisasi berlangsung tuntas selama 1 hari

Volume limbah = 0,39004 m3/jam ×1 hari × 24 jam/hari = 12,24 m3


12,24 = 13,6 m3

Direncanakan ukuran bak sebagai berikut:



13,6 m3 = 2l × l × l

l = 1,8945 m


lebar bak (l) = 7 m



7.6 Spesifikasi Peralatan

7.6.1 Screening (S-01) Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar Jenis : Bar screen Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Stainless steel Ukuran screening : Panjang = 1 m

Lebar = 1 m Ukuran bar : Lebar = 5 mm Tebal = 20 mm Bar clear spacing : 20 mm Slope : 30°

Jumlah bar : 25 buah

7.6.2 Pompa Screening (L-01) Fungsi : Memompa air dari sungai ke Water Reservoir Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : ½ hp

7.6.3 Water Reservoir (F-01) Fungsi : Tempat penampungan air sementara

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Beton kedap air

Kondisi operasi : Temperatur 28°C ; Tekanan 1 atm

Kapasitas : 0,9459 m3/hari Panjang : 4 m Lebar : 2 m Tinggi : 2 m Waktu tinggal : 0,08333 hari


7.6.4 Pompa Water Reservoir (L-02) Fungsi : Memompa air dari water reservoir ke bak sedimentasi

Jenis : Centrifugal pump

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel

Daya motor : 1/2 hp

7.6.5 Bak Sedimentasi (F-02) Fungsi : Untuk mengendapkan partikel-partikel padatan kecil

yang tidak tersaring dan terikut dengan air

Jumlah : 1 unit



Kapasitas : 0,9459 m3/hari Panjang : 0,3 m Lebar : 1 ft Tinggi : 7 ft Waktu retensi : 9,5541 menit

7.6.6 Pompa Sedimentasi (L-03) Fungsi : Memompa air dari Bak Sedimentasi ke Clarifier Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/2 hp

7.6.7 Tangki Pelarutan Alum (F-03) Fungsi : Membuat larutan alum Al2(SO4)3 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

Kondisi pelarutan : Temperatur 28°C ; Tekanan 1 atm

Jumlah : 1 unit


Kapasitas : 0,0995 m3 Diameter : 0,5023 m Tinggi : 0,5023 m Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1/2 hp

7.6.8 Pompa Alum (L-04) Fungsi : Memompa larutan alum dari Tangki Pelarutan Alum

ke Clarifier Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Daya motor : 1/2 hp

7.6.9 Tangki Pelarutan Soda Abu (F-04) Fungsi : Membuat larutan soda abu Na2CO3 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C


Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,0551 m3 Diameter : 0,4126 m Tinggi : 0,4126 m Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1/2 hp

7.6.10 Pompa Soda Abu (L-05) Fungsi : Memompa larutan soda abu dari Tangki Pelarutan

Soda Abu ke Clarifier Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commercial steel Jumlah : 1 unit Daya motor : 1/2 hp


7.6.11 Clarifier (F-05) Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk

karena penambahan alum dan soda abu Tipe : External Solid Recirculation Clarifier Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

Kondisi operasi : Temperatur 28°C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 2,2703 m3 Diameter : 0,7279 m Tinggi : 0,9704 m Daya motor : 1/2 hp

7.6.12 Sand Filter (F-06) Fungsi : Menyaring endapan (flok-flok) yang masih terikut

dengan air yang keluar dari Clarifier Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C


Jumlah : 1 unit Kapasitas : 3,214 m3 Diameter tangki : 1,83 m Tinggi tangki : 32,19 m

7.6.13 Water Cooling Tower (F-08) Fungsi : Mendinginkan air dari temperatur 78,32388°C menjadi 30°C

Jenis : Mechanical Draft Cooling Tower Bahan konstruksi : Carbon steel Kondisi operasi : Suhu air masuk menara = 65 oC Suhu air keluar menara = 28 oC Jumlah : 1 unit Kapasitas : 133,435 m3/jam Luas menara : 0,9833 ft2 Tinggi : 1,762 m Daya : 1/2 hp


7.6.14 Pompa Water Cooling Tower (L-10) Fungsi : Memompa air pendingin dari Water Cooling Tower

untuk keperluan air pendingin proses Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/2 hp

7.6.15 Tangki Pelarutan Kaporit (F-09) Fungsi : Membuat larutan kaporit Ca(ClO)2 Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C


Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,0058 m3 Diameter : 0,1947 m Tinggi : 0,1947 m Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1/2 hp

7.6.16 Pompa Kaporit (L-08) Fungsi : Memompa larutan kaporit dari Tangki Pelarutan

Kaporit ke Tangki Utilitas Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/2 hp

7.6.17 Tangki Utilitas (F-10) Fungsi : Menampung air untuk didistribusikan untuk kebutuhan

domestik Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

Kondisi operasi : Temperatur 28°C ; Tekanan 1 atm Jumlah : 1 unit


Kapasitas : 26,4924 m3 Diameter : 4,072m Tinggi : 6,1073 m

7.6.18 Pompa Utilitas (L-09) Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas ke kebutuhan

domestik Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/2 hp

7.6.19 Tangki Bahan Bakar (F-11) Fungsi : Tempat penyimpanan bahan bakar.

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C


Jumlah : 1 unit Kapasitas : 3,4084 m3 Diameter : 3,2628 m Tinggi : 3,2628 m

7.6.20 Pompa Tangki Bahan Bakar (L-11) Fungsi : Memompa bahan bakar solar dari ke Generator Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : 1/2 hp


7.7 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah 7.7.1 Bak Penampungan (BP) Fungsi : Tempat menampung air buangan sementara

Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit



Kapasitas : 27,2 m3 Panjang : 7 m

Lebar : 7 m Tinggi : 5 m

7.7.2 Pompa Bak Penampung (LL-01) Fungsi : Memompa cairan limbah dari Bak Penampungan

(BP) ke Bak Pengendapan Awal (BPA) Jenis : Centrifugal pump Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Commercial steel Daya motor : ½ hp

7.7.3 Bak Ekualisasi (BE) Fungsi : untuk mengatur laju alir air menuju bak sedimentasi Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit






7.7.4 Bak Pengendapan (BS) Fungsi : Menghilangkan padatan dengan cara pengendapan Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit



Kapasitas : 85,04 m3 Panjang : 7,23 m Lebar : 3,615 m Tinggi : 3,615 m

7.7.5 Bak Netralisasi (BN) Fungsi : Tempat menetralkan pH limbah Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : Beton kedap air





BAB VIII

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

Tata letak peralatan dan fasilitas dalam suatu rancangan pabrik merupakan

syarat penting untuk memperkirakan biaya secara akurat sebelum mendirikan pabrik

yang meliputi desain sarana perpipaan, fasilitas bangunan, jenis dan jumlah peralatan

dan kelistrikan. Hal ini secara khusus akan memberikan informasi yang dapat

diandalkan terhadap biaya bangunan dan tempat sehingga dapat diperoleh

perhitungan biaya yang terperinci sebelum pendirian pabrik.

8.1 Lokasi Pabrik

Secara geografis, penentuan lokasi pabrik sangat menentukan kemajuan serta

kelangsungan dari suatu industri kini dan pada masa yang akan datang karena

berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan.

Pemilihan lokasi pabrik harus tepat berdasarkan perhitungan biaya produksi dan

distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi dan budaya masyarakat di

sekitar lokasi pabrik (Timmerhaus, 2004).

8.1.1 Faktor Primer/Utama

Faktor ini secara langsung mempengaruhi tujuan utama dari usaha pabrik yaitu

meliputi produksi dan distribusi produk yang diatur menurut macam dan

kualitasnya. Yang termasuk dalam faktor utama adalah (Bernasconi, 1995) :

1. Letak pasar

Pabrik yang letaknya dekat dengan pasar dapat lebih cepat melayani konsumen,

sedangkan biayanya juga lebih rendah terutama biaya angkutan.

2. Letak sumber bahan baku

Idealnya, sumber bahan baku tersedia dekat dengan lokasi pabrik. Hal ini lebih

menjamin penyediaan bahan baku, setidaknya dapat mengurangi keterlambatan

penyediaan bahan baku, terutama untuk bahan baku yang berat. Hal – hal yang

perlu diperhatikan mengenai bahan baku adalah :

− Lokasi sumber bahan baku


− Besarnya kapasitas sumber bahan baku dan berapa lama sumber tersebut

dapat diandalkan pengadaannya

− Cara mendapatkan bahan baku tersebut dan cara transportasinya

− Harga bahan baku serta biaya pengangkutan

− Kemungkinan mendapatkan sumber bahan baku yang lain

3. Fasilitas pengangkutan

Pertimbangan – pertimbangan kemungkinan pengangkutan bahan baku dan

produk menggunakan angkutan gerbong kereta api, truk, angkutan melalui sungai

dan laut dan juga angkutan melalui udara yang sangat mahal.

4. Tenaga kerja

Tersedianya tenaga kerja menurut kualifikasi tertentu merupakan faktor

pertimbangan pada penetapan lokasi pabrik tetapi tenaga terlatih atau skilled

labor di daerah setempat tidak selalu tersedia. Jika didatangkan dari daerah lain

diperlukan peningkatan upah atau penyediaan fasilitas lainnya sebagai daya tarik.

5. Pembangkit tenaga listrik

Pabrik yang menggunakan tenaga listrik yang besar akan memilih lokasi yang

dekat dengan sumber tenaga listrik.

8.1.2 Faktor Sekunder

Yang termasuk ke dalam faktor sekunder antara lain adalah :

1. Harga tanah dan gedung

Harga tanah dan gedung yang murah merupakan daya tarik tersendiri. Perlu

dikaitkan dengan rencana jangka panjang. Jika harga tanah mahal mungkin hanya

dapat diperoleh luasan tanah yang terbatas, sehingga perlu dipikirkan untuk

membuat bangunan bertingkat walaupun pembangunan gedungnya lebih mahal.

2. Kemungkinan perluasan

Perlu diperhatikan apakah perluasan di masa yang akan datang dapat dikerjakan

di satu tempat atau perlu lokasi lain, apakah di sekitar sudah banyak pabrik lain.

Hal ini menjadi masalah tersendiri dalam hal perluasan pabrik di masa

mendatang.


3. Fasilitas servis

Terutama untuk pabrik kimia yang relatif kecil yang tidak memiliki bengkel

sendiri. Perlu dipelajari adanya bengkel – bengkel di sekitar daerah tersebut yang

mungkin diperlukan untuk perbaikan alat – alat pabrik. Perlu juga dipelajari

adanya fasilitas layanan masyarakat, misalnya rumah sakit umum, sekolah –

sekolah, tempat – tempat ibadah, tempat – tempat kegiatan olahraga, tempat –

tempat rekreasi, dan sebagainya.

Untuk pabrik yang besar, mungkin beberapa fasilitas tersebut dapat dilayani

sendiri walaupun merupakan beban tambahan. Keuntungannya, selain merupakan

daya tarik bagi para pekerja, juga membantu penjagaan kesehatan fisik dan

mental sehingga efisiensi kerja dapat tetap dipertahankan.

4. Fasilitas finansial

Perkembangan perusahaan dibantu oleh fasilitas finansial, misalnya adanya pasar

modal, bursa, sumber – sumber modal, bank, koperasi simpan pinjam, dan

lembaga keuangan lainnya. Fasilitas tersebut akan lebih membantu untuk

memberikan kemudahan bagi suksesnya dalam usaha pengembangan pabrik.

5. Persediaan air

Suatu jenis pabrik memerlukan sejumlah air yang cukup banyak, misalnya pabrik

kertas. Karena itu, di daerah lokasi diperlukan adanya sumber air yang

kemungkinan diperoleh dari air sungai, danau, sumur (air tanah), laut.

6. Peraturan daerah setempat

Peraturan daerah setempat perlu dipelajari terlebih dahulu, mungkin terdapat

beberapa persyaratan atau aturan yang berbeda dengan daerah lain.

7. Masyarakat daerah

Sikap, tangggapan dari masyarakat daerah terhadap pembangunan pabrik perlu

diperhatikan dengan seksama, karena hal ini akan menentukan perkembangan

pabrik di masa yang akan datang. Keselamatan dan keamanan masyarakat perlu

dijaga dengan baik. Hal ini merupakan suatu keharusan sebagai sumbangan

kepada masyarakat.

8. Iklim di daerah lokasi

Suatu pabrik ditinjau dari segi teknik, adakalanya membutuhkan kondisi operasi

misalnya kelembapan udara, panas matahari, dan sebagainya. Hal ini


berhubungan dengan kegiatan pengolahan, penyimpanan bahan baku atau produk.

Disamping itu, iklim juga mempengaruhi gairah kerja dan moral para karyawan.

Keaktifan kerja karyawan dapat meningkatkan hasil produksi.

9. Keadaan tanah

Sifat – sifat mekanika tanah dan tempat pembangunan pabrik harus diketahui. Hal

ini berhubungan dengan rencana pondasi untuk alat – alat, bangunan gedung, dan

bangunan pabrik.

10. Perumahan

Bila di sekitar daerah lokasi pabrik telah banyak perumahan, selain lebih

membuat kerasan para karyawan juga dapat meringankan investasi untuk

perumahan karyawan.

11. Daerah pinggiran kota

Daerah pinggiran kota dapat menjadi lebih menarik untuk pembangunan pabrik.

Akibatnya dapat timbul aspek desentralisasi industri. Alasan pemilihan daerah

lokasi di pinggiran kota antara lain :

− Upah buruh relatif rendah

− Harga tanah lebih murah

− Servis industri tidak terlalu jauh dari kota

Berdasarkan faktor-faktor tersebut, maka Pabrik Pembuatan Magnesium

Klorida dari Magnesium Hidroksida ini direncanakan berlokasi di daerah Labuhan,

yang merupakan kawasan pelabuhan terbesar di Sumatera Utara.

Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah:

a. Bahan baku

Suatu pabrik sebaiknya didirikan di daerah yang dekat dengan sumber bahan

baku, disamping juga harus diperhatikan jarak pabrik tersebut dengan daerah

pemasaran, sehingga pengaduan transportasi mudah diatasi. Bahan baku utama

pembuatan Magnesium klorida adalah Magnesium hidroksida didatangkan dari

Surabaya, sedangkan bahan kimia pendukung dapat diperoleh dari supplier bahan

kimia di dalam propinsi, Karena Belawan merupakan kawasan pelabuhan, maka

pemasokan bahan baku dari Surabaya akan efisien dilakukan dengan

menggunakan transportasi laut.


b. Transportasi

Pembelian bahan baku dan penjualan produk dapat dilakukan melalui laut.

Lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik ini merupakan kawasan

perluasan industri, yang telah memiliki sarana pelabuhan.

c. Pemasaran Produk

Kebutuhan akan Magnesium klorida menunjukkan nilai fluktuatif dari tahun ke

tahun, seiring dengan adanya kebutuhan akan Magnesium klorida. Lokasi

pendirian pabrik berada di Belawan yang merupakan kawasan pelabuhan

sehingga produk dapat dipasarkan baik dalam maupun luar negeri. Negara Cina

adalah salah satu negara dengan kebutuhan Magnesium klorida yang tinggi.

Dengan demikian, eksport yang dilakukan ke negara tersebut akan efisien dan

dapat menghemat biaya pengiriman karena dibandingkan kawasan pelabuhan lain

di Indonesia, Belawan adalah pelabuhan yang lebih mudah dijangkau atau dekat

dari Cina, Malaysia dan Singapura.

d. Kebutuhan air

Air yang dibutuhkan dalam proses diperoleh dari Daerah Aliran Sungai (DAS)

Deli dengan debit air sungai 12 m3/detik (Bapedal Sumut, 22 September 2006),

yang mengalir di sekitar pabrik untuk proses, sarana utilitas, dan kebutuhan

domestik.

e. Kebutuhan tenaga listrik dan bahan bakar

Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor

penunjang yang paling penting. Pembangkit listrik utama untuk pabrik adalah

menggunakan generator diesel dengan bahan bakar solar yang diperoleh dari PT

Pertamina, Belawan.

f. Tenaga kerja

Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari

kerja. Di daerah ini tersedia tenaga kerja terdidik maupun yang tidak terdidik

serta tenaga kerja yang terlatih maupun tidak terlatih.

g. Biaya tanah

Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang

terjangkau.


h. Kondisi iklim dan cuaca

Seperti daerah lain di Indonesia, maka iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil.

Temperatur udara tidak pernah mengalami penurunan maupun kenaikan yang

cukup tajam dimana temperatur udara berada diantara 28-35 oC dan tekanan

udara berkisar pada 760 mmHg dan kecepatan udaranya sedang.

i. Kemungkinan perluasan dan ekspansi

Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah yang tersedia cukup luas dan di

sekeliling lahan tersebut belum banyak berdiri pabrik serta tidak mengganggu

pemukiman penduduk.

j. Sosial masyarakat

Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan

Magnesium klorida ini karena akan menjamin tersedianya lapangan kerja bagi

mereka. Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu

keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya.

8.2 Tata Letak Pabrik

Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari

komponen-komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan

yang efisien dan efektif antara operator, peralatan dan gerakan material dari bahan

baku menjadi produk.

Desain yang rasional harus memasukkan unsur lahan proses, storage

(persediaan) dan lahan alternatif (areal handling) dalam posisi yang efisien dan

dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut :

1. Urutan proses produksi.

2. Pengembangan lokasi baru atau penambahan/perluasan lokasi yang belum

dikembangkan pada masa yang akan datang.

3. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, steam proses, tenaga listrik dan bahan

baku

4. Pemeliharaan dan perbaikan.

5. Keamanan (safety) terutama dari kemungkinan kebakaran dan keselamatan kerja.

6. Bangunan yang meliputi luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya

yang memenuhi syarat.


7. Fleksibilitas dalam perencanaan tata letak pabrik dengan mempertimbangkan

kemungkinan perubahan dari proses/mesin, sehingga perubahan-perubahan yang

dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi.

8. Masalah pembuangan limbah cair.

9. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur

sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja.

Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa

keuntungan, seperti :

1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi

material handling.

2. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan

mesin dan peralatan yang rusak.

3. Mengurangi ongkos produksi.

4. Meningkatkan keselamatan kerja.

5. Mengurangi kerja seminimum mungkin.

6. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik.

8.3 Perincian Luas Tanah

Luas tanah yang digunakan sebagai tempat berdirinya pabrik diuraikan dalam

Tabel 8.1 berikut ini:

Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah

No Nama Bangunan Luas (m2)

1 Pos Keamanan 10

2 Parkir 100

3 Taman 400

4 Areal Bahan Baku 700

5 Ruang Kontrol 80

6 Areal Proses 2.900

7 Areal Produk 300

8 Perkantoran 200

9 Laboratorium 80

10 Poliklinik 50


11 Kantin 100

12 Ruang Ibadah 80

13 Gudang Peralatan 60

14 Bengkel 80

15 Perpustakaan 80

16 Unit Pemadam Kebakaran 70

17 Unit Pengolahan Air 300

18 Pembangkit Listrik 200

19 Pengolahan Limbah 400

20 Area Perluasan 1.300

21 Perumahan Karyawan 1000

22 Jalan 500

Total 8990

Jadi, direncanakan pengadaan tanah untuk pembangunan pabrik pembuatan

Magnesium Klorida ini sekitar 8990 m2. Susunan areal – areal bagian pabrik

Magnesium Klorida seperti yang tertera pada Tabel 8.1 dapat dilihat pada

gambar 8.1.


J A

L A

N R

A Y

A

S U

N G

A I

6

22

3

4

20

8

9

10

1112

13

14

15

1617

18

19

721

3

51

3

20

Tanpa Skala

Keterangan gambar: No. Jenis Area 1 Pos keamanan 2 Parkir 3 Taman 4 Areal Bahan Baku 5 Ruang kontrol 6 Areal Proses 7 Areal Produk 8 Perkantoran 9 Laboratorium

10 Poliklinik 11 Kantin 12 Ruang Ibadah 13 Gudang Peralatan 14 Bengkel 15 Perpustakaan 16 Unit Pemadam Kebakaran 17 Unit Pengolahan Air 18 Pembangkit Listrik 19 Pengolahan Limbah 20 Area Perluasan 21 Perumahan Karyawan

Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida

VIII-9



VIII-9




BAB IX

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN

Masalah organisasi merupakan hal yang penting dalam perusahaan, hal ini

menyangkut efektivitas dalam peningkatan kemampuan perusahaan dalam

memproduksi dan mendistribusikan produk yang dihasilkan. Dalam upaya

peningkatan efektivitas dan kinerja perusahaan maka pengaturan atau manajemen

harus menjadi hal yang mutlak. Tanpa manajemen yang efektif dan efisien tidak akan

ada usaha yang berhasil cukup lama. Dengan adanya manajemen yang teratur baik

dari kinerja sumber daya manusia maupun terhadap fasilitas yang ada secara

otomatis organisasi akan berkembang (Madura, 2000).

9.1 Organisasi Perusahaan

Perkataan organisasi, berasal dari kata Latin “organum” yang dapat berarti alat,

anggota badan. James D. Mooney, mengatakan: “Organisasi adalah bentuk setiap

perserikatan manusia untuk mencapai suatu tujuan bersama”, sedangkan Chester

I. Barnard memberikan pengertian organisasi sebagai: “Suatu sistem daripada

aktivitas kerjasama yang dilakukan dua orang atau lebih” (Siagian, 1992).

Dari pendapat ahli yang dikemukakan di atas dapat diambil arti dari kata

organisasi, yaitu kelompok orang yang secara sadar bekerjasama untuk mencapai

tujuan bersama dengan menekankan wewenang dan tanggung jawab masing-masing.

Secara ringkas, ada tiga unsur utama dalam organisasi, yaitu (Sutarto, 2002):

1. Adanya sekelompok orang

2. Adanya hubungan dan pembagian tugas

3. Adanya tujuan yang ingin dicapai

Menurut pola hubungan kerja, serta lalu lintas wewenang dan tanggung jawab,

maka bentuk-bentuk organisasi itu dapat dibedakan atas (Siagian, 1992):

1. Bentuk organisasi garis

2. Bentuk organisasi fungsionil

3. Bentuk organisasi garis dan staf

4. Bentuk organisasi fungsionil dan staf


9.1.1 Bentuk Organisasi Garis

Ciri dari organisasi garis adalah: organisasi masih kecil, jumlah karyawan sedikit,

pimpinan dan semua karyawan saling kenal dan spesialisasi kerja belum begitu

tinggi (Siagian, 1992).

Kebaikan bentuk organisasi garis, yaitu :

Kesatuan komando terjamin dengan baik, karena pimpinan berada di atas satu

tangan.

Proses pengambilan keputusan berjalan dengan cepat karena jumlah orang yang

diajak berdiskusi masih sedikit atau tidak ada sama sekali.

Rasa solidaritas di antara para karyawan umumnya tinggi karena saling

mengenal.

Keburukan bentuk organisasi garis, yaitu:

Seluruh kegiatan dalam organisasi terlalu bergantung kepada satu orang sehingga

kalau seseorang itu tidak mampu, seluruh organisasi akan terancam kehancuran.

Kecenderungan pimpinan bertindak secara otoriter.

Karyawan tidak mempunyai kesempatan untuk berkembang.

9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil

Ciri-ciri dari organisasi fungsionil adalah segelintir pimpinan tidak mempunyai

bawahan yang jelas, sebab setiap atasan berwenang memberi komando kepada

setiap bawahan, sepanjang ada hubungannya dengan fungsi atasan tersebut

(Siagian, 1992).

Kebaikan bentuk organisasi fungsionil, yaitu:

Pembagian tugas-tugas jelas

Spesialisasi karyawan dapat dikembangkan dan digunakan semaksimal mungkin

Digunakan tenaga-tenaga ahli dalam berbagai bidang sesuai dengan fungsi-

fungsinya

Keburukan bentuk organisasi fungsionil, yaitu:

Karena adanya spesialisasi, sukar mengadakan penukaran atau pengalihan

tanggung jawab kepada fungsinya.

Para karyawan mementingkan bidang pekerjaannya, sehingga sukar dilaksanakan

koordinasi.


9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf

Kebaikan bentuk organisasi garis dan staf adalah:

Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang besar, apapun tujuannya, betapa pun

luas tugasnya dan betapa pun kompleks susunan organisasinya.

Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah diambil, karena adanya staf ahli.

Keburukan bentuk organisasi garis dan staf, adalah:

Karyawan tidak saling mengenal, solidaritas sukar diharapkan.

Karena rumit dan kompleksnya susunan organisasi, koordinasi kadang-kadang

sukar diharapkan.

9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf

Bentuk organisasi fungsionil dan staf, merupakan kombinasi dari bentuk

organisasi fungsionil dan bentuk organisasi garis dan staf. Kebaikan dan

keburukan dari bentuk organisasi ini merupakan perpaduan dari bentuk

organisasi yang dikombinasikan (Siagian, 1992).

Dari uraian di atas dapat diketahui kebaikan dan keburukan dari beberapa bentuk

organisasi. Setelah mempertimbangkan baik dan buruknya maka pada Pra-

rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium klorida menggunakan bentuk

organisasi garis dan staf. Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik

Magnesium klorida ditampilkan pada gambar 9.1.

9.2 Manajemen Perusahaan

Umumnya perusahaan modern mempunyai kecenderungan bukan saja terhadap

produksi, melainkan juga terhadap penanganan hingga menyangkut organisasi

dan hubungan sosial atau manajemen keseluruhan. Hal ini disebabkan oleh

aktivitas yang terdapat dalam suatu perusahaan atau suatu pabrik diatur oleh

manajemen. Dengan kata lain bahwa manajemen bertindak memimpin,

merencanakan, menyusun, mengawasi, dan meneliti hasil pekerjaan. Perusahaan

dapat berjalan dengan baik secara menyeluruh, apabila perusahaan memiliki

manajemen yang baik antara atasan dan bawahan (Siagian, 1992).


Fungsi dari manajemen adalah meliputi usaha memimpin dan mengatur faktor-

faktor ekonomis sedemikian rupa, sehingga usaha itu memberikan perkembangan

dan keuntungan bagi mereka yang ada di lingkungan perusahaan.

Dengan demikian, jelaslah bahwa pengertian manajemen itu meliputi semua

tugas dan fungsi yang mempunyai hubungan yang erat dengan permulaan dari

pembelanjaan perusahaan (financing).

Dengan penjelasan ini dapat diambil suatu pengertian bahwa manajemen itu

diartikan sebagai seni dan ilmu perencanaan (planning), pengorganisasian,

penyusunan, pengarahan, dan pengawasan dari sumber daya manusia untuk

mencapai tujuan (criteria) yang telah ditetapkan (Siagian, 1992).

Menurut Siagian (1992), manajemen dibagi menjadi tiga kelas pada perusahaan

besar yaitu:

1. Top manajemen

2. Middle manajemen

3. Operating manajemen

Orang yang memimpin (pelaksana) manajemen disebut dengan manajer. Manajer

ini berfungsi atau bertugas untuk mengawasi dan mengontrol agar manajemen

dapat dilaksanakan dengan baik sesuai dengan ketetapan yang digariskan

bersama. Menurut Madura (2000), syarat-syarat manajer yang baik adalah:

1. Harus menjadi contoh (teladan)

2. Harus dapat menggerakkan bawahan

3. Harus bersifat mendorong

4. Penuh pengabdian terhadap tugas-tugas

5. Berani dan mampu mengatasi kesulitan yang terjadi

6. Bertanggung jawab, tegas dalam mengambil atau melaksanakan keputusan yang

diambil.

7. Berjiwa besar.


9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha

Dalam mendirikan suatu perusahaan yang dapat mencapai tujuan dari perusahaan

itu secara terus-menerus, maka harus dipilih bentuk perusahaan apa yang harus

didirikan agar tujuan itu tercapai. Menurut Sutarto (2002), bentuk-bentuk badan

usaha yang ada dalam praktek di Indonesia, antara lain adalah:

1. Perusahaan Perorangan 2. Persekutuan dengan firma 3. Persekutuan Komanditer 4. Perseroan Terbatas 5. Koperasi 6. Perusahaan Negara 7. Perusahaan Daerah

Bentuk badan usaha dalam Pra-rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium klorida direncanakan adalah perusahaan yang berbentuk Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas adalah badan hukum yang didirikan berdasarkan perjanjian, melakukan kegiatan usaha dengan modal dasar yang seluruhnya terbagi dalam saham, dan memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam UU No. 1 tahun 1995 tentang Perseroan Terbatas (UUPT), serta peraturan pelaksananya.

Syarat-syarat pendirian Perseroan Terbatas adalah :

1. Didirikan oleh dua orang atau lebih, yang dimaksud dengan “orang” adalah orang perseorangan atau badan hukum.

2. Didirikan dengan akta otentik, yaitu di hadapan notaris. 3. Modal dasar perseroan, yaitu paling sedikit Rp.20.000.000,- (dua puluh juta

rupiah) atau 25 % dari modal dasar, tergantung mana yang lebih besar dan harus telah ditempatkan dan telah disetor. Prosedur pendirian Perseroan Terbatas adalah :

1. Pembuatan akta pendirian di hadapan notaris 2. Pengesahan oleh Menteri Kehakiman 3. Pendaftaran Perseroan 4. Pengumuman dalam tambahan berita Negara.

Dasar-dasar pertimbangan pemilihan bentuk perusahaan PT adalah sebagai berikut :


1. Kontinuitas perusahaan sebagai badan hukum lebih terjamin, sebab tidak tergantung pada pemegang saham, dimana pemegang saham dapat berganti-ganti.

2. Mudah memindahkan hak pemilik dengan menjual sahamnya kepada orang lain. 3. Mudah mendapatkan modal, yaitu dari bank maupun dengan menjual saham. 4. Tanggung jawab yang terbatas dari pemegang saham terhadap hutang

perusahaan.

5. Penempatan pemimpin atas kemampuan pelaksanaan tugas.

9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) Pemegang kekuasaan tertinggi pada struktur organisasi garis dan staf adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) yang dilakukan minimal satu kali dalam setahun. Bila ada sesuatu hal, RUPS dapat dilakukan secara mendadak sesuai dengan jumlah forum. RUPS dihadiri oleh pemilik saham, Dewan Komisaris dan Direktur.

Hak dan wewenang RUPS (Sutarto, 2002): 1. Meminta pertanggungjawaban dewan komisaris dan direktur lewat suatu sidang. 2. Dengan musyawarah dapat mengganti dewan komisaris dan direktur serta

mengesahkan anggota pemegang saham bila mengundurkan diri. 3. Menetapkan besar laba tahunan yang diperoleh untuk dibagikan, dicadangkan,

atau ditanamkan kembali. 9.4.2 Dewan Komisaris Dewan komisaris dipilih dalam RUPS untuk mewakili para pemegang saham dalam mengawasi jalannya perusahaan. Dewan komisaris ini bertanggung jawab kepada RUPS. Tugas-tugas dewan komisaris adalah:

1. Menentukan garis besar kebijaksanaan perusahaan. 2. Mengadakan rapat tahunan para pemegang saham. 3. Meminta laporan pertanggungjawaban direktur secara berkala. 4. Melaksanakan pembinaan dan pengawasan terhadap seluruh kegiatan dan

pelaksanaan tugas direktur.

9.4.3 Direktur Direktur merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat oleh dewan komisaris. Adapun tugas-tugas direktur adalah:

1. Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien.


2. Menyusun dan melaksanakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan RUPS.

3. Mengadakan kerjasama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan. 4. Mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjian-

perjanjian dengan pihak ketiga. 5. Merencanakan dan mengawasi pelaksanaan tugas setiap personalia yang bekerja

pada perusahaan.

Dalam melaksanakan tugasnya, direktur dibantu oleh manajer produksi, manajer

teknik, manajer umum dan keuangan, manajer pembelian dan pemasaran.

9.4.4 Staf Ahli

Staf ahli bertugas memberikan masukan, baik berupa saran, nasehat, maupun

pandangan terhadap segala aspek operasional perusahaan.

9.4.5 Sekretaris

Sekretaris diangkat oleh direktur untuk menangani masalah surat-menyurat untuk

pihak perusahaan, menangani kearsipan dan pekerjaan lainnya untuk membantu

direktur dalam menangani administrasi perusahaan.

9.4.6 Manajer Produksi

Manajer produksi bertanggung jawab langsung kepada direktur. Tugasnya

mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan masalah proses baik di

bagian produksi maupun utilitas. Dalam menjalankan tugasnya manajer produksi

dibantu oleh tiga kepala seksi, yaitu kepala seksi proses, kepala seksi laboratorium

dan kepala seksi utilitas.

9.4.7 Manajer Teknik

Manajer teknik bertanggung jawab langsung kepada direktur. Tugasnya

mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan masalah teknik baik di

lapangan maupun di kantor. Dalam menjalankan tugasnya manajer teknik dibantu

oleh tiga kepala seksi, yaitu kepala seksi listrik, kepala seksi instrumentasi dan

kepala seksi maintenance atau pemeliharaan mesin pabrik.


9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan

Manajer umum dan keuangan bertanggung jawab langsung kepada direktur

dalam mengawasi dan mengatur keuangan, administrasi, dan personalia. Dalam

menjalankan tugasnya manajer umum dan keuangan dibantu oleh tiga kepala seksi,

yaitu kepala seksi keuangan, kepala seksi administrasi, dan kepala seksi personalia.

9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran

Manajer pembelian dan pemasaran bertanggung jawab langsung kepada direktur. Tugasnya mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan pembelian bahan baku dan pemasaran produk. Manajer ini dibantu oleh tiga kepala seksi, yaitu kepala seksi pembelian, kepala seksi penjualan serta kepala seksi gudang/lLogistik.

9.5 Sistem Kerja

Pabrik pembuatan Magnesium klorida ini direncanakan beroperasi 330 hari per tahun secara kontinu 24 jam sehari. Berdasarkan pengaturan jam kerja, karyawan dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu:

1. Karyawan non-shift, yaitu karyawan yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi, misalnya direktur, staf ahli, manajer, bagian administrasi, bagian gudang, dan lain-lain. Jam kerja karyawan non-shift ditetapkan sesuai Keputusan Menteri Tenaga Kerja Dan Transmigrasi Republik Indonesia Nomor: Kep.234/Men/2003 yaitu 8 jam sehari atau 40 jam per minggu dan jam kerja selebihnya dianggap lembur. Perhitungan uang lembur menggunakan acuan 1/173 dari upah sebulan (Pasal 10 Kep.234/Men/2003) dimana untuk jam kerja lembur pertama dibayar sebesar 1,5 kali upah sejam dan untuk jam lembur berikutnya dibayar 2 kali upah sejam. Perincian jam kerja non-shift adalah:

Senin – Kamis - Pukul 08.00 – 12.00 WIB → Waktu kerja - Pukul 12.00 – 13.00 WIB → Waktu istirahat - Pukul 13.00 – 17.00 WIB → Waktu kerja

Jum’at - Pukul 08.00 – 12.00 WIB → Waktu kerja - Pukul 12.00 – 14.00 WIB → Waktu istirahat - Pukul 14.00 – 17.00 WIB → Waktu kerja

2. Karyawan Shift


Untuk pekerjaan yang langsung berhubungan dengan proses produksi yang

membutuhkan pengawasan terus menerus selama 24 jam, para karyawan diberi

pekerjaan bergilir (shift work). Pekerjaan dalam satu hari dibagi tiga shift, yaitu

tiap shift bekerja selama 8 jam dan 15 menit pergantian shift dengan pembagian

sebagai berikut:

− Shift I (pagi) : 00.00 – 08.15 WIB

− Shift II (sore) : 08.00 – 16.15 WIB

− Shift III (malam) : 16.00 – 00.15 WIB

Jam kerja bergiliran berlaku bagi karyawan. Untuk memenuhi kebutuhan pabrik,

setiap karyawan shift dibagi menjadi empat regu dimana tiga regu kerja dan satu

regu istirahat. Pada hari Minggu dan libur nasional karyawan shift tetap bekerja

dan libur 1 hari setelah setelah tiga kali shift.

3. Karyawan borongan

Apabila diperlukan, maka perusahaan dapat menambah jumlah karyawan

yang dikerjakan secara borongan selama kurun jangka waktu tertentu yang

ditentukan menurut kebijaksanaan perusahaan.

9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan

Dalam melaksanakan kegiatan perusahaan/ pabrik, dibutuhkan susunan karyawan

seperti pada struktur organisasi. Jumlah karyawan yang dibutuhkan adalah sebagai

berikut Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya

Jabatan Jum

lah

Pendidikan

Dewan Komisaris 1 Ekonomi/Teknik (S1)

Direktur 1

Teknik Kimia (S2),pengalaman 10

tahun

Staf Ahli 1 Teknik Kimia (S2)

Sekretaris 1 Sekretaris (D3)

Manajer Produksi 1 Teknik Kimia (S1)


Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya (lanjutan)

Jabatan Juml

ah Pendidikan

Manajer Teknik 1

Teknik Industri (S1), Pengalaman

5 tahun

Manajer Umum dan Keuangan 1

Ekonomi/Manajemen (S1),

Pengalaman 5 tahun

Manajer Pembelian dan Pemasaran 1

Ekonomi/Manajemen (S1),

Pengalaman 5 tahun

Kepala Seksi Proses 1 Teknik Kimia (S1)

Kepala Seksi Laboratorium 1 Teknik Kimia (S1)

Kepala Seksi Utilitas 1 Teknik Kimia (S1)

Kepala Seksi Maintenance 1 Teknik Mesin (S1)

Kepala Seksi Listrik 1 Teknik Elektro (S1)

Kepala Seksi Instrumentasi 1 Teknik Instrumentasi Pabrik (D4)

Kepala Seksi Keuangan 1 Ekonomi (S1)

Kepala Seksi Administrasi 1 Manajemen/Akuntansi (S1)

Kepala Seksi Personalia 1 Hukum (S1)

Kepala Seksi Pembelian 1 Manajemen Pemasaran (D3)

Kepala Seksi Penjualan 1 Manajemen Pemasaran (D3)

Kepala Seksi Gudang 1 Politeknik (D3)

Karyawan Produksi 32 SMK/Politeknik

Karyawan Teknik 17 SMK/Politeknik

Karyawan Umum dan Keuangan 11 SMU/D1/Politeknik

Karyawan Pembelian dan Pemasaran 14 SMU/D1/Politeknik

Dokter 1 Kedokteran (S1)

Perawat 2 Akademi Perawat (D3)

Petugas Keamanan 4 SMU/Pensiunan ABRI

Petugas Kebersihan 4 SMU

Perwira Keamanan 2 Polri yang masih aktif

Supir 4 SMU/STM


Jumlah 114

9.7 Sistem Penggajian

Penggajian karyawan didasarkan kepada jabatan, tingkat pendidikan, pengalaman

kerja, keahlian dan resiko kerja.

Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan

Jabatan Jumlah Gaji/bulan (Rp)

Jumlah gaji/bulan (Rp)

Dewan Komisaris 1 13.000.000 13.000.000 Direktur 1 18.000.000 18.000.000 Staf Ahli 1 9.000.000 9.000.000 Sekretaris 1 2.000.000 2.000.000 Manajer Produksi 1 7.000.000 7.000.000 Manajer Teknik 1 7.000.000 7.000.000 Manajer Umum dan Keuangan 1 7.000.000 7.000.000 Manajer Pembelian dan Pemasaran 1 7.000.000 7.000.000 Kepala Seksi Proses 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Laboratorium 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Utilitas 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Maintenance 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Listrik 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Instrumentasi 1 4.500.000 4.000.000 Kepala Seksi Keuangan 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Administrasi 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Personalia 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Pembelian 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Penjualan 1 4.500.000 4.500.000 Kepala Seksi Gudang 1 4.500.000 4.500.000 Karyawan Produksi 32 1.500.000 48.000.000 Karyawan Teknik 17 1.500.000 25.500.000 Karyawan Umum dan Keuangan 11 1.500.000 16.500.000 Karyawan Pembelian dan Pemasaran 14 1.500.000 21.000.000 Dokter 1 3.000.000 3.000.000 Perawat 2 1.500.000 3.000.000 Petugas Keamanan 4 1.300.000 5.200.000 Petugas Kebersihan 4 1.100.000 4.400.000 Perwira Keamanan 2 1.300.000 2.600.000 Supir 4 1.500.000 6.000.000 Jumlah 114 272.200.000


9.8 Fasilitas Tenaga Kerja

Selain upah resmi, perusahaan juga memberikan beberapa fasilitas kepada

setiap tenaga kerja antara lain:

1. Fasilitas cuti tahunan.

2. Tunjangan hari raya dan bonus.

3. Fasilitas asuransi tenaga kerja, meliputi tunjangan kecelakaan kerja dan

tunjangan kematian, yang diberikan kepada keluarga tenaga kerja yang

meninggal dunia baik karena kecelakaan sewaktu bekerja maupun di luar

pekerjaan.

4. Pelayanan kesehatan yang memadai.

5. Penyediaan sarana transportasi/bus karyawan.

6. Penyediaan kantin, tempat ibadah dan sarana olah raga.

7. Penyediaan seragam dan alat-alat pengaman (sepatu, seragam, helm dan sarung

tangan).

8. Fasilitas kenderaan untuk para manajer bagi karyawan pemasaran dan pembelian.

9. Family Gathering Party (acara berkumpul semua karyawan dan keluarga) setiap

satu tahun sekali.

10. Bonus 1% dari keuntungan perusahaan akan didistribusikan untuk seluruh

karyawan.


BAB X ANALISA EKONOMI

Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dan tingkat

pendapatannya, maka dilakukan analisa perhitungan secara teknik. Selanjutnya perlu

juga dilakukan analisa terhadap aspek ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil

analisa tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan dapat diambil untuk pengarahan

secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi

dalam kondisi yang memberikan keuntungan.

Berbagai parameter ekonomi digunakan sebagai pedoman untuk menentukan

layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan besarnya tingkat pendapatan yang dapat

diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain:

1. Modal investasi / Capital Investment (CI)

2. Biaya produksi total / Total Cost (TC)

3. Marjin keuntungan / Profit Margin (PM)

4. Titik impas / Break Even Point (BEP)

5. Laju pengembalian Modal / Return On Investment (ROI)

6. Waktu pengembalian Modal / Pay Out Time (POT)

7. Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR)

10.1 Modal Investasi

Modal investasi adalah seluruh modal untuk mendirikan pabrik dan mulai

menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi

terdiri dari:

10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI)

Modal investasi tetap adalah modal yang diperlukan untuk menyediakan segala

peralatan dan fasilitas manufaktur pabrik. Modal investasi tetap ini terdiri dari:

1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) / Direct Fixed Capital Investment

(DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik,


membeli dan memasang mesin, peralatan proses, dan peralatan pendukung yang

diperlukan untuk operasi pabrik.

Modal investasi tetap langsung ini meliputi:

- Modal untuk tanah

- Modal untuk bangunan

- Modal untuk peralatan proses

- Modal untuk peralatan utilitas

- Modal untuk instrumentasi dan alat kontrol

- Modal untuk perpipaan

- Modal untuk instalasi listrik

- Modal untuk insulasi

- Modal untuk investaris kantor

- Modal untuk perlengkapan kebakaran dan keamanan

- Modal untuk sarana transportasi

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap

langsung, MITL sebesar = Rp 46.437.126.260

2. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) / Indirect Fixed Capital

Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik

(construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan

secara langsung dengan operasi proses. Modal investasi tetap tak langsung ini

meliputi:

- Modal untuk pra-investasi

- Modal untuk engineering dan supervisi

- Modal untuk biaya kontraktor (contractor’s fee)

- Modal untuk biaya tak terduga (contigencies)

Dari perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap tak langsung,

MITTL sebesar Rp 14.687.893895

Maka total modal investasi tetap, MIT = MITL + MITTL

= Rp 46.437.126.260 + Rp 14.687.893895

= Rp 61.125.020.155


10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC)

Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai

mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka

waktu pengadaan biasanya antara 3 – 4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya

hasil produksi yang diterima. Dalam perancangan ini jangka waktu pengadaan modal

kerja diambil 3 bulan. Modal kerja ini meliputi:

- Modal untuk biaya bahan baku proses dan utilitas

- Modal untuk kas

Kas merupakan cadangan yang digunakan untuk kelancaran operasi dan

jumlahnya tergantung pada jenis usaha. Alokasi kas meliputi gaji pegawai, biaya

administrasi umum dan pemasaran, pajak, dan biaya lainnya.

- Modal untuk mulai beroperasi (start-up)

- Modal untuk piutang dagang

Piutang dagang adalah biaya yang harus dibayar sesuai dengan nilai penjualan

yang dikreditkan. Besarnya dihitung berdasarkan lamanya kredit dan nilai jual

tiap satuan produk.

Rumus yang digunakan:

HPT12IPPD ×=

Dengan: PD = piutang dagang

IP = jangka waktu yang diberikan (3 bulan)

HPT = hasil penjualan tahunan

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal kerja sebesar

Rp 38.018.948.369

Maka, total modal investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

= Rp 61.125.020.155 + Rp 38.018.948.369

= Rp 99.143.968.524

Modal investasi berasal dari:

- Modal sendiri/saham-saham sebanyak 60 % dari modal investasi total

Dari Lampiran E diperoleh modal sendiri = Rp 59.486.381.115

- Pinjaman dari bank sebanyak 40 % dari modal investai total


Dari Lampiran E diperoleh pinjaman bank = Rp 39.657.587.419

Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC)

Biaya produksi total merupakan semua biaya yang digunakan selama pabrik

beroperasi. Biaya produksi total meliputi:

10.1.3 Biaya Tetap (BT) / Fixed Cost (FC)

Biaya tetap adalah biaya yang jumlahnya tidak tergantung pada jumlah

produksi, meliputi:

- Gaji tetap karyawan

- Depresiasi dan amortisasi

- Pajak bumi dan bangunan

- Bunga pinjaman bank

- Biaya perawatan tetap

- Biaya tambahan

- Biaya administrasi umum

- Biaya pemasaran dan distribusi

- Biaya asuransi

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya tetap sebesar

Rp 31.203.275.274

10.1.4 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC)

Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah

produksi. Biaya variabel meliputi:

- Biaya bahan baku proses dan utilitas

- Biaya karyawan tidak tetap/tenaga kerja borongan

- Biaya pemasaran

- Biaya laboratorium serta penelitian dan pengembangan (litbang)

- Biaya pemeliharaan


- Biaya tambahan

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya variabel sebesar

Rp 22.741.286.309

Maka, biaya produksi total, BPT = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 31.203.275.274 + Rp 22.741.286.309

= Rp 53.944.561.583

10.2 Total Penjualan (Total Sales)

Penjualan diperoleh dari hasil penjualan produk Magnesium klorida yaitu

sebesar Rp 93.340.486.800

10.3 Perkiraan Rugi/Laba Usaha

Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh:

1. Laba sebelum pajak = Rp 39.198.945.591

2. Pajak penghasilan = Rp 11.742.183.677

3. Laba setelah pajak = Rp 27.456.761.914

10.4 Analisa Aspek Ekonomi

10.4.1 Profit Margin (PM)

Profit Margin adalah persentase perbandingan antara keuntungan sebelum

pajak penghasilan PPh terhadap total penjualan.

PM = penjualantotal

pajaksebelumLaba× 100 %

PM = 100%x .80093.340.486 Rp .59139.198.945 Rp

= 41,9957 %

Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 41,9957 % maka pra

rancangan pabrik ini memberikan keuntungan.


10.4.2 Break Even Point (BEP)

Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik pada saat hasil

penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak

untung dan tidak rugi.

BEP = VariabelBiayaPenjualanTotal

TetapBiaya−

× 100 %

BEP = 100%x .30922.741.286 Rp - .80093.340.486 Rp

.27431.203.275 Rp

= 44,1978%

Kapasitas produksi pada titik BEP = 220,9889 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP = Rp 41.254.417.664

Dari data feasibilities, (Timmerhaus, 2004)

- BEP ≤ 50 %, pabrik layak (feasible)

- BEP ≥ 70 %, pabrik kurang layak (infeasible).

Dari perhitungan diperoleh BEP = 44,1978% maka pra rancangan pabrik ini

layak.

10.4.3 Return on Investment (ROI)

Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap

tahun dari penghasilan bersih.

ROI = investasi modal Total

pajak setelah Laba× 100 %

ROI = 100%x .52499.143.968 Rp .91427.456.761 Rp

= 27,6938 %

Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi

total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah:

• ROI ≤ 15 % resiko pengembalian modal rendah

• 15 ≤ ROI ≤ 45 % resiko pengembalian modal rata-rata

• ROI ≥ 45 % resiko pengembalian modal tinggi


Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 27,6938 %, sehingga pabrik yang

akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rata-rata.

10.4.4 Pay Out Time (POT)

Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu

pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi dengan

penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada

kapasitas penuh setiap tahun.

POT = tahun1x 0,2769

1

POT = 3,6109 tahun

Dari harga di atas dapat dilihat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 3,6109 tahun operasi.

10.4.5 Return on Network (RON)

Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan

modal sendiri.

RON = sendiriModal

pajaksetelahLaba× 100 %

RON = 100%x .11559.486.381 Rp .91427.456.761 Rp

RON = 46,1564%

10.4.6 Internal Rate of Return (IRR)

Internal Rate of Return merupakan persentase yang menggambarkan

keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan

besarnya sama.

Apabila IRR ternyata lebih besar dari MARR, maka pabrik akan menguntungkan

tetapi bila IRR lebih kecil dari MARR maka pabrik dianggap rugi.

Dari perhitungan lampiran E diperoleh IRR = 42,21 %, bila bunga deposito

bank saat ini sebesar 12,5% (Bank Mandiri, 2009) dan laju inflasi tahunan sebesar

7,31% (www.infobisnis.com 14 Oktober 2009) maka MARR (minimum Acceptable

Rate of Return) adalah :

MARR = (1 + bunga deposito)(1 + laju inflasi tahunan)-1

http://www.infobisnis.com/�


= (1 + 0,125)(1 + 0,0731) – 1

= 20,72%

IRR > MARR, maka pra rancangan ini layak.


BAB XI

KESIMPULAN

Dari hasil analisa dan perhitungan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1.Kapasitas Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida dari Magnesium

Hidroksida dan Asam Klorida direncanakan 500 ton/tahun dengan 330 hari

kerja/tahun.

2.Bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan bentuk organisasi garis

dan staf.

3.Lokasi pabrik direncanakan di daerah Labuhan, Provinsi Sumatera Utara karena

berbagai pertimbangan antara lain , daerah pemasaran, sarana transportasi yang

mudah dan cepat, serta dekat dengan sumber air yaitu Sungai Deli.

4.Luas tanah yang dibutuhkan adalah 8990 m2.

5.Jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan adalah 114 orang.

6.Dari hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida ini adalah

sebagai berikut

Modal Investasi : Rp 99.143.968.524

Biaya Produksi : Rp 53.944.561.583

Hasil Penjualan : Rp 93.340.486.800

Laba Bersih : Rp 27.456.761.914

Profit Margin : 41,99%

Break Even Point : 44,19%

Return on Investment : 27,69 %

Return on Network : 46,15%

Pay Out Time : 3,61 tahun

Internal Rate of Return : 42,21 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan

Magnesium Klorida dari Magnesium Hidroksida dan Asam Klorida ini layak untuk

didirikan.


DAFTAR PUSTAKA

Anonim.1998.Filter Press. http://www. icis.com: 5 Maret 1998

Anonim.1998b www. Wikipedia.com,1998)

Anonim.2000.Kemurnia MgCl2 http://www. lyondellbasell.com : 2 January 2000.

Anonim.2001b.Kelarutan MgCl2 Hidroksida.7 February 2001

Anonim. 2001a.Magnesium Hidroksida http://www. lyondellbasell.com: 1 Desember

2001

Anonim.2006 PT. Prudential Life Assurance, 2006

Anonim. 2007.Zeolite.2 Maret 2007

Anonim. 2008a.Limited Reaction. John Wiley and Sons Inc:3 Desember 2008

Anonim, 2008b. Pengolahan air.15 Maret 2008

Anonim.2009 http:// www.hargatoyota.com, November 2009.

Anonim. 2009. http:// www.infobisnis.com

Anonim.2009. http://www.Kompas.com, 14 Oktober 2009.

Anonim. 2009. http:// www.photoformulary.com.

Anonim. 2009. http:// www.Warta Ekonomi.com

Anonim. 2009. Asosiasi Asuransi jiwa Indonesia-AAJI

Anonim. 2009. PERTAMINA

Bank Mandiri. 2007. Cicilan Ringan KPR dan Kredit Usaha. Jakarta.

Bapedal Sumut, 2008, Air Sungai Deli 22 September 2008

Beckart Environmental, Inc. 2004. Bioprocessing Using Activated Sludge.

www.beckart.com.html

Bernasconi, G. 1995. Teknologi Kimia. Bagian 1 dan 2. PT. Pradnya Paramita.

Jakarta.

BPS. Data Impor Indonesia .Badan Pusat Statistik berbagai tahun

Brownell, L.E., Young, E.H., 1959, Process Equipment Design, Wiley Eastern Ltd.,

New Delhi.

Crites, Ron dan George Tchobanoglous. 2004. Small and Decentralized

Wastemanagement Systems. Singapore: Mc.Graw-Hill, Inc.

http://www.hargatoyota.com/�

http://www.infobisnis.com/�

http://www.beckart.com.html/�


Degremont. 1991. Water Treatment Hadbook. 5th Edition, New York: John Wiley &

Sons.

Dini Harsanti, 2008. Berbagai cara Pembutan magnesium klorida.Januari 2008

Ettouney, 2002. Fundamentals of salt water desalination.Department of chemical

Engineering College of Engineering and petroleum Kuwait University. New

York: John Wiley and Sons Inc.

Felder,Richard M ,1986, Elementary Principles of Chemical Processes, New York:

John Wiley and Sons Inc.

Foust, A.S., 1980, Principles of Unit Operation, John Wiley and Sons, Inc., London.

Geankoplis, C.J.. 1997. Transport Processes and Unit Operations. 3 rd editions.

Prentice-Hall of India. New Delhi.

Kainer, 2003. inorganic chemistry. New York: John Wiley and Sons Inc.

Kawamura. 1991. An Integrated Calculation of Wastewater Engeneering. John

Willey and Sons. Inc. New York.

KEP-03/MENLH/1/1998.Lingkungan Hidup

Kep.234/Men/2003,Jam kerja karyawan

Kern, D.Q.. 1965. Process Heat Transfer. McGraw-Hill Book Company. New York

Stephanopoulus, G.,1984. Chemical Process Control An Introduction to

Theory and Practise. Prentice Hall. New Jersey.

Kirk, R.E. dan Othmer, D.F. 1981. Encyclopedia of Chemical Engineering

Technology. New York: John Wiley and Sons Inc.

Lab. Analisa FMIPA USU,1999.perbandingan Na2CO3 terhadap limbah.

Madura, Jeff. 2000. Introduction to Business.2nd Edition. USA: South-Western

College Publishing.

McCabe, W.L., Smith, J.M. 1997. Operasi Teknik Kimia. Edisi Keempat. Penerbit

Erlangga. Jakarta.

Metcalf dan Eddy, 1991. Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse.

McGraw-HillBook Company, New Delhi.

Montgomery, Douglas C. 1992. Reka Bentuk dan Analisis Uji Kaji (Terjemahan).

Kuala Lumpur: Penerbit Universiti Sains Malaysia Pulau Pinang.

Patnik, 2003. Inorganic hand book. New York: John Wiley and Sons Inc.

Pasal 10 Kep.234/Men/2003. Perhitungan Upah Lembur


Pasal 2 ayat 1 UU No.20/97. Pajak Bumi dan Bangunan.

Pasal 5 UU No.21/97. Pajak Bumi dan Bangunan.




Perry, R.H, Green, D, 1999, Chemical Engineering Handbook, Mc Graw-Hill

Company, New York

Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E.West. 1991. Plant Design and

Economics for Chemical Engineer. 4th Edition. International Edition.

Mc.Graw-Hill. Singapore.

PT. Bratachem chemical. 2009. Price Product List. Medan.

Reklaitis, G.V., 1983. Introduction to Material and Energy Balance. McGraw-Hill

Book Company, New York.

Rittmann, 2001. Environmental, Inc. 2004. Bioprocessing Using Activated Sludge.

Rusjdi, Muhammad. 1999. PPh Pajak Penghasilan. PT. Indeks Gramedia. Jakarta.

Smith, J.M., H.C. Van Ness dan M.M. Abbot, 1996, “Introduction to Chemical

Engineering Thermodynamic”, Mc-Graw Hill Book Company, New York.

Sutarto. 2002. Dasar-dasar Organisasi. Yogyakarta : Gajah Mada University Press.

Ulrich, Gael D.. 1984. A Guide to Chemical Engineering Process Design Economics.

Jhon Wiley and Sons Inc, USA. New York.

UU No. 1 tahun 1995.

Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997.Pajak bumi dan

bangunan.

UU No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 ayat 6. Aturan Depresiasi.

UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000.Perhitungan biaya Depresiasia.

UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000.Pajak.

Vogel 1979. Textbook of macro and semimacro qualitative inorganic analysis . G

Svehla, Longman inc. New York.


Walas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment. United States of America :

Butterworth Publisher.

Waluyo. 2000. Perubahan Perundang - undangan Perpajakan Era Reformasi.

Penerbit Salemba Empat. Jakarta.

www. US patent 3,719,743.com




LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

A.1 Perhitungan Pendahuluan

Prarancangan pabrik pembuatan Magnesium Klorida dilaksanakan untuk

kapasitas produksi sebesar 500 ton/tahun, dengan ketentuan sebagai berikut:

1 tahun operasi = 330 hari kerja

1 hari kerja = 24 jam

Basis = 1 jam operasi

Maka kapasitas produksi Magnesium Klorida tiap jam adalah:

=jam 24

hari 1xhari 330

tahun1x ton1

kg 1.000x tahun1

ton500

= 63,1313 kg/jam

Raksi :


Jumlah MgCl2 yang diinginkan = 63,1313 kg/jam (dengan kadar 98%)

(Anonim, 2000)

Mr Mg(OH)2 = 58,31

Mr CaO = 56,08

Mr SiO2 = 88,172

Fe2O3 = 159,694

Mr H2O = 18

Jumlah MgCl2 yang murni = 98% x 63,1313 kg/jam

= 61,8686 kg/jam

Perhitungan neraca massa dilakukan mengikuti metode perhitungan alur

maju.

Basis perhitungan : F1 = 42,1787 kg/jam

LA-1


LA.1 REAKTOR (R-201)

Fungsi : Sebagai tempat mereaksikan Mg(OH)2 dengan HCl

HCl = 10%

H2O = 90 %

Alur (2)

Alur (1) Mg(OH)2 sisa

Mg(OH)2 = 95 % MgCl2

CaO = 1 % Alur (4) CaO

Fe2O3 = 0,35 % Fe2O3

SiO2 = 3 % SiO2

H2O = 0,65 % H2O

HCl sisa

Umpan merupakan fase padat yang direaksikan dengan HCl 10% disini

impurity seperti CaO, Fe2O3, SiO2 tidak ikut larut dengan penambahan asam klorida

encer tersebut (Vogel, 1979) sehingga terbentuk magnesium klorida dengan konversi

94,5% (Anonim, 2008a).

Alur 1

F1Mg(OH)2 = 0,95 x 42,1787 = 40,0698kg/jam

F1CaO = 0,01 x 42,1787 = 0,4218kg/jam

F1Fe2O3 = 0,0035 x 42,1787 = 0,1476kg/jam

F1SiO2 = 0,03 x 42,1787 = 1,2654kg/jam

F1H2O = 0,0065 x 42,1787 = 0,2742kg/jam

Alur 2


kmol Mg(OH)2 = 31,58

0698,40 = 0,6872 kmol

kmol HCl = 2 x 0,6872 = 1,3744 kmol

massa HCl = 1,3744 x 36,5 = 50,1645 kg/jam

F2HCl = 50,1645 kg/jam

Reaktor

LA-2


Jadi laju alir 2 adalah

0,1 F2 = 50,1645

F2 = 501,645 kg/jam

F2H2O = 501,645 kg/jam – 50,1645 kg/jam

= 451,4806 kg/jam

Alur 4

Konversi 94,5 % (anonim, 2008a)

Mg(OH)2 bereaksi : 0,945 x 0,6872 = 0,6494

Reaksi : Mg(OH)2 (s) + 2 HCl (aq) MgCl2 (aq) + 2 H2O (l)

Mula2 (kmol) 0,6872 1,3744 0 0

Reaksi 0,6494 1,2988 0,6494 1,2988

Sisa 0,0378 0,0756 0,6494 1,2988

kmol Mg(OH)2 yang bereaksi = kmol MgCl2 yang bereaksi = 0,6494 kmol

F4MgCl2 = 0,6494 x 95,31

= 61,8934 kg/jam

F4CaO = F1

CaO = 0,4218kg/jam

F4Fe2O3 = F1

Fe2O3 = 0,1476kg/jam

F4SiO2 = F1

SiO2 = 1,2654 kg/jam

F4H2O = F1

H2O + F2H2O + hasil reaksi

Hasil reaksi (Mg(OH)2 + HCl) yang berupa air :

Kmol H2O = 2 x 0,6494

= 1,2988 kmol

Massa H2O = 1,2988 x 18

= 23,3780kg/jam

F4H2O = F1

H2O + F2H2O + hasil reaksi

= 0,2742kg/jam + 451,4806kg/jam + 23,3780kg/jam

= 475,1328 kg/jam

LA-3


Mg(OH)2 sisa :

Kmol Mg(OH)2 sisa = 0,6872kmol - 0,6494kmol

= 0,0378 kmol

F4Mg(OH)2 sisa = 0,0378 x 58,31

= 2,2038 kg/jam

HCl sisa :

Kmol HCl sisa = 1,3744 kmol - 1,2988 kmol

= 0,0756 kmol

F4HCl sisa = 0,0756 x 36,5

= 2,7590 kg/jam

Tabel L.A-1 Neraca Massa pada Reaktor (R-201)



Mg(OH)2

Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

HCl

HCl sisa

MgCl2

40,0698

0,4218

0,1476

1,2654

0,2742

451,4806

50,1645

2,2038

0,4218

0,1476

1,2654

475,1328

2,7590

61,8934

Jumlah 543,8238 543,8238

LA-4


LA.2 FILTER PRESS 1 (H-301)

Fungsi : Sebagai pemisah antara padatan dengan cairan

Alur (4) Alur (9) Padatan

MgCl2 MgCl2

CaO Alur CaO

Fe2O3 MgCl2 Fe2O3

SiO2 Alur (8) CaO SiO2

H2O Cairan Fe2O3 H2O

Mg(OH)2 sisa H2O SiO2

HCl sisa MgCl2 Mg(OH)2 sisa

Mg(OH)2 sisa

Umpan yang masuk pada filter, berupa padatan dan cairan. CaO, Fe2O3,

SiO2, Mg(OH)2 yang berupa padatan akan dibuang dari produk. Asumsi efisiensi alat

sebesar 98% (Anonim,1998).

Alur 4

F4MgCl = 61,8934 kg/jam

F4CaO = 0,4218 kg/jam

F4Fe2O3 = 0,1476 kg/jam

F4SiO2 = 1,2654 kg/jam

F4H2O = 475,1328 kg/jam

F4Mg(OH)2 sisa = 2,2038 kg/jam

F4HCl sisa = 2,7590 kg/jam

Alur 8

F8MgCl = 0,98 x F4

MgCl

= 0,98 x 61,8934

= 60,6555 kg/jam

Filter Press 1

LA-5


F8CaO = 0,98 x F4

CaO

= 0,98 x 0,4218

= 0,0084 kg/jam

F8Fe2O3 = 0,98 x F4

Fe2O3

= 0,02 x 0,1476

= 0,0030 kg/jam

F8SiO2 = 0,02 x F4

SiO2

= 0,02 x 1,2654

= 0,0253 kg/jam

F8H2O = 0,98 x F4

H2O

= 0,98 x 475,1328

= 465,6302 kg/jam

F8Mg(OH)2 sisa = 0,02 x F4

Mg(OH)2 sisa

= 0,0441 kg/jam

F8HCl sisa = 0,98 x 2,7590 kg/jam = 2,7039 kg/jam

Alur 9 (padatan)

F9MgCl = F3

MgCl – F8MgCl

= 61,8934 kg/jam - 60,6555 kg/jam

= 1,2379 kg/jam

F9CaO = F3

CaO - F8CaO

= 0,4218 kg/jam - 0,0084 kg/jam

= 0,4134 kg/jam

F9Fe2O3 = F3

Fe2O3 – F8Fe2O3

= 0,1476 kg/jam - 0,003 kg/jam

= 0,1447 kg/jam

F9SiO2 = F3

SiO2 – F8SiO2

LA-6


= 1,2654 kg/jam - 0,0253 kg/jam

= 1,2401 kg/jam

F9H2O = F3

H2O – F8H2O

= 475,1328 kg/jam - 465,6302 kg/jam

= 2,0874 kg/jam

F9Mg(OH)2 sisa = F3

Mg(OH)2 sisa – F8Mg(OH)2 sisa

= 2,2038 kg/jam - 0,0441 kg/jam

= 2,1597 kg/jam

F9HCl sisa = F3

HCl sisa - F8HCl sisa

= 2,7590 kg/jam - 2,7039 kg/jam

= 0,0552 kg/jam

Tabel L.A-2 Neraca Massa pada Filter Press 1 (H-301)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

HCl sisa

2,2038

0,4218

0,1476

1,2654

475,1328

61,8934

2,7590

0,0441

0,0084

0,0030

0,0253

465,6302

60,6555

2,7039

2,1597

0,4134

0,1447

1,2401

9,5027

1,2379

0,0552

Jumlah 543,8238 543,8238

LA-7


LA.3 MIXER 2 (M-302)

Fungsi : Untuk melarutkan MgCl2 dengan menggunakan air

Alur (10)

H2O

Alur (9) Alur (11)

MgCl2 MgCl2

CaO Alur CaO

Fe2O3 Fe2O3

SiO2 SiO2

H2O H2O

Mg(OH)2 sisa Mg(OH)2 sisa

HCl sisa

Perbandingan H2O yang ditambahkan untuk melarutkan MgCl2 adalah :

1 kmol MgCl2 : 10 kmol H2O dimana semua MgCl2 larut semua dalam air.

(anonim, 2001b)

Alur 9



F9Fe2O3 = 0,1447 kg/jam

F9SiO2 = 1,2401 kg/jam

F9H2O = 9,5027 kg/jam



Alur 10

kmol MgCl2 = 1,2379 / 95,31 = 0,01299 kmol

kmol H2O = 0,01299 kmol x 10 = 0,1299 kmol

massa H2O yang ditambahkan = 0,1299 kmol x 18

F10H2O = 2,33780 kg/jam

Mixer 2

LA-8


Alur 11



F11Fe2O3 = 0,1447 kg/jam

F11SiO2 = 1,2401 kg/jam

F11H2O = 11,8405 kg/jam



Tabel L.A-3 Neraca Massa pada Mixer 2 (M-302)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

HCl sisa

2,1597

0,4134

0,1447

1,2401

9,5027

1,2379

0,0552

2,3378

2,1597

0,4134

0,1447

1,2401

11,8405

1,2379

0,0552

Jumlah 17,0915 17,0915

LA-9


LA.4 FILTER PRESS 2 (H-303)

Fungsi : Sebagai pemisah antara padatan dengan cairan

Alur (11) Alur (13) Padatan

MgCl2 MgCl2

CaO Alur CaO

Fe2O3 MgCl2 Fe2O3

SiO2 Alur (12) CaO SiO2

H2O Limpahan Fe2O3 H2O

Mg(OH)2 sisa H2O SiO2

HCl sisa MgCl2 Mg(OH)2 sisa

Mg(OH)2 sisa

Umpan yang masuk pada filter press, berupa padatan dan cairan. CaO, Fe2O3,

SiO2, Mg(OH)2 yang berupa padatan akan dibuang dari produk. Asumsi magnesium

klorida terikut seluruhnya pada limpahan (Anonim, 1998).

Alur 11



F11Fe2O3 = 0,1447 kg/jam

F11SiO2 = 1,2401 kg/jam

F11H2O = 11,8405 kg/jam



Alur 12 (limpahan)

F12MgCl = 0,98 x F11

MgCl

= 0,98 x 1,2379

= 1,2131 kg/jam

F12CaO = 0,02 x F11

CaO

Filter Press 2

LA-10


= 0,02 x 0,4134

= 0,0083 kg/jam

F12Fe2O3 = 0,02 x F11

Fe2O3

= 0,02 x 0,1447

= 0,0029 kg/jam

F12SiO2 = 0,02 x F11

SiO2

= 0,02 x 1,2401

= 0,0248 kg/jam

F121H2O = 0,98 x 11,8405 kg/jam

= 11,6037 kg/jam

F12Mg(OH)2 sisa = 0,02 x F11

Mg(OH)2 sisa

= 0,0432 kg/jam

F12HCl sisa = 0,98 x 0,0552 kg/jam

= 0,0541 kg/jam

Alur 13 (padatan)

F13MgCl = F11

MgCl – F12MgCl

= 1,2379 kg/jam - 1,2131 kg/jam

= 0,0248 kg/jam

F13CaO = F11

CaO - F12CaO

= 0,4134 kg/jam - 0,0083 kg/jam

= 0,4051 kg/jam

F13Fe2O3 = F11

Fe2O3 – F12Fe2O3

= 0,1447 kg/jam - 0,0029 kg/jam

= 0,1418 kg/jam

F13SiO2 = F11

SiO2 – F12SiO2

LA-11


= 1,2401 kg/jam - 0,0248 kg/jam

= 1,2153 kg/jam

F13H2O = F11

H2O – F12H2O

= 11,8405 kg/jam – 11,6037 kg/jam

= 0,2368 kg/jam

F13Mg(OH)2 sisa = F11

Mg(OH)2 sisa – F12Mg(OH)2 sisa

= 2,1598 kg/jam - 0,0432 kg/jam

= 2,1166 kg/jam

F13HCl sisa = F11

HCl sisa - F12HCl sisa

= 0,0011 kg/jam

Tabel L.A-4 Neraca Massa pada Filter Press 2 (H-303)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

HCl sisa

2,1597

0,4134

0,1447

1,2401

11,8405

1,2379

0,0552

0,0432

0,0083

0,0029

0,0248

11,6037

1,2131

0,0541

2,1166

0,4051

0,1418

1,2153

0,2368

0,0248

0,0011

Jumlah 17,0915 17,0915

LA-12


LA.5 EVAPORATOR 1 (V-401)

Fungsi : Untuk memekatkan MgCl2(l) dari 15% menjadi 50 % dengan cara

menguapkan air

Alur (15)

H2O

HCl sisa

Alur 14 (8+12) Alur (16)

MgCl2 MgCl2

CaO Alur CaO

Fe2O3 Fe2O3

SiO2 SiO2

H2O H2O


HCl sisa

Asumsi Air yang hilang sebesar 50 % dan HCl seluruhnya menguap

Alur (14)



F14Fe2O3 = 0,0058 kg/jam

F14SiO2 = 0,0501 kg/jam

F14H2O = 477,2338 kg/jam

F14MgCl2 = 61,8686 kg/jam


Alur (15)

F15H2O = 0,5 x 477,2338 = 238,6169 kg/jam


Alur (16)



F16Fe2O3 = 0,0058 kg/jam

Evaporator 1

LA-13


F16SiO2 = 0,0501 kg/jam

F16H2O = 477,2338 kg/jam - 238,6169 kg/jam = 238,6169 kg/jam


Tabel L.A-5 Neraca Massa pada Evaporator 1 (V-401)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

HCl sisa

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

477,2338

61,8686

2,7590

238,6169

2,7590

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

238,6169

61,8686

Jumlah 542,0213 542,0203

LA.6 EVAPORATOR 2 (V-404)

Fungsi : Untuk memekatkan MgCl2(l) dari 50% menjadi 98 % dengan cara

menguapkan air,dan uap air tersebut digunakan untuk memanaskan reaktor.

H2O

Alur 16 Alur (19)

MgCl2 MgCl2

CaO Alur CaO

Fe2O3 Fe2O3

SiO2 SiO2

H2O H2O


Perbandingan air yang keluar dari evaporator adalah 2 kmol :

1 kmol MgCl2, (US patent 3,719,743) .

Evaporator 2

LA-14


Alur 16



F16Fe2O3 = 0,0058 kg/jam

F16SiO2 = 0,0501 kg/jam

F16H2O = 238,6169 kg/jam


Alur 19

F19MgCl = F16

MgCl = 61,8686 kg/jam

F19CaO = F16

CaO = 0,0167 kg/jam

F19Fe2O3 = F16

Fe2O3 = 0,0058 kg/jam

F19SiO2 F16


kmol MgCl2 = 61,8686 / 95,31 = 0,6491

kmol H2O = 2 x 0,6491 = 1,2982 kmol

F19H2O = 1,2982 x 18 = 23,3687 kg/jam


Mg(OH)2 sisa = 0,0873 kg/jam

FH2O = F19H2O - F16

H2O

= 238,6169 kg/jam - 23,3687 kg/jam = 215,2482 kg/jam

Tabel L.A-6 Neraca Massa pada Evaporator 2 (V-404)


Alur (16) Alur (19)

Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

238,6169

61,8686

215,2482

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

23,3687

61,8686

Jumlah 300,6454 300,6454

LA-15


LA.7 Flash Drum (D-501)

Fungsi : Pemisah antara fasa gas dan fasa cairan berdasarkan perbedaan tekanan uap

34 0C

Gas HCl

Uap H2O

Alur (7)

Alur (5)

HCl = 37 %

H2O = 63 %

Alur (6)

H2O

HCl

34 0C

Diasumsikan bahwa gas HCl menguap sebesar 99,5%

(US patent 3,760,050).

Basis diambil HCl 37% sebanyak 15,7676 kg/jam.

Alur (5)

F5HCl = 0,37 x 15,7676 = 5,8340 kg/jam.

F5H2O = 0,63 x 15,7676 = 9,9336 kg/jam

Alur (7)

F7HCl (v) = 0,995 x 15,7676 kg/jam = 5,8048

F7H2O(v) = 0,005 x 15,7676 kg/jam = 0,0497

Alur (6)

F6H2O(l) = 9,8839 kg/jam

F6HCl (l) = 0,0292 kg/jam

Flash Drum

LA-16


Tabel L.A-7 Neraca Massa pada Flash Drum (D-501)



HCl

H2O

5,8340

9,9336

9,8839

0,0292

5,8048

0,0497

Jumlah 15,7676 15,7676

LA.8 SPRAY DRIER (D-601)

Fungsi : Merubah cairan MgCl2 fase cair menjadi MgCl2 dalam fase padat dengan

suhu tinggi

Alur (19) Alur (21)

MgCl2 MgCl2

CaO Alur CaO

Fe2O3 Fe2O3

SiO2 alur (20) SiO2

H2O gas HCl gasHCl

Mg(OH)2 sisa Udara Udara

Air Uap H2O

Diasumsikan bahwa gas HCl dapat menguapkan seluruh air, perbandingan

MgCl2 : gas HCl : Udara = 1 kmol : 24,5 kmol : 10,5 kmol, (US PATENT

3,760,050).

Alur 19



F19Fe2O3 = 0,0058 kg/jam

F19SiO2 = 0,0501 kg/jam

Spray drier

LA-17


F19H2O = 23,3687 kg/jam


Alur (20)

F20HCl (gas) = 580,4847 kg/jam

F20Udara = 197,4557 kg/jam

F20Uap Air = 0,0497 kg/jam

Alur 21

F21MgCl = F19

MgCl = 61,8686 kg/jam

F21CaO = F19

CaO = 0,0167 kg/jam

F21Fe2O3 = F19

Fe2O3 = 0,1476 kg/jam

F21SiO2 = F19


F21H2O(gas) = F19

H2O = 23,3687 kg/jam

F21HCl (gas) = 0,5805 kg/jam + 579,9042 kg/jam = 580,4847 kg/jam

(sama dengan 24,5 kmol MgCl2)

F21Udara = 197,4557 kg/jam (sama dengan 10,5 kmol dari MgCl2)


Mg(OH)2 sisa = 0,0873 kg/jam

Tabel L.A-8 Neraca Massa pada Spray Drier (D-601)

Komponen Keluar (kg/jam) Keluar (kg/jam)


Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

H2O

MgCl2

H2O(uap)

Udara

Gas HCl

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

23,3687

61,8686

0,0497

197,4557

580,4847

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

61,8686

23,4184

197,4557

580,4847

Jumlah 863,3873 863,3873

LA-18


LA.9 CYCLONE 1 (B-604)

Fungsi : Memisahkan padatan dengan gas secara tangensial membentuk vorteks

SiO2

MgCl2

Alur (22) CaO

Fe2O3 , H2O(v) , Mg(OH)2 , Udara, Gas HCl

Alur (21)

MgCl2

CaO Alur

Fe2O3

SiO2 Alur (23) MgCl2

H2O(v) CaO

Mg(OH)2 Fe2O3

Udara SiO2

Gas HCl Mg(OH)2

Asumsi effisiensi cyclone adalah 95 %.

Alur (21)



F21Fe2O3 = 0,0058 kg/jam

F21SiO2 = 0,0501 kg/jam

F21H2O(v) = 23,4184kg/jam


F21Udara = 197,4557 kg/jam


cyclone

LA-19


Alur (22)

F22 MgCl2 = 0,05 x 61,8686 = 3,0934 kg/jam

F22CaO = 0,05 x 0,0167 = 0,0008 kg/jam

F22Fe2O3 = 0,05 x 0,058 = 0,0003 kg/jam

F22SiO2 = 0,05 x 0,0501 = 0,0025 kg/jam

F22Mg(OH)2 sisa = 0,05 x 0,0873 = 0,0044 kg/jam

F22H2O(v) = F21

H2O(gas) = 23,4184kg/jam

F22HCl (gas) = F21

HCl (gas) = 580,4847 kg/jam

F22Udara = F21

Udara = 197,4557 kg/jam

Alur (23)

F23MgCl2 = 0,95 x 61,8686 = 58,7752 kg/jam

F23CaO = 0,95 x 0,0167 = 0,0159 kg/jam

F23Fe2O3 = 0,95 x 0,0058 = 0,0056 kg/jam

F23SiO2 = 0,95 x 0,0501 = 0,0476 kg/jam

F23Mg(OH)2 sisa = 0,95 x 0,0873 = 0,0829 kg/jam

Tabel L.A-9 Neraca Massa pada Cyclone 1 (B-604)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

MgCl2

H2O(uap)

Udara

Gas HCl

0,0873

0,0167

0,0058

0,0501

61,8686

23,4184

197,4557

580,4847

0,0044

0,0008

0,0003

0,0025

3,0934

23,4184

197,4557

580,4847

0,0829

0,0159

0,0056

0,0476

58,7752

Jumlah 863,3873 863,3873

LA-20


LA.10 CYCLONE 2 (B-605)

Fungsi : Memisahkan padatan dengan gas secara tangensial membentuk vorteks

H2O(v)

Alur (24) Udara

Gas HCl

Alur (22)

MgCl2

CaO Alur

Fe2O3

SiO2 Alur (25) MgCl2

H2O(v) CaO

Mg(OH)2 Fe2O3

Udara SiO2

Gas HCl Mg(OH)2

Diasumsikan bahwa hanya H2O(v), Udara dan gas HCl yang keluar dari

cyclone, karena jumlah CaO, Fe2O3, SiO2, Mg(OH)2, yang terikut sangat kecil

Alur (22)



F22Fe2O3 = 0,0003 kg/jam

F22SiO2 = 0,0025 kg/jam


F22H2O(v) = 23,4184 kg/jam


F22Udara =197,4557 kg/jam

Cyclone

LA-21


Alur (23)

F23H2O(v) = 23,3687 kg/jam



Alur (24)



F24Fe2O3 = 0,0003 kg/jam

F24SiO2 = 0,0025 kg/jam


Tabel L.A-10 Neraca Massa pada Cyclone 2 (B-605)



Mg(OH)2 sisa

CaO

Fe2O3

SiO2

MgCl2

H2O(uap)

Udara

Gas HCl

0,0044

0,0008

0,0003

0,0025

3,0934

23,4184

197,4557

580,4847

23,4184

197,4557

580,4847

0,0044

0,0008

0,0003

0,0025

3,0934

Jumlah 804,4602 804,4602

LA-22


LA.11 ADSORBER 1 (D-701)

Fungsi : Untuk Menyerap uap air sehingga terpisah dari gas HCl dan udara yang

akan di recycle ke Spray drier

Udara

Gas HCl

Alur (26)

Alur (24)

H2O(v)

Udara

Gas HCl Alur (27) H2O(l)

Udara

Gas HCl

Asumsi gas HCl dan udara yang hilang sebesar 1% .

Alur (24)

F24H2O(v) = 23,4184 kg/jam



Alur (26)

F26HCl (gas) = 580,4847 kg/jam x 0,99 = 574,6798 kg/jam

F26Udara =197,4557 kg/jam x 0,99 = 195,4811 kg/jam

Alur (27)

F27HCl (gas) = 580,4847 kg/jam - 574,6798 kg/jam = 5,8048 kg/jam

F27Udara = 197,4557 kg/jam - 195,4811 kg/jam = 1,9746 kg/jam

F27H2O(v) = 23,4184 kg/jam

Adsorber

LA-23


Tabel L.A-11 Neraca Massa pada Adsorber (D-701)



H2O(v)

H2O(l)

Gas HCl

Udara

23,4184

580,4847

197,4557

23,4184

5,8048

1,9746

574,6798

195.4811

Jumlah 801,3588 801,3588

LA.12 MIXER 1 (M-102)

Fungsi : Untuk merubah HCl 37% menjadi HCl 10%

Alur (18)

H2O

Alur (3) Alur (2)

HCl 37% HCl 10%

Alur

Diambil basis HCl 37% sebesar : 50,1654 kg/jam

Dengan banyaknya air: 351,4302 Kg/jam

HCl yang keluar dari mixing tank adalah HCl dengan konsentrasi 10%.

0,1 = OHHCl

HCl

2+

H2O = HClHCl−

37,0

LA-24


= jamkgjamkg /1654,501.0

/1654,50−

= 451,4806 kg/jam

Jumlah H2O yang ditambahkan dari kondensor untuk membuat larutan HCl 10%

= 451,4806 kg/jam - 351,4302 kg/jam

= 100,0504 kg/jam.

Tabel L.A-12 Neraca Massa pada Mixer 1 (M-102)



HCl

H2O

50,1654

351,4302

100,0504

50,1654

451,4806

Jumlah 501,6460 501,6460

LA.13 CONVEYOR (J-801)

Fungsi : Alat untuk mengangkut MgCl2 sebagai produk.

Alur 30 (23+25) Alur (32)

MgCl2 MgCl2

CaO CaO

Fe2O3 Fe2O3

SiO2 SiO2


Alur (30)

F30MgCl2 = 58,7752 kg/jam + 3,0934 kg/jam = 61,8686 kg/jam

Conveyor

LA-25


F30CaO = 0,0159 kg/jam + 0,0008 kg/jam = 0,0167 kg/jam

F30Fe2O3 = 0,0056 kg/jam + 0,0003 kg/jam = 0,0058 kg/jam

F30SiO2 = 0,0476 kg/jam + 0,0025 kg/jam = 0,0501 kg/jam

F30Mg(OH)2 sisa = 0,0829 kg/jam + 0,0044 kg/jam = 0,0873 kg/jam

Alur (32)



F32Fe2O3 = 0,0058 kg/jam

F32SiO2 = 0,0501 kg/jam


Tabel L.A-13 Neraca Massa pada Conveyor (J-801)


Alur (30) Alur (32)

MgCl2

CaO

Fe2O3

SiO2

Mg(OH)2 sisa

61,8686

0,0167

0,1476

1,2654

0,0873

61,8686

0,0167

0,0058

0,0501

0,0873

Jumlah 62,0285 62,0285

LA-26


LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Basis Perhitungan : 1 jam operasi

Satuan Operasi : Kj/jam

Temperatur referensi : 25 0C

Perhitungan neraca panas menggunakan rumus sebagai berikut:

Perhitungan beban panas pada masing-masing alur masuk dan keluar.

Q = H = ∫T

Tref

dTxCpxn (Smith,Van Ness, 1996)

LB.1 Kapasitas panas gas 432)( eTdTcTbTaCp g ++++= [ J/mol K ]

a B c d Range (0C) H2O 3,346E+01 0,688E-02 0,7604E-05 -3,593E-09 0-1500 HCl 29,13 -0,1341E-02 0,9715E-05 -4,335E-E-09 0-1200

Sumber : Felder ,1986

Cp H2O(l) = 75,4 J/mol K ( 0 – 100) 0C (Felder ,1986)

Data kapasitas panas padat

Cp CaO(s) = 42,168 J/mol K

Cp Fe2O3(s) = 104,16 J/mol K

Cp SiO2(s) = 12,8 + 0,0044 T – 302000/T2 (Perry’s, 1999)

Cp MgCl2(s) = 71,652 J/mol K

Cp Mg(OH)2(s) = 76,44 J/mol K

Cp HCl 10 % = 0,744 J/mol K (28 0C) (Perry’s, 1999)

Tabel LB.2 Panas laten [ J/mol ]

BM BP (K) ∆Hvl H2O 18 373,161 40656,2 HCl 36,5 188,127 16150,3

Sumber : Reklaitis, 1983

Tabel LB.3 Panas reaksi pembentukan LB-1 LA-2 LB-2


∆Hf (KJ/mol) Mg(OH)2 -928,074

CaO -637,308 Fe2O3 -827,4 SiO2 -851

H2O(l) -285,84 HCl(v) -167,37 H2O(l) -241,83 HCl(v) -92,31 MgCl2 -641,8

Sumber : Felder, 1986

Persamaan untuk menghitung kapasitas panas (Reklaitis, 1983) : 32 dTcTbTaCp +++= ................................................................................. (1)

Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi :

dTdTCTbTaCpdTT

T

T

T

)( 322

1

2

1

+++=∫ ∫ ................................................................ (2)

)(4

)(3

)(2

)( 41

42

31

32

21

2212

2

1

TTdTTcTTbTTaCpdTT

T

−+−+−+−=∫ ..................... (3)

Untuk sistem yang melibatkan perubahan fasa persamaan yang digunakan adalah :

∫∫ ∫ +∆+=22

1 1

T

Tv

T

T

T

TVll

b

b

dTCpHdTCpCpdT ................................................................. (4)

Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi :

∫∫ −+∆=2

1

2

1

T

Tout

T

ToutR CpdTNCpdTNHr

dtdQ


LB.1 Reaktor (R-201)

P = 1 bar

Alur 1 (T= 28 0C = 301,15 0C)

Superheated vapor HCl 10%

250 0C 28 0C

3,6 bar 2

Mg(OH)2

sisa

Mg(OH)2 1 MgCl2

CaO 28 0C 4 50 0C CaO

Fe2O3 Fe2O3

SiO2 SiO2

H2O H2O

HCl sisa

Kondensat pada 139,9 0C

3,6 bar

Superheated vapor dari evaporator 2, 250 0C

Panas masuk reaktor = ∫∑15,301

15,298dTCpN

Tabel LB.4 Panas Masuk Reaktor

Komponen

N (kmol/jam)

dTCp s∫15,301

15,298)( dTCp l∫

15,301

15,298)(

∫

15,301

15,298

dTCpN

Mg(OH)2(s) 0,6872 229,3200 157,5853 CaO(s) 0,0075 126,5040 0,9515 Fe2O3(s) 0,0009 312,4800 0,2889 SiO2(s) 0,0144 10,7550 0,1543 H2O(l) 0,0152 226,2000 3,4453 Total 162,4253

Alur 2 (T= 28 0C = 301,15 K)

P = 1 bar

Panas masuk reaktor = N Cp (T2-T1)

Tabel LB.5 Panas Masuk Reaktor Komponen

N (kmol/jam) Cp dt N Cp (301,15 - 298,15)

HCl 10% (l) 26,4566 2,2320 59,0512 Total 59,0512

Reaktor

LB-3


Alur 4 (T= 50 0C = 323,15 K)

P = 1 bar

Panas keluar reaktor = ∫∑15,323

15,298

4 dTCpN

Tabel LB.6 Panas keluar Reaktor

Komponen

N (kmol/jam)

dTCp∫15,323

15,298

∫

15,323

15,298

dTCpN

Mg(OH)2(s) 0,0378 0,9449 0,0357 CaO(s) 0,0075 1054,2000 7,9288 Fe2O3(s) 0,0009 2604,0000 2,4072 SiO2(s) 0,0144 11,0324 0,1583 H2O(l) 26,3963 1885 49756,9659 HCl sisa(g) 0,0756 738,1191 55,7947 MgCl2(s) 0,6494 1791,3 1163,2522 Total 50986,5429

Reaksi : Mg(OH)2 + 2 HCl MgCl2 + 2 H2O Konversi reaksi 94,5%

r = 0,945 x 0,6872/ 1 = 0,6494

∆Hr x r = [∆Hof MgCl2 +2 ∆Ho

f H2O(l) –∆Hof Mg(OH)2 - 2∆Ho

f HCl] x r

= 137,354 kJ/kmol x 0,649389949 kmol/jam = 89,1963 Kj/jam Qin = Σ Nin [H (301,15K) – H (298,15)] + Σ Nin [H (298,15K) – H (298,15)]

= 221,4765 Kj/jam

Qout = Σ Nout [H (323,15 K) – H (298,15)]= 50986,5429 Kj/jam

(dQ/dt) – (dW/dt) = r. ∆Hr (298,15 K) + Σ Nout [H (323,15 K) – H (298,15)]

- Σ Nin [H 301,15K) – H (298,15)] - Σ Nin [H (298,15K) –

H (298,15)].

(dQ/dt) - 0 = 50854,2627 Kj/jam

(dQ/dt) = 50854,2627 Kj/jam

LB-4


Kebutuhan superheated steam apabila T steam = 2500C dan keluar sebagai kondensat

pada suhu 139,90C

)6,3,9,139()6,3,250( 00 barCLbarCv HH −=λ

)5,5889,2965( −=λ kJ/kg

4,2377=λ kJ/kg

Massa yang diperlukan adalah :

λQinQoutm −

=

= 50854,2627 Kj/jam 2377,4 Kj/kg

= 21,3907 kg/jam

Tabel LB. 7 Neraca panas reaktor

Alur masuk (Kj /jam)

Alur keluar (Kj /jam)

Umpan 221,4765 Produk 50986,5429 del Hr 89,1963 Q 50854,2627 Total 51075,7392 51075,7392

LB.2 Mixer 2 (M-302)

Panas masuk = Panas keluar

Panas masuk Mixer : Qin = dT Cp Nn

298,15i

∫∑

Mg(OH)2 CaO Fe2O3 SiO2 MgCl2 HCl H2O

50 0C, 1 bar

H2O 30 oC, 1 bar

9 11

40,97 0C, 1 bar

Mg(OH)2 CaO Fe2O3 SiO2 MgCl2 HCl H2O

LB-5


Alur 9 (T = 50 0C = 323,15 K)

Tabel LB.8 Panas masuk mixer

Komponen

N (kmol/jam)

dTCp∫15,323

15,15,298

dTCp∫15,301

15,301

∫n

dTCpN15,298

Mg(OH)2(s) 2,1598 1911,0000 4127,3020 CaO(s) 0,4134 1054,2000 435,7549 Fe2O3(s) 0,1447 21,7500 3,1466 SiO2(s) 1,2401 11,0324 13,6807 HCl 0,01% 9,5578 13,8939 207,8830 MgCl2 1,2379 1791,3 2217,3914 H2O segar 2,3378 226,2000 528,8112 Total 7533,9698

Panas Keluar: Qin = dT Cp Nn

298,15i

∫∑

Tabel LB.9 Panas keluar mixer

Komponen

N (kmol/jam)

dTCp∫15,323

15,15,298

dTCp∫15,301

15,301

∫n

dTCpN15,298

Mg(OH)2(s) 2,1598 …. …. …. CaO(s) 0,4134 …. …. …. Fe2O3(s) 0,1447 …. …. …. SiO2(s) 1,2401 …. …. …. HCl 0,01% 9,5578 …. …. …. MgCl2 1,2379 …. …. …. H2O segar 2,3378 …. …. ….

Total 7533,9698

Besarnya panas yang masuk ke dalam M-302 akan sama dengan

panas yang keluar. Dengan menggunakan trial and error maka diperoleh suhu keluar

pada alur adalah sebesar 40,97 0C.

LB-6


LB.3 Evaporator 1 (V-401)

Alur 14 (T= 40,97 0C = 314,12 K)

P = 3,6 bar

2300C Gas panas masuk 14 335 0C H2O 1 bar HCl MgCl2 14(8+12) 16 MgCl2 CaO Alur CaO Fe2O3 40,970C 2300C Fe2O3 SiO2 SiO2 H2O H2O Mg(OH)2 sisa Mg(OH)2 sisa HCl

Gas panas keluar 200 0C

P = 1 bar

Panas masuk evaporator = ∫∑12,314

15,298dTCpN

Tabel LB. 10 panas masuk evaporator 1

Komponen

N (kmol/jam)

dTCp∫12,314

15,298

∫

12,314

15,298

dTCpN

Mg(OH)2(s) 0,0015 0,0239 0,00004 CaO(s) 0,0003 673,4230 0,2006 Fe2O3(s) 0,00004 1663,4352 0,0609 SiO2(s) 0,0006 10,9224 0,0062 H2O(l) 26,5130 1204,1 31925,2991 HCl sisa(g) 0,0756 1440,5674 108,8495 MgCl2(s) 0,6491 1144,28244 742,7883 Total 32777,2046

Alur 16 (T= 230 0C = 503,15 K)

P = 3,6 bar

Panas keluar

+∆+

== ∫∑∫∑ dT CpgN dT CplN

503,15

BPsenyawa

BP

298.15senyawa HvloutQ

Evaporator 1

LB-7


Tabel LB. 11 Panas keluar evaporator 1

N 298,15∫ 503,15 cp dT Qout

Mg(OH)2(s) 0,0015 15670,2000 23,4534 CaO(s) 0,0003 8644,4400 2,5746

Fe2O3(s) 0,00004 21352,8000 0,7817 SiO2(s) 0,0006 12,5497 0,0071 H2O(l) 13,2565 15457 204905,6456

MgCl2(s) 0,6491 14688,66 9534,8527 Total 214467,3151

Alur 14 (T= 230 0C = 503,15 K)

P = 3,6 bar

Panas keluar evaporator 1 = ∫∑15,503

15,298dTCpN

Tabel LB.12 Panas Keluar evaporator 1

Komponen

N (kmol/jam) dTCp g∫

15,503

15,298)( 298,15∫ 373,15 cpl

dt Hvl 373,15 ∫ 503,15 cpg dT ∫∑

15,503

15,298dTCpN

HCl sisa(v) 0,0756 6127,2788 462,9780 393,164828 H2O(v) 13,2565 9802,0000 40656,2000 4892,6916 733758,8259

Total 734221,8039

Qin = 32777,2046 Kj/jam

Qout = 948689,1191 Kj/jam

dQ/dt = Qout – Qin = 915911,9145 Kj/jam

Gas panas terdiri dari : CO2 , H2O, O2, N2.

Gas panas masuk evaporator 1 = ∫∑15,608

15,298dTCpN

Tabel LB.13 Gas panas masuk evaporator 1

Komponen N (kmol/jam) 298,15∫ 608,15 cp dT vH

Fraksi massa vH campuran

CO2 0,0290 15471,5208 449,2462 0,1724 77,4584 H2O 0,0581 11726,2328 680,9887 0,3448 234,8304 O2 0,0116 10288,0961 119,4448 0,0689 8,2344 N2 0,0697 9615,9175 670,1213 0,4138 277,2994

Total 1 597,8227

LB-8


Gas panas keluar evaporator 1 = ∫∑15,473

15,298dTCpN

Tabel LB.14 Gas panas keluar evaporator 1

Komponen N 298,15∫ 473,15 cp dT vH Fraksi massa vH campuran

CO2 0,0290 8490,5298 246,5393 0,1724 42,5080 H2O 0,0581 6483,2076 376,5055 0,3448 129,8332 O2 0,0116 5727,0022 66,4905 0,0689 4,5838 N2 0,0697 5362,1158 373,6791 0,4138 154,6303

Total 1 331,5552

)1,200()1,335( 00 barCvbarCv HH −=λ

)5552,3318227,597( −=λ kJ/kg

2675,266=λ kJ/kg

Panas yang diperlukan adalah :

λQinQoutm −

=

= 915911,9145 Kj/jam 2675,266 Kj/kg = 2550,46107 kg/jam

Tabel LB. 15 Neraca panas evaporator 1



Umpan 32777,2046 Produk 948689,1191 Q 915911,9145 Total 948689,1191 948689,1191

LB-9


LB.4 Kondensor (E-403)

Alur 15 (T= 230 0C = 503,15 K)

P = 3,6 bar

Panas masuk kondensor = panas keluar evaporator 1 (alur 14) = 734221,8039 Kj/kg

Alur 17 (T= 45 0C = 318,15 K)

P = 3,6 bar

Panas keluar Kondensor = ∫∑15,318

15,298dTCpN

Tabel LB.16 Panas Keluar Kondensor

Komponen

N (kmol/jam)

dTCp l∫15,318

15,298)(

∫

15,318

15,298

dTCpN l

HCl(l) 0,5% 13,3321 16,6000 221,3121 Total 221,3121

(dQ/dT) = Qout – Qin

= 442,6242 - 734221,8039

= - 733779,1797 Kj/jam

Tabel LB. 17 Neraca panas Kondensor

Alur masuk (Kj /jam) Alur keluar (Kj /jam) Masuk 734221,8039 Keluar 442,6242 Air pendingin -733779,1797 Total 442,6242 442,6242

45 oC 230 oC

Air pendingin bekas 60 oC

15 17

Air pendingin 30 oC

HCl H2O

HCl H2O

LB-10


Air pendingin yang digunakan masuk pada suhu 30 0C dan keluar pada suhu

60 0C, Air pendingin yang diperlukan adalah :

∫

−= 15,333

15,303

dTcp

QinQoutm

= 733779,1797 kJ/jam

2262,0000 kJ/kg

= 324,39 kg/jam LB.5 Evaporator 2 (V-404)

Alur 16 (T= 230 0C = 503,15 K)

P = 3,6 bar

250 0C Gas panas masuk 335 0C H2O(v) 1 bar MgCl2 16 19 MgCl2 CaO Alur CaO Fe2O3 230 0C 250 0C Fe2O3 SiO2 SiO2 H2O H2O Mg(OH)2 sisa Mg(OH)2 sisa Gas panas keluar 200 0C 1 bar Panas masuk evaporator 2 = panas keluar evaporator 1 (alur 15) = 214467,3151 Kj/kg

Alur 19 (T= 250 0C = 523,15 K)

P = 3,6 bar

Panas keluar

+∆+


523,15

BPsenyawa

BP


Evaporator 2

LB-11


Tabel LB. 18 Panas keluar evaporator 2

komponen N 298,15∫ 523,15 cp dT

∫

15,523

15,298

CpdTN

Mg(OH)2(s) 0,0015 16121,7000 24,1292 CaO(s) 0,0003 9487,8000 2,8258

Fe2O3(s) 0,00004 23436,0000 0,8579 SiO2(s) 0,0006 12,6707 0,0072 H2O(l) 1,2983 16965,0000 22024,9874

MgCl2(s) 0,6491 16121,7 10465,0822 Total 32517,8898

(T= 250 0C = 523,15 K)

P = 3,6 bar

Tabel LB.19 Panas keluar evaporator 2

Komponen

N (kmol/jam)

298,15∫ 373,15 cpl dt

Hvl 373,15 ∫ 523,15 cpg dT ∫∑

15,523

15,298dTCpN

H2O(v) 11,9582 5655,0000 40656,2000 5662,8385 621517,7545 Total 621517,7545

Qin = 214467,3151 Kj/jam

Qout = 654035,6443 Kj/jam

dQ/dt = Qout – Qin = 439568,3292 Kj/jam

Gas panas terdiri dari : CO2 , H2O, O2, N2.

Gas panas masuk evaporator 2 = ∫∑15,608

15,298dTCpN

Tabel LB.20 Gas panas masuk evaporator 2

Komponen N (kmol/jam) 298,15∫ 608,15 cp dT vH

Fraksi massa vH campuran

CO2 0,0290 15471,5208 449,2462 0,1724 77,4584 H2O 0,0581 11726,2328 680,9887 0,3448 234,8304 O2 0,0116 10288,0961 119,4448 0,0689 8,2344 N2 0,0697 9615,9175 670,1213 0,4138 277,2994

Total 1 597,8227

LB-12


Gas panas keluar evaporator 1 = ∫∑95,424

15,298dTCpN

Tabel LB.21 Gas panas keluar evaporator 2

Komponen N 298,15∫ 424,95 cp dT vH Fraksi massa vH campuran

CO2 0,0290 6082,0247 176,6036 0,1724 30,4498 H2O 0,0581 4663,2734 270,8147 0,3448 93,3870 O2 0,0116 4127,1153 47,9158 0,0689 3,3033 N2 0,0697 3868,7895 269,6111 0,4138 111,5664

Total 1 238,7065

)1,200()1,335( 00 barCvbarCv HH −=λ

)5552,3318227,597( −=λ kJ/kg

2675,266=λ kJ/kg

Massa yang diperlukan adalah :

λQinQoutm −

=

= 439568,3292 Kj/jam 2675,266 Kj/jam = 1224,02809 kg/jam

Tabel LB. 22 Neraca panas evaporator 2



Umpan 214467,3151 Produk 654035,6443 Q 439568,3292 Total 654035,6443 654035,6443

LB-13


LB.6 Spray drier (D-601)

Alur 18 (T= 250 0C = 523,15 K)

P = 3,6 bar MgCl2 19 21 MgCl2 CaO Alur CaO

Fe2O3 250 0C 263,7862 0C Fe2O3 H2O gas HCl

SiO2 Mg(OH)2 Mg(OH)2 SiO2 Udara Udara 330 0C 20 gasHCl Uap H2O H2O

Panas masuk spray drier = panas keluar evaporator 2 (alur 18) = 32517,8898 J/kg

Alur 20 (T= 330 0C = 603,15 K)

P = 5 bar

Panas masuk spray drier = ∫∑15,603

15,298dTCpN

Tabel LB.23 Panas Masuk Spray drier

Komponen

N (kmol/jam)

dTCp∫15,603

15,298

dTCp l∫15,373

15,298)( Hvl dTCp v∫

15,603

15,373)(

∫

15,603

15,298

dTCpN

Gas HCl 15,9037 9190,1962 130576,7314 H2O(v) 0,0028 5655,0000 40656,2 8791,2474 152,0456 Udara 6,8159 9540,7649 65028,5861 Total 211338,6642

Alur 21 (T= 263,7862 0C = 536,9362 K)

P = 3 bar

Panas keluar

+∆+


536,9362

BPsenyawa

BP


Spray drier

LB-14


Tabel LB. 24 Panas keluar Spray drier

N 298,15∫ 529,7643 cps dT 298,15∫ 373,15 cpl dt Hvl 373,15 ∫ 529,7643 cpg dT Qout

Mg(OH)2(s) 0,0015 18252,8161 27,3188 CaO(s) 0,0003 10069,1359 2,9990

Fe2O3(s) 0,00004 24871,9692 0,9105 SiO2(s) 0,0006 12,7507 0,0072 H2O(v) 1,3010 5655 40656,2 6196,4741 68313,5190

MgCl2(s) 0,6491 17109,50782 11106,29811 Udara 6,81586717 7423,5 50597,2957

Gas HCl 15,9037 7156,0880 113808,2057 Total 243856,5540 Qin = 32517,8898 + 211338,6642 = 243856,5540 Kj/jam

Q out = 243856,5540 Kj/jam

Tabel LB. 25 Neraca panas Spray drier

Alur keluar (Kj /jam) Alur keluar (Kj /jam) Masuk 243856,5540 Keluar 243856,5540 Total 243856,5540 243856,5540

LB.7 Furnace (Q-602)

29 20

udara CH4

Fuel gas

34 0C

330 0C

Gas HClUdara

Gas HClAir

udaraGas HCl

Udaraair

26256,6143

25 0C

355 0C

Alur 29 (T=34 0C = 307,15 K)

P = 5 bar

Panas masuk

+∆+


307,15

BPsenyawa

BP

298.15senyawa HvlinQ

LB-15


Tabel LB.26 Panas masuk furnace

N 298,15∫ 373,15 cpl

dt Hvl 373,15 ∫ 307,15 cpg dT

298,15 ∫ 307,15 cpg dT Qout

HCl(v) 0,1590 265,4449 42,2154 H2O(v) 0,0028 23436,0000 40656,2 -2411,6435 170,1967 Udara 0,0682 273,8962 18,6684 Total 231,0805

Alur 26 (T= 256,61433 0C = 529,7643 K)

P = 5 bar

Panas masuk Furnace = ∫∑7643,529

15,298dTCpN

Tabel LB.27 Panas masuk furnace

N 298,15 ∫ 307,15 cpg dT Qout

HCl(v) 15,7447 7156,0880 112670,1236

Udara 6,7477 7423,4568 50091,3228

Total 162761,4464

Alur 20 (T= 330 0C = 603,15 K)

P = 1 bar

Panas keluar furnace = ∫∑15,603

15,298

19 dTCpN

Tabel LB.28 Panas keluar furnace

Komponen

N (kmol/jam)

dTCp∫15,603

15,298

dTCp l∫15,373

15,298)( Hvl dTCp v∫

15,603

15,373)(

∫

15,603

15,298

dTCpN

Gas HCl 15,9037 9190,1962 130576,7314 H2O(v) 0,0028 5655,0000 40656,2 8791,2474 152,0456 Udara 6,8159 9540,7649 65028,5861 Total 211338,6642

LB-16


Panas Pembakaran

Reaksi : CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)

Dimana 20 % udara berlebih

Δ H = Δ Ho298,15 + Δ Hp

Δ Ho298,15 = -802625 J (Smith, 2001)

Δ Hp = R {Ni(cp)H/R} (T – To)

(cp)H/R = A + (B/2) To (τ + 1) + (C/3) To2 (τ2 + τ + 1) + D/( τ To2)

Dimana τ = T/To

Komp a b c d (Cp)H/R (Cp)H/R x Ni

CO2(g) 5,4570 1,0450E-03 0 -1,1570E+05 6,2315 6,2315 H2O(g) 3,4700 1,4500E-03 0 1,2100E+04 4,8982 9,7964

O2(g) 3,6390 5,0600E-04 0 -2,2700E+04 4,0822 1,9595 N2(g) 3,2800 5,9300E-04 0 4,0000E+03 3,8621 34,8696

CH4(g) 1,7020 9,0810E-03 -2,1640E-06 0,0000E+00 8,1405 0,0000 Total 52.8569

Δ Hp = 8,314 x 52,8569 x (603,15 – 298,15)

Δ Hp = 134032,9431 J

Panas pembakaran Δ H = -802625 J + 134032,9431 J

= -668592,0569 J

= -668,5920569 Kj

Qin = 162761,4464 + 211338,6642 = 162992,5269 Kj/jam

Qout = 211338,6642 Kj/jam

Q = Qout – Qin = 48346,1373 Kj/jam

Gas panas digunakan untuk memanaskan evaporator 1 & 2 sehingga :

Q = 1403826,3809 Kj/jam

Mol masuk

CH4 = 29,037 mol

O2 = 69,6887 mol

N2 = (79/21) x 69,6887 mol = 262,1623 mol

Mol keluar (Ni)

CO2 = 29,037 mol

H2O = 2 x 29,037 = 58,074 mol

O2 = 11,61 mol

N2 = 262,1623 mol

LB-17


mol CH4 yang dibutuhkan:

= )( 298 P

O HHQ

∆+∆

= 1403826,3809

668,5921

= 2099,675529 mol/jam = 2,099675529 kmol/jam

Tabel LB. 29 Neraca panas furnace

Alur masuk (Kj/jam) Alur keluar (Kj/jam) Umpan 162992,5269 Produk 211338,6642

Q 48346,1373 Total 211338,6642 211338,6642

LB.8 Conveyor (J-801)

Alur 30 (T= 263,7862 0C = 536,9362 K)

P = 1 bar

Udara28 C

Udara200 C

Umpan263,7862 C

Umpan30 C

30 31

32

Panas masuk conveyor = ∫∑9362,593

15,298dTCpN

Tabel LB. 30 Panas masuk conveyor

N 298,15∫ 536,9362 cp dT Qout

Mg(OH)2(s) 0,0015 18252,8171 27,1967 CaO(s) 0,0003 10069,1365 2,92

Fe2O3(s) 0,00004 24871,9706 0,8954 SiO2(s) 0,0006 3044,6964 1,7294

MgCl2(s) 0,6491 17109,5088 11105,7822 Total 11138,5237

LB-18


Panas keluar = ∫∑15,303

15,298dTCpN

Tabel LB. 31 Panas keluar conveyor

N 298,15∫ 303,15 cp dT Qout

Mg(OH)2(s) 0,0015 18252,8171 0,5695 CaO(s) 0,0003 10069,1365 0,151

Fe2O3(s) 0,00004 24871,9706 0,0187 SiO2(s) 0,0006 3044,6964 0,0306

MgCl2(s) 0,6491 17109,5088 233,3164 Qin = 11138,5237 Kj/jam

Qout = 233,3164 Kj/jam

Q = Qout – Qin = -10905,2073 Kj/jam

)1,200()1,28( 00 barCvbarCv HH −=λ

)5552,3319879,208( −=λ kJ/kg

5673,122−=λ kJ/kg

Massa yang diperlukan udara adalah :

λQinQoutm −

=

= -10905,2073 Kj/jam 5673,122− Kj/jam = 88,9732 kg/jam

LB-19


LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LC.1 TANGKI PENYIMPANAN Mg(OH)2 (F-101)

Fungsi : Tempat penyimpanan bahan baku untuk kebutuhan 90 hari



Jumlah : 1 unit

Kondisi ruangan:

• Temperatur ruangan = 28 oC

• Tekanan = 1 bar

Perhitungan Desain Bangunan :

Kapasitas gudang direncanakan untuk 90 hari

Produksi Mg(OH)2 = 42,1787 kg/jam x 24 jam/hari x 90 hari

= 91105,99 kg

Mg(OH)2 dimasukkan ke dalam sak dengan 1 sak memuat 30 kg Mg(OH)2.

Banyaknya sak yang diperlukan = 91105,99 kg / 30 kg

= 3036,866 sak

Densitas Mg(OH)2 = 2360 kg/m³

Jadi 1 sak memuat:

Volume Mg(OH)2 = 3kg/m2360kg30 = 0,0127 m³

Volume total = 3036,866 x 0,0127 m³

= 38,6042 m3

Faktor ruang kosong 20% dan area jalan dalam ruangan 20%, sehingga:

Volume gudang yang dibutuhkan = 1,4 x 38,6042 m3 = 54,0459 m3

p l

t

V = p x l x t


Direncanakan p = 2l dan t = 2l

Maka,

V = 2l x l x 2l

18,0153 m3 = 4 l3

l = 2,3818 m

p = 2l = 2 x 2,3818 m = 4,7636 m

t = 2l = 2 x 2,3818 m = 4,7636 m

Jadi ukuran bangunan gedung yang digunakan dirancang sebagai berikut :

Panjang = 5 m

Lebar = 4 m

Tinggi = 5 m

LC.2 TANGKI PENYIMPANAN MgCl2 (F-802)

Fungsi : Tempat penyimpanan produk untuk kebutuhan 30 hari



Jumlah : 1 unit

Kondisi ruangan:


• Tekanan = 1 bar


Kapasitas gudang direncanakan untuk 30 hari

Produksi MgCl2= 62,0285 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari

= 44660,52 kg

MgCl2 dimasukkan ke dalam sak dengan 1 sak memuat 30 kg MgCl2.

Banyaknya sak yang diperlukan = 44660,52 kg / 30 kg

= 1488,684 sak


Densitas MgCl2 = 2320 kg/m³

Jadi 1 sak memuat:

Volume MgCl2 = 3kg/m1488,684kg30 = 0,0129 m³

Volume total =1488,684 x 0,0129 m³

= 19,2502 m3


Volume gudang yang dibutuhkan = 1,4 x 19,2502 m3 = 26,9503 m3

p l

t

V = p x l x t

Direncanakan p = 2l dan t = 2l

Maka,

V = 2l x l x ½l

26,9503 m3 = 2 l3

l = 1,8887 m

p = 2l = 2 x 1,8887 m = 3,7774 m

t = 2 l = 2 x 1,8887 m = = 3,7774 m

Jadi ukuran bangunan gedung yang digunakan dirancang sebagai berikut :

Panjang = 5 m

Lebar = 4 m

Tinggi = 5 m


LC.3 Bak Penampung (F-304)

Fungsi : Tempat penyimpanan padatan yang keluar dari Filter Press

untuk kebutuhan 1 hari


Bentuk : Bak dengan permukaan persegi

Jumlah : 1 unit

Kondisi ruangan:


• Tekanan = 1 bar

• Laju alir = 4,1415 Kg/jam

• Densitas campuran = 2525,6605 kg/m3

• Faktor keamanan = 20%


Jumlah padatan masuk = 24 jam x 4,1415 Kg/jam = 99,396 Kg

Volume Padatan = 3kg/m2525,6605kg 99,396 x 1,2 = 0,0472 m³


Volume bak yang dibutuhkan = 1,4 x 0,0472 m3 = 0,0661 m3

p l

t

V = p x l x t

Direncanakan p = l dan t = l

Maka,

V = l x l x l

0,0661 m3 = l3

l = 0,4044 m

p = l = 1 x 0,4044 m = 0,4044 m

t = l = 1 x 0,4044 m = 0,4044 m


Jadi ukuran bak penampung yang digunakan dirancang sebagai berikut :

Panjang = 1 m

Lebar = 1 m

Tinggi = 1 m

LC.4 Tangki Penyimpanan HCl 37% (F-105)

Fungsi : Untuk menyimpan larutan asam klorida 37% untuk kebutuhan 10 hari



Jumlah : 1 unit

Lama Penyimpanan : 10 hari

Kondisi Operasi :

- Temperatur (T) = 28 0C

- Tekanan ( P) = 1 bar

Densitas HCl 37% : 1189,5 kg/m3

Laju alir massa : 15,7676 kg / jam

Faktor kelonggaran : 20 % (Perry’s, 1999)

Tabel LC.1 Data pada Alur 1

Komponen F (kg/jam)

Fraksi Berat

ρi

(kg/m3)

HCl 37% 15,7676 1 1189,5 Total 15,7676 1 1189,5

Perhitungan:

a. Volume Tangki

Volume larutan, Vl = 3kg/m118924jam/harihari10kg/jam 15,7676 ×× = 3,1814 m3

Direncanakan membuat 1 tangki dan faktor kelonggaran 20%, maka :

Volume 1 tangki, Vl = 1

m3 3,1814 x 1,2 = 3,8176 m3

. Diameter dan Tinggi Shell


- Tinggi silinder (Hs) : Diameter (D) = 4 : 3

- Tinggi tutup (Hd) : Diameter (D) = 1 : 4

- Volume shell tangki (Vs) :

3

2s

2

D3πVs

34D

4πHπRVs

=

== D

- Volume tutup tangki (Ve) :

Vh = 32d

2 D24

D41D

6HR

32 π

=

π

=π (Brownell,1959)

- Volume tangki (V) :

Vt = Vs + Vh

= 3D83π

3,8176 m3 = 3D1,1781

D3 = 3,2405 m3

D = 1,4798 m

D = 58,26 in

Hs = =D34 1,9731 m

c. Diameter dan tinggi tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 1,4798 m

Tinggi tutup (Hd) = =D41 0,37 m

Tinggi tangki = Hs + Hd = (1,9731 + 1,2234) m = 2,3430 m

d. Tebal shell tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi stainless steel, SA – 240, Grade C,

type 410

diperoleh data :

- Allowable stress (S) = 16.250 lb/in2


- Joint efficiency (E) = 0,85

- Corrosion allowance (C) = 0.0098 in/tahun

- Umur tangki (n) = 10 tahun

Volume cairan = 3,1814 m3

Tinggi cairan dalam tangki = 3

3

m8176,3m 3,1814 × 1,9731 m = 1,6442 m

Tekanan Hidrostatik:

PHidrostatik = ρ × g × l

= 1189,5 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,6442 m = 19,1669 kPa

Po = 100 kPa

P = 19,1669 kPa + 100 kPa = 119,1669kPa

Pdesign = 1,2 × 155,75943 = 143,0003 kPa

= 20,7404 psia

Tebal shell tangki:

in 0,1422

in)0,0098 x 10(psi) 40,6(20,740psi)(0,8) (16250

in) (58,26 psi) (20,7404

nC0,6PSE

PRt

=

+

−

=

+−

=

Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

e. Tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.

Tebal tutup atas yang digunakan = ½ in.


LC.5 Adsorber 1 (D – 701)

Fungsi : Untuk menyerap air yang terdapat pada gas HCl dan udara



Jumlah : 2 unit

Lama Penyimpanan : 10 hari

Kondisi Operasi :

- Temperatur (T) = 263,7862 0C

- Tekanan ( P) = 3,6 bar

Densitas Zeolite : 2000 kg/m3 (Anonim, 2007)

Banyaknya zeolite : 83,044 kg / jam (US patent 3,773,690)

Waktu tinggal gas : 10 Menit = 0,1667 jam

ε zeolite : 0,58

Faktor kelonggaran : 20 % (Perry’s, 1999)


Komponen F

(kg/jam) Fraksi Berat

ρi

(kg/m3)

Zeolite 83,044 1 2000 Total 83,044 1 2000

Perhitungan:

a. Volume Tangki

Volume Zeolite, V1 = 3kg/m2000

24jam/hari10kg/jam 83,044 xhari× = 9,9653 m3

Vzeolite = Zeolite

3

-19653,9∈

m = 23,7269 m3

Direncanakan membuat 1 tangki dan faktor kelonggaran 20%, maka :

Volume 1 Adsorber = 1

m3 23,7269 x 1,2 = 28,4722 m3

. Diameter dan Tinggi Shell

- Tinggi silinder (Hs) : Diameter (D) = 4 : 3


- Tinggi tutup (Hd) : Diameter (D) = 1 : 4

- Volume shell tangki (Vs) :

3

2s

2

D3πVs

34D

4πHπRVs

=

== D

- Volume tutup tangki (Ve) :

Vh = 32d

2 D24

D41D

6HR

32 π

=

π

=π (Brownell,1959)

- Volume tangki (V) :

Vt = Vs + Vh

= 3D83π

3,8176 m3 = 3D1,1781

D3 = 3,2405 m3

D = 2,8912 m

D = 113,8273 in

Hs = =D34 3,855 m


Diameter tutup = diameter tangki = 2,8912 m = 113,8273 in

Tinggi tutup (Hd) = =D41 0,7228 m

Tinggi tangki = Hs + Hd = (3,855 + 0,7228) m = 4,5778 m


Direncanakan menggunakan bahan konstruksi stainless steel, SA – 240, Grade C,

type 410

diperoleh data :

- Allowable stress (S) = 16.250 lb/in2

- Joint efficiency (E) = 0,85


- Corrosion allowance (C) = 0.0098 in/tahun

- Umur tangki (n) = 10 tahun

Volume adsorber = 23,7269 m3

Tinggi bahan dalam tangki = 3

3

m 12,1634m 23,7269 × 3,855 m = 3,2125 m

Tekanan Hidrostatik:

PHidrostatik = ρ × g × l

= 2000 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 3,2125 m = 62,9642 kPa

Po = 360 kPa

P = 62,9642 kPa + 360 kPa = 422,9642 kPa

Pdesign = 1,2 × 422,9642 = 507,5570 kPa

= 73,6149 psia

Tebal shell tangki:

in 02740,

in)0,0098 x 10(psi) 90,6(73,614(0,8)psi) (16250

in)2

113,8273( psi) (73,6149

nC0,6PSE

PRt

=

+

−=

+−

=

Tebal shell standar yang digunakan = ½ in

e. Tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.

Tebal tutup atas yang digunakan = ½ in.


LC.6 FILTER PRESS 1 (H-301) Fungsi : Untuk memisahkan air dan MgCl2 dari padatannya Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-129 Grade A Jenis : Plat and frame Jumlah : 1 unit Laju alir cake = 14,7537 kg/jam

Densitas cake = 1538,1490 kg/m3 kg/m3

Volume cake pada filter press = 14,7537 / 1538,1490 = 0,009592m3/jam

Jumlah umpan yang harus ditangani = 543,8241 kg/jam

Laju filtrat pada filter press = 529,0704 kg/jam

Densitas filtrat = 1141,2796 kg/m3

Volume filtrat = 529,0704 kg/jam / 1141,2796 kg/m3 = 0,4636m3

Luas penyaringan efektif dihitung dengan menggunakan persamaan :

)]1/([)}([)1( WWxExLxAVxxELxAx s −+=− ρρ ................................ (Foust, 1979)

Dimana:

L = tebal cake pada frame (m)

A = Luas penyaringan efektif (m2)

E = Porositas partikel (1-(1141,2796 /1538,1490) = 0,258

sρ = Densitas cake (kg/m3)

ρ = Densitas filtrat (kg/m3)

W = Fraksi massa cake dalam umpan

V = Volume filtrat hasil penyaringan (m3)

Direncanakan luas penyaringan efektif filter press untuk waktu proses 1 jam

W = umpanmassaalirlajucakemassaalirlaju

02713,0543,824114,7537

==W

Tebal cake pada frame diasumsikan = 1 cm


)]0273,01/(0273,0[)}1,0258,0(9441,3[ 1141,2796)258,01(1,0 −+=− xxAxxxxAx

A = 0,01457 m2

Faktor keamanan = 20 %

Jumlah plate yang dibutuhkan (n) =1,2 x 0,01457 = 0,0175

Dipilih plate and frame dengan ukuran 250 mm

Untuk plate and frame dari kayu dengan ukuran, 250 mm

Luas filtering area = 0,054 m2 (Walas, 1988)

Jumlah plate buah3,0054,00175,0

== = 1 buah.

Maka diambil jumlah plate = 1 buah

Jumlah frame = jumlah plate = 1 buah

LC.7 FILTER PRESS 2 (H-303) Fungsi : Untuk memisahkan sisa MgCl2 dari padatannya Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-129 Grade A Jenis : Plat and frame Jumlah : 1 unit Laju alir cake = 4,1415 kg/jam

Densitas cake = 2525,6605 kg/m3 kg/m3

Volume cake pada filter press = 4,1415 / 2525,6605 = 0,00164m3/jam

Jumlah umpan yang harus ditangani = 17,0916 kg/jam

Laju filtrat pada filter press dengan waktu tinggal 1 jam = 529,0704 kg/jam

Densitas filtrat = 1123,0425 kg/m3

Volume filtrat = 529,0704 kg/jam / 1123,0425 kg/m3 = 0,011531m3

Luas penyaringan efektif dihitung dengan menggunakan persamaan :

)]1/([)}([)1( WWxExLxAVxxELxAx s −+=− ρρ (Foust, 1979)

Dimana:

L = tebal cake pada frame (m)

A = Luas penyaringan efektif (m2)

E = Porositas partikel (1-(1123,0425 /2525,6605) = 0,5553

sρ = Densitas cake (kg/m3)

ρ = Densitas filtrat (kg/m3)

W = Fraksi massa cake dalam umpan


Direncanakan luas penyaringan efektif filter press untuk waktu proses 1 jam

W = umpanmassaalirlajucakemassaalirlaju

2423,017,09164,1415

==W

Tebal cake pada frame diasumsikan = 1 cm

Bila direncanakan setiap plate mempunyai luas (30 x 49) in maka luas efektif

penyaringan =

)]2423,01/(2423,0[)}1,055534,0(9441,3[ 2525,6605)5553,01(1,0 −+=− xxAxxxxAx

A = 0,0813 m2

Faktor keamanan = 20 %

Jumlah plate yang dibutuhkan (n) =1,2 x 0,0813 = 0,0976

Dipilih plate and frame dengan ukuran 250 mm

Untuk plate and frame dari kayu dengan ukuran, 250 mm

Luas filtering area = 0,054 m2 (Walas, 1988)

Jumlah plate buah8,1054,00976,0

== = 2 buah.

Maka diambil jumlah plate = 2 buah

Jumlah frame = jumlah plate = 2 buah

LC.8 Elevator (J-102)

Fungsi : Mengangkut Magnesium Hidroksida dari gudang penyimpanan

(F-101) ke Reaktor (R-201)

Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan : Malleable-iron

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :


- Tekanan (P) : 1 atm

Laju bahan yang diangkut = 42,1788 kg/jam

Faktor kelonggaran, fk = 12 % (Perry’s, 1999)


Kapasitas = 1,12 x 42,1788 kg/jam = 47,2403 kg/jam

= 0,04724 ton/jam

Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton/jam, spesifikasi : (Perry’s, 1999)

- Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in

- Jarak antar bucket = 12 in

= 0,305 m

- Kecepatan bucket = 225 ft/mnt

= 68,6 m/mnt

= 1,143 m/s

- Kecepatan putaran = 43 rpm

- Lebar belt = 7 in

= 0,1778 m

=17,78 cm

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P):

ΔZm 0,07P 0,63= (Timmerhaus, 2004)

Dimana: P = daya (kW)

m = laju alir massa (kg/s)

∆Z = tinggi elevator (m)

m = 47,2403 kg/jam

= 1,9683 g/s

∆Z = 20 m

Maka :

P = 0,07 x (1,9683)0,63 x 20

= 2,1449 hp = 2,8764 kW


LC.9 Screw Conveyor (J-801)

Fungsi : Mengangkut MgCl2 dari cyclone ke Tangki produk

Jenis : Horizontal screw conveyor

Laju campuran umpan = 62,0285 kg/jam

Faktor kelonggaran = 20 %

Kapasitas total conveyor = 1,2 × Laju campuran umpan

= 1,2 x 62,0285 kg/jam

= 74,4342 kg/jam

= 0,0744 ton/jam

Untuk screw conveyor, dipilih spesifikasi : (Perry’s,1997)

− Diameter flight = 6 in

− Diameter pipa = 2,5 in

− Diameter shaft = 2 in

− Kecepatan putaran = 60 rpm

− Panjang = 15 ft

− Daya motor = 0,75 hp

Dipilih motor dengan daya 1 hp.

LC.10 Mixer 2 (M-302)

Fungsi : Mencampurkan Magnesium klorida dengan air.



Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-129 Grade A


LC.3 Komposisi bahan yang masuk ke Mixer

Senyawa Laju alir (kg/jam) % berat ρ (kg/m3) ρi (kg/m3)

Mg(OH)2 2,1597

0,1464

2360,0000

345,4653

CaO 0,4134

0,0280

3340,0000

93,5871

Fe2O3 0,1447

0,0098

5250,0000

51,4905

SiO2 1,2401

0,0841

2530,0000

212,6553

H2O 9,5027

0,6441

988,0700

636,4053

HCl 0,0552

0,0037

1039,0000

3,8874

MgCl2 1,2379

0,0839

2320,0000

194,6582

Jumlah 29094,628

1,0000 1538,1490

Perhitungan Dimensi Pencampur : Waktu tinggal : 1 jam

Volume larutan, Vl = 3kg/m 1538,149jam 1 x kg/jam 14,7537 = 0,00959 m3

Untuk pengadukan

1HD

c

t =

(McCabe,1999)

Dt = Hc

Dt = Hcs + He ; di mana Hcs = tinggi cairan dalam shell

Diameter tutup = diameter reaktor = Dt

Rasio axis torispetical head = 2 : 1

Tinggi tutup = He = 4

D t

(Brownell,1959)

Maka, Dt = Hcs + He

Dt = Hcs + 4

D t

Hcs = tD43


Volume tutup bawah reaktor = 3tD

24π

(Brownell,1959)

Volume cairan dalam shell = cs2

t H.D4π

= t2

t D43.D

4π

= 3tπD

163

Volume cairan dalam tangki = 3t

3t D

24 π2πD

163

+

33,5234 m3 = 3tπD

4813

Dt = 0,2519 m

Maka tinggi cairan dalam tangki, Hc = 0,25196 m

Direncanakan digunakan tangki dengan perbandingan Dt : ht = 3 : 4

Ht = tD34 =

34 (0,2519 m) = 0,3359 m

Tinggi tutup, He = 4

D t = 4

m 0,2519 = 0,0839 m

Tinggi shell, Hs = Ht – 2He = 0,3359 – 2 x 0,0839 = 0,1679 m

Tekanan operasi =1 bar = 100 kPa

Tekanan hidrostatik = ρ x g x l

= 1538,1490 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,25196 m

= 3798,0329 Pa = 37,9803 kPa

P = 100 kPa + 37,9803 kPa = 137,9803 kPa


Umur alat (n) = 10 tahun

Maka, Pdesign = (1,10) (137,9803 kPa)

= 151,7783 kPa

Joint efficiency = 0,8 (Brownell,1959)

Allowable stress = 10000 psia = 68947,4483 kPa


Tebal shell tangki:

in 25,1

)125,0(10kPa) 830,6(151,77kPa)(0,8) 3(68947,448

m) (0,2519 kPa) (151,77830,6PSE

PRt

=

+−

=

−=

Tebal shell standar yang digunakan = 1,5 in

Perancangan pengaduk :

He

Hs

He

Dt

Hc

Ht = Hs + 2 HeHt = tinggi mixerHs = tinggi shellHe = tinggi torisperical headHc = tinggi cairan dalam mixerDt = diameter dalam mixer

Gambar LC.2 Pengaduk dalam Pencampur


Jumlah baffle : 4 buah

Untuk turbin standar (McCabe,1999), diperoleh :

Da/Dt = 1/3

Da = 1/3 x 0,2519 m = 0,0839 m

E/Da = 1

E = 0,0839 m

L/Da = ¼

L = ¼ x 0,0839 m = 0,02 m

W/Da = 1/5

W = 1/5 x 0,0839 m = 0,0167 m

J/Dt = 1/12

J = 1/12 x 0,2519 m = 0,0209 m


Kecepatan Pengadukan , N = 1 putaran/detik

Da = 0,0839 m = 0,2755 ft

ρ = 1538,1490 kg/m3 = 96,0260 lbm/ft3

gc = 32,17 lbm.ft/lbf.det2

μ = 0,669 mPa.s = 0,00059 lb/ft.sec

Bilangan Reynold,

NRe = sec lb/ft. 0,00059

)lb/ft96,0260 put/det)( (1ft) (0,2755μn.ρD 322

a = = 12357,2661

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:

c

5a

3T

gρ.D.nK

P = (McCabe,1999)

KT = 6,3 (McCabe,1999)

Maka daya yang dibutuhkan :

hp0000543,0ft.lbf/det 5501hp x ft.lbf/det0298,0

.detlbm.ft/lbf 32,17)lbm/ft(96,0260ft) .(0,2755put/det) 6,3.(1P 2

353

=

=

=

Effisiensi motor penggerak = 80%

Daya motor penggerak = 00006788,08,0

0000543,0= hp

Maka daya motor yang dipilih 1/4 hp.


LC.11 Mixer 1 (M-102)

Fungsi : Mengubah HCl 37% menjadi 10%.



Jumlah : 1 unit


LC.4 Komposisi bahan yang masuk ke Mixer 1


HCl 37% 401,5956

0,8006

1189,5

952,2611

H2O 100,0504

0,1994

997,08

198,8619

Jumlah 501,6460

1,0000 1151,1229

Perhitungan Dimensi Pencampur : Waktu tinggal : 30 menit

Volume larutan, Vl = 3kg/m 1151,1229jam0,5 x kg/jam 501,6460 = 0,2179 m3

Untuk pengadukan

1HD

c

t =

(McCabe,1999)

Dt = Hc

Dt = Hcs + He ; di mana Hcs = tinggi cairan dalam shell

Diameter tutup = diameter reaktor = Dt

Rasio axis torispetical head = 2 : 1

Tinggi tutup = He = 4

D t

(Brownell,1959)

Maka, Dt = Hcs + He

Dt = Hcs + 4

D t

Hcs = tD43


Volume tutup bawah reaktor = 3tD

24π

(Brownell,1959)

Volume cairan dalam shell = cs2

t H.D4π

= t2

t D43.D

4π

= 3tπD

163

Volume cairan dalam tangki = 3t

3t D

24 π2πD

163

+

33,5234 m3 = 3tπD

4813

Dt = 0,7136 m

Maka tinggi cairan dalam tangki, Hc = 0,7136 m

Direncanakan digunakan tangki dengan perbandingan Dt : ht = 3 : 4

Ht = tD34 =

34 (0,7136 m) = 0,9514 m

Tinggi tutup, He = 4

D t = 4

m 0,7136 = 0,2379 m

Tinggi shell, Hs = Ht – 2He = 0,9514 – 2 x 0,2379 = 0,4757 m

Tekanan operasi =1 bar = 100 kPa

Tekanan hidrostatik = ρ x g x l

= 1151,1229 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,7136 m

= 8050,0094 Pa = 80,5001 kPa

P = 100 kPa + 80,5001 kPa = 180,50009 kPa


Umur alat (n) = 10 tahun

Maka, Pdesign = (1,10) (180,50009 kPa)

= 216,6001 kPa

Joint efficiency = 0,85 (Brownell,1959)

Allowable stress = 11249,9752 psia = 77565,7083 kPa


Tebal shell tangki:

in 25,1

)125,0(10kPa) 010,6(216,60kPa)(0,85) 3(77565,708

in) (4,281 kPa) (216,60010,6PSE

PRt

=

+−

=

−=



He

Hs

He

Dt

Hc

Ht = Hs + 2 HeHt = tinggi mixerHs = tinggi shellHe = tinggi torisperical headHc = tinggi cairan dalam mixerDt = diameter dalam mixer

Gambar LC.2 Pengaduk dalam Pencampur



Untuk turbin standar (McCabe,1999), diperoleh :

Da/Dt = 1/3

Da = 1/3 x 0,7135 m = 0,2379 m

E/Da = 1

E = 0,2379 m

L/Da = 1/4

L = 1/4 x 0,2379 m = 0,0595 m

W/Da = 1/5

W = 1/5 x 0,2379 m = 0,0476 m

J/Dt = 1/12

J = 1/12 x 0,7135 m = 0,0595 m


Kecepatan Pengadukan , N = 1 putaran/detik

Da = 0,2379 m = 0,7804 ft

ρ = 1538,1490 kg/m3 = 96,0260 lbm/ft3

gc = 32,17 lbm.ft/lbf.det2

μ = 0,669 mPa.s = 0,00059 lb/ft.sec

Bilangan Reynold,

NRe = sec lb/ft. 0,00059

)lb/ft96,0260 put/det)( (1ft) (0,7804μn.ρD 322

a = = 74177,8829

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:

c

5a

3T

gρ.D.nK

P = (McCabe,1999)

KT = 6,3 (McCabe,1999)

Maka daya yang dibutuhkan :

hp0074,0ft.lbf/det 5501hp x ft.lbf/det0732,4

.detlbm.ft/lbf 32,17)lbm/ft(71,8641ft) .(0,7804put/det) 6,3.(1P 2

353

=

=

=

Effisiensi motor penggerak = 80%


0074,0= hp

Maka daya motor yang dipilih 1/4 hp.


LC.12 Reaktor ( R-210 )

Fungsi : Tempat terjadi reaksi untuk menghasilkan MgCl2

Jenis : Mixed flow reactor

Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup Torispherical


Jumlah : 1 unit

Reaksi yang terjadi:


Temperatur masuk = 28 °C

Temperatur keluar = 50 °C

Tekanan operasi = 1 atm

Tabel LC.5 Komposisi umpan masuk R-210

Senyawa

Laju alir

Massa

(kg/jam)

% berat ρ (kg/m3) % berat x ρ

Mg(OH)2 2,2038 0,0041 2360 9,5639

CaO 0,5218 0,0008 3340 2,5905

Fe2O3 0,1476 0,0003 5250 1,4252

SiO2 1,2654 0,0023 2530 5,8868

H2O 475,1328 0,8737 988,07 863,2657

HCl 2,7590 0,0051 1039 5,2713

MgCl2 61,8934 0,1138 2320 264,0425

543,8238 1152,0458


He

Hs

He

Dt

Hc

Ht = Hs + 2 HeHt = tinggi reaktorHs = tinggi shellHe = tinggi torispherical headHc = tinggi cairan dalam reaktorDt = diameter dalam reaktor

Gambar LC.1 Mixed Flow Reaktor

Densitas larutan, ρs = 1152,0458 kg/m3 (71,92175284 lb/ft3)

Laju alir total, Ftot = 543,8238kg/jam

Volume reaktan, V1 = 3kg/mkg/jam

1152,0458543,8238 = 0,4721 m3/jam

Laju alir mol Mg(OH)2, FA0 = 0,0378 kmol/jam

Konsentrasi awal Mg(OH)2, CA0 = 0,4721

0,0378 = 0,08 kmol/m3

Waktu tinggal reaktan dalam reaktor, τ = 2 jam

Ruang bebas reaktor direncanakan 20% volume minimum reaktor; campuran

reaksi keluar reaktor secara over flow.

Volume reaktor, Vr = (1+0,2)× 0,9441 = 1,1329 m3

Desain Tangki

a. Volume reaktor

V = FAo . 0AC

τ

= 0,0378 x 08,02

= 0,9441 m3

Vlarutan = 0,9441 m3


Vtangki = ( 1 + 0,2 ). Vlarutan

= 1,2 (0,9441)

= 1,1329 m3

b. Diameter dan tinggi shell

Di : Hs = 3 : 4

Vs = ¼ π .Di2 . L

Vs = 1/3 π.Di3

Vh = 3

24Diπ

Vt = Vs + 2Vh

= π83 Di3

88,2047 = π83 Di3

Di = 0,9872 m

Hs = 1,3163 m


Diameter tutup = diameter tangki = Di = 0,9872 m

Tinggi tangki = ½ D = ½ 4,1176 m = 0,494 m

Rasio Axis = 2:1

Tinggi tutup = Hh = ½ ( 0,9872/2 ) = 0,2468 m


P6,0SEPRt−

= (Brownell,1959)

di mana:

t = tebal shell (in)

P = tekanan desain (psia)

D = diameter dalam tangki (in)

S = allowable stress (psia)

E = joint efficiency

Volume cairan = 68,5039 m3

Volume shell = 333π m 73,0703) (4,1176 =


Tinggi cairan dalam tangki = m 8227,00,2468)) x (2 (0,4936 x 1,1329

0,9441=+

Tekanan hidrostatik

P = ρ x g x l

= 1152,0458 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 0,8227 m

= 9288,1133 Pa = 9,2881 kPa

Tekanan udara luar = 1 atm = 101,325 kPa

Poperasi = 101,325 kPa + 9,2881 kPa = 110,6131 kPa


Maka, Pdesign = (1,2) (110,6131 kPa)

= 132,7357 kPa

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

Allowable stress = 77565,8793 kPa (Brownell,1959)

Tebal shell tangki:

in 0832,0m 0021,0kPa) 7,6(132,7350kPa)(0,8) 3(77565,879

m) (0,9872 kPa) (132,73570,6PSE

PRt

==−

=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0832,0 in + 1/8 in = 0,2082 in

Tebal sheel standard yang digunakan = 0,5 in

Menghitung Jaket pemanas

Jumlah steam = kg/jam 21,3970

Vsteam = 1455,416,53970,21

= m3/jam

Diameter luar reaktor (d) = diameter dalam + (2 x tebal dinding )

= (0,9872ft x 12 in ) + 2 (0,3523)

= 66,6050 in

Tinggi jaket = tinggi reaktor = 0,4936 m


= 19,4334 in

Asumsi jarak jaket = 5 in

Diameter dalam jaket = 66,6050 in + ( 2x5 )

= 76,6050 in

Luas yang dilalui steam ( A )

Dimana :

D = diameter dalam jaket ( in )

d = diameter luar reaktor ( in )

A = 4π ( D2 – d2 ) =

4π (76,6050 2 – 66,6050 2 ) = 4606,4494 in2

= 0,7253 m2

Kecepatan superficial steam ( v )

v = A

Vp = 9719,21455,4 = 1,3948 m/jam

Tebal dinding jaket ( tj )

Bahan stainless steel plate, SA-240 grade C, type 410

H jaket = 81,055 in = 6,7545 ft

Tekanan maksimum diambil sebesar 25 Psi lebih besar dari tekanan normal

sehingga :

Pdesign = 14,696 + 25 = 39,696 psi

in2532,1)125,0(10),6(14,9639034)(0,8)(112039,88

(19,4334) (14,9639)0,6PSE

PRt

=+−

=

−=

Dipilih tebal jaket standar = 1,5 in


Perancangan Sistem Pengaduk


H

E Da

W

L

J

H = tinggi cairan dalam reaktorDt = diameter reaktorDa = diameter impellerE = jarak pengaduk dari dasar tangkiJ = lebar baffleW = lebar impelerL = panjang impeler

Dt Jenis pengaduk : turbin impeller daun enam


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

Da/Dt = 1/3 ;

Da = 1/3 x 0,9872 m = 0,329 m = 1,0796 ft

E/Da = 1

E = 1,0796 ft

L/Da = ¼

L = ¼ x 1,0796 ft = 0,0824ft

W/Da = 1/5

W = 1/5 x 1,0796 ft = 0,0658 ft

J/Dt = 1/12

J = 1/12 x 1,0796 ft = 0,0823 ft

Dimana:

Dt = diameter tangki

Da = Diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle


Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/detik

Bilangan Reynold,

NRe = 6852,44117585,0

)0796,1()1(9218,71).(. 22

==µ

ρ DiN

Np = 53.

..

DaNgP c

ρ ( Geankoplis,1983 )

Np = 5,5 ( Geankoplis,1983 )

P = .

53..

cgDaNNp ρ = HPx

55010355,18

174,32)624,12()1).(9218,71.(5,5

.

53

=

P = 0,0328 Hp

Efisiensi motor penggerak = 80%


0328,0= Hp

LC.13 Flash Drum (D-501)

Fungsi : Memisahkan uap dan cairan HCl dari tangki HCl 37%

(F-108)

Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup Torispherical



Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 34 °C

Tekanan = 5 bar

Laju alir gas, Fgas = 5,8545 kg/jam

= 12,9070 lbm/jam

Laju alir cairan, Fcairan = 9,9131 kg/jam

= 21,8548 lbm/jam

Laju alir gas, Ngas = 0,5499 kmol/jam

Laju alir cairan, Ncairan = 0,1618 kmol/jam


ρgas = K) K)(307,15 atm/kmolm (0,082

kmol)(8,2252kg/ atm) (4,9346RTBM P

3av =

= 1,6115 kg/m3

= 12,9070 lbm/m3

ρcairan = 9,9131 kg /m3

= 21,8548 lbm/ft3

Volume gas, Vgas = 3av

kg/m 6115,1kmol/jam) ,1618kg/kmol)(0 2252,8(

ρNBM=

= 3,6329 m3/jam

= 0,0356 ft3/detik

Volume cairan, Vcairan = 3kg/m 5,1776 kg/jam9131,9

ρF=

= 1,9146 m3/jam = 0,0188 ft3/detik

Kecepatan linear yang diijinkan :

114,0 −=gas

uρρ (Walas,1988)

= ft/detik 9108,4

10,0504

62,012614,0

=

−

Diameter tangki :

D = ==)9108,4)(4/(

15,7676)4/( ππ u

Vgas 4,0154 ft (Walas,1988)

= 1,2238 m

Tinggi kolom uap minimum = 5,5 ft (Walas,1988)

Waktu tinggal = 10 menit

= 600 s

Tinggi cairan, Lcairan = 22 )1423,0)(4/(24,0

)4/( ftDV

ππ=

= 4,0526 ft (anggap 4 ft)


= 1,2352 m

Panjang kolom ; L = Lcairan + Luap

= 4,0526 + 5,5

= 9,5526 ft

= 2,9115 m

3882,2

4 9,5526

=

=DL

Perhitungan tebal shell tangki :

PHidrostatik = ρ x g x l

= 109,2164 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 2,0133 m

= 2,1549 kPa

P0 = Tekanan operasi

= 500 kPa

P = 2,1549 kPa + 500 kPa

= 502,1549 kPa

Faktor kelonggaran = 20%

Pdesign = (1,2) (502,1549) = 602,5859 kPa

Joint efficiency (E) = 0,85 (Brownell,1959)

Allowable stress (S) = 120645 KPa

Tebal shell tangki:

in 0631,1m 0,027

kPa) 590,6(602,58kPa)(0,85) (120645m) (8,6178 kPa) (602,5859

P6,0SEPRt

==

−=

−=

Faktor korosi = 1/8 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 1,0631 in + 1/8 in

= 1,1881 in



Tutup tangki


Ratio axis = Lh : D = 1: 4

Lh = 1,223841Lh

×

=×

D

D = 0,0356 m

L (panjang tangki) = Ls + Lh Ls (panjang shell) = 8657,100 m – 2(0,0356 m)

= 99,9288 m

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell sehingga tebal

tutup 1,5 in.

LC.14 Furnace (Q-602)

Fungsi : Menaikkan temperatur campuran bahan sebelum masuk

Spray Drier (D-601)

Bentuk : Rectangular box type furnace

Bahan konstruksi : Refractory dengan tube terbuat dari bahan chrome-nickel

(25 % Cr, 20 % Ni, 0,35 – 0,45 % C grade HK-40)

Data:

Panas yang diperlukan = 1403826,3809 kJ/jam

= 1330565,44737 Btu/jam

Temperatur keluar = 330 °C = 626 °F

Panas yang dilepaskan bahan bakar = 668,5921 kJ/jam

= 633,7006 btu/jam

Massa CH4 yang diperlukan = 2,0997 kmol/jam

= 2,0997 kmol/jam x 16,043 kg/kmol

= 33,68549 kg/jam

= 74,26302 lb/jam

Jumlah O2 yang diperlukan = 69,6887 x mol CH4


= 69,6887 x 2,0997 kmol/jam

= 146,32536 kmol/jam

Jumlah N2 yang diperlukan = 262,1623 x mol CH4

= 262,1623 x 53723,31103 = 550,46218 kmol/jam

Jumlah udara yang diperlukan = 146,32536 + 550,46218

= 696,78754 kmol/jam

= 696,78754 kmol/jam x 28,84 kg/kmol

= 20095,3528 kg/jam

= 44302,2148 lb/jam

Radiant average flux = 12.000 Btu/jam.ft2 (Kern,1965)

flux average x 2αAcp

Q= = 2 x 12.000 = 24.000 Btu/jam.ft2 (Kern,1965)

overall exchange factor (ℑ) = 0,57 (Kern,1965)

2ft Btu/jam 142.105,2630,57

24.000αAcp

Q==

ℑ

Jika temperatur tube ts = 626°F (330 °C) maka dari Fig 19.14 (Kern,1965)

diperoleh temperatur flue gas keluar TG = 1900°F (2360 R)

QF = 633,7006 Btu/jam

Udara dipanaskan awal (preheat) pada 400°F.

Specific heat udara pada 400°F = 0,245 Btu/lbm.oF (Geankoplis,1997)

QA = 44302,21476 lb/jam x (0,245 Btu/lbm.oF x 400 oF)

= 44302,21476 lb/jam x 82 Btu/lbm

= 3632781,61023 Btu/jam

Asumsi : QR = QS = 0

QW = 2 % QF = 0,02 x 633,7006 = 12,67401Btu/jam

QG = W (1+G’) Cav (TG –520)

G’ = diperlukan yang udara massa

diperlukan yang CH massa 4

QG = )5202360(247,0644302,2147

74,26302126302,74 −××

+×

= 33807,6359 Btu/jam

Q = QF + QA – QW -QG


= 633,7006 + 3632781,6102 – 12,674 – 33807,63585

= 3599595,0009 Btu/jam

Keterangan:

Q = Kebutuhan panas total (Btu/jam)

QA = Panas sensibel di atas 60 oF pada pembakaran udara (Btu/jam)

QR = Panas sensibel di atas 60 oF pada resirkulasi gas bakar (Btu/jam)

QS = Panas sensibel di atas 60 oF pada steam yang digunakan (Btu/jam)

QG = Panas yang meninggalkan furnace pada bagian gas bakar (Btu/jam)

QF = Panas yang dilepaskan bahan bakar (Btu/jam)

QW = Panas yang hilang melalui dinding furnace (Btu/jam)

Perencanaan desain:

OD tube = 2 – 8 in

Bahan konstruksi = chrome-nickel (25% Cr, 20% Ni, 0,35–0,45% C grade HK-40)

Panjang tube = 10 – 40 ft

Diambil:

OD tube = 2 in

Panjang tube = 10 ft

Centre to centre distance = 8,5 in

Luas permukaan/tube = 10 ft x π x 2/12 ft = 5,2333 ft2

Jumlah tube, Nt =5,2333000.12

093599595,00×

= 57,31839 buah

Coba 58 tube

Acp per tube = 1012

5,8 x = 28,333 ft2

Total α untuk single row refractory backed dari Fig. 19.11 Kern, hal: 688 dengan

rasio dari centre to centre / OD = 8,5/8 = 1,0625 diperoleh α = 0,75.

αAcp/tube = 7,0833 ft2 x 0,75= 5,31250 ft2

αAcp = 5,31250 ft2 x 58 = 308,125 ft2

Permukaan refractory

End walls = 2 x 21,9583 x 11,3333 = 497,7222 ft2

Side walls = 11,3333x 10 = 113,3333 ft2


Bridge walls = 9,9167 x 10 = 99,16667 ft2

Floor and arch = 2 x 21,9583 x 10 = 439,1667 ft2

AT = 1149,3889 ft2

AR = AT - αAcp = 1149,3889 – 308,125 = 841,2639 ft2

7303,2308,125

841,2639αAcpAR ==

dimention ratio = 1 : 2,1958 : 1,1333

L = 332 furnace vol. (Kern,1965)

L = 332 11,333321,958310 ×× = 9,0343 ft

PCO2 = 0,1084 ; PH2O = 0,1284

PCO2.L = 0,1084 x 9,0343 = 0,9793

PH2O.L = 0,1284 x 9,0343 = 1,1275

Dari Fig 19.12 dan Fig 19.13, Kern, hal: 693 dan 694 diperoleh:

(q pada PCO2.L)TG = 7.000 Btu/jam.ft2

(q pada PCO2.L)ts = 1.800 Btu/jam.ft2

(q pada PH2O.L)TG = 15.000 Btu/jam.ft2

(q pada PH2O.L)ts = 4.000 Btu/jam.ft2

(qb)TG = 4

100173,0

G

bT

ε dan εb = 1,00 (Kern,1965)

(qb)TG = 46750,4172

(qb)ts = 4

100173,0

s

bt

ε

(qb)ts = 10564,6781

asumsi : % koreksi = 8 % (Kern,1965)

0,3141100

810010564,678146750,4172

)000.4(1.800)000.15(7.000

100%koreksi100

)(q)(q.L)qpadaP.L(qpadaP.L)qpadaP.L(qpadaP

εtsbTGb

tsH2OCO2TGH2OCO2G

=−

−

+−+=

−

−

+−+=

overall exchange factor ℑ pada εG = 0,3141 dan αAcpAR = 2,73027

Dari Fig 19.15 Kern, hal:700, diperoleh j = 0,28


41871,88380,28125,308

093599595,00αAcp.j

ΣQ=

×=

Karena hasilnya mendekati ℑαAcp

Q = 42105,2632 maka desain dapat diterima.

LC.15 Vertical Kondensor Sub Cooler (E-403)

Fungsi : Mengubah fasa uap campuran air dan HCl menjadi fasa cair

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger

Dipakai : 1 in OD Tube 18 BWG, panjang = 12 ft, 4 pass

Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Laju alir umpan masuk = 241,3759 kg/jam = 532,1455 lbm/jam

Temperatur awal (T1) = 230 oC = 446 °F

Temperatur akhir (T2) = 65 °C = 149 °F

Fluida dingin

Laju alir air pendingin = 5919,6 kg/jam = 13050,5523 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 30 °C = 86 °F

Temperatur akhir (t2) = 60 °C = 140 °F

Panas yang diserap (Q) = 734000,4918 kJ/jam = 695695,4977 Btu/jam

(1) ∆t = beda suhu sebenarnya

Fluida Panas Fluida dingin Selisih

T1 = 446 °F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 86 °F ∆t1 = 360 °F

T2 = 149 °F Temperatur yang lebih rendah t1 = 140 °F ∆t2 = 9 °F

T1 – T2 = 297 °F Selisih t2 – t1 = 54 °F

∆t2 – ∆t1 = -243 °F


153,7536

3609ln

243-

ΔtΔtln

ΔtΔtLMTD

1

2

12 =

=

−

= °F

5,554

52,002ttTTR

12

21 ==−−

=

0,15140446

54tTttS

11

12 =−

=−−

=

Dari Fig 19, Kern, 1965 diperoleh FT = 0,98

Maka ∆t = FT × LMTD = 0,98 × 153,7536= 150,6786 °F

(2) Tc dan tc

297,52

1494462

TTT 21c =

+=

+= °F

113214086

2ttt 21

c =+

=+

= °F

Dalam perancangan ini digunakan kondensor dengan spesifikasi:

- Diameter luar tube (OD) = 1 in

- Jenis tube = 18 BWG

- Pitch (PT) = 1 1/4 in triangular pitch

- Panjang tube (L) = 12 ft

a. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, kondensor untuk fluida panas light

organic dan fluida dingin air, diperoleh UD = 75-150, faktor pengotor (Rd) =

0,003.

Diambil UD = 85 Btu/jam⋅ft2⋅°F

Luas permukaan untuk perpindahan panas,

2

oo2

D

ft54,3186F 150,6786

FftjamBtu85

7Btu/jam695695,497 ΔtU

QA =×

⋅⋅

=×

=

Luas permukaan luar (a″) = 0,2425 ft2/ft (Tabel 10, Kern)


Jumlah tube, 18,6662/ftft 0,2425ft 12

ft54,3186aL

AN 2

2

"t =×

=×

= buah

b. Dari Tabel 9, hal 842, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 21 tube dengan

ID shell 8 in.

c. Koreksi UD

2

2

"t

ft28,23/ftft24251,018,6662ft 21

aNLA

=

××=

××=

FftjamBtu3624,146

F 150,6786ft 28,23Btu/jam 7695695,497

ΔtAQU 22D °⋅⋅

=°×

=⋅

=

Fluida dingin : tube side, air

(3) Flow area tube, at′ = 1,04 in2 (Tabel 10, Kern)

n144

'tatN

ta××

= (Pers. (7.48), Kern)

2ft 0,07944144

1,0444ta =

××

=

(4) Kecepatan massa

ta

wtG = (Pers. (7.2), Kern)

2ftjammlb

8,8618790,0794

13050,5523tG

⋅==

(5) Bilangan Reynold

Pada tc = 113 °F

µ = 1,0886 cP = 2,6344 lbm/ft2⋅jam (Gbr. 15, Kern)

Dari Tabel 10, Kern, untuk 1 in OD, 18 BWG, diperoleh

ID = 1,15 in = 0,0958 ft

μ

tGIDtRe ×= (Pers. (7.3), Kern)

1,0886

986187,80,0958tRe ×= = 35875,05


2174,1250,0958

12==

DL

(6) Taksir jH dari Gbr 24, Kern, diperoleh jH = 30

(7) Pada tc = 113 °F

c = 0,99 Btu/lbm°F (Gbr 3, Kern)

k = 0,898 Btu/jam.ft°F (Tabel 5, Kern)

4267,13

1

898,06344,299,03

1=

×=

⋅

kc µ

(8) 3

1

⋅

××=k

cDkjH

sih µ

φ (Pers. (6.15), Kern)

401,07774267,10,09580,89830

sφih

=××=

11,15 x 401,0777

ODIDx

tφih

tφioh

=

=

= 461,2394

(9) Karena viskositas rendah, maka diambil φt = 1

tφtφ

iohioh ×=

hio = 461,2394× 1 = 461,2394

Fluida panas : shell side, air dan HCl

Condensation

De = 0,72 /12 = 0,06 ft

ets DN

wGτ

=

= 06,02114,3

1455,532xx

= 134,5 lb/jam lin ft

(8’) Asumsi h = ho =150


Tv = 297,52

1494462

TT 21 =+

=+

tw = )( avoio

oa tT

hhh

t −×+

+

= )( avoio

oa tT

hhh

t −×+

+

= 158,2768

tf = (Tv + tw)/2

= 227,8884

(9’) Dari fig 12.9 (Kern, 1965), untuk t = 158,2768diperoleh h =ho = 165

BTU/hr.ft2.oF

(10) Clean Overall Coefficient, UC

F.ft.Btu/jam 1306,381500963,3321500963,332

hhhh

U 2

oio

oioC °=

+×

=+×

=

(Pers. (6.38), Kern, 1965)

(3′) subcooling

'

TP144

B'CsDsa

nx×

××= ft2 (Pers. (7.1), Kern)

Ds = Diameter dalam shell = 27 in

B = Baffle spacing = 4 in

PT = Tube pitch = 1 1/4 in

C′ = Clearance = PT – OD

= 1 1/4 – 1 = 1/4 in

0,02221,25144

425,0821

=×

××

=sa ft 2

(4’) Kecepatan massa

s

s awG = (Pers. (7.2), Kern, 1965)


1872,299331198,0

665,1819==sG lbm/jam.ft2

(5’) Bilangan Reynold

Pada tc = 297,5 0F

µ = 0,321 cP = 0,7765 lbm/ft2⋅jam

Dari Gambar 28, Kern, untuk 1 in dan 11/4 square pitch, diperoleh De = 0,72 in.

De = 0,72 /12 = 0,06 ft

µ×

= ses

GDRe (Pers. (7.3), Kern, 1965)

2699,2033321,0

1872,299330,06Re =×

=s

(6′) Taksir JH dari Gambar 28, Kern, diperoleh JH = 80 pada Res = 2699,2033

(7’) Pada tc = 297,5 0F

c = 0,48 Btu/lbm⋅°F

k = 0,0876 Btu/jam lbm ft.°F

73,10876,0

7765,048,0. 31

31

=

×=

kc µ

(8) 3

1

⋅

××=k

cDkjH

sih

e

µφ

(Pers. (6.15), Kern)

202,0641,730,06

0,087680sφih

=××= Btu/jam ft2 oF

F.ft.Btu/jam 1895,1131502394,4611502394,461

hhhh

U 2

oio

oioC °=

+×

=+×

=

(11) Faktor pengotor, Rd

0051,05274,16 1895,1135274,161895,113

UUUU

RDC

DCd =

×−

=×−

= (Pers. (6.13), Kern)

1965)

Rd hitung ≥ Rd ketentuan, maka spesifikasi pendingin dapat diterima.


Pressure drop

Fluida dingin : air, tube

(1) f = 0,0006 ft2/in2 (Gbr. 26, Kern)

s = 0,98 (Gbr. 6, Kern)

φt = 1

(2) tφsID10105,22

nL2tGf

tΔP⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅= (Pers. (7.53), Kern)

( )( ) ( )( )( )( )

psi1,418210,980,095810105,22

4)12(2986187,80,0006tΔP

=⋅

=

(3) Dari grafik 27, hal:837, Kern, pada diperoleh 2g'

2V = 0,087

psi 4103,1

.0,0870,98

(4).(4)2g'

2V.s

4nrΔP

=

=

=

∆PT = ∆Pt + ∆Pr

= 1,4182 psi + 4103,1 psi

= 1,42088 psi

∆Pt yang diperbolehkan = 10 psi

Fluida panas : bahan, shell

(1′) Untuk Res = 6590,7457

f = 0,09 ft2/in2 (Gbr. 29, Kern)

φs =1

s = 0,98

(2′) 'BL x 12 1N nx=+ (Pers. (7.43), Kern)

7224

12121N =×=+ x

Ds = 12/12 = 1 ft


(3′) ( )

sφseD10105,22

1NsD2sGf

21

sΔP⋅⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅×= (Pers. (7.44), Kern)

( )( ) ( )( )( )( )( )

psi0567,010,980,0610105,22

720,06229933,18720,0921

sΔP

=⋅

×=

∆Ps yang diperbolehkan = 2 psi.

LC.16 Separator Siklon 1 (D-604)




Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :


Tekanan = 3 bar

Laju alir = 863,3873 kg/jam

Densitas (ρ) padatan = 166,7318 kg/m3

Densitas (ρ) gas = 20,3844 kg/m3

Laju alir volumetrik = 3/3844,20/3873,863

mkgjamkg

= 42,3554 m3/jam

= 0,01177 m3/s

Direncanakan menggunakan siklon dengan diameter rancangan standard

= 0,203 m.

Dc = 0,203 m

0,5 Dc = 0,5 x 0,203

= 0,1015 m

0,5 Dc x 0,2 Dc = 0,5 (0,203) x 0,2 (0,203)

= 0,0041 m

1,5 Dc = 1,5 x 0,203 m

= 0,3045 m


2,5 Dc = 2,5 x 0,203 m

= 0,5075 m

0,375 Dc = 0,375 x 0,203 m

= 0,0761 m

0,375 Dc

2,5 Dc

1,5 Dc

0,5 Dc

0,5 Dc

0,5 Dc x 0,2 Dc

Dc

Dc

Gambar LC.1 Separator Siklon 1

LC.17 Separator Siklon 2 (D-605)




Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :


Tekanan = 3 bar

Laju alir = 804,4602 kg/jam


Densitas (ρ) gas = 28,9352kg/m3

Laju alir volumetrik = 3/9352,28/4602,804mkgjamkg

= 27,8021 m3/jam

= 0,00772 m3/s

Direncanakan menggunakan siklon dengan diameter rancangan standard

= 0,203 m.

Dc = 0,203 m

0,5 Dc = 0,5 x 0,203

= 0,1015 m

0,5 Dc x 0,2 Dc = 0,5 (0,203) x 0,2 (0,203)

= 0,0041 m

1,5 Dc = 1,5 x 0,203 m

= 0,3045 m

2,5 Dc = 2,5 x 0,203 m

= 0,5075 m

0,375 Dc = 0,375 x 0,203 m

= 0,0761 m


0,375 Dc

2,5 Dc

1,5 Dc

0,5 Dc

0,5 Dc

0,5 Dc x 0,2 Dc

Dc

Dc

Gambar LC.2 Separator Siklon 2

LC.18 Spray Drier ( D-601 )

Fungsi : Merubah MgCl2 menjadi padatan dengan menggunakan

udara panas.

Jenis : Spray dryer with spray wheel

Jumlah : 1 Unit

Dari lampiran B diperoleh :

Laju alir udara : 777,99 kg udara/ jam = 0,3976 lbm/s

Umpan masuk : 85,3972 kg/jam

Udara masuk : 330 0C = 356 oF

Udara keluar : 263,7862 0C = 230 oF

Volume spesifik udara pada 330 0C = 0,5437 ft3/lbm (Geankoplis, 1983)

Volume spesifik udara pada 263,7862 0C = 0,8675 ft3/lbm (Geankoplis, 1983)

Laju alir volumetrik udara :


+

2

ft0,5437) (0,8675 x

slbm 0,3976

3

lbm = 225,1801 ft3/s

Waktu tinggal didalam menara pengering tidak lebih dari 30 detik (Perry, 1999)

Diperkirakan waktu tinggalnya adalah 3 detik, maka :

Vd (volume menara) = 225,1801 ft3/s x 3 s = 675,5403 ft3

Vd = 4D12

)..866,0(4. 32 DD ππ

+

(Walas, 1988)

675,5403 ft3 = 3,367 D3

D = 5,8542 ft = 1,7848 m

Rasio L/D = 1 (Walas, 1988)

Maka tinggi menara pengering, L = 1 x 5,8542 ft = 5,8542 ft =1,7848 m

Untuk ukuran standar, ukuran partikel 200 μm didapat :. (Walas, 1988)

Kecepatan putar motor = 3600 rpm; 5 hp

LC.19 Evaporator 1 (V– 401)


menguapkan

air



- Fluida panas

Laju alir fluida panas = 542,0203 kg/jam = 1194,9565 lbm/jam

Temperatur awal (T1) = 335 °C = 635 °F


- Fluida dingin

Laju alir fluida dingin = 1224,0281 kg/jam = 2698,5341 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 40,97°C = 105,746 °F





Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T1 = 635 °F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 446°F ∆t1 = 189 °F T2 = 392 °F Temperatur yang lebih rendah t1 = 105,75 °F ∆t2 = 286,25 °F

T1 – T2 = 243 °F Selisih t2 – t1 = 340,25 °F ∆t2 – ∆t1 = 97,25°F

2722,234

189286,25ln

97,25

ΔtΔtln

ΔtΔtLMTD

1

2

12 =

=

−

= °F

7142,0340,25

243ttTTR

12

21 ==−−

=

6429,0 75,105 635

340,25tTttS

11

12 =−

=−−

=

Dari Gambar 19, Kern, 1965 diperoleh FT = 0,98

Maka ∆t = FT × LMTD = 0,98 × 2722,234 = 229,5867 °F

(1) Tc dan tc

5,5132

3926352

TTT 21c =

+=

+= °F

873,7522

44675,1052

ttt 21c =

+=

+= °F

Dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi:

- Diameter luar tube (OD) = 0,75 in


- Pitch (PT) = 1 in triangular pitch


a. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas gas dan fluida

dingin cairan, diperoleh UD = 2-50, dan faktor pengotor (Rd) = 0,003.




2

oo2

D

ft 6166,92F5867,229

FftjamBtu40

Btu/jam 5850541,867ΔtU

QA =×

⋅⋅

=×

=


Jumlah tube, 3176,39/ftft 0,1963ft12

ft 6166,92aL

AN 2

2

"t =×

=×

= buah

b. Dari Tabel 9, hal 842, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 44 tube dengan

ID shell 12 in.

c. Koreksi UD

2

"t

ft 6464,103ft2/ft 0,19633176,39ft 12

aNLA

=

××=××=

Fftjam

Btu7433,35F128,4896x ft6464,103

Btu/jam 5850541,867ΔtA

QU 22D °⋅⋅=

°=

⋅=

Fluida dingin : , tube

(3) Flow area tube,at’ = 1,04 in2 (Tabel 10, Kern, 1965)

n144aN

a'tt

t ××

= (Pers. (7.48), Kern, 1965)

=×

×=

4144 1,0444

ta 0,0794 ft 2

(4) Kecepatan massa:

t

t awG = (Pers. (7.2), Kern, 1965)

== 0,0794

5622,8336tG 70776,9266 lbm/jam.ft 2

(5) Bilangan Reynold:

Pada Tc = 275,873 °F

µ = 2,0087cP = 4,8592 lbm/ft2⋅jam (Gambar 14, Kern, 1965)


Dari tabel 10, Kern, untuk 0,75 in OD, 18 BWG, diperoleh :

ID = 0,625 in = 0,0521 ft

µ×

= tt

GIDRe (Pers.(7.3), Kern, 1965)

=×

=8592,4

70776,9266 0,0521Re t 758,6153

(6) Taksir jH dari Ganbar 24 Kern (1965), diperoleh jH = 29 pada Ret = 758,6153

(7) Pada Tc =275,873 °F

c = 0,99 Btu/lbm.°F (Gambar 2, Kern, 1965)

k = 0,899 Btu/jam lbm ft.°F (Tabel 5, Kern, 1965)

=

×=

3

13

1

0,8998592,499,0.

kc µ 1,749

(8) 3

1

t

i

k.c

IDkjHh

µ

××=ϕ

=××= 1,7490,0521

0,89929t

ihϕ

875,5354

6128,72975,0

0,0521875,5354 =×=

×=

t

io

t

i

t

io

hODIDhh

ϕ

ϕϕ

(9) Karena viskositas rendah, maka diambil tϕ = 1 (Kern, 1965)

F ft Btu/jam6128,72916128,729 o2=×=

×=

io

tt

ioio

h

hh ϕ

ϕ


(3’) Flow area shell

2'

'

144ft

nxPBCD

aT

ss ×

××= (Pers. (7.1), Kern, 1965)




PT = Tube pitch = 1in


= 1 – 0,75 = 0,25 in

0417,02x1,25144425,012=

×××

=sa ft 2


s

s awG = (Pers. (7.2), Kern, 1965)

955,286780417,0



Pada tc = 513,15 0F

µ = 0,345 cP = 0,8346 lbm/ft2⋅jam

Dari Gambar 28, Kern, untuk 0,75 in dan 1 triangular pitch, diperoleh De = 0,73

in.

De = 0,73/12 = 0,0608 ft

µ×

= ses


4126,2090 0,8346

955,286780608,0Re =×

=s


(7’) Pada tc = 513,5 0F




6713,1 0,0876

0,8346 0,49. 31

31

=

×=

kc µ

(8’) 3

1

eH

s

o

k.c

DkJh

µ

××=ϕ

1273,1906713,1 0,0608

0876,079 =××=s

ohϕ

(9’) Karena viskositas rendah, maka diambil sϕ = 1 (Kern, 1965)

F ft Btu/jam 1273,19011273,190 o2=×=×= ss

oo

hh ϕ

ϕ


F.ft.Btu/jam 8245,1501273,1906128,7291273,1906128,729

hhhh

U 2

oio

oioC °=

+×

=+×

=

(Pers. (6.38), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, Rd

0,00737433,35 8245,1507433,358245,150

UUUU

RDC

DCd =

×−

=×−

= (Pers. (6.13), Kern, 965)


Pressure drop

Fluida dingin : sisi tube

(1) Untuk Ret = 758,6153

f = 0,0004 ft2/in2 (Gambar 26, Kern, 1965)

s = 0,92 (Tabel 6, Kern, 1965)

φt = 1

(2) tφsID10105,22

nL2tGf

tΔP⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅= (Pers. (7.53), Kern, 1965)


(1)(0,92)(0,0521))1010(5,22

)4()12(2)9266,70776((0,0004)tΔP

×××⋅

×××= = 0,0346 psi

(3) Dari Gambar 27, Kern, 1965 diperoleh 2g'

2V = 0,097

psi 687,1

.0,0970,92

(4).(4)2g'

2V.s

4nrΔP

=

=

=


= 0,0346 psi + 687,1 psi

= 1,7216


Fluida panas : sisi shell

(1′) Untuk Res = 2090,4126


φs =1

s = 0,9

(2′) 'BL x 12 1N nx=+

4

12 x 24 1N =+ = 72 (Pers. (7.43), Kern, 1965)

Ds = 120/12 = 8 ft

(3′)

s .s. eD . 1010.22,5

1)(N .sD . 2sG f.

sPϕ

+=∆ (Pers. (7.44), Kern, 1965)

(1)(0,9)(0,0608) 1010.22,5

(72) (8) 2)(28678,955 0,09421 sP

×××

×××=∆ x = 1,8027 psi



LC.20 Evaporator 2 (V– 404)


menguapkan

air



- Fluida panas

Laju alir fluida panas = 300,6465 kg/jam = 662,8155 lbm/jam

Temperatur awal (T1) = 335 °C = 635 °F


- Fluida dingin

Laju alir fluida dingin = 1224,0281 kg/jam = 2698,5341 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 230 °C = 446 °F




Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T1 = 635 °F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 482 °F ∆t1 = 153 °F T2 = 392 °F Temperatur yang lebih rendah t1 = 446 °F ∆t2 = 54 °F

T1 – T2 = 243 °F Selisih t2 – t1 = 36 °F ∆t2 – ∆t1 = 117 °F

3429,112

54153ln

117

ΔtΔtln

ΔtΔtLMTD

1

2

12 =

=

−

= °F


75,636243

ttTTR

12

21 ==−−

=

1905,0 446 635

36tTttS

11

12 =−

=−−

=

Dari Gambar 19, Kern, 1965 diperoleh FT = 0,98

Maka ∆t = FT × LMTD = 0,98 × 112,3429 = 128,4896 °F

(2) Tc dan tc

5,5132

8155,6626352

TTT 21c =

+=

+= °F

1148,92

4824462

ttt 21c =

+=

+= °F

Dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi:

- Diameter luar tube (OD) = 1 in


- Pitch (PT) = 1 1/4 in triangular pitch


d. Dari Tabel 8, hal. 840, Kern, 1965, heater untuk fluida panas gas dan fluida

dingin cairan, diperoleh UD = 2-50, dan faktor pengotor (Rd) = 0,003.



2

oo2

D

ft 4797,347F4896,128

FftjamBtu40

Btu/jam 551530246,31ΔtU

QA =×

⋅⋅

=×

=


Jumlah tube, 7613,67/ftft 2564,0ft12

ft 347,4797aL

AN 2

2

"t =×

=×

= buah

e. Dari Tabel 9, hal 842, Kern, 1965, nilai yang terdekat adalah 68 tube dengan

ID shell `13,25 in.


f. Koreksi UD

2

"t

ft 287ft2/ft 0,25647613,67ft 12

aNLA

=

××=××=

Fftjam

Btu4292,48F128,4896x ft872

Btu/jam 761614501,67ΔtA

QU 22D °⋅⋅=

°=

⋅=

Fluida dingin : , tube

(3) Flow area tube,at’ = 1,09 in2 (Tabel 10, Kern, 1965)

n144aN

a'tt

t ××

= (Pers. (7.48), Kern, 1965)

=×

×=

4144 09,168

ta 0,1287 ft 2

(4) Kecepatan massa:

t

t awG = (Pers. (7.2), Kern, 1965)

==1287,0

2698,5341tG 20970,7996 lbm/jam.ft 2

(5) Bilangan Reynold:

Pada Tc = 464 °F

µ = 2,0087cP = 4,8592 lbm/ft2⋅jam (Gambar 14, Kern, 1965)

Dari tabel 10, Kern, untuk 0,75 in OD, 18 BWG, diperoleh :

ID = 0,625 in = 0,0521 ft

µ×

= tt

GIDRe (Pers.(7.3), Kern, 1965)

=×

=8592,4

7996,20970,0Re t 224,7734

(9) Taksir jH dari Ganbar 24 Kern (1965), diperoleh jH = 27 pada Ret = 224,7734

(10) Pada Tc =464 °F


c = 0,99 Btu/lbm.°F (Gambar 2, Kern, 1965)

k = 0,92 Btu/jam lbm ft.°F (Tabel 5, Kern, 1965)

=

×=

3

13

1

0,928592,499,0.

kc µ 1,736

(11) 3

1

t

i

k.c

IDkjHh

µ

××=ϕ

=××= 736,10,0521

92,027t

ihϕ

827,9364

947,68975,0

625,09364,827 =×=

×=

t

io

t

i

t

io

hODIDhh

ϕ

ϕϕ

(9) Karena viskositas rendah, maka diambil tϕ = 1 (Kern, 1965)

F ft Btu/jam 947,6891947,689 o2=×=

×=

io

tt

ioio

h

hh ϕ

ϕ


(3’) Flow area shell

2'

'

144ft

nxPBCD

aT

ss ×

××= (Pers. (7.1), Kern, 1965)



PT = Tube pitch = 1in


= 1 – 0,75 = 0,25 in

0,02782x1,25144

425,08=

×××

=sa ft 2



s

s awG = (Pers. (7.2), Kern, 1965)

3594,238610278,0



Pada tc = 513,15 0F

µ = 0,379 cP = 0,9168 lbm/ft2⋅jam

Dari Gambar 28, Kern, untuk 0,75 in dan 1 triangular pitch, diperoleh De = 0,79

in.

De = 0,72/12 = 0,0658 ft

µ×

= ses


3575,17139168,0

3594,238610658,0Re =×

=s


(7’) Pada tc = 513,5 0F



7051,1 0,0876

0,9168 0,48. 31

31

=

×=

kc µ

(8’) 3

1

eH

s

o

k.c

DkJh

µ

××=ϕ

9307,2017051,10658,00876,089 =××=

s

ohϕ

(9’) Karena viskositas rendah, maka diambil sϕ = 1 (Kern, 1965)

F ft Btu/jam 9307,20119307,201 o2=×=×= ss

oo

hh ϕ

ϕ



F.ft.Btu/jam 2114,5619307,201947,8969307,201947,896

hhhh

U 2

oio

oioC °=

+×

=+×

=

(Pers. (6.38), Kern, 1965) (11) Faktor pengotor, Rd

0,00424292,48 2114,5614292,482114,561

UUUU

RDC

DCd =

×−

=×−

= (Pers. (6.13), Kern, 965)


Pressure drop

Fluida dingin : sisi tube

(1) Untuk Ret = 224,7734


s = 0,92 (Tabel 6, Kern, 1965)

φt = 1

(2) tφsID10105,22

nL2tGf

tΔP⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅= (Pers. (7.53), Kern, 1965)

(1)(0,92)(0,0521))1010(5,22

)4()12(2)79996,20970((0,0007)tΔP

×××⋅

×××= = 0,0369 psi

(3) Dari Gambar 27, Kern, 1965 diperoleh 2g'

2V = 0,099

psi 7218,1

.0,0990,92

(4).(2)2g'

2V.s

4nrΔP

=

=

=


= 0,0369 psi + 7218,1 psi

= 1,7317



Fluida panas : sisi shell

(1′) Untuk Res = 1713,3575


φs =1

s = 0,87

(2′) 'BL x 12 1N nx=+ (Pers. (7.43), Kern, 19)

4

12 x 24 1N =+ = 72

Ds = 72/12 = 6 ft

(3′)

s .s. eD . 1010.22,5

1)(N .sD . 2sG f.

sPϕ

+=∆ (Pers. (7.44), Kern, 1965)

(1)(0,87)(0,0658) 1010.22,5

(6) (72) 24)(23861,359 0,09421 sP

×××

×××=∆ x = 0,4296 psi


LC.21 Blower 1 (G-503)

Fungsi : Memompa udara menuju aliran gas HCl




Laju alir (N3) = 29 kmol/jam

Laju alir volum gas Q = kPa 550

K 305,15 Pa/mol.K xm 8,314 x kmol/jam 29 3

= 133,77 m3 /jam

Daya blower dapat dihitung dengan persamaan,

33000Qefisiensi144P ××

= (Perry’s, 1997)


Efisiensi blower, η = 80 %

Sehingga,

33000 133,770,8144P ××

= = 0,4669 hp

Maka dipilih blower dengan tenaga 1/2 hp.


Fungsi : Memompa gas HCl dari Flash Drum(D-510) menuju

Furnace (Q-602)




Laju alir (N3) = 83,5 kmol/jam


K 307,15 Pa/mol.K xm 8,314 x kmol/jam 83,5 3

= 426,4587 m3 /jam



= (Perry’s, 1997)


Sehingga,

33000 426,45870,8144P ××

= = 1,4887 hp

Maka dipilih blower dengan tenaga 1 ½ hp.


Fungsi : Memompa gas HCl dari Furnace (Q-602) menuju Spray

Drier (D-601)








= 930,4849 m3 /jam



= (Perry’s, 1997)


Sehingga,

33000 930,48490,8144P ××

= = 3,2482 hp

Maka dipilih blower dengan tenaga 4 hp


Fungsi : Memompa gas HCl dari Adsorber (D-701) menuju Furnace

(Q-602)



Kondisi operasi : 263,79 ºC dan 500 kPa




= 584,7955 m3 /jam




= (Perry’s, 1997)


Sehingga,

33000 584,79550,8144P ××

= = 2,0415 hp

Maka dipilih blower dengan tenaga 2,5 hp


Fungsi : Mendinginkan MgCl2




Laju alir (N3) = 29 kmol/jam


K 301,15 Pa/mol.K xm 8,314 x kmol/jam 29 3

= 726,0907 m3 /jam



= (Perry’s, 1997)


Sehingga,

33000 726,09070,8144P ××

= = 2,5347 hp

Maka dipilih blower dengan tenaga 3 hp.


LC.26 Pompa mixer 1 (L-104)

Fungsi : Memompa larutan HCl 10% dari M-103 menuju Reaktor

R-201


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 100 kPa

Temperatur = 28 oC = 301,15 K

Laju alir massa (F) = 501,6460 kg/jam = 0,3072 lbm/s

Densitas (ρ) = 1046,4 kg/m3 = 65,3245 lbm/ft3

Viskositas (µ) = 0,011 cP = 0,00001 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik, === 3m

m

ft/lb 65,3245/seclb 0,3072

ρFQ 0,0047 ft3/s

Desain pompa : Asumsi aliran turbulen

Di,opt = 0,363 (Q)0,45 (ρ)0,13 (Timmerhaus, 2004)

= 0,363 (0,0047)0,45 (65,3245)0,13

= 0,056 m = 2,2059 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa :

Ukuran nominal : 2,5 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 0,2469 in = 0,0206 ft

Diameter Luar (OD) : 2,875 in = 0,2396 ft

Inside sectional area : 0,03322 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 2

3

0,03322/0,0047

ftsft = 0,1416 ft/s


Bilangan Reynold : NRe = µ××ρ Dv

= bm/ft.s0,00001

)0206,0)(/ 0,1416)(/65,3245( 3

lftsftftlbm

= 25740,0650 (Turbulen)

Untuk pipa stainless stell, harga ε = 0,000046 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 25740,0650 dan ε/D = 0,088

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis (1997), diperoleh harga f = 0,018

Friction loss :

1 Sharp edge entrance: hc = 0,55α2

12

1

2 vAA

−

= 0,55 ( ) ( )( )174,3212 0,141601

2

− = 0,0002 ft.lbf/lbm

3 elbow 90° : hf = n.Kf.cg

v.2

2

= 6(0,75) ( )( )174,3212 0,1416 2

= 0,0007 ft.lbf/lbm

1 check valve : hf = n.Kf.cg

v.2

2

= 1(2,0) ( )( )174,3212 0,1416 2

= 0,0006 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 15 ft : Ff = 4fcgD

vL.2.. 2∆

= 4(0,018) ( )( )( ) ( )174,32.2.0,0874

0,1416.15 2

= 0,0163 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit : hex = cg

vAA

..21

22

2

1

α

−

= ( ) ( )( )174,3212 0,141601

2

− = 0,0003 ft.lbf/lbm


Total friction loss : ∑ F = 0,0182 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

( ) ( ) 021 12

122

12

2 =+∑+−

+−+− sWFPPzzgvvρα

(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2 = 100 kPa = 2088,5547 lbf/ft²

∆Z = 15 ft

Maka :

( ) 0/. 0,01820 15./.174,32

/174,320 2

2

=++++ sWlbmlbfftftslbflbmft

sft

Ws = -15,5376 ft.lbf/lbm

P Effisiensi pompa , η= 80 %

Ws = - η x Wp

-15,0182 = -0,8 x Wp

Wp = 18,7727 ft.lbf/lbm

Daya pompa : P = m x Wp

= ( )( ) ft.lbf/lbm 18,7727lbm/s360045359,0

501,6460× x

slbffthp

/.5501

= 0,0105 Hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/2 Hp.

LC.27 Pompa HCl 37% (L-105)

Fungsi : Memompa larutan HCl 37% dari Tangki HCl 37% (F-

105)

menuju Mixer 1 (M-102)


Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

Tekanan = 100 kPa





m

ft/lb 2995,65/seclb 0,2459

ρFQ 0,0038 ft3/s



= 0,363 (0,0038) 0,45 ( 2995,65 )0,13

= 0,0507 m = 1,996 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel :

Ukuran nominal : 2 in






3

0,0233/ 0,0038

ftsft = 0,1616 ft/s


= bm/ft.s0,011

)) 0,1723 )(/ 0,1616)(/2995,65( 3

lftsftftlbm

= 245959,9098 (Turbulen)

Untuk pipa commercial steel, harga ε = 0,000046 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 245959,9098 dan ε/D =0,0105



Friction loss :


12

1

2 vAA

−

= 0,55 ( ) ( )( )174,3212 0,161601

2

− = 0,00183 ft.lbf/lbm


v.2

2

= 2(2,0) ( )( )174,3212 0,1616 2

= 0,0008 ft.lbf/lbm


v.2

2

= 6(2,0) ( )( )174,3212 0,1616 2

= 0,0006 ft.lbf/lbm


vL.2.. 2∆

= 4(0,014) ( )( )( ) ( )174,32.2.0,364

0,1616.10 2

= 0,0013 ft.lbf/lbm


vAA

..21

22

2

1

α

−

= ( ) ( )( )174,3212 0,161601

2

− = 0,0004 ft.lbf/lbm

Total friction loss : ∑ F =0,0046 ft.lbf/lbm


( ) ( ) 021 12

122

12

2 =+∑+−


(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2 = 100 kPa = 2088,5547 lbf/ft²

∆Z = 10 ft

Maka :

( ) 0/. 0,0046010./.174,32

/174,320 2

2


sft




Ws = - η x Wp

-10,0046 = -0,8 x Wp



= ( )( ) ft.lbf/lbm 12,5057lbm/s360045359,0

401,5956× x

slbffthp

/.5501

= 0,0056 Hp


LC.28 Pompa Tangki HCl 37% (L-106)

Fungsi : Memompa larutan HCl 37% dari L-106 menuju Flash

Drum

D-501


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 100 kPa






m

ft/lb 74,2579/sec0,0097lb

ρFQ 0,0001 ft3/s



Komponen F (kg/jam)

Fraksi Berat

ρ (kg/m3) ρi (kg/m3)

HCl 37% 15,7676 1 1189,5 1189,5 Total 15,7676 1 1189,5



= 0,363 (0,0001 )0,45 (74,2579)0,13

= 0,0113 m = 0,4463 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa:







3

0,00211/0001,0

ftsft = 0,0616 ft/s


= bm/ft.s0,00001

)0518,0)(/ 0,0616)(/74,2579( 3

lftsftftlbm

= 32089,6032 (Turbulen)

Untuk pipa stainless stell, harga ε = 0,00018 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 32089,6032 dan ε/D = 0,0349



Friction loss :


12

1

2 vAA

−

= 0,55 ( ) ( )( )174,3212 0,061601

2

− =0,000032 ft.lbf/lbm


v.2

2

= 2(1,0) ( )( )174,3212 0,0616 2

=0,0001 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 10 ft :Ff = 4fcgD

vL.2.. 2∆

= 4(0,019) ( )( )( ) ( )174,32.2.0,364

0,0616.10 2

=0,0009 ft.lbf/lbm


vAA

..21

22

2

1

α

−

= ( ) ( )( )174,3212 0,061601

2

− =0,0001 ft.lbf/lbm



( ) ( ) 021 12

122

12

2 =+∑+−


(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = 100 kpa = 2088,5547 lbf/ft²

P2 = 500 kPa = 10442,7736 lbf/ft²

∆Z = 10 ft

Maka :

( ) 0/. 0,0011/.2579,74

)5547,20887736,10442( 10./.174,32

/174,320 2

2

=++−

++ sWlbmlbfftlbmlbfftftslbflbmft

sft




Ws = - η x Wp

-122,5028 = -0,8 x Wp



= ( )( ) ft.lbf/lbm 153,1298lbm/s360045359,0 15,7676

× x slbfft

hp/.550

1

= 0,0027 Hp


LC.29 Pompa Reaktor (L-202)

Fungsi : Memompa larutan dari R-201 menuju Filter Press

H-301


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 100 kPa






m

ft/lb 71,9197/seclb 0,333

ρFQ 0,0046 ft3/s


LC.7 Komposisi bahan yang dilalui pompa


Mg(OH)2 2,2038

0,0041

2360,0000

9,5639

CaO 0,4218

0,0008

3340,0000 2,5905

Fe2O3 0,1476

0,0003

5250,0000

1,4252

SiO2 1,2654

0,0023

2530,0000

5,8868

H2O 475,1328

0,8737

988,0700 863,2657

HCl 2,7590

0,0051

1039,0000 5,2713

MgCl2 61,8934

0,1138

2320,0000

264,0425

Jumlah 543,8338 1,0000 1152,0458



= 0,363 (0,0046 )0,45 (71,9197)0,13

= 0,0563 m = 2,2182 in





Diameter Luar (OD) : 73,03 in = 0,2396ft



3

0,03322/ 0,0046

ftsft = 0,1394 ft/s



= bm/ft.s0,0004

) 0,2058)(/ 0,1394)(/71,9197( 3

lftsftftlbm

= 5295,2731 (Turbulen)


Pada NRe = 5295,2731 dan ε/D =0,0007


Friction loss :


12

1

2 vAA

−

= 0,55 ( ) ( )( )174,3212 0,139401

2

− = 0,0002 ft.lbf/lbm


v.2

2

= 2(2,0) ( )( )174,3212 0,1394 2

= 0,0012ft.lbf/lbm


v.2

2

= 4(2,0) ( )( )174,3212 0,1394 2

= 0,00043 ft.lbf/lbm


vL.2.. 2∆

= 4(0,0095 ) ( )( )( ) ( )174,32.2.0,364

0,1394.10 2

= 0,0006 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit :hex = cg

vAA

..21

22

2

1

α

−

= ( ) ( )( )174,3212 0,139401

2

− = 0,0003 ft.lbf/lbm



( ) ( ) 021 12

122

12

2 =+∑+−


(Geankoplis,1997)


dimana : v1 = v2

P1 = P2 = 100 kPa = 2088,5547 lbf/ft²

∆Z = 15 ft

Maka :

( ) 0/. 0,0022015./.174,32

/174,320 2

2


sft



Ws = - η x Wp

-15,0022 = -0,8 x Wp



= ( )( ) ft.lbf/lbm 20,003lbm/s360045359,0

543,8238× x

slbffthp

/.5501

= 0,0121 Hp


LC.30 Pompa Filter Press 2 (L-304)

Fungsi : Memompa larutan dari H-301 menuju Evaporator 1

V-401


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 100 kPa






m

ft/lb 71,2204/seclb 0,3319

ρFQ 0,0047 ft3/s



= 0,363 (0,0047)0,45 (71,2204)0,13

= 0,0564 m = 2,2218 in





Diameter Luar (OD) : 73,03 in = 0,2396ft



3

0,03322/0,0047

ftsft = 0,1403 ft/s


= bm/ft.s0,0004

) 0,2058)(/ 0,1403)(/71,2204( 3

lftsftftlbm

= 5299,5391 (Turbulen)


Pada NRe = 5299,5391 dan ε/D =0,0088


Friction loss :



12

1

2 vAA

−

= 0,55 ( ) ( )( )174,3212 0,140301

2

− = 0,0002 ft.lbf/lbm


v.2

2

= 1(2,0) ( )( )174,3212 0,1403 2

= 0,0012 ft.lbf/lbm


v.2

2

= 7(2,0) ( )( )174,3212 0,1403 2

= 0,0002 ft.lbf/lbm


vL.2.. 2∆

= 4(0,0094) ( )( )( ) ( )174,32.2.0,364

0,1403.30 2

= 0,0017 ft.lbf/lbm


vAA

..21

22

2

1

α

−

= ( ) ( )( )174,3212 0,140301

2

− = 0,0003 ft.lbf/lbm



( ) ( ) 021 12

122

12

2 =+∑+−


(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = 100 kPa = 2088,5547 lbf/ft²

P2 = 360 kPa = 7518,7970 lbf/ft²

∆Z = 20ft

Maka :

( ) 0/. 0,0048/.2204,71

)5547,2088797,7518(20./.174,32

/174,320 2

2

=++−

++ sWlbmlbfftlbmlbfftftslbflbmft

sft




Ws = - η x Wp

-96,2504 = -0,8 x Wp



= ( )( ) ft.lbf/lbm 128,3339lbm/s360045359,0

542,0203× x

slbffthp

/.5501

= 0,0775 Hp


LC.31 Pompa Evaporator 1 (L-402)

Fungsi : Memompa larutan dari Evaporator 1 (V-401)

menuju Evaporator 2 (V-404)


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 360 kPa






m

ft/lb 62,3916/sec0,1841lb

ρFQ 0,003 ft3/s



= 0,363 (0,003) 0,45 (62,3916)0,13


= 0,0452 m = 1,778 in

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1997), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 2 in






3

0,0233/ 0,003

ftsft = 0,1267 ft/s


= bm/ft.s0,0007

)) 0,0518)(/ 0,1267)(/62,3916( 3

lftsftftlbm

= 19809,3998 (Turbulen)


Pada NRe = 19809,3998 dan ε/D =0,0105


Friction loss :


12

1

2 vAA

−

= 0,55 ( ) ( )( )174,3212 0,126701

2

− = 0,0137 ft.lbf/lbm


v.2

2

= 2(2,0) ( )( )174,3212 0,1267 2

= 0,0997 ft.lbf/lbm


vL.2.. 2∆


= 4(0,014) ( )( )( ) ( )174,32.2.0,364

0,1267.10 2

= 0,081 ft.lbf/lbm


vAA

..21

22

2

1

α

−

= ( ) ( )( )174,3212 0,126701

2

− = 0,0249 ft.lbf/lbm



( ) ( ) 021 12

122

12

2 =+∑+−


(Geankoplis,1997)

dimana : v1 = v2

P1 = P2 = 360 kPa = 7518,797 lbf/ft²

∆Z = 20 ft

Maka :

( ) 0/. 0,2194020./.174,32

/174,320 2

2


sft



Ws = - η x Wp

-20,2194 = -0,8 x Wp



= ( )( ) ft.lbf/lbm 26,9592lbm/s360045359,0

300,6465× x

slbffthp

/.5501

= 0,009 Hp



LC.32 Pompa Evaporator 2 (L-404)

Fungsi : Memompa larutan dari V-404 menuju Spray Drier

D-601


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Tekanan = 360 kPa

Temperatur = 263,79 oC = 536,94 K





m

ft/lb 122,1141/seclb 0,0523

ρFQ 0,0004 ft3/s



= 0,363 (0,0004) 0,45 (122,1141)0,13

= 0,0207 m = 0,814 in








3

0,006/0,0004

ftsft = 0,07138 ft/s



= bm/ft.s0,0004

) 0874,0)(/ 0,07138)(/122,1141( 3

lftsftftlbm

= 20637,7745 (Turbulen)


Pada NRe = 20637,7745 dan ε/D =0,0005


Friction loss :

1 Sharp edge entrance:hc = 0,55α2

12

1

2 vAA

−

= 0,55 ( ) ( )( )174,3212 0,0713801

2

− = 0,0044ft.lbf/lbm


v.2

2

= 1(2,0) ( )( )174,3212 0,07138 2

= 0,0158 ft.lbf/lbm

Pipa lurus 10 ft :Ff = 4fcgD

vL.2.. 2∆

= 4(0,0087) ( )( )( ) ( )174,32.2.0,364

0,07138.10 2

= 0,0315 ft.lbf/lbm


vAA

..21

22

2

1

α

−

= ( ) ( )( )174,3212 0,0713801

2

− = 0,0079 ft.lbf/lbm

Total friction loss : ∑ F =0,0596 ft.lbf/lbm.


( ) ( ) 021 12

122

12

2 =+∑+−


(Geankoplis,1997)


dimana : v1 = v2

P1 = P2 = 360 kPa = 7518,7970 lbf/ft²

∆Z = 20ft

Maka :

( ) 0/. 0,0596020./.174,32

/174,320 2

2


sft



Ws = - η x Wp

-20,0596 = -0,8 x Wp



= ( )( ) ft.lbf/lbm 26,7462lbm/s360045359,0

85,3972× x

slbffthp

/.5501

= 0,0025 Hp



LAMPIRAN D

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

LD.1 Screening (SC)

Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar (lebih besar dari

20 mm).

Jenis : Bar screen

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Stainless steel

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Laju alir massa (F) = 768,6232 kg/jam

Laju alir volumetrik (Q) =s/jam 3600x kg/m995,68

kg/jam 768,62323 = 0,0002 m3/s

Dari Tabel 5.1 Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater.

Ukuran bar :

lebar bar = 5 mm ; tebal bar = 20 mm ; bar clear spacing = 20 mm ; slope = 30o

Direncanakan ukuran screening:

Panjang screen = 1 m ; Lebar screen = 1 m

20 mm

1 m

1 m

Gambar LD-1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas)


Misalkan, jumlah bar = x

Maka, 20x + 20 (x + 1) = 1000

40x = 980

x = 24,975 ≈ 25 buah

Luas bukaan (A2) = 20(25 + 1) (1000) = 519500 mm2 = 0,5195 m2

Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan 30

% screen tersumbat.

Head loss (∆h) = 22

2

22

2d

2

(0,5195) (0,6) (9,8) 2(0,0002)

A C g 2Q

=

= 2,415.10-8 m dari air =2,415.10-5 mm dari air

LD.2 Water Reservoir (F-01) Fungsi : Tempat penampungan air sementara

Jumlah : 1 unit Bahan kontruksi : Beton kedap air

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,1939 lbm/ft3 (Geankoplis, 2003)


Laju alir volumetrik (Q) =jam hari/241x kg/m995,68

kg/jam 68,62323 = 0,772 m3/jam

Desain Perancangan :

Bak dibuat persegi panjang Perhitungan ukuran bak :

Waktu tinggal air = 2 jam = 0,0833 hari (Perry’s, 1999)

Volume air diolah = 0,772 m3/hari × 0,0833 hari = 0,0643 m3


0,0643 = 0,0714 m3


panjang bak (p) = 2 × lebar bak (l) ; p = 2l

tinggi bak (t) = lebar bak (l) : t = l



0,0714 m3 = 2l × l × l

l = 0,3293 m


lebar bak (l) = 2 m


luas bak (A) = 9 m2

tinggi air (h) = 1,5 m

LD.3 Bak Sedimentasi (F-02) Fungsi : untuk mengendapkan partikel-partikel padatan kecil yang tidak

tersaring dan terikut dengan air.

Jumlah : 1 Jenis : beton kedap air

Data : Kondisi penyimpanan : temperatur = 28 oC

tekanan = 1 atm Laju massa air : F = 68,6232 kg/jam

Densitas air : ρ = 995,68 kg/m3

Debit air/laju alir volumetrik, ==ρFQ 0,772 m3/hari = 0,4543 ft3/mnt

Desain Perancangan :

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

Perhitungan ukuran tiap bak : Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah (Kawamura, 1991) :

0υ = 1,57478 ft/min atau 8 mm/s

Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman tangki 7 ft

Lebar tangki 1 ft

Kecepatan aliran ft/min0649,0ft1ft x 7/minft 0,4543

AQv

3

t

===


Desain panjang ideal bak : L = K

0υh v (Kawamura, 1991)

dengan : K = faktor keamanan = 1,5 h = kedalaman air efektif ( 10 – 16 ft); diambil 10 ft.

Maka : L = 1,5 (10/1,5) . 0649,0

= 0,6201 ft Diambil panjang bak = 1 ft = 0,3048m

Uji desain :

Waktu retensi (t) : QVat = =

min/ft 0,4543

ft 7 x 1 x 0,6201 3

3

= = 9,5541

menit Desain diterima ,dimana t diizinkan 6 – 15 menit (Kawamura, 1991).

Surface loading : =AQ

= = 5,4811 gpm/ft2

Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 – 10 gpm/ft2 (Kawamura, 1991).

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

∆h = K v2 2 g

= 0,12 [0,0649 ft/min. (1min/60s) . (1m/3,2808ft) ]2 2 (9,8 m/s2)

= 5,704. 10-19 m dari air.

panjang x lebar x tinggi laju alir volumetrik

laju alir volumetrik luas permukaan masukan air

0,4543 ft3/min (7,481 gal/ft3) 1 ft x 0,6201 ft


LD.4 Tangki Pelarutan Alum (F-03)

Fungsi : Membuat larutan alum Al2(SO4)3 30%.

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

Jenis sambungan : Single welded butt joints

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC

Tekanan = 1,01325 bar = 1,01325 kPa

Al2(SO4)3 yang digunakan = 50 ppm

Al2(SO4)3 yang digunakan berupa larutan 30 % (% berat)

Laju massa Al2(SO4)3 (F) = 0,0384 kg/jam

Densitas Al2(SO4)3 30 % (ρ) = 1363 kg/m3 = 85,090216 lbm/ft3 (Perry’s, 1999)

Viskositas Al2(SO4)3 30 % (μ) = 6,72 10-4 lbm/ft s = 1 cP (Othmer, 1968)

Kebutuhan perancangan = 30 hari

Perhitungan ukuran tangki :

1. Volume tangki

Vlarutan = 3kg/m 6331 0,3jam/hari24 hari30 kg/jam 0,0384

××× = 0,0676 m3

Faktor kelonggaran : 20 %

Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,0676 m3 = 0,0811 m3

2. Diameter dan tinggi tangki

Direncanakan :

Tinggi tangki : diameter tangki Hs : D = 1 : 1

Volume tangki (Vt)

Vt = ¼ π D2 Hs

Vt = 3D π83

0,0811 = 3D π83

Maka, diameter tangki D =0,4693 m = 18,4764 in


tinggi tangki Ht = Hs = DDHs ×

= 0,4693 m = 18,4764 in

3. Tebal shell tangki

Tinggi cairan dalam tangki, h = 3

3

m0811,0m 0,0676 × 0,4693 m = 0,3911 m

Tekanan hidrostatik :

P = ρ × g × h = 1363 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,3911 = 5,2239 kPa

Tekanan operasi :

Poperasi = 101,325 kPa

Ptotal = 101,325 kPa + 5,2239 kPa = 106,5489 kPa

Faktor keamanan : 20 %

Pdesign = (1,2) (106,5489 kPa) = 111,8763 kPa

Joint efficiency : E = 0,8 (Brownell, 1959)

Allowable stress : S = 12650 psia = 87218,71 kPa (Brownell, 1959)

Faktor korosi : C = 0,0098 in/tahun (Timmerhaus, 2004)

Umur alat : n = 10 tahun

Tebal shell tangki :

in 0,1139

) 0098,0( 10kPa) 630,6(111,87kPa)(0,8) (87218,71

m) (0,2347 kPa) (111,8763

Cn 0,6PSE

PRt

=

+−

=

+−

=

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




Untuk turbin standar (Geankoplis, 2003), diperoleh :

Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 × 0,4693 m =0,1564 m

E/Da = 1 ; E = 0,1564 m

L/Da = 1/4 ; L = 1/4 × 0,1564 m = 0,0391 m

W/Da = 1/5 ; W = 1/5 × 0,1564 m = 0,0313 m


J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 0,4693 m = 0,0391 m

dimana : Dt = D = diameter tangki (m)

Da = Diameter impeller (m)

E = tinggi turbin dari dasar tangki (m)

L = panjang blade pada turbin (m)

W = lebar blade pada turbin (m)

J = lebar baffle (m)

Kecepatan pengadukan, N = 0,5 putaran/detik

Bilangan Reynold,

NRe = 88,16661 10

)1564,0)(5,0(1363)( ρ3-

22

==µDaN

NRe > 10.000, maka perhitungan dengan daya pengaduk menggunakan rumus:

ρ 53aDNNpP = (Geankoplis, 2003)

Np = 5 untuk NRe = 88,16661 (Geankoplis, 2003)

( ) ( ) 13631564,00,55P 53 xx= = 0,0000798 kwatt = 0,000107 hp

Efisiensi motor = 80 %

Daya motor = 0,00013 hp

Digunakan daya motor standar 1/2 hp

LD.5 Tangki Pelarutan Soda Abu (F- 04)

Fungsi : Membuat larutan soda abu Na2CO3 30%.




Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC

Tekanan = 1,01325 bar

Na2CO3 yang digunakan = 27 ppm

Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30 % (% berat)

Laju massa Na2CO3 (F) = 0,0208 kg/jam


Densitas Na2CO3 30 % (ρ) = 1327 kg/m3 = 82,8428 lbm/ft3 (Perry’s, 1999)

Viskositas Na2CO3 30 % (μ) = 3,69 10-4 lbm/ft s = 0,549 cP (Othmer, 1968)



1. Volume tangki

Vlarutan = 3kg/m 2731 0,3jam/hari24 hari30 kg/jam 0,0208

××× = 0,0376 m3


Volume tangki, Vt = 1,2 × 0,0376 m3 = 0,0451m3


Direncanakan :


Volume tangki (Vt)

Vt = ¼ π D2 Hs

Vt = 3D π83

0,0451= 3D π83

Maka, diameter tangki D = 0,386 m = 15,1963 in

tinggi tangki Ht = Hs = DD

×

sH = 0,386 m = 15,1963 in



3

m0451,0m 0,0376 × 0,386 m = 0,3217 m


P = ρ × g × h = 1327 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,3217 m = 4,183 kPa

Tekanan operasi :

Poperasi = 101,325 kPa



Pdesign = (1,2) (105,508 kPa) = 110,7834 kPa







in 0,11

) 0098,0( 10kPa) (110,7834)6,0(kPa)(0,8) (827218,71

m) (0,193 kPa) (110,7834

Cn P6,0SE

PRt

=

+−

=

+−

=

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





Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 × 0,386 m = 0,1287 m

E/Da = 1 ; E = 0,1287 m

L/Da = 1/4 ; L = 1/4 × 0,1287 m = 0,0322 m

W/Da = 1/5 ; W = 1/5 × 0,1287 m = 0,0257 m

J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 × 0,1287 m = 0,0322 m







Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/detik

Bilangan Reynold, NRe = 77,39967 0,00055

) 0,1287)(1(1327)( ρ 22

==µDaN




Np = 5 untuk NRe = 77,39967

(Geankoplis, 2003)

( ) ( ) 13270,128715P 53= = 0,000206 kwatt = 0,000276 hp


Daya motor = 0,000345 hp

Digunakan daya motor standar 1/2 hp.

LD.6 Clarifier (F-05)

Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena

penambahan alum dan soda abu

Jenis : External Solid Recirculation Clarifier

Jumlah : 1 unit


Data :

Laju massa air (F1) = 768,6232 kg/jam

Laju massa Al2(SO4)3 (F2) = 0,0384 kg/jam

Laju massa Na2CO3 (F3) = 0,0208 kg/jam

Laju massa total, m = 768,6824 kg/jam

Densitas Al2(SO4)3 = 2710 kg/m3 (Perry’s, 1999)

Densitas Na2CO3 = 2533 kg/m3 (Perry’s, 1999)

Densitas air = 995,68 kg/m3 (Geankoplis,2003)

Reaksi koagulasi :

Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2

Diameter dan tinggi clarifier

Dari Metcalf, 1984, untuk clarifier tipe upflow diperoleh :

Kedalaman air = 3-10 m

Settling time = 1-3 jam

Dipilih : kedalaman air (h) = 5 m, waktu pengendapan = 2 jam

Diameter dan Tinggi clarifier


Densitas larutan,

25333458,0

27106404,0

68,995941,85

941,85

++=ρ = 995,728 kg/m3

Volume cairan, V = 33 m8528,1

kg/m 995,728jam2kg/jam 768,6824

=×

Faktor kelonggaran = 20%

Volume clarifier = 1,2 x 1,8919 m3 = 2,2703 m3

a. Diameter dan tinggi clarifier

∼ Volume silinder clarifier (Vs) = Vs = (Brownell, 1959)

Perbandingan tinggi silinder dengan diameter tangki (Hs : D) = 3:4

Vs =

∼ Volume alas clarifier kerucut (Vc)

½ D

Hc

Vs = (Perry’s, 1999)

Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter kerucut (Hc : D) = 1:2

Vc = (Perry’s, 1999)

∼ Volume clarifier (V)

V = Vs + Ve =

Hs

½ D


1,8528 m3 = 1,178097 D3

D = 0,6802 m ; Hs = (4/3) x D = 0,9069 m

b. Diameter dan tinggi kerucut

Perbandingan tinggi kerucut dengan diameter clarifier (Hh : D) = 1: 2


Tinggi tutup =

2m 0,6802 = 0,3401 m

Tinggi total clarifier = 0,9069 m + 0,3401 m = 1,247 m

c. Daya Pengaduk

Daya Clarifier

P = 0,006 D2 (Ulrich, 1984)

Dimana :

P = daya yang dibutuhkan, kW

Sehingga,

P = 0,006 x (0,6802)2 = 0,0028 kW = 0,0037 hp Bila efisiensi motor = 60%, maka :

hp006204,00,6

hp 0,0037P ==

Maka dipilih motor dengan daya 1/2 hp.

LD.7 Sand filter (F-06)

Fungsi : Menyaring endapan (flok-flok) yang masih terikut dengan air

yang keluar dari Clarifier (V-05)




Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 28oC

Laju massa air (F) = 768,6232 kg/jam

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003) Tangki Filtrasi dirancang untuk penampungan 1/4 jam operasi.


a. Dimensi Sand filter

Lapisan – lapisan media penyaring :

1. Antarsit 20 in

2. Pasir 10 in

3. Kerikil 16 in

Sehingga, total ketinggian media penyaring di dalam sand filter adalah 46 in (3,83ft).

Volume air yang harus tertampung = 3kg/m995,68kg/jam 768,6232jam0,25 ×

= 0,193 m3

Trial : Asumsi diameter = 6 ft

Rasio tinggi dan diameter (L/D) = 1,2

Ruang kosong antar media penyaring = 20%

Volume dished head di bagian atas diabaikan

Volume sand filter = 4

.. 2 LDπ

= 4

)6.(2,1.6. 2π = 203,472 ft3

Volume media penyaring = 4

'.. 2 LDπ

Dimana L’ adalah tinggi media penyaring di dalam sand filter

Volume media penyaring = 4

8333,3.4. 2π = 108,33 ft3

Ruang kosong antar media penyaring = 0,2.(108,33) = 21,666 ft3

Volume terpakai sand filter = (203,47 – (108,33 – 21,666)) = 116,808 ft3

Volume terpakai sand filter ≅ Volume air yang harus tertampung

Spesifikasi dapat diterima

Direncanakan Volume bahan penyaring = 1/3 Volume tangki

Diameter (D) = 6 ft = 72 in = 1,83 m

Tinggi (H) = 7,2 ft = 86,4 in = 2,19 m

b. Tebal tangki


P = ρ × g × h = 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,19 = 6,527 kPa


Tekanan operasi : Poperasi = 101,325 kPa



Pdesign = (1,2) ( 107,852 kPa) = 129,4225 kPa






in0003,0

) 0098,0( 10kPa) 250,6(129,42kPa)(0,8) (87218,71

in) (36 kPa) (129,4225

Cn 0,6PSE

PRt

=

+−

=

+−

=

in

Tebal shell standar yang digunakan = 1/8 in.

LD.8 Menara Air (F-07)

Fungsi : Menampung air untuk didistribusikan




Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC Laju massa air (F) = 768,6232 kg/jam

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003)

Kebutuhan perancangan = 3 jam


1. Volume tangki

Vair = 3kg/m 68,995

jam3 kg/jam 768,6232 × = 2,3159 m3





Direncanakan :


Volume tangki (Vt)

Vt = ¼ π D2 Hs

Vt = 3D π206

3,4054 = 3D π206

Maka, diameter tangki D = 1,5348 m


= 1,8417 m



3

2,7791 2,3159mm × 1,7211 m = 1,4342 m


P = ρ × g × h = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 1,4342 = 13,9946 kPa

Tekanan operasi :

Poperasi = 1 atm = 101,325 kPa



Pdesign = (1,2) (115,3196 kPa) = 138,3835 kPa







in 0,15406

) 0098,0( 10kPa) 350,6(138,38kPa)(0,8) (87218,71

(0,7171) kPa) (138,3835

Cn 0,6PSE

PRt

=

+−

=

+−

=

in

Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in (Brownell, 1959)

LD.9 Water Cooling Tower (F-08)

Fungsi : Mendinginkan air dari temperatur 60 oC menjadi 28 oC

Jenis : Mechanical draft cooling tower

Bahan konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Suhu air masuk menara (TL2) = 60°C = 140 °F

Suhu air keluar menara (TL1) = 28°C = 82,4°F

Suhu udara (TG1) = 28 °C = 82,4°F

Suhu wet bulb, Tw =26,7 °C = 80°F.

Dari kurva kelembaban, diperoleh H = 0,022 kg uap air/kg udara kering

Dari Gambar 12-4 Perry, 1999, diperoleh konsentrasi air = 1,25 gal/ft2⋅menit

Densitas air (30°C) = 995,68 kg/m3

Laju massa air pendingin = 324,29 kg/jam

Laju volumetrik air pendingin = 324,29 / 995,68 = 0,3257 m3/jam

Kapasitas air, Q = 0,3257 m3/jam × 264,17 gal/m3 / (60 menit/jam)

= 1,4339 gal/menit


Luas menara, A = 1,2 × (kapasitas air/konsentrasi air)

= 1,2 × (1,4339 gal/menit) / (1,25 gal/ft2 menit)

= 1,3766 ft2

Laju alir air tiap satuan luas (L) = )s).(1m ).(3600ft (1,3766

ft) 08jam).(3,28 kg/jam).(1 (324,2922

2

= 0,2147 kg/s m2


Perbandingan L : G direncanakan = 5 : 6

Laju alir gas tiap satuan luas (G) = 0,1789 kg/s m2

Tinggi menara :

Dari Persamaan 9.3-8 Geankoplis, 2003 :

Hy1 = (1,005 + 1,88 × 0,022).103 (28 – 0) + 2,501 106 (0,022)

Hy1 = 84,3201 x 103 J/kg

Dari Persamaan 10.5-2, Geankoplis, 2003 :

0,1789 (Hy2 – 84,3201 x 103) = 0,1789 (4,187.103).(60-28)

Hy2 = 134,0683 x 103 J/kg

0

50

100

150

200

250

28 39 47 56 59 60

Temperatur (0C)

Enta

lpi(J

/kg.

10-3

)

Garis operasi

Garis kesetimbangan

Gambar LD-2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT)

Ketinggian menara, z = G . (Geankoplis, 2003)

M kG a

Tabel LD-1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara Pendingin

∫ −

2

1

Hy

Hy HyHyidHy


Hy.10^3 Hyi.10^3 1/(Hyi-Hy) 84,3201 94,4 0,0992 95,8388 110,4 0,0687

104,2097 125,8 0,0463 113,6269 152,8 0,0257 125,0032 165,5 0,0247 134,0683 189,7 0,0179

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

84,3201 95,8388 104,2097 113,6270 125,0032 134,0683

Hy

1/(H

yi-H

y)

Gambar LD-3 Kurva Hy terhadap 1/(Hyi– Hy)

Luas daerah di bawah kurva dari pada Gambar L.D-3 ; ∫ −

2

1

Hy

Hy HyHyidHy = 1,59

Estimasi kG.a = 1,207. 10-7 kg.mol /s.m3 (Geankoplis, 2003).

Tinggi menara , Z = 0,1789 (1,59) .

29 (1,207.10-7)(1,013.105)

= 0,4682 m = 1 m

Diambil performance menara 90 %, maka dari Gambar 12-15 Perry’s, 1999,

diperoleh tenaga kipas 0,03 Hp/ft2.

Daya menara = 0,03 Hp/ft2 × 1,3766 ft2 = 0,0412 hp

Digunakan daya standar 1/2 hp.

LD.10 Tangki Pelarutan Kaporit (F-09)

Fungsi : Membuat larutan kaporit Ca(ClO)2





Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC

Tekanan = 1 atm

Ca(ClO)2 yang digunakan = 2 ppm

Laju massa Ca(ClO)2 (F) = 0,0022 kg/jam

Densitas Ca(ClO)2 70 % (ρ) = 1272 kg/m3 = 79,4088 lbm/ft3 (Perry’s, 1999)

Viskositas Ca(ClO)2 70 % (μ) = 0,00067 lbm/ft s = 1 cP (Othmer, 1968)



1. Volume tangki

Vlarutan = 3kg/m 1272 jam/hari24 hari90 kg/jam 0,0022 ×× = 0,0042 m3




Direncanakan :


Volume tangki (Vt)

Vt = ¼ π D2 Hs

Vt = 3D π41

0,0049 = 3D π41



= 0,1851 m




3

0049,0 0,0042mm × 0,1851 m = 0,1543 m


P = ρ × g × h = 1272 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 0,1543 = 1,9232 kPa

Tekanan operasi :




Pdesign = (1,2) (103,2482 kPa) = 108,4106 kPa





Tebal tangki :

in 0,1037

) 0098,0( 10kPa) (108,41066,0kPa)(0,8) (87218,71

in) (1,1108 kPa) (108,4106

Cn 0,6PSE

PRt

=

+−

=

+−

=

in

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





Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 × 0,1947 m = 0,0649 m

E/Da = 1 ; E = 0,0617 m

L/Da = 1/4 ; L = 1/4 × 0,0649 m = 0,0162 m

W/Da = 1/5 ; W = 1/5 0,0649 m = 0,013 m

J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 × 0,1947 m= 0,0162 m








Kecepatan pengadukan, N = 2,5 putaran/detik

Bilangan Reynold,

NRe = 95,1284910

)0649,0)(5,2(1272)( ρ3-

22

==µDaN



Np = 5 untuk NRe = 95,12849 (Geankoplis, 2003)

( ) ( ) 12720,06492,55P 53= = 0,0001 kwatt = 1,5.10-4 hp


Daya motor = 1,5.10-4 hp.

Digunakan daya motor standar 1/2 hp

LD.11 Tangki Utilitas (F-10)

Fungsi : Menampung air untuk didistribusikan untuk kebutuhan domestik




Jumlah : 1 unit


Laju massa air (F) = 756 kg/jam

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 2003) Kebutuhan perancangan = 24 jam



1. Volume tangki

Vair = 3kg/m 68,995jam24 kg/jam756 × = 18,2227 m3




Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki Hs : D = 3 : 2

Volume tangki (Vt)

Vt = ¼ π D2 Hs

Vt = 3D π83

21,8673 = 3D π83



= 5,7289 m



3

21,8673 18,2227

mm × 5,7289 m = 4,7741 m


P = ρ × g × h = 996,24 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 4,7741 = 46,5844 kPa

Tekanan operasi :




Pdesign = (1,2) (147,9094 kPa) = 155,3049 kPa







in 0,2657

) 0098,0( 10kPa) 490,6(155,30kPa)(0,8) (87218,71

)(1,9097 kPa) (155,3049

Cn 0,6PSE

PRt

=

+−

=

+−

=

inm

Tebal shell standar yang digunakan = 1/2 in

LD.12 Tangki Bahan Bakar (F-11)

Fungsi : Tempat penyimpanan bahan bakar.




Jumlah : 1 unit


Laju volum solar (Q) = 8,978 ltr/jam

Densitas solar (ρ) = 0,89 kg/liter Kebutuhan perancangan = 10 hari


1. Volume tangki

Vsolar = 8,978 ltr/jam x 24 jam/hari x 10 hari x 10-3m3/ltr = 2,1547 m3




Direncanakan : Tinggi tangki : diameter tangki Hs : D = 2 : 1

Volume tangki (Vt)

Vt = ¼ π D2 Hs

Vt = 3D π81

2,5857 = 3D π81




= 2,9758 m



3

5857,2 2,1547mm × 2,9758 m = 2,4798 m


P = ρ × g × h = 890 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 2,4798 m = 21,6629 kPa

Tekanan operasi :




Pdesign = (1,2) (122,9538 kPa) = 125,4129 kPa






in 0,1507

) 0098,0( 10kPa) 290,6(125,41kPa)(0,8) (87218,71

m) (0,7439 kPa) (125,4129

Cn 0,6PSE

PRt

=

+−

=

+−

=

in

Tebal shell standar yang digunakan = 1/4 in

LD.13 Pompa Screening (L-01)

Fungsi : Memompa air dari sungai ke water reservoir (V-01)



Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC


Viskositas air (µ) = 0,836 cP = 0,000562 lbm/ft s (Geankoplis, 2003)



kg/jam 768,62323 = 0,00028 m3/s = 0,0009 ft3/s

Desain pompa :

untuk aliran turbulen NRe > 2100

Di,opt = 0,363 Q 0,45 ρ 0,13 (Timmerhaus, 2004)

= 0,363 (0,00028)0,45 (995,68)0,13

= 0,0218 m = 0,8583 in

Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,2003, dipilih pipa dengan spesifikasi :





Luas penampang dalam (A) : 0,006 ft2

Kecepatan linier, v = AQ = 1,5465 ft/s

Bilangan Reynold :

NRe = µ×× Dvρ (Timmerhaus, 2004)

= slbm/ft 0005618,0

) 0,0874)(/ 1,5465)(/f1599,62( 3 ftsfttlbm

= 14959 (aliran turbulen)


Untuk pipa Commercial Steel diperoleh harga ε = 0,000046 ; ε/D = 0,000624, pada

NRe = 14959 diperoleh harga faktor fanning f = 0,0049 (Geankoplis, 2003).

Friction loss :

1 sharp edge entrance : hc = 0,55c

2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 1,5465)01(55,0

2

−

= 0,0186 ft lbf/lbm

1 elbow 90° : hf = n.Kf.c

2

g 2v = 1(0,75)

)174,32)(1(2 ) (1,5465 2

= 0,0279 ft lbf/lbm

1 gate valve : hf = n Kf c

2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 1,5465 2

= 0,0743 ft lbf/lbm

Pipa lurus 70 ft : Ff = 4fc

2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0049) ( )( )

( ) ( )174,32224167,0 1,5465.70 2

= 0,5833 ft lbf/lbm

1 sharp edge exit : hex = nc

22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 1,5465)01(

2

−

= 0,0372 ft lbf/lbm

Total friction loss : ∑ F = 0,7413 ft lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli:

( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−

+−+− (Geankoplis, 2003)

dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0

tinggi pemompaan ∆z = 50 ft

( ) 0 0,7413050174,32174,320 =++++ sW

-Ws = 50,7413 ft lbf/lbm

Efisiensi pompa, η= 80 %

Wp = -Ws / η = 63,4266 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( )550

0,00056170,5768 63,4266550

WP ==

ρQp = 0,000037 hp



LD.14 Pompa Ekualisasi (L-02)

Fungsi : Memompa air dari water reservoir ke bak sedimentasi


Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC





kg/jam 768,62323 = 0,00028 m3/s = 0,0009 ft3/s

Desain pompa :

untuk aliran turbulen NRe > 2100


= 0,363 (0,00028)0,45 (995,68)0,13

= 0,0218 m = 0,8583 in

Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 in






Bilangan Reynold :



= slbm/ft 0005618,0

) 0,0874)(/ 1,5465)(/f1599,62( 3 ftsfttlbm




Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 1,5465)01(55,0

2

−

= 0,0186 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(0,75)

)174,32)(1(2 ) (1,5465 2

= 0,0279 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 1,5465 2

= 0,0743 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0049) ( )( )

( ) ( )174,32224167,0 1,5465.70 2

= 0,5833 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 1,5465)01(

2

−

= 0,0372 ft lbf/lbm



( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 0 0,7413050174,32174,320 =++++ sW




Wp = -Ws / η = 63,4266 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( )550

0,00056170,5768 63,4266550

WP ==

ρQp = 0,000037 hp


LD.15 Pompa Bak Sedimentasi (L-03)

Fungsi : Memompa air dari Bak Sedimentasi (V-01) ke Clarifier (V-04)


Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC





kg/jam 768,62323 = 0,00028 m3/s = 0,0009 ft3/s

Desain pompa : untuk aliran turbulen NRe > 2100


= 0,363 (0,00028)0,45 (995,68)0,13

= 0,0218 m = 0,8583 in









Bilangan Reynold :


= slbm/ft 0005618,0

) 0,0874)(/ 1,5465)(/f1599,62( 3 ftsfttlbm




Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 1,5465)01(55,0

2

−

= 0,0186 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(0,75)

)174,32)(1(2 ) (1,5465 2

= 0,0279 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 1,5465 2

= 0,0743 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0049) ( )( )

( ) ( )174,32224167,0 1,5465.70 2

= 0,5833 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 1,5465)01(

2

−

= 0,0372 ft lbf/lbm



( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0



( ) 0 0,7413050174,32174,320 =++++ sW



Wp = -Ws / η = 63,4266 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( )550

0,00056170,5768 63,4266550

WP ==

ρQp = 0,000037 hp


LD.18 Pompa Sand filter (L-04)

Fungsi : Memompa air dari sand filter (V-05) ke Menara Air (V-06)


Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC





kg/jam 768,62323 = 0,00021 m3/s = 0,0076 ft3/s



= 0,363 (0,00021)0,45 (995,68 )0,13

= 0,0218 m

= 0,8583 in


Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1 in






Bilangan Reynold :


= slbm/ft 0,000562

) 0,0874)(/ 1,5465)(/f1599,62( 3 ftsfttlbm

= 14958,72 (aliran turbulen)


NRe = 14958,72 diperoleh harga faktor fanning f = 0,0048 (Geankoplis, 2003).

Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 1,5465)01(55,0

2

−

= 0,0186 ft lbf/lbm


2

g 2v = 3(0,75)

)174,32)(1(2 1,5465 2

= 0,0836 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 1,5465 2

= 0,0743 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0048) ( )( )

( ) ( )174,32224167,0 1,5465.80 2

= 0,6531 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 1,5465)01(

2

−

= 0,0372 ft lbf/lbm




( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 0 0,8668060174,32174,320 =++++ sW



Wp = -Ws / η = 76,0835 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( )550

62,15990,00093 76,0835550

WP ==

ρQp = 0,0798 hp


LD.19 Pompa Air Proses (L-05)

Fungsi : Memompa air proses dari menara air (F-07)


Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,1599 lbm/ft3 (Perry’s, 1999)

Viskositas air (μ) =0,0005618 lbm/fts = 0,836 cP (Othmer, 1968)


Debit air/laju alir volumetrik, jams

jamkgρ /3600kg/m 995,68

/ 2,34FQ 3 ×==

= 6,528.10-7 m3/s = 2,305.10-5 ft3/s


Desain pompa :

untuk aliran viscous NRe < 2100

Di,opt = 0,133 Q 0,4 μ 0,2 (Timmerhaus, 2004)

= 0,133 (2,305.10-5)0,4 (0,0005618)0,2

= 4,1578.10-4 ft

= 4,9893.10-3 in


Ukuran nominal : 1/8 in


Diameter Dalam (ID) : 0,269 in = 0,0224 ft = 0,0068 m


Inside sectional area A : 0,0004 ft2

Kecepatan linier, v = AQ = 2

3-5

0004,0/ 2,305.10

ftsft = 5,7.10-2 ft/s

= 1,7.10-2 m/s

Bilangan Reynold :

NRe = µ×× Dvρ =

slbm/ft 0,0005618) 022417,0)(/ 5,7.10)(/f 62,1599( -23 ftsfttlbm

= 142,9541 (aliran laminar)

Untuk aliran laminer pada NRe = 0,1379 diperoleh harga faktor fanning

f = 16/NRe

f = 0,1119

Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2)(5,7.10)01(5,0

2-2

−

= 2,5.10-5 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(0,75)

)174,32(2 )(5,7.10 2-2

= 3,87.10-5 ft lbf/lbm


1 check valve : hf = n Kf c

2

g 2v = 1(2)

)174,32(2 )(5,7.10 2-2

= 1,03.10-4 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(116,0297) ( )( )

( ) ( )174,322022417,05,7.10.70 2-2

= 3,09.10-2 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2)(5,7.10)01(

2-2

−

= 5,16.10-2 ft lbf/lbm

Total friction loss : ∑ F = 3,1.10-2 ft lbf/lbm


( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 03,1.10050174,32174,320 2- =++++ sW



Wp = -Ws / η = 62,5389 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( ) hp10.9618,8550

62,15992,3.10 62,5389550

WP 2

-5−===

ρQp


LD.21 Pompa Utilitas (L-06)

Fungsi : Memompa air dari Tangki Utilitas (V-16) ke kebutuhan domestik



Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC



Laju alir massa (F) = 756 kg/jam


kg/jam 7563 = 0,00021 m3/s

= 0,0075 ft3/s



= 0,363 (0,00021)0,45 (995,68 )0,13

= 0,0219 m = 0,8624 in








Bilangan Reynold :


= slbm/ft 0,000562

) 08742,0)(/ 1,563)(/f1599,62( 3 ftsfttlbm





Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 1,563)01(5,0

2

−

= 0,0189 ft lbf/lbm


2

g 2v = 2(0,75)

)174,32)(1(2 1,563 2

= 0,0569 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 1,563 2

= 0,0759 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0051) ( )( )

( ) ( )174,32217225,0 1,563.30 2

= 0,2658 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 1,563)01(

2

−

= 0,0379 ft lbf/lbm



( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 0 0,4556050174,32174,320 =++++ sW



Wp = -Ws / η = 63,0695 ft lbf/lbm


Daya pompa : ( )( )( )550

62,15990,0094 63,0695550

WP ==

ρQp = 0,0668 hp.


LD.22 Pompa Water Cooling Tower (L-07)

Fungsi : Memompa air pendingin dari Water Cooling Tower (V-14) untuk

keperluan air pendingin proses


Jumlah : 1 unit


Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC





kg/jam 23,613 = 6,587.10-6 m3/s

= 2,33.10-4 ft3/s

Desain pompa : untuk aliran viscous NRe < 2100


= 0,133 (2,33.10-4)0,4 (0,000562)0,2

= 1,0481.10-3 ft

= 1,2.10-2 in

Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1/8 in







Bilangan Reynold :


= slbm/ft 0,000562

) 0224,0)(/ 0,5815)(/f1599,62( 3 ftsfttlbm



f = 16/NRe

f = 0,0111

Friction loss :

1 sharp edge entrance hc = 0,5c

2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 0,5815)01(5,0

2

−

= 0,0026 ft lbf/lbm

2 elbow 90° hf = n.Kf.c

2

g 2v = 2(0,75)

)174,32)(1(2 0,5815 2

= 0,0078 ft lbf/lbm

1 gate valve hf = n Kf c

2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 0,5815 2

= 0,0105 ft lbf/lbm

Pipa lurus 30 ft Ff = 4fc

2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0111) ( )( )

( ) ( )174,32217225,0 0,5815.30 2

= 0,3121 ft lbf/lbm

1 sharp edge exit hex = nc

22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 0,5815)01(

2

−

= 0,0053 ft lbf/lbm

Total friction loss ∑ F = 0,3383 ft lbf/lbm


( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−



dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 0 0,3383050174,32174,320 =++++ sW



Wp = -Ws / η = 62,9229 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( )550

62,15990,00023 62,9229550

WP ==

ρQp = 1,6541 hp


LD.23 Pompa Tangki Bahan Bakar (L-08)

Fungsi : Memompa bahan bakar solar dari F-11 ke Generator Jenis : Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC

Densitas Bahan bakar (ρ) = 890,0712 kg/m3 = 55,56679 lbm/ft3

Viskositas (μ) = 0,0007392 lbm/ft s = 1,1 cP (Othmer, 1968)


Debit air/laju alir volumetrik, jams

jamkgρ /3600kg/m0712,890

/ 11,8347FQ 3 ×==

= 3,69.10-6 m3/s = 0,00013 ft3/s

Desain pompa : untuk aliran viscous NRe < 2100


= 0,133 (0,00013)0,4 (0,0007392)0,2

= 8,785.10-4 ft

= 1,054.10-2 in


Dari Tabel A.5-1 Geankoplis,2003, dipilih pipa dengan spesifikasi : Ukuran nominal : 1/8 in





Kecepatan linier, v = AQ = 2

3

0,0004/ 0,00013

ftsft = 0,3261 ft/s

Bilangan Reynold :

NRe = µ×× Dvρ =

slbm/ft 0,000739)0224,0)(/ 0,3261)(/f56679,55( 3 ftsfttlbm

= 549,4796 (aliran laminar)


f = 16/NRe

f = 0,0291

Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 0,3261)01(5,0

2

−

= 0,00083 ft lbf/lbm


2

g 2v = 2(0,75)

)174,32(2 0,3261 2

= 0,000248 ft lbf/lbm

1 check valve : hf = n Kf c

2

g 2v = 1(2)

)174,32(2 0,3261 2

= 0,0033 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0291) ( )( )

( ) ( )174,3220303,0 0,3261.30 2

= 0,2576 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 0,3261)01(

2

−

= 0,0017 ft lbf/lbm




( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 0 0,2658050174,32174,320 =++++ sW



Wp = -Ws / η = 62,8322 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( ) hp000828,0550

55,566790,0001 62,8322550

WP ===

ρQp


LD.35 Pompa Bak Penampung (BP)

Fungsi : Memompa limbah ke bak penampung Jenis : Pompa sentrifugal


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC


Viskositas air (μ) = 0,0000527 lbm/ft s = 0,784 cP (Othmer, 1968)

Laju alir volumetrik (Q) = 0,000108 m3/s



= 0,363 (0,000108 m3/s)0,45 (1000,63 kg/m3)0,13

= 0,01652 m = 0,65 in






Diameter Luar (OD) : 1,66 in



Bilangan Reynold :


= slbm/ft 0,0000527

) 0,0687)(/ 1,3484)(/f 55,56679( 3 ftsfttlbm




Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 1,3484)01(5,0

2

−

= 0,0141 ft lbf/lbm


2

g 2v = 2(0,75)

)174,32)(1(2 1,3484 2

= 0,0424 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 1,3484 2

= 0,0565 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0058) ( )( )

( ) ( )174,322115,0 1,3484.30 2

= 0,2864 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 1,3484)01(

2

−

= 0,0283 ft lbf/lbm




( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 0 0,4277050174,32174,320 =++++ sW



Wp = -Ws / η = 63,0346 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( )550

62,46890,005 63,0346550

WP ==

ρQp = 0,0358 hp

Digunakan daya motor standar ½ hp

LD.36 Pompa Bak Ekualisasi (BE)

Fungsi : Memompa limbah ke Bak Ekualisasi Jenis : Pompa sentrifugal


Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC


Viskositas air (μ) = 0,0000527 lbm/ft s = 0,784 cP (Othmer, 1968)

Laju alir volumetrik (Q) = 0,000142 m3/s = 0,005003 ft3/s



= 0,363 (0,000142 m3/s)0,45 (1000,63 kg/m3)0,13

= 0,01652 m = 0,65 in









Bilangan Reynold :


= slbm/ft 0,0000527

) 0,0687)(/ 1,3484)(/f 55,56679( 3 ftsfttlbm




Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 1,3484)01(5,0

2

−

= 0,0141 ft lbf/lbm


2

g 2v = 2(0,75)

)174,32)(1(2 1,3484 2

= 0,0424 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 1,3484 2

= 0,0565 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0058) ( )( )

( ) ( )174,322115,0 1,3484.30 2

= 0,2864 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 1,3484)01(

2

−

= 0,0283 ft lbf/lbm




( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 0 0,4277050174,32174,320 =++++ sW



Wp = -Ws / η = 63,0346 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( )550

62,46890,005 63,0346550

WP ==

ρQp = 0,0358 hp

Digunakan daya motor standar ½ hp

LD.37 Pompa Bak Pengendapan (BP)

Fungsi : Memompa limbah dari Bak Pengendapan ke Bak Netralisasi



Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Temperatur = 28oC

Densitas (ρ) = 1000,63 kg/m3 = 55,56679 lbm/ft3 (Perry’s, 1999)

Viskositas (μ) = 0,000527 lbm/ft s = 0,784 cP (Othmer, 1968)

Laju alir volumetrik = 0,000191 m3/s = 0,006752 ft3/s



= 0,363 (0,000191 m3/s)0,45 (100,63 kg/m3)0,13

= 0,0189 m = 0,7443 in









Bilangan Reynold :


= slbm/ft 0,000527

) 0,0687)(/ 1,8199)(/f 55,56679( 3 ftsfttlbm




Friction loss :


2

1

2

g 2v

AA1

α

− =

)174,32)(1(2 1,8199)01(5,0

2

−

= 0,0257 ft lbf/lbm


2

g 2v = 2(0,75)

)174,32)(1(2 1,8199 2

= 0,0772 ft lbf/lbm


2

g 2v = 1(2)

)174,32)(1(2 1,8199 2

= 0,1029 ft lbf/lbm


2

g 2 Dv L∆ = 4(0,0051) ( )( )

( ) ( )174,322172,0 1,8199.30 2

= 0,4587 ft lbf/lbm


22

2

1

g 2v

AA1

α

− = 1

)174,32)(1(2 1,8199)01(

2

−

= 0,0514 ft lbf/lbm




( ) ( ) 0WFPPzzggvv

g 21

s12

12c

21

22

c

=+∑+ρ−


dimana : v1 = v2 ; ∆v2 = 0 ; P1 = P2 ; ∆P = 0


( ) 0 0,7161050174,32174,320 =++++ sW



Wp = -Ws / η = 63,3951 ft lbf/lbm

Daya pompa : ( )( )( )550

62,46890,00675 63,3951550

WP ==

ρQp = 0,0486 hp

Digunakan daya motor standar ½ hp.


LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Dalam rencana Pra Perancangan Pabrik pembuatan Magnesium klorida

digunakan asumsi sebagai berikut :

Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun.

Kapasitas maksimum adalah 500 ton/tahun.

Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-

equipment delivered.

(Timmerhaus, 2004)

Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah :

US$ 1 = Rp 9439,- (Kompas, 14 Oktober 2009).

1. Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment)

1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

Biaya Tanah Lokasi Pabrik Luas tanah seluruhnya = 8990 m2

Menurut keterangan masyarakat setempat, biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar

Rp 200.000/m2.

Harga tanah seluruhnya = 8990 m2 × Rp 200.000/m2 = Rp 1.798.000.000

Biaya perataan tanah diperkirakan 5%

Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 1.798.000.000

= Rp 89.900.000

Biaya Administrasi pembelian tanah diperkirakan 2%

Biaya perataan tanah = 0,02 x Rp 1.798.000.000

= Rp 35960000

Maka total biaya tanah (A) adalah Rp 1.923.860.000

Harga Bangunan dan Sarana


Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya

No. Nama Bangunan Luas

(m2) Harga (Rp/m2) Jumlah (Rp)

1 Pos Keamanan 10 800.000 8.000.000

2 Parkir 100 500.000 50.000.000

3 Taman 400 400.000 160.000.000

4 Areal Bahan Baku 700 900.000 630.000.000

5 Ruang Kontrol 80 1.050.000 84.000.000

bel LE 1 Perincian Harga Bang nan dan Sarana Lainn a (Lanj tan)

No. Nama Bangunan

Luas

(m2) Harga (Rp/m2) Jumlah (Rp)

6 Areal Proses 2.900 1.350.000 3.915.000.000

7 Areal Produk 300 900.000 270.000.000

8 Perkantoran 200 1.500.000 300.000.000

9 Laboratorium 80 1.050.000 84.000.000

10 Poliklinik 50 900.000 45.000.000

11 Kantin 100 1.050.000 105.000.000

12 Ruang Ibadah 80 900.000 72.000.000

13 Gudang Peralatan 60 900.000 54.000.000

14 Bengkel 80 900.000 72.000.000

15 Perpustakaan 80 900.000 72.000.000

16 Unit Pemadam Kebakaran 70 900.000 63.000.000

17 Unit Pengolahan Air 300 1.200.000 360.000.000

18 Pembangkit Listrik 200 1.200.000 240.000.000

19 Pengolahan Limbah 400 900.000 360.000.000

20 Area Perluasan 1.300 800.000 1.040.000.000

21 Perumahan Karyawan 1000 900.000 900.000.000

22 Jalan 500 400.000 200.000.000


Total 8990 - 9.084.000.000

Perincian Harga Peralatan

Harga peralatan yang di impor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan

berikut (Peters et.al., 2004) :

=

y

x

m

1

2yx I

IXXCC

dimana: Cx = harga alat pada tahun yang diinginkan

Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia

X1 = kapasitas alat yang tersedia

X2 = kapasitas alat yang diinginkan

Ix = indeks harga pada tahun yang diinginkan

Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia

m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2009 digunakan metode regresi

koefisien korelasi:

[ ]( )( ) ( )( )2

i2

i2

i2

i

iiii

ΣYΣYnΣXΣXn

ΣYΣXYΣXnr

−⋅×−⋅

⋅−⋅⋅=

(Montgomery, 1992)

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift

No. Tahun

(Xi)

Indeks

(Yi) Xi.Yi

Xi²

Yi²

1 1989 895 1780155 3956121 801025

2 1990 915 1820850 3960100 837225

3 1991 931 1853621 3964081 866761

4 1992 943 1878456 3968064 889249


5 1993 967 1927231 3972049 935089

6 1994 993 1980042 3976036 986049

7 1995 1028 2050860 3980025 1056784

8 1996 1039 2073844 3984016 1079521

9 1997 1057 2110829 3988009 1117249

10 1998 1062 2121876 3992004 1127844

11 1999 1068 2134932 3996001 1140624

12 2000 1089 2178000 4000000 1185921

13 2001 1094 2189094 4004001 1196836

14 2002 1103 2208206 4008004 1216609

Total 27937 14184 28307996 55748511 14436786

Sumber: Tabel 6-2, Timmerhaus, 2004

Data : n = 14 ∑Xi = 27937 ∑Yi = 14184

∑XiYi = 28307996 ∑Xi² = 55748511 ∑Yi² = 14436786

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

koefisien korelasi:

r = (14) . (28307996) – (27937)(14184)

[(14). (55748511) – (27937)²] x [(14)(14436786) – (14184)² ]½

≈ 0,98 = 1

Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan

linier antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah

persamaan regresi linier.

Persamaan umum regresi linier, Y = a + b ⋅ X

dengan: Y = indeks harga pada tahun yang dicari (2009)

X = variabel tahun ke n – 1

a, b = tetapan persamaan regresi


Tetapan regresi ditentukan oleh :

(Montgomery, 1992)

( ) ( )( ) ( )2

i2

i

iiii

ΣXΣXnΣYΣXYΣXnb

−⋅⋅−⋅

=

a 22

2

Xi)(Xin.Xi.YiXi.XiYi.

Σ−ΣΣΣ−ΣΣ

=

Maka :

b = 14 .( 28307996) – (27937)(14184) = 53536

14. (55748511) – (27937)² 3185

= 16,809

a = (14184)( 55748511) – (27937)(28307996) = - 103604228

14. (55748511) – (27937)² 3185

= -32528,8

Sehingga persamaan regresi liniernya adalah:

Y = a + b ⋅ X

Y = 16,809X – 32528,8

Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2009 adalah:

Y = 16,809 (2009) – 32528,8

Y = 1240,06154

Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponsial (m) Marshall

& Swift. Harga faktor eksponen ini ber acuan pada Tabel 6-4, Peters et.al., (2004).

Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus,

2004).


Contoh perhitungan harga peralatan:

Tangki Penyimpanan Produk

Kapasitas tangki , X2 = 3,8176 m3. Dari Gambar LE.1 berikut, diperoleh untuk

harga kapasitas tangki (X1) 1 m³ adalah (Cy) US$ 9800. Dari tabel 6-4, Timmerhaus,

2004, faktor eksponen untuk tangki adalah (m) 0,49. Indeks harga pada tahun 2002

(Iy) 1103.

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

Pelarutan. (Timmerhaus, 2004)

Indeks harga tahun 2009 (Ix) adalah 1240,06154. Maka estimasi harga tangki untuk

(X2) 254,2654748 m3 adalah :

Cx = US$ 9800 × 49,0

1 3,8176

x 1103

.1240,06154

Cx = US $ 21240,81167 x(Rp9439,-)/(US$ 1)

Cx = Rp 200.492.021 ,-/unit


Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat

pada Tabel LE – 2 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel LE – 3 untuk

perkiraan peralatan utilitas.

Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut:

- Biaya transportasi = 5 %

- Biaya asuransi = 1 %

- Bea masuk = 15 % (Rusjdi,

2004)

- PPn = 10 % (Rusjdi,

2004)

- PPh = 10 % (Rusjdi,

2004)

- Biaya gudang di pelabuhan = 0,5 %

- Biaya administrasi pelabuhan = 0,5 %

- Transportasi lokal = 0,5 %

- Biaya tak terduga = 0,5 %

Total = 43 %

Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai

berikut:

- PPn = 10 % (Rusjdi,

2004)

- PPh = 10 % (Rusjdi,

2004)

- Transportasi lokal = 0,5 %

- Biaya tak terduga = 0,5 %

Total = 21 %


Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses

No. Kode Unit Ket*) Harga / Unit

1 F-101 1 I Rp 423.813.805

2 F-105 1 I Rp 200.492.021

4 F-802 1 I Rp 301.368.209

5 R-201 1 I Rp 148.573.613

6 J-102 1 I Rp 10.458.360

7 J-801 1 I Rp 53.082.019

8 L-104 1 NI Rp 8.687.133

9 L-105 1 NI Rp 8.687.133

10 L-106 1 NI Rp 8.687.133

11 L-202 1 NI Rp 8.687.133

12 L-304 1 NI Rp 8.687.133

13 L-402 1 NI Rp 8.687.133

14 L-404 1 NI Rp 8.687.133

15 G-503 1 I Rp 70.642.927

16 G-504 1 I Rp 141.637.951

17 G-603 1 I Rp 226.192.940

18 G-702 1 I Rp 171.181.119

19 G-803 1 I Rp 194.916.217

20 H-301 1 I Rp 9.231.284

21 H-303 1 I Rp 25.896.479

22 M-301 1 I Rp 4.353.267

23 M-303 1 I Rp 33.532.830

24 V-401 1 I Rp 585.321.054

25 V-404 1 I Rp 1.017.497.709

26 E-403 1 I Rp 17.467.224

27 D-601 1 I Rp 42.135.170

28 B-604 1 I Rp 285.357.554

29 B-605 1 I Rp 285.357.554

30 D-701 1 I Rp 536.643.767


31 D-702 1 I Rp 536.643.767

32 D-501 1 I Rp 899.789.534

33 Q-602 1 I Rp 1.803.133.602

Sub Total Impor Rp 9.202.954.889

Sub Total Non Impor Rp 60.809.934

Harga Total Rp 9.263.764.823

Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah

No. Kode Unit Ket*) Harga / Unit

1 SC 1 I Rp 20.572.688

2 L-01 1 NI Rp 8.687.133

3 L-02 1 NI Rp 8.687.133

4 L-03 1 NI Rp 8.687.133

5 L-04 1 NI Rp 8.687.133

6 L-05 1 NI Rp 8.687.133

7 L-06 1 NI Rp 8.687.133

8 L-07 1 NI Rp 8.687.133

9 L-08 1 NI Rp 8.687.133

10 F-01 1 NI Rp 2.000.000

11 F-02 1 NI Rp 3.000.000

12 F-03 1 I Rp 25.347.527

13 F-04 1 I Rp 18.141.548

14 F-05 1 I Rp 50.128.375

15 F-06 1 I Rp 50.453.876

16 F-07 1 I Rp 144.390.670

17 F-08 1 I Rp 22.894.131

18 F-09 1 I Rp 5.119.240

19 F-10 1 I Rp 42.435.879

20 F-11 1 I Rp 112.690.538


21 TS 1 I Rp 45.000.000

22 BP 1 NI Rp 7.000.000

23 BE 1 NI Rp 4.000.000

24 BS 1 NI Rp 2.000.000

25 BN 1 NI Rp 2.000.000

26 Generator 2 NI Rp 600.000.000

Sub Total Impor Rp 537.174.473

Sub Total Non Impor Rp 689.497.068

Harga Total Rp 1.226.671.541

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

Total harga peralatan tiba di lokasi pabrik (purchased-equipment delivered) adalah:

= 1,43 x (Rp 9.202.954.889+ Rp 537.174.473) + 1,21 x (Rp 60.809.934 +

Rp 689.497.068) = Rp 14.836.256.460

Biaya pemasangan diperkirakan 30 % dari total harga peralatan (Timmerhaus, 2004)

Biaya pemasangan = 0,3 × Rp 14.836.256.460

= Rp 4.450.876.938

Harga peralatan terpasangan (HPT) :

= Rp 14.836.256.460 + 4.450.876.938 = Rp 19.287.133.398

D. Instrumentasi dan Alat Kontrol

Biaya instrumentasi dan alat kontrol 26 % dari total harga peralatan (Timmerhaus,

2004)

Biaya instrumentasi dan alat control = 0,26 x Rp 14.836.256.460

= Rp 3.857.426.680

E. Biaya Perpipaan

Diperkirakan biaya perpipaan 31 % dari total harga peralatan (Timmerhaus,

2004)

Biaya perpipaan = 0,2 x Rp 14.836.256.460


= Rp 4.599.239.503

F. Biaya Instalasi Listrik

Diperkirakan biaya instalasi listrik 10 % dari total harga peralatan (Timmerhaus,

2004)

Biaya instalasi listrik = 0,1 x Rp. 14.836.256.460

= Rp 1.483.625.646

G. Biaya Insulasi

Diperkirakan biaya insulasi 9 % dari total harga peralatan (Timmerhaus,

2004)

Biaya insulasi = 0,09 x Rp. 14.836.256.460

= Rp 1.335.263.081

H. Biaya Inventaris Kantor dan Gudang

Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 % dari HPT (Timmerhaus, 2004)

Biaya inventaris kantor = 0,05 x Rp 19.287.133.398 = Rp 741.812.823

I. Biaya Sarana Pemadam Kebakaran

Diperkirakan biaya inventaris kantor 2 % dari HPT (Timmerhaus, 2004)

Biaya inventaris kantor = 0,02 x Rp 19.287.133.398 = Rp 296.725.129

J. Sarana Transportasi


Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi

No. Jenis Kendaraan Unit Jenis

Harga/unit

(Rp)

Harga total

(Rp)

1 Mobil Dewan komisaris 1 Toyota Camry 450.000.000 450.000.000

2 Mobil Direktur 1 Fortuner 425.000.000 425.000.000

3 Mobil Manager 4 Kijang Innova 248.000.000 992.000.000

4 Bus Karyawan 2 Bus 320.000.000 640.000.000

5 Mobil kepentingan

pemasaran & pembelian 3 Innova Diesel 219.000.000 657.000.000

6 Truk 1 Truk 300.000.000 300.000.000

7

Mobil pemadam

kebakaran 1 Truk Tangki 400.000.000 400.000.000

Total 3.864.000.000

(Sumber: www.hargatoyota.com, November 2009)

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

= Rp 46.437.126.260

1.1 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

A. Pra Investasi

Diperkirakan 7 % dari total harga peralatan (Timmerhaus, 2004)

Pra Investasi (A) = 0,7 x Rp 14.836.256.460

= Rp 1.038.537.952

B. Biaya Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 32 % dari total harga peralatan (Timmerhaus, 2004)

Biaya Engineering dan Supervisi (B) = 0,32 × Rp 14.836.256.460

= Rp 4.747.602.067

http://www.hargatoyota.com/�


C. Biaya Legalitas

Diperkirakan 4% dari total harga peralatan (Timmerhaus, 2004)

Biaya Legalitas (C) = 0,04 × Rp 14.836.256.460

= Rp 593.450.258

D. Biaya Kontraktor


Biaya Kontraktor (D) = 0,1 × Rp 14.836.256.460

= Rp 2.818.888.727

E. Biaya Tak Terduga


Biaya Tak Terduga (E) = 0,37 × Rp14.836.256.460

= Rp 5.489.414.898

Total MITTL = A + B + C + D + E = Rp 14.687.893.895

Total MIT = MITL + MITTL

= Rp 46.437.126.260+ Rp 14.687.893.895

= Rp 61.125.020.155

2. Modal Kerja

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

2.1 Persediaan Bahan Baku

2.1.1 Bahan baku Proses

1. Magnesium Hidroksida Mg(OH)2

Kebutuhan = 42,1787 kg/jam

Harga = Rp 60.000/kg (www.photoformulary.com, 2009)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 42,1787 kg/jam x Rp 60.000

= Rp 5.466.359.520


2. Zeolit


Harga = 6000,-/kg (Warta

Ekonomi, 2009)

Harga total = 83,044 kg/jam x 6000/kg

= Rp. 498.264

3. HCl 37%


Harga = Rp 3000/kg (PT. Bratachem,

2009)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 15,7676 kg/jam x Rp 3000

= Rp 102.174.048

2.1.2 Persediaan Bahan Baku Utilitas

1. Alum, Al2(SO4)3


Harga = Rp 2.100 /kg (PT. Bratachem, 2009)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 0,0384 kg/jam × Rp 2.100 /kg

= Rp 174.182

2. Soda abu, Na2CO3

Kebutuhan Na2CO3 pada pengolahan air = 0,0208 kg/jam

Kebutuhan Na2CO3 pada Bak Netralisasi = 0,0028 kg/jam

Kebutuhan Na2CO3 total = 0,0236 kg/jam

Harga = Rp 3500/kg (PT. Bratachem, 2009)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 0,0236 kg/jam × Rp 3500/kg

= Rp 157.248

3. Kaporit


Harga = Rp 11.000/kg (PT. Bratachem, 2009)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 0,0022 kg/jam × Rp 11.000/kg

= Rp 52.272


4. Solar

Kebutuhan = 8,978 ltr/jam

Harga solar untuk industri = Rp. 4825/liter (PT.Pertamina, 2009)

Harga total = 90 hari × 24 jam/hari × 8,978 ltr/jam × Rp. 4825/liter

= Rp 93.568.716

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

= Rp 5.662.984.250

2.2 Kas

2.2.1 Gaji Pegawai

Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai

Jabatan Jumlah Gaji/bulan

(Rp)

Jumlah gaji/bulan

(Rp)

Dewan Komisaris 1 13.000.000 13.000.000

Direktur 1 18.000.000 18.000.000

Staf Ahli 1 9.000.000 9.000.000

Sekretaris 1 2.000.000 2.000.000

Manajer Produksi 1 7.000.000 7.000.000

Manajer Teknik 1 7.000.000 7.000.000

Manajer Umum dan Keuangan 1 7.000.000 7.000.000

Manajer Pembelian dan Pemasaran 1 7.000.000 7.000.000

Kepala Seksi Proses 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Laboratorium 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Utilitas 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Maintenance 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Listrik 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Instrumentasi 1 4.500.000 4.000.000

Kepala Seksi Keuangan 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Administrasi 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Personalia 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Pembelian 1 4.500.000 4.500.000


Kepala Seksi Penjualan 1 4.500.000 4.500.000

Kepala Seksi Gudang 1 4.500.000 4.500.000

Karyawan Produksi 32 1.500.000 48.000.000

Karyawan Teknik 17 1.500.000 25.500.000

Karyawan Umum dan Keuangan 11 1.500.000 16.500.000

Karyawan Pembelian dan

Pemasaran 14 1.500.000 21.000.000

Dokter 1 3.000.000 3.000.000

Perawat 2 1.500.000 3.000.000

Petugas Keamanan 6 1.300.000 7.800.000

Petugas Kebersihan 4 1.100.000 4.400.000

Perwira Keamanan 2 1.300.000 2.600.000

Supir 4 1.500.000 6.000.000

Jumlah 114 272.200.000

Total gaji pegawai selama 1 bulan = Rp 370.100.000

Total gaji pegawai selama 3 bulan = Rp 816.600.000

2.2.2 Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 20 % dari gaji pegawai = 0,2 × Rp 816.600.000

= Rp 163.320.000

2.2.3. Biaya Pemasaran

Diperkirakan 20 % dari gaji pegawai = 0,2 × Rp 816.600.000

= Rp 163.320.000

2.2.4 Pajak Bumi dan Bangunan

Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada

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

Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan sebagai berikut:


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

(Pasal 2 ayat 1 UU No.20/97).

Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1 UU

No.20/97).

Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.21/97).

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp.

30.000.000 (Pasal 7 ayat 1 UU No.21/97).

Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikkan tarif pajak

dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97).

Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut :

Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Magnesium Klorida

Nilai Perolehan Objek Pajak

- Tanah Rp 1.798.000.000

- Bangunan Rp 9.084.000.000

Rp 10.882.000.000

Total NJOP Rp 10.882.000.000

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak (Rp. 30.000.000)

Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp 10.852.000.000

Pajak yang Terutang (5% x NPOPKP) Rp. 542.600.000

Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas No. Jenis Biaya Jumlah (Rp) 1. Gaji Pegawai 816.600.000 2. Administrasi Umum 163.320.000 3. Pemasaran 163.320.000

4. Pajak Bumi dan Bangunan 542.600.000

T t l 1.685.840.000


2.3 Biaya Start – Up

Diperkirakan 12 % dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus, 2004)

= 0,12 × Rp 61.125.020.155

= Rp 7.335.002.419

2.4 Piutang Dagang

HPT12IPPD ×=

dimana: PD = piutang dagang

IP = jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan)

HPT = hasil penjualan tahunan

Penjualan :

1. Harga jual MgCl2 = Rp 190.000/kg (PT. Bratachem, 2009)

Produksi MgCl2 = 62,0285 kg/jam

Hasil penjualan MgCl2 tahunan

= 62,0285 kg/jam × 24 jam/hari × 330 hari/tahun × Rp 190.000/kg

= Rp 93.340.486.800

Hasil penjualan total tahunan = Rp 93.340.486.800

Piutang Dagang = 123× Rp 93.340.486.800

= Rp 23.335.121.700


Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja

No. Jenis Biaya

Jumlah (Rp)

1. Bahan baku proses dan utilitas 5.662.984.250 2. Kas 1.685.840.000 3. Start up 7.335.002.419 4. Piutang Dagang 23.335.121.700

T t l 38.018.948.369

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

= Rp 61.125.020.155 + Rp 38.018.948.369

= Rp 99.143.968.524

Modal ini berasal dari:

Modal sendiri = 60 % dari total modal investasi

= 0,6 × Rp 99.143.968.524

= Rp 59.486.381.115

Pinjaman dari Bank = 40 % dari total modal investasi

= 0,4 x Rp 99.143.968.524

= Rp 39.657.587.419

3. Biaya Produksi Total

3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)

A. Gaji Tetap Karyawan

Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 2 bulan gaji yang

diberikan sebagai tunjangan, sehingga

Gaji total = (12 + 2) × Rp 272.200.000 = Rp 3.810.800.000

B. Bunga Pinjaman Bank

Bunga pinjaman bank adalah 14% dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2009)

= 0,14 × Rp 39.657.587.410

Rp 5.221.169.053


C. Depresiasi dan Amortisasi

Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa

manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk

mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji,

2004). Pada perancangan pabrik ini, dipakai metode garis lurus atau straight line

method. Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai

dengan Undang-undang Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000 Pasal 11 ayat 6

dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel LE.9 Aturan Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000

Kelompok Harta

Berwujud

Masa

(tahun)

Tarif

(%)

Beberapa Jenis Harta

I. Bukan Bangunan

1.Kelompok 1

2. Kelompok 2

3. Kelompok 3

4

8

16

25

12,5

6,25

Mesin kantor, perlengkapan, alat

perangkat/ tools industri.

Mobil, truk kerja

Mesin industri kimia, mesin industri

mesin

II. Bangunan

Permanen

20

5

Bangunan sarana dan penunjang

Sumber : Waluyo, 2000

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)

Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17

Tahun 2000

No. Komponen Biaya (Rp)

Umur

(tahun) Depresiasi (Rp)

1 Bangunan 9.084.000.000 20 454.200.000

2 Peralatan proses dan utilitas 19.287.133.398 16 1.205.445.837

3 Instrumentrasi dan pengendalian proses 3.857.426.680 4 964.356.670

4 Perpipaan 4.599.239503 4 1.149.809.876

5 Instalasi listrik 1.483.625.646 4 370.906.412

6 Insulasi 1.335.263.081 4 333.815.770

7 Inventaris kantor 741.812.823 4 185.453.206

8 Perlengkapan keamanan dan kebakaran 296.725.129 4 74.181.282

9 Sarana transportasi 3.864.000.000 8 483.000.000

TOTAL 5.221.169.053

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.

Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya

yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan,

menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan

menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak

menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa

manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak

berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004).

Untuk masa 4 tahun, maka biaya amortisasi adalah 25 % dari MITTL. sehingga :

Biaya amortisasi = 0,25 × Rp 26.474.673.780,-

= Rp 3.671.973.474


Total biaya depresiasi dan amortisasi

= Rp 5.221.169.053 + Rp 3.671.973.474

= Rp 8.893.142.527

D. Biaya Tetap Perawatan

1. Perawatan mesin dan alat-alat proses

Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%,

diambil 8% dari HPT. (Timmerhaus, 2004)

Biaya perawatan mesin = 0,08× Rp 19.287.133.398

= Rp 1.542.970.672

2. Perawatan bangunan

Diperkirakan 8 % dari harga bangunan

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08 × Rp. 9.084.000.000

= Rp 726.720.000

3. Perawatan kendaraan

Diperkirakan 8 % dari harga kendaraan

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08 × Rp 3.864.000.000

= Rp 309.120.000

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol

Diperkirakan 8 % dari harga instrumentasi dan alat kontrol

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08 × Rp 3.857.426.680

= Rp 308.594.134


5. Perawatan perpipaan

Diperkirakan 8 % dari harga perpipaan

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08 × Rp 4.599.239.503

= Rp 367.939.160

6. Perawatan instalasi listrik

Diperkirakan 8 % dari harga instalasi listrik

(Timmerhaus, 2004)

= 0.08 × Rp 1.483.625.646

= Rp 118.690.052

7. Perawatan insulasi

Diperkirakan 8 % dari harga insulasi

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08 × Rp 1.335.263.081

= Rp 106.821.047

8. Perawatan inventaris kantor

Diperkirakan 8 % dari harga inventaris kantor

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08 × Rp 741.812.823

= Rp 59.345.026

9. Perawatan perlengkapan kebakaran

Diperkirakan 8 % dari harga perlengkapan kebakaran

(Timmerhaus, 2004)

= 0,08 × Rp 296.725.129

= Rp 23.738.010


Total biaya perawatan = Rp 3.563.938.101

E. Biaya Tambahan Industri (Plant Overhead Cost)

Biaya tambahan industri ini diperkirakan 10 % dari MIT

(Timmerhaus, 2004)

Plant Overhead Cost = 0,1 x Rp 61.125.020.155

= Rp 6.112.502.016

F. Biaya Administrasi Umum

Biaya administrasi selama 3 bulan adalah Rp 163.320.000

Biaya administrasi selama 1 tahun adalah = Rp 653.280.000

G. Biaya Pemasaran dan Distribusi

Biaya pemasaran selama 3 bulan adalah Rp 163.320.000

Biaya pemasaran selama 1 tahun adalah = Rp 653.280.000

Biaya distribusi diperkirakan 50% dari biaya pemasaran, sehingga :

Biaya distribusi = 0,5 x 653.280.000 = 326.640.000

H. Biaya Laboratorium, Penelitan dan Pengembangan

Diperkirakan 5% dari biaya tambahan industri

= 0,05 x Rp 6.112.502.016

= Rp 305.625.101

J. Hak Paten dan Royalti

Diperkirakan 1% dari MIT (Peters et.al., 2004).

= 0,01 x Rp 61.125.020.155

= Rp 611.250.202

K. Biaya Asuransi

1. Biaya asuransi pabrik. adalah 0,31% dari MITL (Asosiasi Asuransi Jiwa

Indonesia-AAJI, 2006).

= 0,0031 × Rp 46.437.126.260

= Rp 143.955.091


2. Biaya asuransi karyawan.

Premi asuransi = Rp. 351.000 /tenaga kerja (PT. Prudential Life Assurance,

2009)

Maka biaya asuransi karyawan = 114 orang x Rp. 300.000/orang

= Rp. 34.200.000

Total biaya asuransi = Rp 178.155.091

L. Pajak Bumi dan Bangunan

Pajak Bumi dan Bangunan adalah Rp 542.600.000

Total Biaya Tetap (Fixed Cost) = Rp 31.203.275.274

3.2 Biaya Variabel

A. Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun

Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 90 hari adalah

Rp 5.662.984.250

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun

= Rp 5.662.984.250 x 90330

= Rp 21.393.496.057

B. Biaya Variabel Tambahan

1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan

Diperkirakan 5% dari biaya variabel bahan baku

= 0,05 × Rp 21.393.496.057

= Rp 24.308.861.829

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi

Diperkirakan 1% dari biaya variabel bahan baku

= 0,01 × Rp 21.393.496.057

= Rp 213.934.961


Total biaya variabel tambahan = Rp 1.283.609.763

C. Biaya Variabel Lainnya Diperkirakan 5 % dari biaya variabel tambahan

= 0,05 × Rp 1.283.609.763

= Rp 64.180.488

Total biaya variabel = Rp 22.741.286.309 Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 31.203.275.274 + Rp 22.741.286.309

= Rp 53.944.561.583

4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan

A. Laba Sebelum Pajak (Bruto) Laba atas penjualan = total penjualan – total biaya produksi

= Rp 93.340.486.800 – Rp 53.944.561.583

= Rp 39.395.925.217

B. Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga

atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah

(Rusjdi, 2004):

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 di atas Rp 100.000.000 dikenakan pajak sebesar 30 %.

Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah:

- 10 % × Rp 50.000.000 = Rp 5.000.000

- 15 % × (Rp 100.000.000- Rp 50.000.000) = Rp 7.500.000

- 30 % × (Rp 39.198.945.591 - Rp 100.000.000) = Rp 11.729.683.677


Total PPh = Rp 11.742.183.677

C. Laba setelah pajak (netto)

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 39.198.945.591 – Rp 11.742.183.677

= Rp 27.456.761.914

4 Analisa Aspek Ekonomi

A. Profit Margin (PM)

PM = penjualantotal

pajaksebelumLaba× 100 %

PM = %100.80093.340.486.59139.198.945 x = 41,9957 %

B. Break Even Point (BEP)

BEP = VariabelBiayaPenjualanTotal

TetapBiaya−

× 100 %

BEP = %100309.286.741.22-.80093.340.486

.27431.203.275 x

= 44,1978 %

Kapasitas produksi pada titik BEP = 44,1978% x 500 ton/tahun

= 220,9889 ton/tahun

Nilai penjualan pada titik BEP = 44,1978 % x Total Penjualan

= 44,1978 % x Rp. 93.340.486.800

= Rp. 41.254.417.664

C. Return on Investment (ROI)

ROI = InvestasiModalTotal

pajaksetelahLaba× 100 %


ROI = %100.52499.143.968.91427.456.761 x = 27,6938 %

D. Pay Out Time (POT)

POT =

E. Internal Rate of Return (IRR)

Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan

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

flow diambil ketentuan sebagai berikut:

- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10 % tiap tahun

- Masa pembangunan disebut tahun ke nol

- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10

- Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan.

Dari Tabel LE.11, diperoleh nilai IRR = 42,2111 %

LE-25 = 1 x 1 tahun


Tabel LE.11 Data Perhitungan BEP Kapasitas (%) Biaya Tetap Biaya Variabel Total Biaya Produksi Total Penjualan

0 Rp 31.203.275.274 0 Rp 31.203.275.274 0 10 Rp 31.203.275.274 Rp 2.274.128.631 Rp 33.477.403.905 Rp 9.334.048.680 20 Rp 31.203.275.274 Rp 4.548.257.262 Rp 35.751.532.536 Rp 18.668.097.360 30 Rp 31.203.275.274 Rp 6.822.385.893 Rp 38.025.661.167 Rp 28.002.146.040 40 Rp 31.203.275.274 Rp 9.096.514.523 Rp 40.299.789.798 Rp 37.336.194.720 50 Rp 31.203.275.274 Rp 11.370.643.154 Rp 42.573.918.428 Rp 46.670.243.400 60 Rp 31.203.275.274 Rp 13.644.771.785 Rp 44.848.047.059 Rp 56.004.292.080 70 Rp 31.203.275.274 Rp 15.918.900.416 Rp 47.122.175.690 Rp 65.338.340.760 80 Rp 31.203.275.274 Rp 18.193.029.047 Rp 49.396.304.321 Rp 74.672.389.440 90 Rp 31.203.275.274 Rp 20.467.157.678 Rp 51.670.432.952 Rp 84.006.438.120

100 Rp 31.203.275.274 Rp 22.741.286.309 Rp 53.944.561.583 Rp 93.340.486.800

LE-25 = 1


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kapasitas Produksi (%)

Harg

a (R

p) M

ilyar

an

Biaya TetapBiaya VariabelBiaya ProduksiTotal Penjualan

Gambar LE.1 Kurva Break Even Point Pabrik Magnesium Klorida

magnesium chlorida

Documents