pra rencana pabrik etanol dari ubi kayu dengan proses fermentasi

PRA RENCANA PABRIK ETANOL

DARI UBI KAYU DENGAN PROSES FERMENTASI

KAPASITAS 20000 TON/TAHUN

SKRIPSI

Disusun Oleh:

SEBASTIANA FANO : 0305010025

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI

MALANG

2008

ii

LEMBARAN PESETUJUAN




SKRIPSI

Disusun Oleh:

Nama : Sebastiana Fano

Progaram studi : Teknik Kimia

Fakultas : Teknik

Menyetujui:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Bambang Poerwadi, MS. Susy Yuniningsih, ST., MT.

NIP: ............................ NIP: .............................

Mengetahui:

Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi

Teknik Kimia

Nawir Rasidi, ST., MT. S. P. Abrina Anggarini, ST., MT.

NIP: .............................. NIP: .............................

iii

LEMBARAN PENGESAHAN


Nim : 0305010025

Program Studi : Teknik Kimia

Fakultas : Teknik

Judul Skripsi : Pra Rencana Pabrik Etanol Dari Ubi Kayu Dengan Proses

Fermentasi Kapasitas 20.000 Ton/Tahun

Dipertahankan dihadapan penguji skripsi jenjang Srtata Satu(S-I)

Pada:

Hari : Selasa

Tanggal : 23 September 2008

Nilai : ..............................

Tim Penguji:

1. Ir. Bambang Poerwadi, MS. ..............................

2. Susy Yuniningsih, ST., MT. ..............................

3. Ir. Taufik Iskandar ..............................

iv

LEMBARAN PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:


NIM : 0305010025

Program studi : Teknik Kimia

Menyatakan bahwa skripsi yang berjudul:




Merupakan hasil karya sendiri, bukan merupakan duplikasi serta tidak

mengutip atau menyadurkan sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang

lain, kecuali yang disebutkan sumber aslinya.

Malang, ........Oktobert 2008

Yang menyatakan:

Sebastiana Fano

Mengetahui:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Bambang Poerwadi, MS. Susy Yuniningsih, ST., MT.

NIP: ............................ NIP: ..................................

v

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 20 Januari 1985 di Watuapi, anak ke-2 dari

lima bersaudara oleh Bapak Antonius Dhoy dan Ibu Emi Rensiana Mina Rani. Masuk

sekolah dasar (SD) pada tahun 1991 di SDK Aeramo sampai kelas III tahun 1993,

kemudian pindah sekolah dan menamatkan pendidikan SD di SDK Watuapi pada

tahun 1996. Dan melanjutkan sekolah di SMPN II Aesesa pada tahun 1996 sampai

tahun 1999, pada tahun 1999 penulis melanjutkan pendidikan ke SMUN Nangapanda

dan tamat pada tahun 2003. Pada tahun 2003 juga penulis melanjutkan pendidikan

perguruan tinggi di UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI MALANG

dan lulus pada 23 september tahun 2008 dengan gelar Srata 1 (S-1) program studi

Teknik Kimia.

vi

LEMBARAN PERSEMBAHAN

Segala puja dan puji Syukur aty haturkan ke Hadirat Mu Ya Tuhan yang maha

kuasa berkat rahmat dan kasih Nya yang melimpah ” Tuhan talah menjawab aku

dengan memberikan kelegahan” (Maz; 118-5) sehingga skripsi ini dapat selesai

dengan baik.

Ku persembahkan buat bapak dan mama yang aty cinta,,,,,,,,,,,

Trima kasih atas segala cinta, kasih sayang, doa,

suport, kerja keras bapak N mama selama ini buat aty.

Selamanya aty tak akan pernah dapat membalas

semua yang aty terima dari bapak n mama.

Buat ka’ Toje yang bijaksana N baik hati yang telah memberikan dukungan, doa,

serta nasehat buat aty. Ma kasih ya ka’,,, aty bidak bisa balas semua kebaikan kk

buat ade-adeQ bertiga yang lucu; Marlin, Ina n Vianma kasih ya,,, berkat doa kalian

semua akhirnya kk bisa selesai jg,,,,

Buat keluarga besar Anakoli n Dhawe yang telah memberikan dukungan, doa

serta nasehat buat aty

Buat ka Geby yang Elle,,,,tapi baik hati N bijaksana

tak ada kata yang bisa aty ungkapkan selain ucapan Trima kasih atas semua

kebaikkan mu, Cinta N Kasih Sayang, perhatian, nasehat dan serta kenal lelah

membantu Nmanemani aty kemana aja aty pergi.

vii

Selalu menghibur aty di kala aty strees, menghapus air mata Q di kala aty bersedih,,

Buat LEGENDA 2 Q, aty ga tau harus berkata apa atas kesetianmu selama

ini, tanpa kenal lelah selalu memboyong aty, ke mana aja aty pergi...

Menghibur aty di saat aty lagi strees, jenuh di kost.

Trima kasih tak terhingga aty ucapkan tuk bapak Bambang Poerwadi dan Ibu Susy

tas bimbingan yang telah bapak n ibu berikan sehingga skripsi ini selesai. Mak kasih

juga yang sebesar-besarnya buat Ibu Rina N Ibu Wahyu dan seluruh dosen Teknik

Kimia UNIIRI Malang

Buat teman-teman Teknik Kimia ” Nona, Ina, Nira, Ente, An, Manti

Ito, Edu, Leri, Mario, Jovan, Steven, Edu Belo, Aqilo, Tomi, K’ Tias,

K’ Piter, Mas Yudi, Mas Juma’ad, Rahma , Denok, Helsa, Oliva,

Densi, Oge (ELE DEWE), Faldi, Filipe,,,,, ma kasih ya,,tas dukungan

kalian serta canda tawa yang buat aty ga bisa lupa ma kalian. Entar

kalau uda dapat kerja N banyak duit jangan lupa aty atau ada yang

merit jangan lupa undang aty ya,,,

Buat teman-teman Etna, Lulu N ade Q Sony yang selalu menemani aty di

kala aty lagi sedih, steess N sakit. Ma kasih Ya,,, aty ga bisa balas semua

kebaikan kalian Bertiga

Buat Bapak N Ibu Q, Mbak Ill Sek, Mbak Ida, Mas Danang, Mas

Zainal, Kalim, Mas Endis Yang Cakap N ade Dinda Yang Lucu,,,

Ma kasih ya,,, tas kebaikan semuaN perhatian selama aty di Malang

viii

ABSTRAKSI




Etanol merupakan salah satu produk yang dapat dibuat dari bahan yang

mengandung karbohidrat (gula, pati dan selulossa), dengan rumus molekul C2H5OH

dan berat molekul 46. Etanol berupa cairan yang tidak berwarna dan mempunyai bau

yang khas. Senyawa ini banyak digunakan sebagai pelarut dan sebagai intermediate

dalam memproduksi senyawa kimia lain, serta sebagai bahan baku dalam pembuatan

obat, plastik, parfum, kosmetik, minuman beralkohol dan kini digunakan sebagai

bahan bakar.

Proses yang digunakan pada pembuatan etanol adalah proses fermentasi dengan

memfermentasikan ubi kayu dengan bantuan bakteri Saccharomyces cereviceae dan

menghasilkan prodak dengan kemurnian 99,5%.

Pabrik etanol menggunakan air sungai yang berada di dekat lokasi pabrik untuk

memenuhi kebutuhan unit utilitas.

Pabrik etanol ini direncanakan didirikan di daerah Mbay, Kabupaten Nagekeo,

Flores, NTT pada tahun 2010 dengan kapasitas 20000 ton/tahun. Bentuk perusahaan

Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi berbentuk garis dan staff.

Dari hasil perhitungan analisa ekonomi didapatkan TCI Rp. 120.586.055.138 ;

ROI sebelum pajak 71,96 %; ROI setelah pajak 46,77%; POT 1 tahun 8 bulan; BEP

38,53%; IRR 26.34%.

Ditinjau dari segi teknik dan ekonomi maka Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi

Kayu dengan Proses Fermentasi cukup memadai untuk dilanjutkan ke tahap

perencanaan.

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul “Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

kapasitas 20000 ton/tahun” sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Serjana

Sastra-1 Jurusan Teknik Kimia Di Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang.

Penyusun menyadari bahwa terselesainya skripsi ini karena adanya dorongan

dan bimbingan dari banyak pihak. Oleh karena itu dengan tulus hati penyusun

menyampaikan rasa trima kasih kepada:

1. Ir. Bambang Poerwadi, MS, selaku Dosen Pembimbing I yang telah meluangkan

waktu untuk membimbing penyusun dalam menyelesaikan skripsi

2. Susy Yuniningsih, ST., MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan

waktu untuk membimbing penyusun dalam menyelesaikan skripsi

3. Ir. Taufik Iskandar, selaku penguji yang telah bersedia luangkan waktu untuk

memberikan uijian skripsi

4. Orang tua yang telah memberikan doa dan dukungan selama ini hingga

terselesainya skripsi ini

5. Semua pihak khususnya rekan-rekan Teknik Kimia yang telah banyak membantu

dalam penyelesaian skripsi ini

x

Penyusun menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam

menyusun skripsi ini, oleh karena itu penyusun sangat mengharapkan keritik dan

saran yang bersifat positif dan membangun dari para pembaca.

Akhir kata, penyusun berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan

mahasiswa, khususnya mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Universitas Tribhuwana

Tunggadewi Malang.

Malang, ......Oktobert 2008

Penyusun

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i

LEMBARAN PERSETUJUAN ...................................................................... ii

LEMBARAN PENGESAHAN ......................................................................iii

LEMBARAN PERNYATAAN ...................................................................... iv

RIWAYAT HIDUP ......................................................................................... v

LEMBARAN PERSEMBAHAN .................................................................. vi

ABSRTAKSI ................................................................................................viii

KATA PENGANTAR ................................................................................... ix

DAFTAR ISI .................................................................................................. x

DAFTAR TABEL .........................................................................................xiii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................1-7

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ...........................................1-7

BAB III NERACA MASSA ......................................................................1-7

BAB IV NERACA PANAS ......................................................................1-3

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN .....................................................1-8

BAB VI PERANCANGAN ALAT UTAMA ..........................................1-59

BAB VII ISTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA .................1-12

BAB VIII UTILITAS ..................................................................................1-11

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ..................................1-14

BAB X STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN ................1-25

xii

BAB XI ANALISA EKONOMI ...............................................................1-16

BAB XII KESIMPULAN ............................................................................ 1

APPENDIKS A. PERHITUNGAN NERACA MASSA ..............................1-29

APPENDIKS B. PERHITUNGAN NERACA PANAS ...............................1-30

APPENDIKS C. SPESIFIKASI PERALATAN ...........................................1-40

APPENDIKS D. PERHITUNGAN UTILITAS ...........................................1-68

APPENDIKS E. PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ........................1-22

xiii

DAFTAR TABEL

TABEL 1.2. KOMPOSISI UBI KAYU ........................................................ I-4

TABEL 2.1. SELEKSI PROSES ................................................................. II-4

TABEL 3.1 NERACA MASSA PENCUCIAN UBI KAYU ......................III-1

TABEL 3.2 NERACA MASSA MESIN GILING UBI KAYU ..................III-2

TABEL 3.3 NERACA MASSA REAKTOR LIQUIFIKASI ......................III-2

TABEL 3.4 NERACA MASSA REAKTOR SAKARIFIKASI AWAL .....III-3

TABEL 3.6 NERACA MASSA REAKTOR SAKARIFIKASI LANJUT ..III-4

TABEL 3.6 NERACA MASSA PEMISAHAN SERAT ............................III-5

TABEL 3.7 NERACA MASSA DECANTER ...........................................III-6

TABEL 3.8 NERACA MASSA DISTILASI ..............................................III-6

TABEL 3.9 NERACA MASSA DEHIDRASI ..........................................III-7

TABEL 4.1 NERACA PANAS LIQUIFIKASI ......................................... IV-1

TABEL 4.2 NERACA PANAS SAKARIFIKASI AWAL ........................ IV-2

TABEL 4.3 NERACA PANAS SAKARIFIKASI LANJUT ..................... IV-2

TABEL 4.4 NERACA PANAS RVF ......................................................... IV-2

TABEL 4.5 NERACA PANAS DISTILASI ............................................. IV-3

TABEL 4.6 NERACA PANAS DEHIDRASI ............................................ IV-3

TABEL 6.1 DIMENSI FLANGE UNTUK NOZZLE ............................... VI-19

TABEL 6.2 EVALUASI Rd ...................................................................... VI-21

TABEL 7.1 PEMASANGAN ALAT KONTROL ..................................... VII-5

xiv

TABEL 7.2 ALAT PELINDUNG PRP ETANOL .................................... VII-12

TABEL 9.1 PARAMETER PEMILIHAN LOKASI PABRIK .................. IX-1

TABEL 9.2 PERINCIAN DAERAH PABRIK .......................................... IX-7

TABEL 10.1 JADWAL KERJA KARYAWAN ........................................ X-14

TABEL 10.2 PERINCIAN JUMLAH KARYAWAN ................................ X-16

TABEL 10.3 DAFTAR GAJI KARYAWAN ............................................ X-20

TABEL 11.1 CHAS FLOW UNTUK NPV ............................................... XI-14

TABEL 11.2 CHAS FLOW UNTUK IRR ................................................ XI-15

xv

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 2.1 BLOK DIAGRAM PROSES ESTARIFIKASI DAN

HIDROLISA DARI ETILEN ................................................. 9

GAMBAR 2.2 BLOK DIAGRAM PROSES FERMENTASI DARI

UBI KAYU ............................................................................1-1

GAMBAR 9.1 TATA LETAK BANGUNAN PABRIK ETANOL ............ IX-9

GAMBAR 9.2 TATA LETAK PERALATAN PROSES ........................... IX-13

GAMBAR 10.1 STRUKTUR ORGANISASI PABRIK ETANOL ............ X-12

GAMBAR 11.1 BREAK EVENT POINT (BEP) PRA RENCANA

PABRIK ETANOL .......................................................... XI-11

GAMBAR APP-E HUBUNGAN TAHUN DENGAN INDEKS

HARGA ........................................................................ APP-E-3

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Perkembangan Industri Etanol

Etanol telah lama digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai

bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditinggalkan pada

peninggalan keramik yang berumur 9000 tahun dari China bagian utara

menunjukan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusia

prasejarah dari masa neolitik.

Etanol merupakan bahan kimia yang diproduksi dari bahan baku tanaman

yang mengandung pati seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu biasanya

disebut dengan bio-ethanol. Ubi kayu, ubi jalar, dan jagung merupakan tanaman

pangan yang biasa ditanam rakyat hampir di seluruh wilayah Flores, sehingga

jenis tanaman tersebut merupakan tanaman yang potensial untuk dipertimbangkan

sebagai sumber bahan baku pembuatan bio-ethanol atau gasohol. Namun dari

semua jenis tanaman tersebut, ubi kayu merupakan tanaman yang setiap hektarnya

paling tinggi dapat memproduksi etanol. Selain itu pertimbangan pemakaian ubi

kayu sebagai bahan baku proses produksi bio-ethanol juga didasarkan pada

pertimbangan ekonomi.

Etanol dapat dihasilkan dari peragian/fermentasi karbohidrat (gula dan

pati). Prinsip pembentukkan etanol adalah pelepasan energi yang tersimpan pada

bahan-bahan organik, yang memiliki kandungan karbohidrat tinggi, dengan

bantuan mikroba sebagai fermentor. Terdapat sejenis mikroba yang memiliki

I-2

kemampuan untuk pembentukan etanol, diantaranya khamir dan bakteri. Proses

pembentukkan etanol dengan perantara mikroba tersebut berlangsung secara

anaerobik. Secara sederhana proses fermentasi merupakan penguraian karbohidrat

menjadi etanol dan gas karbondioksida (CO2) dengan bantuan enzim. Pada

penelitian Nursiyah, 2000 mengemukakan bahwa jika tahapan proses aerobik ini

dihentikan pada tahapan fermentasi saja, yakni tahapan sebelum pembentukan gas

metana, maka dapat dihasilkan etanol yang memiliki nilai kelori tinggi.

Etanol pada umumnya mengandung 95% etanol dan 5% air dengan berat

molekul 46 dan rumus molekul C2H5OH. Etanol dalam kehidupan sehari-hari

dikenal sebagai bahan yang dapat digunakan untuk bahan pelarut, bahan

antiseptik, bahan baku pembutan eter, serta minuman. Etanol juga dapat

digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti premium. Seiring dengan

kebutuhan akan etanol yang mendesak, dimana etanol relatif telah cukup dikenal

di masyarakat Flores dalam pemanfaatannya sebagai alternatif pengganti premium

yang terus meningkat seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut:

Tabel 1.1 Penggunaan premium di Flores

Tahun Kebutuhan (ton) Kenaikkan

2002 13630 -

2003 14647 7.46

2004 16418 12,09

2005 17459 6,34

2006 17069 -2,23

Sumber: Dirjen Migas, 2007

I-3

Berdasarkan data diatas maka untuk mengurangi ketergantungan terhadap

kebutuhan etanol dan juga untuk memenuhi kebutuhan premium dalam negeri dari

tahun ke tahun yang terus meningkat maka perlu didirikan pabrik baru di Flores.

1.2. Kegunaan Etanol

Etanol merupakan hidrokarbon berikatan tunggal. Salah satu atom

hydrogennya merupakan gugus OH yang bersifat tidak berwarna. Berdasarkan

senyawa organik yang berikatan dengan gugus hidroksil senyawa etanol terdiri

atas R-H primer (R-CH2-OH), sekunder ((R)2 CH-OH), dan tersier ((R)3C-OH).

Beberapa kegunaan dari etanol diantaranya sebagai berikut:

1. Digunakan sebagai bahan pelarut

2. Digunakan sebagai antiseptik

3. Digunakan sebagai bahan baku pembuatan eter

4. Digunakan sebagai alternatif bahan bakar premium

5. Digunakan sebagai minuman

1.3. Spesifikasi Bahan Baku Dan Produk

1.3.1. Bahan Baku

1. Ubi Kayu

Ubi kayu mempunyai komposisi pada 100 g seperti yang ditunjukkan

pada tabel berikut:

I-4

Tabel 1.2 Komposisi ubi kayu

No Kandungan Gizi Jumlah Dalam Singkong

Kalori (Kal)

Air (g)

Fosfor (mg)

Lemak (g)

Karbohidrat (g)

Protein (g)

Amylosa (g)

Amylopektin (g)

Kalsium (mg)

Zat Besi (mg)

Vitamin A (SI)

Vitamin B1 (mg)

Vitamin C (mg)

146,00

62,50

40,00

0,30

34,70

1,20

27

73

33,00

0,70

0,00

0,06

30,00

Sumber: Direktorat gizi, 1979

2. Enzim -Amylase

Enzim ini mempunyai sifat dapat memecah pati rantai lurus pada

amylosa maupun pada amylopektin, secara acak dari dalam rantai. Karena

sifat pemecahannya dimulai dari rantai tengah maka enzim ini dapat

digolongkan dalam endo enzim. Pemecahan -amylase pada amylosa

terdiri atas dua tahap, yaitu tahap degradasi secara sempurna dan cepat,

sehingga dihasilkan glukosa dan maltosa. Pemecahan tahap pertama

I-5

ditandai dengan penurunan viskositas yang cepat dan hilangnya

kemampuan pewarnaan iod terhadap amylosa.

Pemecahan oleh -amylase terhadap amylopektin dapat

menghasilkan limit dextrin, kadang-kadang dapat berupa oligosakarida

dan maltosa. Hasil pemecahan amylopektin juga dapat ditandai oleh

penurunan viskositas larutan pati.

3. Enzim Glukoamylase

Glukoamylase yang sudah dibuat secara industri diisolasi dari

beberapa jenis jamur yaitu; aspergillus, rhizopus dan beberapa strain yeast

endomycopsis. Pemecahan molekul pati oleh enzim glukoamylase

menghasilkan inversi konfigurasi, sehingga dihasilkan glukosa. Kecepatan

pemecahan pati oleh enzim ini tergantung pada struktur dan besarnya

molekul substrat. Enzim ini tidak dapat aktif pada substrat pati yang masih

mentah. Glukoamylase dari aspergillus niger dapat menghidrolisis

maltosa, maltotetraosa dan maltopentosa. Aktivitas optimal pada pH 4-5

dengan suhu 50-60 ºC.

4. Air

Sifat fisik: Berat molekul: 18

Titik didih: 100 ºC

Titik beku: 0 ºC

Bentuk: Cairan tak berwarna, tak berbau

Spesifik grafity: 1 g/m

Sifat kimia: Rumus kimia: H2O

I-6

5. Urea

Sifat fisik: Berat molekul: 60

Titik didih: 132.7 ºC

Titik beku: d ºC

Bentuk: Padatan

Spesifik grafity: 1.335204

g/m

Sifat kimia: Rumus kimia: H2N.CN.NH2

1.3.2. Produk

- Produk utama: Etanol

Sifat fisik : Titik didih: 78,32 ºC

Titik beku: -114,1 ºC

Bentuk: Cairan tak berwarna

Densitas: 0,7893 g/ml pada suhu 25 ºC

Viscisitas: T 20 ºC = 1.17 cp

Spesifik grafity: 0,789 g/m

Spesifik heat: T 20 ºC = 2,42 J/g ºC

Sifat kimia: Rumus molekul: C2H5OH

Berat molekul: 46,07

Mudah menguap

Mudah terbakar

Tidak berasap, nyala apinya kebiru-biruan

Berat jenisnya lebih kecil dari air

I-7

1.4. Kapasitas Produksi

Penggunaan premium di Indonesia berdasarkan tabel 1.1 mengalami

kenaikan rata-rata sebesar 5,91%, sehingga perkiraan kebutuhan premium pada

tahun 2010 sebesar 19169 ton. Jadi perkiraan kapasitas pabrik baru etanol pada

tahun 2010 dapat dihitung dengan rumus:

M1+ M4 + M5 = M2 +M3

Dimana:

M1 = Nilai import (ton/tahun)

M2 = Nilai eksport (ton/tahun)

M3 = Kebutuhan premium (ton/tahun)

M4 = Kapasitas produksi (ton/tahun)

M5 = Nilai produksi (ton/tahun)

Dengan rumus diatas, maka kapasitas pabrik alkohol yang direncanakan

pada tahun 2010 adalah:

M1+ M4 + M5 = M2 +M3

0 + 0,06 M4 = 0 + 19169

M4 = 19169 – 0,06

= 19168,94 ton/tahun

Dengan perhitungan diatas, kemudian dirancang pabrik etanol dengan

kapasitas 20.000 ton/tahun. Diharapkan pendirian pabrik etanol dapat mengurangi

ketergantungan terhadap kebutuhan premium disamping peluang untuk pemasaran

ke luar negeri.

II-1

BAB II

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

2.1. Macam Proses

Proses pembuatan etanol terdiri dari dua macam proses yang berbeda

bahan bakunya. Proses tersebut telah dikembangkan oleh beberapa perusahaan di

Indonesia, diantaranya:

2.1.1. Proses Esterifikasi Dan Hidrolisis Dari Etilen

Proses ini terjadi dengan penyerapan etilen dalam H2SO4 untuk

menghasilkan etil sulfat, kemudian dihidrolisa untuk menghasilkan etanol dengan

persamaan reaksi:

CU2 = CH2 + H2SO4 C2H5SO2OH

Mono etil sulfat

2 CH2 = CH2 + H2SO4 C2H5SO2OC2H5

Dietil sulfat

C2H5OSO2OH + C2H5O SO2O C2H5 + 3 H2O 3C2H5OH + 2H2SO4.

Etil dilarutkan kedalam kolom absorbsi secara counter Qurrent dangan

asam sulfat 90%. Gas yang tidak terabsorbsi keluar dari atas kolom dan digunakan

sebagai bahan bakar. Cairan yang dihasilkan merupakan campuran monoetil dan

dietil sulfat yang dikeluarkan dari menara absorber bagian bawah dengan

penambahan sejumlah air. Pada kolom ini senyawa sulfat dihidrolisa menjadi

etanol, asam sulfat, etil, eter dan bahan lain. Larutan etanol mentah dimasuk

II-2

dalam kolom stripping dengan pemberian steam yang mengangkat etanol, eter dan

sebagian kecil asam sulfat yang dikeluarkan dari bawah kolom didinginkannya

dan dipekatkan untuk recovery. Sedangkan uap etanol mentah yang dikeluarkan

dari bagian kolom stripping, dialirkan menuju bagian bawah kolom scrubber dan

ditambahkan NaOH untuk netralisasi asam.

Sisa NaOH keluar dari bawah kolom, sedangkan uap etanol, eter dan air

keluar dari bagian atas kolom kemudian dikondensasi dan dipompa menuju tangki

penyimpanan etanol mentah (kolom eter), dimana eter akan keluar sebagai uap.

Produk samping eter dapat diubah menjadi etanol dengan hidrasi katalik,

kemudian etanol dilewatkan kolom fraksinasi dan diperoleh etanol dengan

kemurnian 95%, seperti pada gambar 2.1 berikut:

Gambar 2.1 Blok diagram esterifikasi dan hidrolisa dari etylen

II-3

2.1.2. Proses Fermentasi

Proses fermentasi adalah proses terjadinya perubahan kimia pada suatu

senyawa kimia dengan adanya suatu mikroorganisme. Mikroorganisme yang

digunakan pada proses fermentasi adalah sacharomyces cereviceae dengan bahan

baku untuk industri adalah glukosa yang dihasilkan dari ubi kayu dengan proses

sebagai berikut:

- Pati dihaluskan dan diencerkan sehingga terbentuk maltosa dengan proses

liquifikasi dengan penambahan enzim α-amylase. Proses ini dilakukan

pada suhu 90-1000C selama 2 jam dan pH dipertahankan 5-6.

- Selanjutnya maltosa yang terbentuk dilakukan proses sakarifikasi dengan

menggunakan enzim glukosidase sehingga terbentuk pada suhu 600C.

- Glukosa yang terbentuk kemudian dilakukan sterilisasi selanjutnya

dilakukan fermentasi dengan menggunakan bakteri anaerob sacharomices

cereviciae pada temperatur 31-380C dan pH berkisar antara 4,5-5.

- Setelah proses fermentasi dilakukan, selanjutnya dilakukan proses

pemurnian pada kolom destilasi. Hasil pemurnian yang diperoleh adalah

95%.

II-4

Gambar 2.2 Blok diagram proses fermentasi etanol

2.2. Seleksi Proses

Dari kedua macam uraian proses diatas, dapat dibuat tabel perbandingan

antara proses eksterifikasi dan fermentasi dibawah ini:

Tabel 2.1 Tabel perbandingan antara proses eksterifikasi dan fermentasi

Parameter

Macam-macam proses

Esterifikasi Fermentasi

Segi teknis

Proses

- Yield

- Katalis

- Peralatan

95%

-

Kompleks

95%

-

Sederhana

II-5

Kondisi Operasi

- Suhu Operasi

- Waktu Operasi

Segi Ekonomis

Biaya Operasi

3500C

Cepat

Mahal

60-1100C

Lama

Murah

Berdasarkan tabel diatas maka proses yang akan digunakan dalam

pembuatan etanol adalah proses fermentasi karena proses tersebut membutuhkan

biaya investasi yang relatif kecil.

2.3. Uraian Proses

Ubi kayu segar yang telah disiapkan dikupas kulitnya kemudian dicuci

bersih. Ubi kayu digiling menggunakan mesin penggiling, slury ubi kayu tersebut

dimasukkan pada tangki kosong kemudian tambahkan air sesuai ketentuan sambil

melakukan pemanasan dan pengadukan. Slury ubi kayu selanjutnya diteruskan ke

reaktor liquifikasi. Pada reaktor liquifikasi sejumlah enzim α-amylase untuk

mencair gel pati sambil melakukan pemanasan pada suhu 90-950C selama 2 jam

dan hasil hidrolisanya adalah dextrin. Didalam reaktor liquifikasi ini terjadi reaksi

hidrolisa sebagai berikut:

II-6

Kemudian slury tersebut diteruskan pada tangki sakarifikasi awal dan didinginkan

hingga suhu mencapai 55-600C.

Pada reaktor sakarifikasi awal terjadi proses hidrolisis dextrin menjadi

glukosa dengan bantuan sejumlah enzim glukoamylase sesuai dengan ketentuan

dan temperatur dijaga pada kisaran 60-660C selama 3 jam lalu didinginkan hingga

suhu dibawah 320C. Dalam tangki sakarifikasi ini terjadi reaksi hidrolisa sebagai

berikut:

Dari reaktor sakarifikasi awal slury tersebut diteruskan pada tangki

sakarifikasi lanjut dan fermentasi, slury tersebut kemudian ditambahkan ragi roti,

urea, NPK sesuai kebutuhan. Dibiarkan selama 36 jam pada reaktor dalam

keadaan reaktor tertutup tetapi tidak rapat agar gas karbondioksida yang terbentuk

biasa keluar. Fermentasi yang berhasil ditandai dari aroma seperti tape dan suara

gelembung gas yang naik ke atas pada reaktor dan keasaman (pH) diatas 4.

Dalam tangki sakarifikasi lanjutan terjadi reaksi sebagai berikut:

Cairan yang mengandung etanol 7-9% diteruskan pada reaktor pemisahan

serat dan distilasi dan diuapkan menggunakan evaporator. Temperatur bagian atas

kolom distilasi ditahan pada suhu 790C hingga cairan etanol keluar. Kontrol

temperatur dapat dilakukan dengan mengatur aliran air refluks dalam alat distilasi.

II-7

Fraksi etanol 90-95% akan berhenti mangalir secara pelan-pelan, kemudian

limbahnya dapat dikeluarkan pada kran bawah tangki melewati saluran yang akan

menahan limbah padat dan meloloskan limbah cair. Tangki tersebut dibersihkan

untuk persiapan proses berikutnya.

III-1

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 20.000 ton/thn

Operasi = 300 hari/thn

Basis perhitungan = 1 jam operasi

Produksi = 30024

1000000.20

= 2777,7777 kg/jam

1. Pencucuian Ubi Kayu

Tabel 3.1 Neraca massa pencucian ubi kayu

Masuk Kg/jam Keluar Kg/jam

Ubi Kayu Kotor

H2O

680003,9419

680003,9419

Ubi Kayu Bersih

Kotoran + H2O

612003,5477

748004,3465

Total 1360007,884 1360007,884

III-2

2. Mesin Giling Ubi Kayu

Tabel 3.2 Neraca massa mesin giling ubi kayu


Ubi Kayu:

- Amylosa

- Amylopektin

- Protein

- Lemak

- Air

- Impiuritis

Air Yang Ditambahkan

57338,6140

155026,6231

7344,0426

1836,0106

382502,2173

7956,0461

42199,0649

Slurry:

- Amylosa

- Amylopektin

- Protein

- Lemak

- Air

- Impiuritis

57338,6140

155026,6231

7344,0426

1836,0106

424701,2822

7956,0461

Total 654202,6186 Total 654202,6186

3. Reaktor Liquifikasi

Tabel 3.3 Neraca massa reaktor liquifikasi


Slurry:

- Amylosa

- Amylopektin

- Protein

- Lemak

- Air

57338,6140

155026,6231

7344,0426

1836,0106

424701,2822

Slurry:

- Amylosa Sisa

- Amylopektin Sisa

- C12H22O11

- (C6H10O5)3

- Protein

47591,0496

128672,0972

10289,1042

27368,1666

7344,0426

III-3

Enzim:

- E.α-Amylase

= 646246,5725

47,4771

- Lemak

- Air

- E.α-Amylase

1836,0106

423146,1146

47,4771

Total 646294,0496 Total 646294,0496

4. Reaktor Sakarifikasi Awal

Tabel 3.4 Neraca massa reaktor sakarifikasi awal


Slurry:

- C12H22O11

- (C6H10O5)3

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-Amylase

Enzim:

- E.Glukoamylase

10289,1042

27368,1666

7344,0426

1836,0106

423146,1146

47,4771

= 470030,9157

5,7012

Slurry:

- (C6H10O5)3 Sisa

- C12H22O11

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-Amylase

- E.Glukoamylase

541,5318

411,5628

40631,508

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

Total 470036,6169 Total 470036,6169

III-4

5. Reaktor Sakarifikasi Lanjut

Tabel 3.5 Neraca massa sakarifikasi lanjutan


Slurry:

- C12H22O11

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-Amylase

- E.Glukoamylase

Nutrient:

- H2N.CN.NH2

- NPK

- Ragi

411,5628

40631,508

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

= 469900,7979

468,3286

100,8242

7,0577

= 576,2105

Slurry:

- C12H22O11

- C2H5OH

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-Amylase

- E.Glukoamylase

- H2N.CN.NH2

- NPK

- Ragi

Gas:

CO2

411,5628

3738,098

33317,8366

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

468,3286

100,8242

7,0577

= 466901,435

3575,572

Total 470477,0084 Total 470477,0084

III-5

6. Pemisahan Serat (RVF)

Tabel 3.6 Neraca massa pemisahan serat


Slurry:

- C12H22O11

- C2H5OH

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-Amylase

- E.Glukoamylase

- H2N.CN.NH2

- NPK

- Ragi

411,5628

3738,098

33317,8366

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

468,3286

100,8242

7,0577

Cake:

- E.α-Amylase

- E.Glukoamylas

H2N.CN.NH2

- Protein

- Lemak

- C12H22O11

- C6H12O6

- Air

- NPK

- Ragi

Bahan Terpisah:

- C2H5OH

- Air

- C12H22O11

- C6H12O6

47,4771

5,7012

468,3286

7344,0426

1836,0106

246,9377

19990,7019

251774,6286

100,8242

7,0577

= 281839,7108

3738,098

167849,7524

164,6251

13327,1347

= 185079,6102

Total 466901,3204 Total 466901,3204

III-6

7. Decanter

Tabel 3.7 Neraca massa decanter


C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

167849,7524

164,6251

13327,1347

Ke Distilasi:

- C2H5OH

- Air

- C12H22O11

- C6H12O6

Cake:

- Air

- C12H22O11

- C6H12O6

3738,098

20141,9703

32,925

2665,4269

= 26578,4202

147707,7821

131,7001

10661,7078

= 158501,19

Total 185079,6102 Total 185079,6102

8. Distilasi

Tabel 3.8 Neraca massa destilasi


C2H5OH

Air

C12H22O11

3738,098

20141,9703

32,925

Distilat:

- C2H5OH

- Air

2715,6153

142,6104

III-7

C6H12O6

2665,4269

Bottom:

- C2H5OH

- H2O

- C12H22O11

- C6H12O6

= 2858,2257

1022,4827

19999,3599

32,6341

2663,7689

= 23718,2456

Total 26578,4202 Total 26578,4202

9. Dehidrasi

Tabel 3.9 Neraca massa dehidrasi


C2H5OH

Air

CaO

2715,6153

142,6104

443,6768

Produk:

C2H5OH

Air

Air

Ca(OH)2

CaO ekses

2715,6153

62,1624

= 2777,7777

80,748

16,5097

427,1671

= 524,4248

Total 3301,9025 Total 3301,9025

IV-1

BAB IV

NERACA PANAS

Kapasitas produksi = 20.000 ton/thn

Produksi etanol = 30024

1000000.20

= 2777,7777 kg/jam

Satuan = Kcal

Suhu refrensi = 25 0C – 298,15 K.


Tabel 4.1 Neraca panas liquifikasi

Entalpi Masuk (kcal) Entalpi Keluar (kcal)

1 = 2503980,377

R = 27286805,01

Qs = 26143935,28

2 = 54627523,9

Qloss = 1307196,764

Total = 55934720,67 Total = 55934720,67

IV-2


Tabel 4.2 Neraca panas tangki sakarifikasi awal


1 = 28647915,66

2 = 9508389,303

R = 15131939,05

3 = 15254686,8

4 = 38033557,22

Total = 53288244,02 Total = 53288244,02


Tabel 4.3 Neraca panas sakarifikasi lanjut


1 = 15254686,8

R = 15479956,3

2 = 3071364,514

Total = 3071364,514 Total = 3071364,514


Tabel 4.4 Neraca panas total


1 = 3071364,514

2 = 874625,3026

3 = 2196739,211

Total = 3071364,514 Total = 3071364,514

IV-3

5. Distilasi



f = 874625,3026

Qs = 101747469,2

D = 567993,1793

B = 5165965,734

Qc = 91757030,87

Qloss = 5131104,725

Total = 102622094,5 Total = 102622094,5

6. Dehidrasi


Entalpi Masuk Entalpi Keluar

1 = 113054,7272

R = - 88023,2275

2 = 25031,4997

Total = 25031,4997 Total = 25031,4997

V-1

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Storage

Fungsi : Menyimpan bahan baku (ubi kayu)

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Semen dan batu bara

Kapasitas bahan baku : 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam

Spesifikasi peralatan:

Volume storage = 147432 m3

Tinggi storage = 12 m

Panjang storage = 11,3409 m

Lebar storage = 11,3409 m

2. Belt Conveyor

Fungsi : Mengangkut ubi kayu

Jumlah : 1 buah

Bahan : Rubber (Perry edisi 6 hal 7-8)

Type : Flat belt on flat belt idlers (Perry edisi 6 gbr.7 hal 7-10)

Kapasitas maks : 1 m3/dt (Ulrich,table 4-4 hal 71)

Waktu angkut : 3 menit = 0,05 jam

V-2

Lebar : 14 in = 1,1667 ft = 0,36 m

Luas penampang melintang : 0,11 ft2

Spesifikasi Peralatan:

Nama alat : Belt conveyor

Type : Flat belt on flat belt idlers

Panjang : 10732,88919 ft

Lebar : 1,1667 ft

Power : 1 Hp

Jumlah : 1 buah

3. Peeler

Fungsi : Mengupas kulit ubi kayu

Bahan konstruksi : Stainless steel

Kapasitas : 680003,9419 kg/jam = 11333,39002 kg/menit

Direncanakan : Tiap mesin terdiri dari 4 peeler

Tiap run = 2 menit


Kapasitas = 11333,39002 kg/menit

Bahan = Stainless steel

Jumlah mesin = 38 buah

V-3

4. Pencucian

Fungsi = Mencuci ubi kayu yang telah dikupas

Massa bahan masuk = 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam

Densitas = 63,4895 lb/ft3

Densitas air = 999,87 kg/m3 = 62,4261 lb/ft

3

Waktu tinggal = 10 menit = 0,17 jam


Volume bak = 10330,4713 ft3

Jumlah bak pencuci = 6 buah

Bahan konstruksi = Beton

Panjang = 15,429 ft = 185,148 in

Lebar = 7,7145 ft = 92,574 in

Tinggi = 11,5718 ft = 138,8616 in

5. Mesin Penggilingan

Fungsi = Mengubah ubi kayu menjadi pati dengan penambahan air

Jumlah = 1 buah

Type = Rotary Knife Cutter


Bahan masuk = 612003,5477 kg/jam = 134923,021 lb/jam

V-4


Fungsi : Mengubah larutan pati menjadi dekstrin

Massa bahan masuk : 646246,0496 kg/jam = 1424714,041 lb/jam

Densitas lar. Pati : 1,122 g/cm3 = 1122 kg/m

3 = 70,0442 lb/ft

3

(Geankoplis, App A4-2)

Suhu operasi : 30 0C

Tekanan operasi : 1 atm


Nama alat : Reaktor Liquifikasi

Type : Tangki berpengaduk berbentuk silinder tegak dengan tutup

dengan tutup atas berbentuk standartdishead dan tutup

bawah berbentuk conical denga α = 120 0C.

Bahan : Carbon steel SA283 grade D type 316

7. Reaktor Sakarifikasi Awal (dikerjakan oleh Sebastiana Fano)


Fungsi = Tempat terjadinya fermentasi glukosa menjadi etanol. Waktu

tinggal 48 jam.

Dirancang:

- Bejana berbentuk silinder tegak dengan asumsi Ls = 1,5 di

- Tutup atas dan tutup bawah berbentuk standart dishead

- Tangki dirancang 33% lebih besar

V-5

- Bahan konstruksi carbon stell SA 53 Grade B

- Faktor korosi: C 1/8’’ = 2/16’’

- Pengelasan: E = 0,8

- Allowable strees: f = 12750 (App. D Brownell & Young)

- Bejana dilengkapi dengan coil pendingin dan pengaduk

- ρ = 69,8839 lb/ft3

- μ = 21,8055 cp = 1,2132 . 10-3

lbm/ft.dt

Kesimpulan:

Vtotal = 34536,73 ft3

Ts = 3/8 in

do = 10,43 ft

di = 10,4375 ft

Ls = 124,1989 ft

r = 125,25 in

tha = 6/16 in

icr = 7,515 in

thb = 6/16

Dimensi Pengaduk:

Da = 3,444 ft

L = 0,861 ft

W = 0,861 ft

N = 0,25 detik

putaran

V-6

Daya = 0,5 Hp

Jumlah blade = 6 buah plate

Dimensi Coil Pendingin:

dc = 7 ft

nc = 1000 buah

Lc = 1,5 in

Pipa coil = 1 ½ ’’IPS Sch 40

di = 1,610 in

a’ = 2,04 in2

do = 1,9 in

a’’ = 0,498 ft2/ft

hc = 283,2083 ft


Fungsi : Untuk memisahkan larutan dan cakenya

Type : Rotary Vacum Filter

Perencanaan:

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-135 Grade B

Tekanan filtrasi : 20 bar = 41766,7328 ( )

Faktor tahanan : 0,25 x10-8

Waktu filtrasi : 1 jam

Kapasitas cake = 158501,19 kg/jam = 349431,7235 lb/jam

V-7

Spesifikasi Alat:

Nama = Pemisahan serat (RVF)

Fungsi = Untuk memisahkan larutan dari cakenya

Type = Rotary vacum filter

Bahan konstruksi = Carbon Steel SA-135 Grade B

10. Distilasi (Dikerjakan oleh Sumanti Makmur)

11. Decanter

Fungsi = Untuk memisahkan air, gukosa dan maltosa dengan etanol.

Type = Tangki horizontal dengan tutup kanan dan kiri standart

dishead.

Tekanan = 1 atm

Spesifikasi Alat:

Nama alat = Decanter

Fungsi = Untuk memisahkan air, glukosa dan maltosa dengan etanol.

Type = Tangki silinder horizontal dengan tutup kanan dan tutup kiri

standart dishead

Bahan = Carbon Steel SA-240 Grade M type 316

Tinggi light liquid = 124,2281 ft

Tinggi heavy liquid = 62,9573 ft

V-8

Dimensi tangki = H = 1510,9748 in = 125,9146 ft

= Lls = 0,0104 ft = 0,1248 in

= ts = 2/16 in

12. Dehidrasi

Nama alat = Tangki dehidrasi

Fungsi = Tempat berlangsungnya reaksi dehidrasi etanol dengan

bantuan CaO

Type = Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas standart

dishead tutup bawah conis (α = 1200).

Tekanan = 1 atm

Waktu operasi = 1 jam

Spesifikasi Alat:

Nama : Tangki dehidrasi

Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah standart dishead

Bahan : Carbon Steel SA-240 Grade M

Kapasitas : 6301,2444 lb/jam

Dimensi tangki:

- H : 204,526 in = 17,038 ft

- ts : 2/16

- tha = thb = 2/16

VI-1

BAB VI

PERANCANGAN ALAT UTAMA

Nama : Reaktor Sakarifikasi Awal

Kode alat : R – 120

Fungsi : Untuk mengubah larutan dekstrosa menjadi glukosa dengan

bantuan enzim glukoamylaze.

Dengan reaksi sebagai berikut:

C6H10O5 + H2O C6H12O6

Dekstrin Air Glukosa

Tipe : Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk standard dishead dan

tutup bawah berbentuk conical dengan sudut puncak 1200C dan

dilengkapi dengan pengaduk 4 blades 450 and coil pendingin.

Kapasitas : 470030,9157 kg/jam = 1036230,157 lb/jam

Dasar perencanaan:

Untuk mengendalikan temperatur operasi pada reaktor, yaitu pada suhu

600C dan tekanan 1 atm, maka reaktor dilengkapi dengan coil pendingin. Karena

reaksi yang terjadi bersifat eksoterm, yaitu reaksi yang melepas panas dan

membutuhkan pendingin. Untuk mengontrol kondisi operasi, maka perlu dipasang

instrument yaitu meliputi level control dan temperatur control.

VI-2

Perlengkapan : Pengaduk dan coil pendingin

Kondisi operasi : Temperatur = 600C = 140

0F

Takanan : 1 atm

Waktu operasi : 1,5 jam

Fase : liquid – liquid

camp : 75,74978 lb/ft3

Direncanakan:

Bahan kontruksi : Carbon steel SA 283 grade D (f = 12650)

(Brownell & Young, App. D-4 hal.342)

Jenis pengelasan : Double welded but joint (E = 0,8)

(Brownell & Young, table. 13.2 hal.254)

Faktor korosi (C) : 1/16 in

Bahan Masuk : 470030,9157 kg/jam = 1036230,157 lb/jam

6.1. Rancangan Dimensi Reaktor

1. Menentukan Volume Reaktor

Bahan masuk : 470030,9157 kg/jam = 1036230,157 lb/jam

campuran : 75, 74978 lb/ft3

Rate volumetrik : campuran

masuk bahan Massa

= 0033,13680/74978,75

lb/jam 71036230,153

fitlb

ft3/jam

Volume liquid = 13680,0033 ft3/jam 1,5 jam = 20520,0049 ft

3

VI-3

Direncanakan menggunakan 2 buah reaktor:

= 2

liquid Volume

= 2

ft 20520,0049 3

= 10260,0025 ft3

Diasumsikan volume ruang kosong = 20% vol. Liquid serta volume coil dan

pengaduk = 10% vol. Liquid.

Volume ruang kosong = 20% 10260,0025 ft3.

= 2052,0005 ft3

Volume coil dan pengaduk = 10% 10260,0025 ft3

= 1026,0003 ft3

Jadi volume total = Vliquit + Vruang kosong + V(coil pengaduk)

= 10260,0025 + 2052,0005 + 1026,0003

= 13338,0033 ft3

2. Menentukan Dimensi Vassel

a. Menghitung diameter vassel

Diasumsikan = Ls = 1,5 di

Vol. Total = V.tutup bawah + V. silinder + V. tutup atas

Vol. total = 33

0847,042/124

diLsdi

tg

di

13338,0033 ft3 = 0847,0)5,1(

46024

3

ddi

tg

di

VI-4

13338,0033 ft3 = 333 0847,0775,10755,0 dididi

13338,0033 ft3 = 3377,1 di

3

di3 = 9970,8479

di = 9,9708 ft = 119,6496 in

b. Menghitung Vo. Liquid dalam shell

V liquid dalam shell = V. liquid – V. tutup bawah

= 10260,0025 -

2/124

3

tg

di

= 10260,0025 -6024

) 9,9708( 3

tg

= 10260,0025 – 74,8769

= 10185,1256 ft3

c. Menghitung tinggi liquid dalam sheel

Vs = lsLdi 2

4

10185,1256 ft3 = lsL ) 9,9708(

4

2

10185,1256 ft3 = 78,0422 Lls

Lls = 13,0507 ft = 156,6095 in

d. Menentukan P design (Pi)

P hidrostatik =

144

1 13,05077497,75

144

1

H

= 6,3391 psia

P operasi = 1 atm = 14,7 psia

VI-5

P dengan = P operasi + P hidrostatik

= (14,7 + 6,3391) psia

= 21,0391 psia

= 21,0391 psia – 14,7

= 6,3391 psia

e. Menentukan tabel silinder (ts)

ts = )6,0(2 PiEf

Pidi

= 16

1

)3391,66,08,012650(2

) 119,6496() 3391,6(

= 16

160375,0

= 16

1

16

6,0

Sandarisasi do:

do = di + 2ts

= 119,6496 + 2 (1/16)

= 119,7746 in

Dari tabel 5-7 Brownell & Young, dengan pendekatan keatas didapat

harga:

do = 120 in

Icr = 7 ¼ in

r = 180 in

VI-6

Menentukan harga di baru:

di = do - 2ts

= 120 – 2 (1/16)

= 119,875 in = 9,9896 ft

Mengecek hubungan antara Ls dengan di:

Volume total = 323

)(0847,046024

diLsdi

tg

di

13338,0033 ft3 = 3

23

)9708,9(0847,04

) 9,9708(

6024

) 9,9708( Ls

tg

13338,0033 ft3 = 74,8769 + 2,1678 Ls + 83,9609

13338,0033 ft3 = 158,8378 + 2,1678 Ls

2,1678 Ls = 2,1678

ft 513,179,165 3

= 6079,5117 ft3

Ls = 6,0795 ft = 72,954 in

9708,9

6,0795

di

Ls = 5,16097,0 (memenuhi)

3. Menentukan Dimensi tutup

a. Menentukan tebal tutup atas berbentuk standart dished

- r = 180 in (Brownell & Young table 5.7 hal. 90)

- Icr = 7 ¼ in (Brownell & Young table 5.6 hal. 88)

- Sf = 1 ½ in (Brownell & Young table 5.6 hal. 88)

VI-7

tha =

CPiEf

Pir

1,0

885,0

=

6

1

3391,,68,012650

119,875 6,3391885,0

= 0,0729 16/16

= 16

1

16

1677,1

Tinggi tutup atas (ha)

a = di/2 = 9375,592

875,119 in = 4,9917 ft

AB = a – Icr = 1875,584

179375,59

in= 4,8489 ft

BC = r – Icr = 25,1784

17180

in = 14,8542 ft

AC = 22 )()( ABBC =

22 )1875,58()25,178(

= 2773,28387

= 168,4852 in = 14,0404 ft

B = r – AC = 180 – 58,1875 = 121,8125 in = 10,1510 ft

ha = tha + b + sf =

16

1+ 121,8125 + 1½

= 123,375 in = 10,2813 ft

VI-8

b. Menentukan tebal tutup bawah

Tebal tutup bawah (thb) berbentuk conical dengan = 1200

thb = 2/1cos)6,0(2 PiEf

diPi

= 16

1

60cos)3391,66,08,012650(2

)875,119()3391,6(

= 0,1376 16/16 in

= 16

3

16

2016,2 in

Dari Brownell & Young, tabel 5.6 hal 88 untuk ts = 1/16 maka sf = 1,5 in

Tinggi tutup bawah (hb):

b = 5943,631202/1

)875,119(2/1

2/1

2/1

tgtg

di

in

hb = b + sf

= 63,5943 + 1,5 = 65,0943 in

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh dimensi reaktor sebagai berikut:

do = 120 in = 10 ft tha = 1/16 in

di = 119,875 in = 9,9896 ft ha = 123,375 in = 10,2813 ft

Ls = 72,954 in = 6,3295 ft thb = 3/16 in

ts = 1/16 in hb = 65,0943 in = 5,4245 ft

Tinggi reaktor (H) = Tinggi (tutup bawah + silinder + tutup atas)

= hb + Ls + ha

= 65,0943 + 72,954 + 123,375

= 261,4233 in

= 21,7828 ft

VI-9

6.2. Perhitungan pengaduk

Perencanaan Pengaduk:

Jenis pengaduk = Paddle with 4 blades sudut 450

Batas impeller = High alloy steel Sa 240 grade M type 316

Bahan poros = Hot roleer SAE 1020

Dari G.G. Brownell hal.507, diperoleh data-data sebagai berikut:

Dt/Di = 2,4 – 3,0

Zi/Di = 0,4-0,5

Zl/Di = 2,4 – 30

W/Di = 0,11

Dimana :

Dt = Diameter dalam dari selinder

Di = Diameter impeller

Zi = Tinggi

Z1 = Tinggi liquit dalam silinder

W = Lebar daun impeller

a. Menentukan diameter impeller

Dt/Di = 3,0

Di = Dt/3

Di = 119,875/3 = 39,9583 in = 3,3299 ft

VI-10

b. Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki

Zi/Di = 0,5

Zi = 0,5 Di

Zi = 0,5 (39,9583) = 19,9792 in = 1,6649 ft

c. Menentukan panjang impeller

L/Di = 1/3

L = 1/3 Di

L = 1/3 (39,9583) = 13,3194 in = 1,10995 ft

d. Menentukan lebar daun impeller

W/Di = 0,11

W = 0,11 Di

W = 0,11 (39,9583) = 4,3954 in = 0,3663 ft

e. Menentukan tabal blades

J/Dt = 1/12

J = Dt/12

J = 119,875/12 = 9,9896 in = 0,8325 ft

f. Menentukan jumlah pengaduk

n = 2di 2

liquida H

= 2

3,32992

13,0507

= 0,5885 1 buah

VI-11

6.2.1. Menentukan Jumlah Pengaduk

P = gc

Din 53

Dimana:

P = Daya pengaduk

= Power number

= Densitas bahan = 75,74978 lb/ft

bahan = 0,0537 lb/ft menit

Di = Diameter impeller = 39,9583 in = 3,3299 ft

Gc = 32,2 lb.ft/dt2.lbf

n = Putaran pengaduk

Ditetapkan n = 100 rpm = 1,67 rps

Menghitung NRe:

NRe =

nDi 2

NRe =

0537,0

75,74978100)3299,(3 2

= 1564117,853 > 2100 (aliran turbulen)

Dari G.G Borwnell fig. 4.77 hal 507, diperoleh = 7

p = gc

Din 53 =

bfftlb

ftrpsftlb

1det/2,32

3,329967,1/ 75,7497872

533

= 1011078,293 lb ft/dt

= 1011078,293 /550

= 1838,3242 Hp1838 Hp

VI-12

Kehilangan-kehilangan daya:

1. Gain Losses (kebocoran daya pada proses dan bearing) diperkirakan 10%

dari daya masuk.

2. Transmission System Losses (kebocoran belt atau gear) diperkirakan 15%

dari daya masuk.

Sehingga daya yang dibutuhkan:

P yang dibutuhkan = (0,1 + 0,15) P + P

= (0,1 + 0,15) (1838 Hp) + 1838 Hp

= 2297,5 Hp 2298 Hp

Jadi digunakan pengaduk dengan daya = 2298 Hp

6.2.2. Perhitungan Poros Pengaduk

1. Diameter poros

T = 16

2DS

Dimana:

T = Momen puntir = N

H63025

H = Daya motor pada poros = 2289 Hp

N = Putaran pengaduk = 100 rpm

Sehingga:

T =

25,1442642100

228963025

lb in

VI-13

Dari Hesse tabel 16-1 hal 467, untuk bahan Hot Rolled Steal SAE 1020

mengadung karbon 20% dengan batas = 36000 lb/in2.

S = Maksimum design shering stress yang dizinkan

S = 20% (36000) lb/in2

= 7200 lb/in2

Maka didapatkan diameter poros pengaduk (D):

D =

3/116

s

T

(Hesse, pers 16.1.1 hal 465)

D = 0671,107200

25,1442642163/1

in

2. Panjang poros

Rumus:

L = h + l – Zi

Dimana:

L = Panjang poros (ft)

h = Tinggi silinder + tinggi tutup atas = 196,329 in = 16,3608 ft

l = Panjang poros diatas bejana tangki = 13,3194 in = 1,10995 ft

Zi = Jarak impeller dari dasar tangki = 19,9792 in = 1,6649 ft

Jadi panjang poros pengaduk:

L = (196,329 + 13,3194) – 19,9792

= 189,6692 in = 15,8058 ft

VI-14

Kesimpulan:

Type = Paddle with 4 blades sudut 450 fangle

Di = Diameter impeller = 39,9583 in

Zi = Tinggi impeller dari dasar bejana = 19,9792 in

W = lebar impeller = 4,3954 in

L = Panjang impeller = 13,3194 in

J = Tebal blades = 9,9896 in

n = Jumlah pengaduk = 1 buah

Daya = 2297,5 Hp

Diameter poros = 10,0671 in

Panjang poros = 189,6692 in

6.3. Perhitungan Nozzle

Perancanaan:

Nozzle pada tutup atas standard dishead:

Nozzle untuk pemasakan enzym Glukoamylase

Nozzle untuk silinder reaktor:

Nozzle untuk pemasukan larutan dekstrin

Nozzle untuk pemasukan air coil pendingin

Nozzle untuk pengeluaran air pendingin

Manhole

Nozzle pada tutup bawah conical:

Nozzle untuk pengeluaran produk

VI-15

Digunakan flange standard type welding neck pada:

Nozzle untuk pemasukan bahan baku utama

Nozzle untuk pemasukan coil pendingin

Nozzle untuk pengeluaran produk

Dasar Perhitungan:

a. Nozzle Pemasuk Larutan Dekstrin

Bahan masuk : 27368,1666 kg/jam = 60335,8601 lb/jam

lar. Dekstroksa : 1,562 g/cm3 = 97,5157 lb/ft

3

Rate volumetrik = 3/5157,97

/ 60335,8601

ftlb

jamlb

= 618,7297 ft3/jam = 0,1719 ft

3/dtk

Di Opt = 3,9 (Q)0,45

.( )0,13

= 3,9 (0,1719)0,45

(97,5157)0,13

= 3,2030 in

Dari Geankoplis, App A-5 hal 892, maka dipilih pipa 3 in IPS Sch 40

dengan ukuran:

Di = 3,068 in

Do = 3500 in

A = 0,05130 ft2

b. Nozzle Pemasukkan enzym glukoamylase


enzym = 1,2 g/cm3 = 74,916 lb/ft

3

VI-16

Rate Volumetrik = 1678,0916,74

5689,12 ft

3/jam

= 0,000047 ft3/dtk

Di Opt = 3,9 (Q)0,45

.( )0,13

= 3,9 (0,000047)0,45

.(74,916)0,13

= 0,1014 in 0,5 in

Dari Geankoplis, App A-5 Hal 892, maka dipilih pipa ½ in IPS Sch 40

dengan ukuran:

Di = 0,662 in

Do = 0,840 in

A = 0,00211 ft2

c. Nozzle Pemasukan Dan Pengeluaran Coil Pendingin

Rate air pendingin masuk = 950838,9303 kg/jam = 2096219,506 lb/jam

air pendingin = 62,16 lb/ft3

Rate Volumetrik = 9650,337216,62

62096219,50 ft

3/jam

= 0,9369 ft3/dtk

Di Opt = 3,9 (Q)0,45

.( )0,13

= 3,9 (0,9369)0,45

.(62,61)0,13

= 3,01412 in

VI-17

Dari Geankoplis, App A-5 Hal.892, maka dipilih pipa 3 in IPS Sch 40

dengan ukuran:

Di = 3,068 in

Do = 3500 in

A = 0,05130 ft2

d. Nozzle Pengeluaran Produk

Bahan keluar = 469900,7979 kg/jam = 1035943,299 lb/jam

campuran = 75,74978 lb/ft3

Rate Volumetrik = 8589,1367574978,75

91035943,29 ft

3/jam

= 3,7999 ft3/dtk

Di Opt = 3,9 (Q)0,45

.( )0,13

= 3,9 (3,7999)0,45

.(75,74978)0,13

= 8,1424 in 8 in

Dari Geankoplis, App A-5 Hal. 892, maka dipilih pipa 8 in IPS Sch 40

dengan ukuran:

Di = 7,891 in

Do = 8,625 in

A = 0,3474 ft2

e. Nozzle untuk Manhole

Lubang manhule dibuat berdasarkan standart yang ada yaitu: 20 in

(Brownell & Young fig. 3.15 hal. 51 dengan data item 3, 4, 5 hal 351)

VI-18

Berdasarkan fig. 12.2 Brownell & Young Hal. 221, didapatkan dimensi

pipa sebagai berikut:

Ukuran pipa nominal = 20 in

Diameter luar pipa (A) = 27 ½ in

Ketebalan flange min (T) = 1 11/16 in

Diamete bagian lubang menonjol (R) = 23 in

Diameter hubungan pada titik pengelasan (K) = 20 in

Diameter hubungan pada alas (E) = 22 in

Panjang julukan (L) = 5 11/16 in

Diameter dalam flange (B) = 19,25 in

Jumlah lubang baut = 20 buah

Diameter baut = 1 1/8 in

Dari Brownell & Young tabel 12.2 Hal. 221 diperoleh dimensi flange

untuk semua nozzle, dipilih flange standart type welding neck dengan

dimensi nozzle sebagai berikut:

Nozzle A = Nozzle pamasukkan larutan dekstrosa

Nozzle B = Nozzle pemasukan enzym Glukoamylase

Nozzle C = Nozzle pemasukkan dan pengeluaran ciol pendingin

Nozzle D = Nozzle pengeluaran produk

Nozzle E = Nozzle manhole

NPS = Ukuran pipa nominal, in

A = Diameter lubang flange, in

T = Ketebalan flange minimum, in

VI-19

R = Diameter luar bagian lubang menonjol, in

K = Diameter lubang pada titik pengelasan, in

E = Diameter hubungan pada alas, in

L = Panjang julukan, in

B = Diameter dalam flange, in

Tabel 6.1 Dimensi flange untuk semua nozzle

Nozzle NPS A T R E K L B

A 3 7 ½ 15/16 5 4 ¼ 3,50 2 ¾ 3,07

B ½ 3 ½ 7/16 1 3/8 1 3/6 0,84 1 7/8 0,62

C 3 7 ½ 15/16 5 4 ¼ 3,50 2 ¾ 3,07

D 8 13 ½ 1 1/8 10 5/8 9 11/16 8,63 4 7,98

E 20 27 ½ 11 1/16 23 22 20 51 1/16 19,25

6.4. Perhitungan Coil Pendingin

Dalam reaktor, reaksi terjadi adalah reaksi endotermis dan beroperasi

pada suhu 600C, maka reaktor dilengkapi dengan coil pendingin dan air

sebagai media pendingin.

1. Dasar Perencanaan:

Kebutuhan air pendingin dalam reaktor


Panas yang diserap oleh air pendingin (Q) = 33279362,56 kcal/jam

VI-20

m = tCp

Q

m = 0606,943667)2560()0076,1(

633279362,5

kg/jam

= 2080408,402 lb/jam

T1 = Suhu bahan masuk = 900C = 194

0F

T2 = Suhu bahan keluar = 600C = 140

0F

t1 = Suhu air pendingin masuk 300C = 86

0F

t2 = Suhu air pendingin keluar = 450C = 113

0F

Tekanan operasi = 1 atm

Menggunakan coil pendingin dengan bentuk spiral

Bahan kontruksi = High Alloy Steel SA 283 Grade D

(Brownell & Young, tabel 13.1 hal. 251)

2. Perhitungan:

a. Menentukan LMTD T1 = 1940F

t1 = 860F t2 = 140

0F

T2 = 1400F

- T1 = Suhu bahan masuk = 900C = 194

0F

- T2 = Suhu bahan keluar = 600C = 140

0F

- t1 = Suhu air pendingin masuk = 300C = 86

0F

- t2 = Suhu air pendingin keluar = 45 = 1130F

VI-21

- 1 = (194 - 113)0F = 81

0F

- 2 = (140 - 86)0F = 54

0F

-

F

F

F

t

t

ttLMTD

0

0

0

2

1

21 5902,66

54

81ln

5481

ln

b. Menentukan suhu kalorik

- Tc = ½ (T1 + T2) = ½ (194 + 140) 0

F = 3340F

- tc = ½ (t1 + t2) = ½ (86 + 113) 0

F = 1990F

c. Ukuran pipa yang digunakan 1 in IPS Sch 40, dengan ukuran:

- do = 1,32 in = 0,11 ft

- di = 1,049 in = 0,0874 ft

- a” = 0,344 ft2/ft

- a’ = 0,864 in2 = 0,006 ft

2

Tabel 6.2 Evaluasi Rd

Liquid Panas (Larutan) Liquid Dingin (Air)

1. ap = 0,864 in2 = 0,006 ft

2

Gp =ap

m

Gp = 2006,0

71036230,15

ft

Gp = 172705026,2 lb/j.ft2

NRe =

Gpdi

NRe =

jamftlb

ftjlbft

./222,3

./ 2172705026,0874,0 2

1’ Diasumsikan ho = 80

2’ tw = tc + cc tThohio

hio

= 199 + 199334800889,3677

0889,3677

= 334,97870F

3’ tf = ½ (tw + Tc)

tf = ½ (334,9787 + 334)

tf = 334,48930F

VI-22

NRe = 4684798,041

2. JH = 1100 (fig.20-2 Kern hal 718)

ho =

14,03/1

w

Hk

cp

di

kJ

Dimana: 1

14,0

w

Cp = 0,1068 Btu/lb½.0F

k = 0,38 Btu/j.ft0F

hi = 1100

3/1

38,0

222,31068,0

0874,0

38,0

hi = 4627,0328 Btu/j.ft0F

Hio = hi do

di

Hio = 4627,0328 32,1

049,1

Hio = 3677,0889 Btu/j.ft0F

4’ tctft

t = 334,4893 – 199 = 135,48930F

5’ dot / = 135,4893 / 1,32 = 102,64340F

6’ Cek trial ho

Dari fig. 10.4 Kern hal 215

ho = 80 (asumsi benar)

7. Tahanan panas pipa dalam keadaan bersih

Uc =

2./2966,78800889,3677

800889,3677ftjBtu

hohio

hohio

0F

8. Tahanan panas pipa dalam keadaan kotor

Rd ditetapkan = 0,004

UcRd

Ud

11

VI-23

Ud

1 =

2966,78

1004,0

Ud = 59,5238 Btu/j.ft2 0F

9. Luas permukaan perpindahan panas

A =

1376,33318

F6,59026 ./5238,59

/132063160002

FftjBtu

jamBtu

tUd

Q

LMTD

ft2

10. Menghitung panjang lilitan

L = 051,96855/344,0

1376,33318

" 2

2

ftft

ft

a

Aft

2 = 96,8551 ft

11. Menghitung jumlah lilitan coil

nc = dc

L

Dimana: dc diambil 5 ft.

Sehingga: nc = 61691,65

8551,96

buah

12. Menghutung tinggi lilitan coil

Lc = {[(nc - 1)(Do + jarak 2 koil)] + Do}

Dimana: diambil jarak 2 coil (hc) = 2 in

Lc = {[(6 - 1)(1,32 + 2)] + 1,32}

Lc = 17,92 in = 1,4933 ft

13. Menghitung tinggi liquid dalam silinder (Lls)

V liquid = V tutup bawah + V silinder

10260,0025 ft3 = lsLdi

tg

Di 23

46024

VI-24

10260,0025 = lsL

tg

2

3

9,970846024

9,9708

10260,0025 = 74,8769 + 78,0422 Lls

10185,1256 = 78,0422 Lls

Lls = 13,0508 ft = 156,6095 in

Karena Lc (1,4933 ft) < Lls (13,0508 ft), jadi perhitungan coil sudah memadai.

6.5. Sambungan Tutup (Head) dengan Dinding Reaktor

Untuk mempermudah pemeliharaan dan perbaikkan dari kolom reaktor,

maka tutup dihubungkan dengan bagian dinding menggunakan system flange dan

bolting.

1. Gasket

Dari Brownell & Young, hal 228:

Bahan: Flat metal, jackect, asbestos filled, stainless steel

Gasket factor (m) : 3,75

Minimum design seating stress (y) : 9000 psi

2. Bolting

Dari Brownell & Young, App – D, hal 344:

Bahan: High Alloy steel SA – B8c type 347

Tensile stress minimum : 75000

Allowable stress : 15000

3. Flange

Dari Brownell & Young, tabel 13.1 hal 251:

Flange: Carbon steel SA – 283 Grade D

VI-25

Tensile stress minimum : 60000

Allowable stress : 12650

Type flange : Ring Flnge loose Type

6.5.1. Gasket

1. Menentukan lebar gasket

Penentuan lebar gasket dengan menggunakan rumus dari Brownell &

Young, pers 12.2 hal 226:

1

mpy

pmy

di

do

Dimana:

do = Diameter luar gasket

di = Diameter dalam gasket = do shell = 120 in = 10 ft

y = Yield stress (9000 psia)

p = Internal pressure (14,7 psia)

m = Gasket faktor (3,75)

175,37,149000

75,37,149000

20

do

00082,110

do

do = 10,0082 ft = 120,0984 in

Lebar gasket minimum = 2

120 120,0984

2

dido

= 16

30984,0 in

VI-26

Diambil lebar gasket (n) = 3/16 = 0,1875

Diameter rata-rata gasket (G) = di + lebar gasket

= 120 + 0,1875

= 120,1875 in = 10,0156 ft

6.5.2. Perhitungan Jumlah dan Ukuran Baut (bolting)

1. Perhitungan beban baut

Dari Brownell & Young, pers.12.88 hal 240:

Beban gasket supaya tidak bocor (Hy)

Wm2 = Hy = . b . G . y

Dimana:

b = Lebar efektif gasket

G = Diameter rata-rata gasket = 120,1875 in

y = Yield stress = 9000 psia

Dari Brownell & Young, fig.12.12 hal 229:

Lebar setting gasket bawah = bo = n/2

= (0,1875/2) = 0,09375

Sehingga didapatkan Hy:

Hy = Wm2 = ( ) (0,09375) ( 120,1875) (9000) lb/in2

Hy = 318421,7578 lb

a. Beban baut agar tidak bocor (Hp)

Hp = 2 . . b .G . m . p (Brownell & Young, pers.12.90 hal 240)

= 2 ( ) (0,09375) ( 120,1875) (3,75) (14,7)

Hp = 3900,6665 lb

VI-27

b. Beban karena tekanan dalam (H)

H = pG 2

4

(Brownell & Young, pers.12.89 hal 240)

= 7,141875,1204

2

= 166688,4832 lb

c. Total berat beban pada kondisi operasi (Wm1)

Wm1 = H + Hp (Brownell & Young, pers.12.91 hal 240)

= 166688,4832 + 3900,6665

= 170589,1497 lb

Karena Wm2 > Wm1, maka yang mengontrol adalah Wm2

2. Perhitungan luas minimum bolting area

Am2 = fb

wm2

= 15000

8318421,757

= 21,2281 in2 = 1,7690 ft

2

3. Perhitungan bolting optimum

Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal188

Ukuran baut = 1,5 in

Root area = 1,294 in2

Bolt specing minimum (Bs) = 3 ¼ in

Minimum radial distance (R) = 2 in

Edge distance = 1 ½ in

VI-28

a. Jumlah bolting optimum = 294,1

21,2281

arearoot

2 Am

= 16,4050 16 buah

b. Bolting circle diameter (C):

C = di shell + 2(1,4159goR)

Dimana:

di shell = 119,6496 in

go = tebal shell (ts) = 1/16 in

Sehingga bolting circle diameter (C)

C = (119,6496) + 2[(1,4159) (1/16 in)(2 in)]

= 120,5345 in

c. Diameter luar flange

OD = C + 2E

= (120,5345 in) + (21½ in)

= 123,5345 in

Cek lebar gasket:

Ab actual = jumlah bolt root area

= 16 1,294

Ab actual = 20,704 in2

d. Lebar gasket minimum

L = Ab actual Gy

F

...2

= 1875,12090002

15000 20,704

VI-29

L = 0,0457 in < 0,1875 in (L < n maka lebar gasket memadai)

4. Perhitungan moment

a. Untuk keadaan bolting up (tanpa tekanan dalam)

W =

faAbAm

2

=

150002

20,704 21,2281

= 314490,75 lb

b. Jarak radial dari beban gasket yang berreaksi terhadap bolt circle (hG)

hG = ½ (C – G)

= ½ (120,5345 – 120,1875)

= 0,1735 in

c. Moment flange (Ma)

Ma = W. hG

= (314490,75 lb) ( 0,1735 in)

= 54564,1451 lb/in

d. Dalam kondisi operasi

W = Wm1

= 170589,1497 lb

e. Gaya hidrostatik pada daerah dalam flange (HD)

HD = 0,785 . B2 . p (Brownell & Young, pers 12.96, hal 243)

Dimana:

B = do shell reaktor = 120 in

P = tekanan operasi = 14,7 lb/in2

VI-30

Maka:

HD = (0,785) (120 in)2 (14,7 lb/in

2)

= 166168,8 lb

f. Jarak radial bolt circle pada aksi (hD)

hD = ½ (C – B) (Brownell & Young, pers 12.100, hal 243)

= ½ (120,5345 – 120)

= 0,2673 in

g. Moment komponen (MD)

MD = HD hD (Brownell & Young, pers 12.96, hal 242)

= (166168,8 lb) ( 0,2673 in) = 44408,6118 lb.in

h. Perbedaan antara beban baut flange dengan gaya hidrostatik total (HG)

HG = W – H = Wm1 – H (Brownell & Young, pers 12.98, hal 242)

= (170589,1497 lb) – (166688,4832 lb)

= 3900,6665 lb

i. Moment (MG)

MG = HGhG (Brownell & Young, pers 12.98, hal 242)

= (3900,6665 lb) ( 0,1735 in)

= 676,7656 lb.in

j. Perbedaan antara gaya hidrolistik total dengan gaya hidrolistik dalam

area flange

HT = H – HD (Brownell & Young, pers 12.97, hal 242)

= (166688,4832 lb) – (166168,8 lb)

= 519,6832 lb

VI-31

hT = ½ (hD + hG) (Brownell & Young, pers 12.102, hal 242)

= ½ (0,2673 in + 0,1735 in)

= 0,2204 in

k. Moment komponen (MT)

MT = HT hT (Brownell & Young, pers 12.97, hal 242)

= (519,6832 lb) ( 0,2204 in)

= 144,5382 lb.in

l. Moment total pada keadaan operasi (MO)

MO = MD + MG + MT

= (44408,6118 + 676,7656 + 144,5382 lb.in)

= 45229,9156 lb.in

Karena Ma < MO, maka Mmax = MO = 45229,9156 lb.in

6.5.3. Perhitungan Tebal Flange

Dari Brownell & Young, pers 12.85, hal 239:

fT = Bt

MoY

.

.2

Sehingga didapatkan rumus:

t = Bf

MY

k = A/B

Dimana:

A = Diameter luar flange = 123,5345 in

B = Diameter dalam falnge = 120 in

F = Stress yang diizinkan untuk bahan flange = 12650 psia

VI-32

Maka:

k = A/B = (123,5345 ft)/(120 ft)

= 1,0295

Dari Brownell & Young, fig.12.22, hal 238, didapat:

Y = 99

M = 45229,9156 lb.in

Sehingga tebal flange:

t = inpsia

inlb

14412650

. 45229,915699

= 1821600

644,4477761

= 4581,2

= 1,5678 in 2 in

Jadi digunakan tebal flange: 2 in

Kesimpulan Perancangan:

1. Flange

Bahan kontruksi : Carbon Steel SA 283 Grade D

Tensile strength minimum : 60000 psia

Allowable stress (f) : 12650 psia

Tabel flange : 2 in

Diameter flange : 123,5345 in

Type flange : Ring flange loose type

VI-33

2. Bolting

Bahan kontruksi : High Alloy Steel SA 193 Grade B8 Type 347

Tensile strength minimum :75000 psia

Allowable stress (f) : 15000 psia

Ukuran baut : 1,5 in

Jumlah baut : 16 buah

Bolting circle diameter (C) : 120,1875 in

Edge distance (E) : 1 ½ in

Minimum radial : 2 in

3. Gasket

Bahan kontruksi : Asbestos filled

Gasket faktor (m) : 3,75

Min design seting stress (y) : 9000

Tebal gasket : 3/16 in

6.6. Perhitungan Sistem Penyangga

System penyanggga dirancang agar mampuh untuk menyanggga beben

reaktor dan perlengkapannnya.

Beban-beban yang ditahan oleh penyangga reaktor meliputi:

Berat shell reaktor

Berat tutup atas standart dished

Berat tutup bawah reaktor

Berat larutan dalam reaktor

VI-34

Berat pengaduk dan perlengkapannya

Berat coil pendingin

Berat attacment

Dasar Perhitungan:

1. Berat Shell Reaktor

Ws =

.4

22 Hdsdo

Dimana:

Ws = Berat shell reaktor lb

do = Diemeter luar sheel = 120 in = 10 ft

di = Diameter dalam shell = 119,6496 in = 9,9708 ft

H = Tinggi shell reaktor (Ls) = 6,3295 ft = 72,954 in

= Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3

(Perry, edisi 6 tabel 3-118 hal 3-95)

Berat shell reaktor:

Ws = 489 3296,6 9708,9104

22

= 1416,8801 lb

= 642,686 kg

2. Berat tutup atas standard dished

Wd = A . t . (Walas, pers 17.36 hal 570)

A = 6,28 . l . h (Hesse, pers 4.16 hal 92)

VI-35

Dimana:

Wd = Berat tutup atas reaktor lb

A = Luas tutup atas standard dished ft

t = Tebal tutup atas (tha) = 1/16 = 0,0625 in

= Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb/ft3 (steal)

(Perry, edisi 6 tabel 3-118 hal 3-95)

L = Crown radius (r) = 180 in

H = Tinggi tutup atas reaktor (ha) = 123,375 in

Luas tutup atas:

A = 6,28 (180 in) 123,375 in

= 139463,1 in2

= 11621,925 ft2

Berat tutup atas:

Wd = A . t .

= 11621,925 48912

0,0625

= 29599,5902 lb

= 13426,1 kg

3. Berat tutup bawah canical

Wd = A . t .

A = 22 75,04785,0 dmDhmD

(Hesse, pers 4.16 hal 92)

VI-36

Dimana:

Wd = Berat tutup bawah reaktor lb

A = Luas tutup bawah conical ft2

t = Tebal tutup bawah (thb) = 3/16 = 0,1875 in = 0,0156 ft


D = Diameter dalam silinder = 119,6496 in = 9,9708 ft

h = tinggi tutup bawah reaktor (hb) = 65,0943 in = 5,4245 ft

m = Flat spot diameter = ½ D = ½ (119,6496) = 59,8248 in

= 4,9854 ft

Luas tutup bawah:

A = 0,785 (D + m) 22 78,04 dmDh

= 0,785 (9,9708 + 4,9854)

22 9,970878,09854,4 9,9708 5,4245.4

= 102,7726 ft2 = 1233,2713 in

2

Berat tutup bawah:

Wd = A . t .

= 102,7726 0,0365 489

= 1834,3368 lb

= 832,041 kg

4. Berat larutan dalam reaktor

W1 = m . t

VI-37

Dimana:

m = Berat larutan dalam reaktor = 1036230,157 lb/jam

t = Waktu tinggal dalam reaktor = 1,5 jam

maka:

W1 = (1036230,157 lb/jam)1,5 jam

= 1554345,236 lb

= 7055039 kg

5. Berat poros pengaduk dalam reaktor

Wp = V.

V = LD2

4

Dimana:

Wp = Berat poros pengaduk dalam reaktor lb

V = Volume poros pengaduk ft3


D = Diameter poros pengaduk = 10,0671 in = 0,8389 ft

L = Panjang poros pengaduk = 13,3194 in = 1,10995 ft

Volume poros pengaduk:

V = 1,10995 0,83894

2

ft

= 0,6132 ft3

VI-38

Berat poros pengaduk:

Wp = 0,6132 ft3 489

= 299,8548 lb

= 136,012 kg

6. Berat impeller dalam reaktor

W1 = V .

V = G (p . l . t)

= Di/2

Dimana:

Wp = Berat impeller dalam reaktor lb

V = Volume dari total blades ft3


P = Panjang 1 kupingan blade ft2

l = Lebar satu kuping blade = 13,3194 in = 1,10995 ft

t = Tebal satu kupingan blade = 9,9708 in = 0,8309 ft

Di = Diameter pengaduk = 39,9583 in = 3,3299 ft

Volume impeller:

P = ftDi

66495,12

3,3299

2

V = 1,5(1,66495) 1,10995 0,8309)

= 2,3033 ft3

VI-39

Berat impeller pengaduk:

Wi = 2,3033 489

= 1126,3137 lb

= 510,887 kg

7. Berat attachement

Berat attachment merupakan berat dari seluruh perlengkapan seperti

nozzle dan sebagainya ( Dari Brownell & Young, hal 157):

Wa = 18 ws

Dimana:

Wa = Berat attachment, lb

Ws = Berat shell reaktor = 1416,8801 lb = 642,686 kg

Wa = 18% 1416,8801 lb

= 1113,5041 lb

= 505,007 kg

8. Berat coil pendingin dalam reaktor

Wj =

HdiDo 22

4

Dimana:

Wc = Berat coil pendingin dalam reaktor, lb

Do = Diameter luar pipa coil pendingin = 1,32 in = 0,11 ft

Di = Diameter dalam pipa coil pendingin = 1,049 in = 0,0874 ft

H = Panjang coil pendingin = 96,8551 ft

= Densitas dari bahan kontruksi = 489 lb

VI-40

Wc = 489 96,85510874,011,04

22

= 165,8657 lb

= 75,2354 kg

9. Berat total penyangga

Wt = Ws+ Wd(tutup atas) + Wd(tutup bawah) + W1+ Wp+ Wi+ Wc+ Wa

= 1416,8801 + 29599,5902 + 1834,3368 + 1554345,236 +

299,8548 + 1126,3137 + 165,8657 + 1113,5041

= 1589901,581 lb = 721167 kg

Dengan faktor keamanan adalah 10%, maka berat total atau beban

penyangga:

= (0,1) x 1589901,581 lb

= 158990,1581 lb

= 72116,7 kg

6.7. Perhitungan Kolom Penyangga Reaktor (Leg)

Perencanaan:

Menggunakan 4 buah kolom penyangga (kaki penahan)

Jenis kolom yang digunakan = 1 beam

Dasar perhitungan:

a. Beban tiap kolom

Dari Brownell & Young, persamaan 10.67 hal 197:

P = n

W

Dn

LHP

bc

w

.

)(.4

VI-41

Dimana:

P = Beban tiap kolom, lb

Pw = Total beban permukaan karena angin

H = Tinggi vessel dari pondasi, ft

L = Jarak antara vessel dengan dasar pondasi, ft

Dbc = Diameter anchor bolt circle, ft

N = Jumlah support

w = Berat total, lb

P = Beban kompresi total maksimum untuk tiap leg, lb

Reaktor diletakkan didalam ruangan, sehingga tidak dipengaruhi adanya

tekanan angin (beban tekanan angin tidak dikontrol).

Maka berlaku rumus:

Pw = 0

P = n

W

P = 4

1158990,158 lb = 39747,5395 lb

Direncanakan:

Jarak kolom penyangga dari tanah (L) = 5 ft = 60 in

Tinggi silinder dari dasar tangki (H):

H = Ls + ha + hb + L

= 72,954 in + 123,375 in + 65,0943 in + 60 in

= 321,4233 in = 26,78952 ft

VI-42

Panjang penyangga = ½ (H + L)

= ½ (26,78952 + 5) ft

= 15,8926 ft = 190,7117 in

b. Trial ukuran I beam

Trial ukuran I beam 6’’ ukuran 6 x 3 3/8 dengan pemasangan

memakai beban eksentrik (terhadap sumbu). Dari Brownell & Young,

App G-3 hal 355,didapatkan:

Nominal size = 6 in

Berat = 12,5 lb

Area of section (Ay) = 3,61 in2

Dept of beam = 6 in

Width of flange (b) = 3,33

Axis = 2,46

Analisa terhadap sumbu Y-Y, dengan:

L/r =

46,2

190,7117 = 77,5251

Karena L/r antara 60-200, maka:

fc aman =

18000

/1

18000

rL

=

18000

) 77,5251(1

180002

VI-43

= 3339,1

18000

= 13494,298 psia

fc = A

P

A = 2/ 13494,298

39747,5395

inlb

lb

fc

P

= 2,95 in2 < 3,61 in

2 (memadai)

Karena A < A yang tersedia, berarti trial I beam sudah memadai.

Kesimpulan perancangan penyangga (leg):

Ukuran I beam = 6 x 3 3/8 in

Berat = 12,5 lb

Jumlah penyangga = 4 buah

Peletakkan beban dengan beban aksentrik

6.8. Base Plate

Perencanaan:

Dibuat base plate dengan toleransi panjang adalah 5% dengan toleransi

lebar 20%. (Hesse, hal 163)

Digunakan besi cor sebagai bahan konstruksi dari baswe blate.

VI-44

Dasar perhitungan:

a. Luas base plate

Rumus:

Abp = Luas base plate, in2 (Hesse, hal 163)

Dimana:

Abp = Luas base plate, in2

P = Beban dari tiap-tiap base plate = 39747,5395 lb

fbp = Stress yang diterima oleh pondasi (bearing capacity yang

dibuat dari beton = 600 lb/in2)

Sehingga:

Abp = 2/600

39747,5395

inlb

= 66,2459 in2

b. Panjang dan lebar base plate

Abp = p x 1

Dimana:

Abp = Luas base plate

= 66,2459 in2

P = Panjang base plate, in

= 2 m + 0,95 h

l = Lebar base plate, in

= 2 n + 0,8 b

VI-45

Diasumsikan m = n

B = 3,33 in

h = 7 in

Maka:

Abp = (2m + 0,95h) (2n + 0,8b)

66,2459 = 33,38,02795,02 nm

= (2m + 6,65) (2m + 2,664)

66,2459 = 4m2 + 16,728 m + 17,156

0 = 4m2 + 16,728 m – 48,5303

Dengan menggunakan rumus abc, didapatakan:

m1,2 =

42

48,530344728,16728,162

m1 = 1,9716

m2 = -6,1536

diambil = 1,9716

Sehingga:

- Panjang base plate (p) = 2 m + 0,95 h

= 2(1,9716) + (0,957)

= 10,5932 in = 10 in

- Lebar base plate (l) = 2n +0,8 b

= 2(1,9716) + (0,83,33)

= 6,6072 in = 7 in

VI-46

Dari perhitungan didapatkan panjang base plate 10 in dan lebar base

plate 7 in, maka ditetepkan ukuran base plate yang digunakan adalah

107 in dengan luas (A) = 70 in2.

c. Peninjauan terhadap bearing capasity

F = A

P

Dengan:

f = Bearing capacity lb/in2

p = Beban tiap kolom = 39747,5395 lb

A = Luas base plate = 60 in2

Maka:

f = A

P

= 270

39747,5395

in

= 567,8219 lb/in2

< 600 lb/in2

Karena f < fbp, maka dimensi base plate sudah memenuhi.

d. Peninjauan terhadap harga m dan n

- Pajang base plate (p)

P = 2m + 0,95

10 = 2m + (0,957)

10 = 2m + 6,65

2m = 3,35

M = 1,675

VI-47

- Lebar base plate (l)

l = 2n + 0,8 b

6 = 2n +(0,83,33)

6 = 2n +2,705

2n = 3,295

n = 1,6475

Karena harga m > n, maka tabel base plate dihitung berdasarkan harga m

e. Tebal base plate

Dari Hesse, persamaan 7-12 hal 163:

t = 2..0015,0 mp

Dengan:

t = Tebal base plate, in

p = Actual unit pressure yang terjadi pada base plate = 567,8219 psi

m = 2,15 in

Tebal base plate:

T = 2)15,2( 567,821900015,0

= 0,6275 in x 16/16 = 5/8 in

f. Ukuran baut

Beban tiap baut:

Pbaut = bautn

P

= 4

39747,5395 = 9936,8849 lb

VI-48

Abaut = baut

baut

f

P

Dimana fbaut = stees tiap baut max = 12000

Abaut = 12000

9936,8849

= 0,8281 in2

Abaut = 2

4db

0,8281 in2 = 0,785 db

2

db = 1,0549 in

Dari Brownell & Young, tabel 10.4 hal 188 diperoleh ukuran baut 1 1/8

in dengan dimensi baut sebagai berikut:

Ukuran = 1 1/8 in

Root area = 0,693

Bolt spacing min = 2 ½ in

Min radial distance = 1 ½ in

Edge distance = 1 1/8 in

Nut dimensiaon = 1 18/16 in

Max filled radius = 7/16 in

6.9. Perhitungan Lug dan Gusset

Perencanaan:

Digunakan 2 buah plate horizontal (untuk lug) dan 2 buah plate vertikal

(untuk gasket).

VI-49

Dasar perhitungan:

Dari gambar 10.6 hal.191, Brownell diperoleh:

1. Lebar lug

A = lebar lug = ukuran baut + 9 in

= 1 1/8 + 9 in

= 10,125 in

B = jarak antar gusset = ukuran baut + 8 in

= 1 1/8 + 8 in

= 9,125 in

2. Lebar gusset

L = lebar gusset = 2 (lebar kolom – 0,5 ukuran berat)

= 2 (6-0,5 1 1/8)

= 12,375 in

Lebar lug atas = a = 0,5 (L + ukuran baut)

(Brownell & Young hal.193)

= 0,5 (12,375 + 1 1/8)

= 6,75 in

Perbandingan tebal base plate = L

B

= 375,12

125,9

= 0,7374 in 1 in

VI-50

Dari tabel 10.6, hal 192, Brownell didapatkan = 0,565

E = 0,5 nut dimension

= 0,5 1 18/16

= 1,0625 in

3. Tebal plate horizontal (lug)

Menentukan maksimum bending moment sepanjang sumbu radial

Dari persamaan 10.40, hal 192, Brownell:

My =

565,01

0625,1

375,122ln3,01

4

P

= 2131,0217 lb

My disubstitusikan ke persamaan 10.41, hal 193, Brownell diperoleh:

thp = 12000

0217,21316

= 1,0322 in

Maka digunakan plate dengan tebal 1,0322 in

4. Tebal plate vertikal (gusset)

Dari fig 10.6, hal 191, Brownell dan pers 10.47 hal 194, diperoleh tebal

Gusset minimal = 3871,00322,18

3

8

3 thp in

5. Tinggi gusset

Tinggi gusset = hg = A + ukuran baut

= 10,125 + 1 1/8 in

= 11,25 in

VI-51

6. Tinggi lug

Tinggi lug = hg + 2 thp

= 11,25 + 2(1,0322)

= 13,3144 in

7. Kesimpulan perancangan lug dan gusset

Lug

- Lebar = 10,125 in

- Tebal = 1,0322 in

- Tinggi = 13,3144 in

Gusset

- Lebar = 12,375 in

- Tebal = 0,3871 in

- Tinggi = 11,25 in

6.10. Perhitungan Pondasi

Perencanaan:

Beban total yang harus ditahan pondasi:

Berat reaktor total

Berat kolom penyangga

Berat base plate

Ditentukan:

Masin-masing penyangga diberi pondasi

Spesifik untuk semua penyangga sama

VI-52

Dasar perhitungan:

W = 39747,5395 lb

1. Beban yang harus ditanggung tiap kolom

Rumus:

Wbp = p . l . t .

Dimana:

p = Panjang base plate = 10 in = 0,8333 ft

l = Lebar base plate = 7 in = 0,58 ft

t = Tebal base plate = 5/8 in = 0,052 ft


Beban yang ditanggung tiap kolam:

Wbp = (0,8333 ft) (0,58 ft) (0,052 ft) (489 lb/ft3)

= 12,2897 lb

2. Beban tiap penyangga

Rumus:

Wp = L . A . F .

Dimana:

L = Tinggi kolom = 15,8926 ft

A = Luas kolom 1 beam = 3,61 in2 = 0,0251 ft

2

F = Faktor korosi = 3,4


VI-53

Beban tiap penyangga:

Wp = (15,8926 ft) (0,0251 ft2) (3,4) (489 lb/ft

3)

= 663,2182 lb

3. Beban total

WT = W + Wbp + Wp

= (39747,5395 + 12,2897 + 663,2182) lb

= 40423,1474 lb

Dianggap hanya ada gaya vertikal dan berat kolom itu sendiri bekerja

pada pondasi, maka ditetapkan:

Luas atas = 20 20 in

Luas bawah = 40 40 in

Tinggi = 25 in

Luas permukaan tanah rata-rata:

A =

2

4020

2

4020

= 800 in2

Volume pondasi:

V = A . t

= (800 in2) (25 in)

= 20000 in3 = 11,5741 ft

3

VI-54

Berat pondasi:

W = V .

Dimana:

= Densitas semen = 144 lb/ft3

Maka:

W = (11,5741 ft3) (144 lb/ft

3)

= 1666,667 lb

= 755,9950 kg

Tekanan tanah:

Pondasi didirikan diatas semen sand dan gravel, dengan:

- Save bearing minimum = 5 ton/ft2

- Save bearing maximum = 10 ton/ft2

(Tabel 12.2 Hesse hal. 327)

Kemampuan tekanan tanah sebesar:

P = 10 ton/ft2

= 22046 lb/ft2

= 153,097 lb/in2

Tekanan pada tanah:

P = A

W

Dimana:

W = Berat beban total + Berat pondasi

A = Luas bawah pondasi = (4040) in2 = 1600 in

2

VI-55

Sehingga:

P =21600

667,1666 41702,8524

in

lblb

= 27,1059 lb/in2 < 153,097 lb/in

2

Karena tekanan yang diberikan oleh tanah lebih kecil daripada

kemampuan tanah menahan pondasi, maka pondasi dengan ukuran

(20 x 20) in luas atas dan (40 x 40) in luas bawah dengan tinggi

pondasi 25 in dapat digunakan.

Sepasifikasi peralatan:

1. Bagian silinder

Diameter luar (do) = 120 in

Diameter dalam (di) = 119,6496 in

Tinggi silinder (Ls) = 72,954 in

Tebal silinder (ts) = 1/16 in

Tebal tutup atas (tha) = 1/16 in

Tebal tutup bawah (thb) = 3/16 in

Tinggi tutup bawah (hb) = 65,0943 in

Tinggi reaktor (H) = 261,4233 in

Bahan konstruksi = Carbon steel SA 283 Grade D

2. Bagian pengaduk

Type = Peddle With 4 Blades sudut 450

Diameter impeller (Di) = 39,9583 in

Tinggi impeller dari dasar bejana = 19,9792 in

VI-56

Lebar impeller (W) = 4,3954 in

Panjang impeller (L) = 13,3194 in

Tebal blades (J) = 9,9896 in

Jumlah pengaduk = 1 buah

Daya = 2298 hp

Diameter poros (D) = 10,0671 in

Panjang poros = 189,6692 in

Bahan konstruksi = High Alloy Steeel SA 283 Grade D

3. Nozzle

a. Nozzle pamasukkan larutan dekstrosa


Diameter luar (do) = 3500 in

Schedule = 40

Luas (A) = 0,05120 ft2

b. Nozzle pemasukkan enzim glukoamylase


Diameter luar (do) = 0,840 in

Schedule = 40

Luas (A) = 0,00211 ft2

c. Nozzle pemasukkan dan pengeluaran coil pendingin


Diameter dalam (do) = 3500 in

VI-57

Schedule = 40

Luas (A) = 0,05230 ft2

d. Nozzle pengeluaran produk


Diameter luar (do) = 8,625 in

Schedule = 40

Luas (A) = 0,3474 ft2

4. Coil pendingin

Ukuran nominal pipa = 1 in IPS Sch, 40

Diemeter dalam = 1,049 in

Diemeter luar = 1,32 in

Panjang lilitan = 1162,6848 in

Tinggi coil = 17,92 in

5. Flange

Bahan kontruksi = Carbon Steel SA 283 Grade D

Tensile strength minimum = 60000 psia

Allowable stress (f) = 12650 psia

Tabel flange = 2 in

Diameter flange = 243,1859 in

Type flange = Ring flange loose type

6. Bolting

Bahan kontruksi = High Alloy Steel SA 193 Grade B8 Type 347

Tensile strength minimum = 75000 psia

VI-58

Allowable stress (f) = 15000 psia

Ukuran baut = 1,5 in

Jumlah baut = 16 buah

Bolting circle diameter (C) = 120,1875 in

Edge distance (E) = 1 ½ in

Minimum radial = 2 in

7. Gasket

Bahan kontruksi = asbestos filled

Gasket factor (m) = 3,75

Min design seting stress (y) = 9000

Tebal gasket = 3/16 in

8. Penyangga

Jenis = I beam

Ukuran = 6 x 3 3/8

Berat (W) = 12,5 lb

Luas penyangga (Ay) = 3,61 in2

Tinggi (h) = 7 in

Lebar penyangga (b) = 3,33 in

Jumlah penyangga = 4 buah

9. Base plate

Panjang (P) = 10 in

Lebar (l) = 6 in

Luas (A) = 70 in

VI-59

Tebal (t) = 5/8 in

Ukuran baut = 1 1/8 in

Root area = 0,693

Bolt speacing min = 2 ½ in

Min radial distance = 1 ½ in

Edge distance = 1 1/8 in

Nut dimension = 1 18/16 in

Max filled radius = 7/16 in

10. Lug dan gusset

a. Lug

Lebar (L) = 10,125 in

Tebal (t) = 1,0322 in

Tinggi (h) = 13,3144 in

b. Gusset

Lebar = 12,375 in

Tebal = 0,3871 in

Tinggi = 11,25 in

11. Pondasi

Luas atas (A) = 20 x 20 in

Luas bawah (A) = 40 x 40 in

Tinggi pondasi (h) = 25 in

VII-1

BAB VII

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

Untuk mendapatkan kualitas dan kuantitas produksi yang diinginkan,

maka perlu adanya alat untuk mengontrol jalannya proses. Selain itu, paranan

sumber daya manusia juga sangat penting dalam menentukan suatu produksi.

Dengan pertimbangan tersebut, maka perlu adanya suatu bagian yang berfungsi

untuk mengontrol peralatan dan keselamatan kerja.

7.1. Instrumentasi

Instrumentasi merupakan bagian yang sangat penting dalam pengendalian

suatu proses produksi. Dalam suatu pabrik atau perusahaan, kelancaran sistem

kerja peralatan proses yang sesuai dengan rancangan adalah suatu hal yang sangat

penting. Namun karena pada prakteknya keadaan tidak ideal, maka hal itu sulit

dicapai. Operasi proses dikatakan normal jika kondisi yang telah dirancang bisa

dipenuhi selama proses berlangsung.

Untuk memperoleh kinerja peralatan yang baik, dalam jangka waktu

tertentu dilakukan shut down maintenance yaitu menghentikan seluruh peralatan

proses untuk pembersihan dan perbaikkan. Setelah pemeliharaan dan pembersihan

ini selesai, maka proses ini bisa dijalankan (start up). Pada masa start up ini

diharapkan proses berjalan dengan baik.

Pengendalian proses meliputi keseluruhan unit pabrik maupun hanya pada

unit pabrik yang benar-benar harus diperlukan secara cermat dan akurat.

VII-2

Vairabel-variabel yang dikendali adalah tekanan suhu, laju alir, dan tinggi

permukaan cairan. Pengendalian proses dapat dilakukan secara manual maupun

otomatis. Pengendalian secara manual dapat dilakukan apabila pengendalian

proses sepenuhnya ditangani oleh tangan manusia, sedangkan pengendalian secara

otomatis dilakukan jika tidak mungkin dilakukan secara manual yaitu dimana

pengendalian dilakukan dengan menggunakan alat-alat control yang bisa bekerja

dengan sendirinya tanpa adanya bantuan tangan manusia.

Pengendalian secara otomatis ini mempunyai keuntungan-keuntungan

antara lain:

1. Keselamatan kerja lebih terjamin

2. Hasilnya dapat dipertanggungjawabkan

3. Ketelitian cukup tinggi dan akurat

4. Mendorong manusia secara umum untuk lebih meningkatkan kemampuan

dirinya

Adapun tujuan pemasangan alat instrumentasi yaitu sebagai berikut:

1. Untuk menjaga keamanan operasi suatu proses dengan jalan:

Menjaga variabel proses berada dalam batas operasi aman

Mendeteksi situasi dengan membuat tanda-tanda bahaya dan

memutuskan hubungan secara otomatis

2. Untuk mendapatkan rate produksi yang diinginkan

3. Untuk menjaga kualitas produk

4. Mempermudah pengoperasian alat

5. Keselamatan efisiensi kerja lebih terjamin

VII-3

Adapun instrumentasi yang diinginkan dalam Pra Rencana Pabrik Etanol

adalah:

1. Temperatur Controller (TC)

2. Pressure Controller (PC)

3. Flow Controller (FC)

4. Level Indicator (LI)

5. pH Controller (pHC)

6. Ratio Flow Controller (RFC)

Temperatur Controller (TC)

Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini, peralatan proses yang menggunakan

TC adalah reaktor liquifikasi, reaktor sakarifikasi awal, reaktor sakarifikasi

lanjut (fermentor), destilasi. Alat ini dipasang pada alat proses untuk mengontrol

suhu didalam alat agar tetap dalam keadaan konstan.

Pressure Controller (PC)


PC adalah blower. Alat ini dipasang pada alat proses untuk mengontrol tekanan

didalam alat agar tetap dalam keadaan konstan.

Flow Controller (FC)

Pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini, semua peralatan yang menggunakan

FC. Alat ini dipasang pada alat proses untuk menontrol laju alir liquid atau gas

dalam peralatan proses yang berlangsung.

VII-4

Level Indikator (LI)


LI adalah reaktor liquifikasi untuk mengetahui tinggi liquid yang ada dalam

peralatan.

pH Controller (pHC)


pHC adalah tangki pencampuran. Alat ini dipasang pada alat proses untuk

mempertahankan pH larutan dalam alat proses.

Ratio Flow Controller (RFC)


RFC adalah reaktor liquifikasi, reaktor sakarifikasi awal, reaktor sakarifikasi

lanjut (fermentor). Alat ini dipasang pada alat proses untuk mengendalikan

perbandingan bahan masuk dalam alat proses agar sesuai dengan jumlah yang

ditentukan.

Pemasangan instrumentasi pada alat-alat proses yang terdapat pada

pabrik etanol dapat dilihat pada tabel 7.1 berikut:

VII-5

Tabel 7.1 Pemasangan alat kontrol Pra Rencana Pabrik Etanol

No Nama Peralatan Kode

Kode Alat

Kontrol

Fungsi

1 Blower PC Untuk mengatur tekanan

yang ada dalam alat selama

proses berlangsung

sehingga sesuai dengan

tekanan yang diinginkan.

2 Destilasi

Reaktor Liquifikasi

Reaktor Sakarifikasi Awal

Reaktor Sakarifikasi Lanjut

TC Untuk mengatur suhu

fluida atau gas yang ada

dalam alat selama proses

berlangsung.

3 Reaktor Liquifikasi



LI Untuk mengetahui tinggi

liquid yang ada didalam

tangki, sehingga sesaui

dengan tinggi yang

diinginkan.

4 Reaktor Liquifikasi



RFC Untuk mengendalikan

perbandingan bahan masuk

dalam aliran proses agar

sesuai jumlahnya.

VII-6

7.2. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja dalam suatu pabrik harus mendapatkan perhatian yang

cukup besar dan tidak boleh diabaikan karena menyangkut keselamatan manusia

dan kelancaran kerja. Dengan memperhatikan keselamatan kerja dengan baik dan

teratur, secara fisikologis akan membuat para pekerja merasa aman dan senang

sehingga meningkatkan konsentrasi para pekerja terhadap pekerjaannya. Dengan

demikian produktifitas dan efisiensi kerja akan meningkat.

Usaha untuk mendapatkan keselamatan kerja bukan semata-mata

ditujukan pada faktor manusianya saja, akan tetapi untuk menjaga peralatan yang

ada didalam pabrik. Dengan terpeliharanya peralatan dalam pabrik dengan baik,

maka alat tersebut dapat digunakan dalam jangka waktu yang cukup lama.

Secara umum ada tiga macam bahaya yang sering terjadi dalam pabrik

yang harus diperhatikan dalam perencanaannya, yaitu:

1. Bahaya kebakaran dan ledakan

2. Bahaya mekanik

3. Bahaya terhadap kesehatan

Beberapa sifat yang dapat menyebabkan terjadinya kecelakaan kerja

antara lain:

a. Lingkungan Fisik

Meliputi mesin, peralatan dan lingkungan kerja. Kecelakaan kerja dapat

disebabkan oleh kesalahan perencanaan, aus, kerusakkan alat, kesalahan

pembelian, kesalahan dalam penyusunan atau peletakkan dari peralatan dan lain-

lain.

VII-7

b. Latar Belakang Pekerja

Yaitu sifat atau karakter yang tidak baik dari pekerja yang dapat

berpengaruh dalam melakukan pekerjaan. Sifat-sifat tersebut meliputi:

Tidak cocoknya manusia terhadap mesin atau terhadap lingkungan

kerjanya

Kurangnya pengetahuan dan keterampilan

Ketidakmampuan fisik dan mental

Kurangnya motifasi kerja dan kesadaran akan keselamatan kerja dan

faktor-faktor lainnya

c. Sistem Manajemen Pabrik

Sistem manajemen ini merupakan unsur terpenting karena menjadi

pengatur kedua unsur diatas. Kesalahan sistem manajemen dapat menyebabkan

kecelakaan kerja, antara lain:

Prosedur kerja yang tidak diterapkan dengan baik

Kurangnya pengawasan terhadap kegiatan pemeliharaan dan

modifikasi pabrik

Tidak adanya inspeksi peralatan

Tidak adanya penanggulangan terhadap bahaya kecelakaan

Usaha-usaha untuk mencegah dan mengurangi terjadinya bahaya-bahaya

yang timbul didalam pabrik, antara lain:

Memberikan pelatihan-pelatihan dan pencegahan kecelakaan terhadap

karyawam, khususnya karyawan yang bekerja pada bagian proses

dengan alat berat.

VII-8

Memberikan pengamanan berupa pakaian serta perlengkapan sebagai

pelindung.

Menyediakan perlengkapan berupa unit pertolongan pertama pada

kecelakaan.

7.2.1. Bangunan Pabrik

Bangunan pabrik meliputi gedung maupun unit peralatan:

Kontruksi gedung mendapat perhatian yang cukup besar

Diperlukan perhatian terhadap kelengkapan peralatan penunjang untuk

pengamanan terhadap bahaya alamia seperti petir, angin, gempa dan

sebagainya.

7.2.2. Perpipaan

Jalur yang terletak diatas harus lebih baik dibandingkan dengan yang

terletak dibawah tanah, karena hal tersebut akan mempermudah pendeteksian

adanya kebocoran pada system perpipaan.

Pengatuaran valve sangat penting untuk pengamanan proses industri, bila

terjadi kebocoran pada chek valve diatas dengan pemasangan block valve yang

berada disamping chek valve tersebut.

7.2.3. Pengoperasian Boiler

Dalam pengoperasian boiler, perlu diperhatikan beberapa hal seperti batas-

batas tekanan system maksimal yang dapat dioperasikan bahan-bahan boiler

berupa coat yang mudah terbakar, hendakanya diperlukan suatu pengamanan

seperti safety dan valve serta tanda-tanda larangan.

VII-9

7.2.4. Ventilasi

Pada ruang proses maupun pada ruang lainnya pertukaran udara

diusahakan berjalan dengan baik sehingga dapat memberikan kesegaran para

karyawan serta dapat menghindari adanya gangguan pernafasan.

7.2.5. Listrik

Pada pengoperasian maupun perbaikan instalasi listrik hendakanya selalu

menggunakan alat pengaman yang telah disediakan. Dengan demikian

keselamatan kerja karyawan dapat terjamin.

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian instalasi

listrik ini, antara lain:

Peralatan yang sangat penting seperti switeher dan transformator

diletakkan ditempat yang lebih aman.

Peralatan listrik dibawah tanah diberi tanda-tanda tertentu yang lebih

jelas.

Penyediaan pembangkit tenaga cadangan.

Semua bagian pabrik diberi penerangan yang cukup dan diutamakan

pada bagian proses.

7.2.6. Pencegahan Dan Penanggulangan Bahaya Kebakaran

Salah satu bahaya yang perlu diperhatikan adalah terjadinya bahaya

kebakaran. Penyebab terjadinya kebakaran antara lain:

a. Kemungkinan terjadi nyala terbuka yang datang dari system utilitas,

laboratorium, inti proses dan lain-lain.

VII-10

Terjadinya loncatan bunga api pada saklar dan stop kontak serta pada

instrumentasi yang lain.

Gangguan pada peralatan utilitas seperti pada combustion chamber

boiler (ruang pembakaran).

Cara mengatasi bahaya pembakaran dapat dilakukan dengan jalan:

b. Pencegahan Kebakaran

Penempatan alat-alat utilitas, laboratorium dan kantor diletakkan secara

profesional pada unit proses.

Pemasangan isolasi pada alat transmisi yang ada.

Pemisahan antara unit satu dengan yang lainnya menggunakan beton.

Pemberian tanda-tanda larangan suatu tindakan yang dapat

mengakibatkan kebakaran seperti tanda larangan merokok.

Pemasangan pipa air melingkar diseluruh lokasi pabrik

Penyediaan alat pemadam kebakaran disetiap bangunan pabrik dan

pemasangannya harus pada tempat yang mudah dijangkau.

c. Pencegahan Bahaya Mekanik

Bahaya mekanik biasanya disebabkan oleh pengerjaan kontruksi yang

tidak memenuhi syarat yang berlaku. Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk

mencegah kecelakaan adalah:

Konstruksi harus mendapat perhatian yang cukup tinggi.

Perencanaan peralatan harus sesuai dengan aturan yang berlaku baik

pemilihan bahan konstruksi maupun faktor lain.

Pemasangan alat control yang baik dan sesuai serta alat pengamannya.

VII-11

c. Pencegahan Bahaya Kesehatan

Selain itu bahaya terhadap kesehatan karyawan umumnya datang dari

bahan baku, bahan yang diproses dan produk. Karena itu diusahakan agar ruangan

proses maupun ruangan lainnya memiliki ventilasi atau pertukaran udara yang

cukup sehingga dapat memberikan kesegaran kepada karyawan serta dapat

menghindari gangguan terhadap pernafasan.

7.2.7. Karyawan

Untuk menjaga kesehatan dan kesejahteraan karyawan perlu adanya

kesadaran dari seluruh pekerja agar dapat bekerja dengan baik sehingga tidak

membahayakan keselamatan jiwanya dan orang lain. Untuk itu pengetahuan akan

bahaya masing-masing alat sangat penting diketahui oleh semua karyawan

terutama operator control. Seluruh pekerja harus mengguankan pelindung seperti

topi pengaman, sepatu karet, sarung tangan dan masker.

Selain itu demi keselamatan karyawan dan kelancaran proses industri

diperlukan:

Alat-alat yang berputar dan bergerak misalnya motor, harus dilengkapi

dengan penutup.

Pakaian pekerja harus kuat dan bersih.

Memakai sarung tangan, masker dan sepatu karet.

Memakai topi atau helm pelindung.

VII-12

7.3. Kesehatan Dan Keselamatan Kerja

Kesehatan dan keselamatan kerja merupakan hal yang penting agar semua

karyawan dapat melaksanakan tugasnya dengan baik demi kelancaran proses

produksi, maka perlu perlindungan terhadap kesehatan dan keselamatan

karyawan. Untuk itu diberikan alat-alat pelindung seperti pada tabel 7.2 berikut:

Tabel 7.2 Alat pelindung Pra Rencana Pabrik Etanol

No Alat Pelindung Lokasi Penggunaan

1

2

3

4

5

6

7

8

Helm

Sepatu Karet

Sarung Tangan

Masker

PMK

Isolasi Panas

Segitiga Pengaman

Pemadam Kebakaran

Pekerja bagian alat-alat proses

Pekerja pada bagian proses dan bahan baku

Pekerja yang bagian produksi

Semua unit proses

Semua unit proses

Heater

Bengkel dan kendaraan angkut

Semua unit proses dan kantor

VIII-1

BAB VIII

UTILITAS

Unit utilitas merupakan salah satu bagian yang sangat diperlukan untuk

menunjang jalannya proses dalam suatu industri kimia. Pada Pra Rencana Pabrik

Etanol ini terdapat empat unit utilitas, yaitu:

1. Unit penyesiaan steam

2. Unit penyediaan air

3. Unit penyediaan listrik

4. Unit penyediaan bahan bakar

8.1. Unit Pengolahan Steam

Bahan baku pembuatan steam adalah air umpan boiler. Steam yang

dibutuhkan dalam proses ini mempunyai kondisi:

1. Tekanan: 2,994 atm

2. Temperatur: 1340C

Zat-zat yang terkandung dalam air umpan boiler yang menyebabkan

kerusakan pada boiler adalah:

1. Kadar zat terlarut (soluable matter) yang tinggi

2. Zat padat terlarut (suspnded solid)

3. Garam-garam kalsium dan magnesium

4. Zat organik (organic matter)

5. Silika, sulfat, asam bebas dan oksida

VIII-2

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh air umpan boiler:

1. Tidak boleh membuih (berbusa)

Busa disebabkan oleh adanya solid matter, suspended matter, dan

kebasaan yang tinggi. Kesulitan yang dihadapi dengan adanya busa sebagai

berikut:

a. Kesulitan pembacaan tinggi liquida dalam boiler

b. Buih dapat menyebabkan percikan yang kuat yang mengakibatkan

adanya solid-solid yang menempel dan mengakibatkan terjadinya

korosi dengan adanya pemanasan lebih lanjut. Untuk menghadapi hal

ini adanya pengontrolan yang baik terhdap adanya kandungan lumpur,

kerak dan alkalinitas air umpan boiler.

2. Tidak boleh membentuk kerak dalam boiler

Kerak dalam boiler akan menyebabkan:

a. Isolasi terhdap panas sehingga perpindahan panas terhambat

b. Kerak yang terbentuk dapat pecah sewaktu-waktu, sehingga dapat

menimbulkan kebocoran karena boiler mendapat tekanan yang kuat.

3. Tidak boleh menyebabkan korosi dalam pipa

Korosi pada pipa boiler disebabkan oleh keasaman (pH rendah), minyak

dan lemak, bikarbonat dan bahan organik, serta gas-gas H2S, SO2, NH3, CO2, O2

yang terlarut dalam air. Reaksi elektrokimia atara besi dan air akan membentuk

lapisan pelindung anti korosi pada permukaan baja, yaitu:

Fe2+

+ 2H2O Fe(OH)2 + H+

VIII-3

Tetapi jika terdapat oksigen dalam air, maka lapisan hidrogen yang terbentuk

akan berreaksi dengan oksigen membentuk air. Akibat hilangnya lapisan

pelindung tersebut terjadilah korosi menurut reaksi:

4H+ + O2 2H2O

4Fe(OH)2 + O2 + H2O 4Fe(OH)3

Adanya bikarbonat dalam air akan menyebabkan terbentuknya CO2, karena

adanya pemanasan dan adanya tekanan. CO2 yang terjadi bereaksi dengan air

menjadi asam karbonat. Asam karbonat akan berreaksi dengan metal dan besi

yang membentuk garam bikarbonat. Dengan adanya pemanasan (kalor), garam

bikarbonat ini membentuk CO2 lagi.

Reaksi yang terjadi:

Fe2+

+ 2H2CO3 Fe(HCO)2 + H2

Fe(HCO)2 + H2O + panas Fe(OH)2 + 2H2O + 2CO2

8.2. Unit Penyediaan Air

1. Air Umpan boiler

Air umpan boiler merupakan bahan baku pembuatan steam yang berfungsi

sebagai media panas. Kebutuhan steam sebesar: 196945,1931 kg/jam. Air umpan

boiler disedikan dengan excess 20% ini digunakan sebagai pengganti steam yang

hilang.

Steam yang digunakan mempunyai tekanan 2,994 atm = 44 psi dan

temperatur 1340C. Steam yang telah menjadi kondensat dikembalikan lagi ke

tangki penampung steam. Pemakain steam pada peralatan proses sebagai berikut:

VIII-4

a. Total padatan (total dissolved solid) = 3.500 ppm

b. Alkalinitas = 700 ppm

c. Padatan terlarut (suspended solid) = 300 ppm

d. Silika = 60-100 pmm

e. Besi = 0,1 mg/L

f. Tembaga = 0,5 mg/L

g. Oksigen = 0,007 mg/L

h. Kesadahan (hardness) = 0

i. Kekeruhan (turbidity) = 175 ppm

j. Minyak = 7 ppm

k. Residual fosfat = 140 pm

(diambil dari Perry, 6th

edition, hal 9-16)

Selain harus memenuhi persyaratan tersebut, air umpan boiler harus bebas

dari:

- Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi, yaitu gas-gas terlarut

seperti O2, CO2, H2S dan NH3.

- Zat-zat yang dapat menyebabkan busa, yaitu organik, anorganik

dan zat-zat tak terlarut dalam jumlah besar.

Untuk memenuhi persyaratan tersebut dan mencegah kerusakan pada

boiler, sebelum digunakan air umpan harus diolah dulu, melalui:

- Demineralizer untuk menghilangkan ion-ion pengganggu

- Deaerator untuk menghilangkan gas-gas impuritis yang terlarut

VIII-5

2. Air Sanitasi

Air sanitasi digunakan untuk keperluan laboratorium, kantor, air untuk

mencuci, mandi, taman dan lain-lain. Air sanitasi dibutuhkan sebesar 32862,2

kg/jam.

a. Syarat fisik:

- Tidak berwarna

- Tidak berbau

- Tidak berbusa

- Mempunyai suhu dibawah suhu udara

a. Syarat kimia:

- Tidak beracun

- Tidak mengandung bakteri non patogen yang dapat merubah

sifat-sifat fisik air.

3. Air Pendingin

Air pendingin digunakan untuk peralatan-peralatan yang memerlukan

pendinginan seperti reaktor (R-120). Adapun kebutuhan air pendingin adalah

sebesar 950838,9303 kg/jam. Dari jumlah total air pendingin yang diperlukan,

untuk faktor keamanan maka direncanakan air pendingin yang disuplay adalah

20% excess dari jumlah kebutuhan air pendingin. Make up air pendingin

direncanakan: 10% = 350737,717 kg/j.

VIII-6

4. Air Proses

Air proses yang dibutuhkan pada tangki pencucian (J-113) dan mesin

penggiling (C-115) sebesar 680003,9419 kg/jam.

Adapun proses pengolahan air pada unit pengolahan air:

Air sungai digunakan untuk memenuhi kebutuhan air proses, air sanitasi,

air pendingin dan air umpan boiler. Dasar penggunaan air sungai karena Pabrik

Etanol lokasinya terletak dekat dengan sungai Aesesa, kabupaten Nagekeo,

Folres, NTT.

Air sungai tersebut siap untuk diolah sesuai dengan fungsi

penggunaannya, sebagai berikut:

a. Pengolahan air sanitasi

Air dipompakan dari bak air bersih (F-219) menuju ke bak

klorinasi (F-230) dengan pompa (L-231) untuk dilakukan proses

klorinasi dengan menambahkan desinfektan klorin (Cl2) sebanyak

1 ppm. Kemudian dipompa ke bak air sanitasi (F-233) dengan

pompa (F-232) dan siap digunakan untuk kebutuhan sehari-hari.

b. Pelunakan air umpan boiler

Pelunakan air dilakukan dengan proses pertukaran ion dalam

demineralizer yang terdiri dari dua tangki, yaitu kation exchanger

(D-220 A) dan tangki anion exchanger (D-220 B). Kation

exchanger yang digunakan adalah resin zeolit (hidrogen

exchanger) dan anion exchanger yang digunakan adalah deacidite

(DOH). Air dari bak air bersih (F-219) dialirkan dengan pompa (L-

VIII-7

221) ke kation exchanger (D-220 A). Didalam tangki kation

exchanger terjadi reaksi sebagai berikut:

Ca(HCO3)2 + H2Z CaZ + 2CO2 + H2O

Mg(HCO3)2 + H2Z MgZ + 2CO2 + H2O

CaSO4 + H2Z CaZ + H2SO4

MgSO4 + H2Z MgZ + H2SO4

CaCl2 + H2Z CaZ +2HCL

MgCl2 + H2Z MgZ + 2HCl

(Savern Hal. 164)

Ion-ion bikarbonat, sulfat dan klor diikat dengan ion Z membentuk

CO2 dan air, H2SO4 dan HCL. Selanjutnya air yang bersifat asam

dialirkan ke tangki anion exchanger (D-220 B) untuk dihilangkan

anion-anion yang mengganggu proses. Resin yang digunakan

dalam anion exchanger adalah Deacidite (DOH).

Dalam tangki anion exchanger terjadi reaksi sebagai berikut:

2DOH + H2SO4 D2SO4 + 2H2O

2DOH + 2HCl D2Cl + 2H2O

2DOH + 2HNO3 D2NO3 + 2H2O

(Savern Hal. 164)

Pemakaian resin yang terus menerus menyebabkan resin tidak aktif

lagi. Hal ini dapat diketahui dari pemeriksaan kesadahan air umpan

boiler. Resin yang sudah tidak aktif menunjukan bahwa resin sudah

jenuh dan perlu diregenerasi. Regenerasi hidrogen exchanger

VIII-8

dilakukan dengan menggunakan asam sulfat atau asam klorida.

Dengan reaksi sebagai berikut:

CaZ + H2SO4 H2Z + CaSO4

MgZ + H2SO4 H2Z + MgSO4

CaZ + HCL H2Z + CaCl

MgZ + HCl H2Z + MgCl

Sedangkan regenerasi anion exchanger dengan menggunakan

larutan Na2CO3 atau NaOH.

D2SO4 + Na2CO3 + H2O 2DOH + Na2SO4 + CO2

2DCL + Na2CO3 + H2O 2DOH + 2NaCl + CO2

2DNO3 + Na2CO3 + H2O 2DOH + NaNO3 + CO2

D2SO4 + NaOH 2DOH + Na2SO4

2DCL + NaOH 2DOH + NaCl

2DNO3 + NaOH 2DOH + NaNO3 + CO2

Keluar dari tangki demineralizir, air lunak ditampung dalam bak air lunak

(F-222). Air lunak ini digunakan sebagai air umpan boiler dan air proses. Untuk

memenuhi umpan boiler, air lunak dipompa (L-223) ke tangki deaerator untuk

menghilangkan ga-gas impuiritis pada air umpan bioler dengan system pamanasan

steam. Keluar dari deaerator (D-224), air ditampung ada tangki air umpan boiler

(F-225) lalu diumpankan ke boiler (Q224) dengan pompa (L-226). Steam yang

dihasilkan boiler didistribusikan ke peralatan dan kondensat yang dihasilkan di

recyele ke tangki umpan boiler (F-225). Sedangkan air proses dialirkan dari bak

air sanitasi menuju ke peralatan.

VIII-9

8.3. Unit Penyediaan Listrik

Listrik yang dibutuhkan pada Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu ini

adalah 170,773 kW yang meliputi:

1. Proses : 142,503 KW

2. Penerangan : 28,27 KW

Kebutuhan listrik untuk proses, penerangan, instrumentasi dan lain-lain

dipenuhi sendiri dengan menggunakan satu generator AC bertenaga diesel

berkekuatan 228 KW dengan satu buah generator tambahan.

8.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar

Bahan bakar yang diperlukan oleh pabrik, yaitu pada boiler dan generator.

Bahan bakar yang digunakan adalah diesel oil. Pemilihan jenis bahan bakar yang

digunakan berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut:

1. Harganya relatif murah

2. Mudah didapat

3. Viskositasnya rendah sehingga mudah mengalami pengabutan

4. Heating volume relatif tinggi

5. Tidak menyebabkan kerusakan pada alat-alat

VIII-10

Dari tabel 9.9 dan figure 9.9 Perry 6th

edition, didapat:

a. Flash point = 380C (100

0F)

b. Pour point = -60C (21,1

0F)

c. Densitas = 0,8 Kg/liter

d. Heating value = 19200 BTU/lb

8.5. Pengolahan Limbah

Limbah yang dihasilkan dalam Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu

adalah limbah cair yang berasal dari bahan bakar dan limbah padat yang berasal

dari proses. Untuk limbah cair yang meliputi minyak pelumas dan sebagainya

dimasukkan kedalam alat penangkap minyak (oil cather) untuk memisahkan air

dan minyaknya. Airnya dibuang ke sungai sedangkan minyaknya ditimbun ke

dalam tanah. Sedangkan untuk limbah padat yang masih mengandung bahan

kimia yang berasal dari proses dapat diolah terlebih dahulu sebelum dibuang.

Baku mutu air limbah yang dapat dibung ke sungai menurut lampiran

Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I NTT no. 414 tahun 1984 sebagai

berikut:

1. Jumlah padatan terlarut = 200 mg/L

2. Padatan tersuspensi = 200 mg/L

3. pH = 6-9

4. Fe = 10 mg/L

5. Hg = 0,02 mg/L

6. Pb = 0,5 mg/L

VIII-11

7. CN = 0,1 mg/L

8. Cl2 = 0,03 mg/L

9. NO3 = 20 mg/L

10. NH3 = 1 mg/L

11. BOD = 50 mg/L

12. COD = mg/L

13. Fenol = 0,05 mg/L

14. Minyak + lemak = 5 mg/L

Sebelum air limbah dibuang, air limbah diuji terlebih dahulu. Bila

ternyata telah memenuhi syarat baku mutu air limbah yang ada maka air dapat

langsung dibuang kesungai.

IX-1

BAB IX

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

9.1. Lokasi Pabrik

Salah satu yang penting dan jadi penentu bagi keberhasilan suatu

perancangan pabrik yang akan didirikan adalah pemilihan lokasi bagi pabrik

tersebut, karena hal ini dapat mempengaruhi kedudukkan perusahaan dalam

persaingan serta untuk meningkatkan efisiensi perusahaan.

Pemilihan lokasi harus mempertimbangkan faktor-faktor teknis dan

ekonomis agar dapat memberikan keuntungan secara maksimal.

Pemilihan lokasi pabrik berdasarkan parameter, sebagai berikut:

Tabel 9.1 Paramter pemilihan lokasi pabrik

Parameter

Kota

Maumere Nagekeo Ende

Bahan Baku 4 9 6

Pemasaran 8 8 8

Utilitas 5 9 5

Iklim 3 9 6

Transportasi 8 8 8

Total 28 43 33

Berdasarkan parameter diatas, maka dipilih lokasi Pabrik Etanol Dari Ubi

Kayu di kota Nagekeo. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor.

IX-2

Faktor-faktor tersebut dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu:

1. Faktor-faktor utama

2. Faktor-faktor khusus

9.1.1. Faktor-Faktor Utama

a. Bahan Baku

Persediaan dan harga bahan baku sering menentukan lokasi suatu pabrik.

Ditinjau dari faktor ini, hendaknya pabrik didirikan didekat lokasi bahan baku

untuk mempermudah kelancaran produksi. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan

mengenai bahan baku adalah sebagai berikut:

Letak sumber bahan baku

Kapasitas sumber bahan baku tersebut dan berapa lama sumber bahan

baku tersebut mencukupi kebutuhan pabrik

Cara mendapatkan bahan baku

b. Pemasaran

Perkembangan suatu pabrik sangat ditentukan oleh pemasaran hasil

produksi karena berhasil tidaknya pemasaran akan menentukan untung tidaknya

pabrik tersebut. Kemudian pemasaran ditentukan oleh kelancaran transportasi

dalam pemasaran dan banyaknya permintaan akan produk yang dihasilkan.

Disamping itu terdapat hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain:

Dimana produk akan dipasarkan

Kebutuhan akan produk pada saat sekarang dan pada saat yang akan

datang

IX-3

Pengaruh persaingan yang akan datang

Jarak pemasaran atau lokasi dan bagaiman sarana pengangkutan ke

daerah pemasaran

Pemasaran etanol adalah untuk tujuan eksport dan untuk dipasarkan di

dalam negeri. Kabupaten Nagekeo sebagai daerah industri tempat pabrik ini

memiliki kemudahan dalam memasarkan produknya karena adanya berbagai

fasilitas transportasi yang cukup memadai.

c. Utilitas

Utilitas merupakan kebutuhan yang penting dalam menunjang

kelangsungan proses produksi. Utilitas meliputi air, listrik dan lain-lain.

Air

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam industri. Air

digunakan untuk kebutuhan proses, media pelarut, sanitasi, air panas dan untuk

steam. Untuk memenuhi kebutuhan air, air diambil dari air sungai. Yang

diperhatikan untuk memilih lokasi pabrik dalam hal memenuhi kebutuhan akan air

adalah:

- Seberapa jauh sumber air yang dapat dijangkau oleh pabrik

- Kualitas sumber air yang tersedia

- Pengaruh musim terhadap kemampuan penyadiaan air yang diperlukan

oleh pabrik.

Sedangkan kebutuahn air minum diambil dari PDAM.

IX-4

Listrik

Listrik berfungsi untuk menggerakkan peralatan proses, sebagai

penarangan dan keperluan lain.

Hal-hal lain yang perlu diperhatikan yaitu:

- Ada atau tidaknya serta jumlah listrik di daerah yang akan ditempati

pabrik.

- Harga tenaga listrik

- Persediaan tenaga listrik di masa mendatang.

Kebutuhan listrik untuk penerangan dapat dipenuhi dari PLN, sedangkan

cadangannya digunakan generator set.

d. Keadaan Geografis Dan Iklim

Iklim dan alam sekitarnya merupakan bagian yang tidak dapat diabaikan,

oleh karena itu pabrik yang akan didirikan tidak membahayakan. Selain itu

perubahan iklim juga berpengaruh terhadap konstruksi bangunan.

Spesifikasi peralatan serta konstruksai peralatan, dalam hal ini yang harus

diperhatikan adalah:

Keadaan alamnya, alam yang menyulitkan konstruksi bangunan dan

mempengaruhi spesifikasi peralatan serta konstruksi peralatan.

Keadaan angin (kecepatan dan arah angin) pada situasi terburuk yang

sering terjadi di tempat tersebut (lokasi pabrik)

Bahaya alam (gempa bumi, banjir) yang terjadi di lokasi pabrik.

Iklim atau curah hujan pada lokasi yang direncanakan

IX-5

9.1.2. Faktor-Faktor Khusus

a. Transportasi

Salah satu faktor khusus yang perlu diperhatikan dalam perencanaan

pabrik adalah faktor transportasi, baik untuk bahan baku maupun untuk produksi

yang dihasilkan karena itu perlu diperhatikan fasilitas-fasilitas yang ada seperti:

Jalan raya yang dapat dilalui mobil atau truk

Dekat dengan tempat pelabuhan

Masalah transportasi ini tidak mengalami kesulitan karena tersedianya

sarana perhubungan yang baik. Fasilitas darat dapat dipenuhi dengan adanya

jalan raya yang bebas hambatan dan dapat dilalui oleh kendaraan yang bermuatan

berat dan fasilitas laut dapat dilakukan melalui pelabuhan.

b. Tenaga Kerja

Umumnya tenaga kerja dapat dengan mudah dipenuhi dari daerah sekitar,

sedangkan tenaga ahli didatangkan dari luar daerah. Hal yang perlu diperhatikan

untuk mendapatkan tenaga kerja antar lain:

Mudah tidaknya mendapat tenaga kerja yang membutuhkan keahlian dan

pendidikan tenaga kerja.

c. Keadaan Lingkungan Sekitar Pabrik

Suatu pabrik didirikan tanpa ada pertentangan dari penduduk sekitar lokasi

pabrik. Selain itu fasilitas perumahan, pendidikan, kesehatan dan tempat

peribadatan tersedia di daerah tersebut. Kabupaten Nagekeo merupakan tempat

cocok untuk didirikan Pabrik Etanol. Berdasarkan atas pertimbangan-

IX-6

pertimbangan tersebut diatas maka pemilihan lokasi Pra Rencana Pabrik Etanol

adalah di daerah Mbay , kabupaten Nagekeo, Flores, NTT.

d. Pembuangan Limbah

Hal ini berkaitan dengan usaha pencegahan terhadap pencemaran

lingkungan yang disebabkan oleh buangan pabrik yang berupa gas, cair maupun

padatan dengan memperhatikan peraturan pemerentah.

9.2. Tata Letak Pabrik (Plant Lay Out)

Penentuan tata letak pabrik merupakan persyaratan makro untuk

memperoleh hasil yang optimal. Demikian lingkungan pabrik yang memenuhi

syarat baik maupun safety akan dapat menciptakan lingkungan kerja aman dan

menyenangkan didalam pabrik terjamin.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengaturan tata letak pabrik (plant

lay out):

1. Kemungkinan perluasan pabrik di kemudian hari

2. Pengaturan letak bangunan yang efek untuk memudahkan distribusi

pekerja

3. Distribusi utilitas secara ekonomis

4. Adanya ruangan yang cukup nyaman untuk bekerja

5. Kemungkinan timbulnya bahaya seperti kebakaran, ledakan timbulnya gas

atau asap dan lain-lain.

6. Pondasi bangunan yang kokoh

7. Bentuk kerangka bangunan, tembok dan atap

IX-7

8. Penerangan yang cukup

9. Ventilasi yang baik

10. Keindahan

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengaturan peralatan

(Equipment Lay Out):

1. Letak ruangan yang cukup untuk peralatan yang satu dengan peralatan

yang lainnya agar memudahkan pengoperasian, pemeriksaan, perawatan

sarta dapat menjamin keselamatan kerja menurut fungsinya masing-

masing.

2. Adanya kesinambungan antar alat yang satu dengan alat yang lain

3. Diusahakan dapat menimbulkan suasana kerja yang menyenangkan

4. Letak peralatan harus diatur sedemikian rupa dengan meperhatikan

keselamatan kerja karyawan

Tabel 9.2. Perincian luas daerah pabrik

No. Daerah Luas (m2)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Pos Keamanan

Taman

Kantor Administrasi

Kantin

Parkir Kendaraan Karyawan

Toilet

Ruang Proses

Ruang Kontrol

20

40

100

30

60

50

2000

30

IX-8

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27

Perkantoran Produksi

Ruang Timbang

Bengkel

Unit Pengolahan Air

Pemadam Kebakaran

Gudang Bahan Baku

Laboratorium Dan QC

Areal Perluasan Pabrik

Unit Listrik Dan Generator

Ruang Boiler

Gudang Bahan Bakar

Parkir Kendaraan Tamu

Aula

Kapela + Mushola

Poliklinik

Gudang Produk

Unit Pengolahan Limbah

Perpustakaan

Jalan Raya

80

100

40

100

50

300

50

1000

40

500

30

60

100

40

20

3000

100

100

-

Total 8040

IX-9

27

3

U

B T

S

Gambar 9.1 Tata letak bangunan Pabrik Etanol

21

20

18

6

10

26

16

17

15

14

13

11

24

25

7

23

12

6 8

9

1 1

5

6

4

2

6

6

22

19

22

IX-10

Keterangan:

1. Pos keamanan

2. Taman

3. Kantor administrasi

4. Kantin

5. Parkir kendaraan karyawan

6. Toilet

7. Ruang proses

8. Ruang kontrol

9. Perkantoran produksi

10. Ruang timbang

11. Bengkel

12. Unit pengolahan air

13. Pemadam kebakaran

14. Gudang bahan baku

15. Laboratoium dan Q.C.

16. Areal perluasan pabrik

17. Unit listrik dan generator

18. Ruang boiler

19. Ruang bahan bakar

20. Parkir kendaraan tamu

21. Aula

22. Kapela + Mushola

IX-11

23. Poliklinik

24. Gudang produk

25. Unit pengolahan limbah

26. Perpustakaan

27. Jalan raya

9.3. Tata Letak Peralatan

Tata letak peralatan adalah cara menempatkan peralatan yang ada didalam

pabrik sedemikian rupa sehinggga pabrik beroperasi secara efektif dan efisien.

Perencanaan yang baik dalam tata letak pabrik harus mencakup arus proses,

storage, dan material handling yang efisien dan diharapkan adanya kombinasi

yang sempurna. Dalam menentukan tata letak peralatan harus memperhatikan

beberapa faktor sebagai berikut:

1. Pengaturan jarak antara peralatan proses yang satu dengan yang lain

sehingga dapat mempermuda pengontrolan peralatan.

2. Pengaturan system yang ada pada tempat yang tepat agar tidak

menggangu aktifitas kerja serta pemberian warna yang jelas pada aliran

proses.

3. Peletakan alat pemadam kebakaran yang mudah dijangkau.

4. Peletakan alat kontrol sehingga muda diawasi oleh operator.

5. Peralatan diusahakan disusun secara berurutan sehingga memudakan

pemeriksaan dan pengawasan.

6. Ruang harus cukup untuk peralatan.

IX-12

7. Bila sekiranya harus ada alat yang diletakan diatas maka dapat disusun

sesuai dengan prosesnya.

Untuk tata letak peralatan proses dapat dilihat pada gambar berikut:

IX-13

Gambar 9.2 Tata letak peralatan proses Pra rencana Pabrik Etanol

Tahap Pesiapan Bahan Baku

F-111

Tahap Reaksi

R-123

F-134

R-118

R-120

Tahap Pemisahan dan Pemurnian

D-126

Tahap Pemisahan dan Pemurnian

F-136

D-124

D-128

F-137

IX-14

Keterangan:

1. F-111 : Storage ubi kayu

2. R-118 : Reaktor liquifikasi

3. R-120 : Reaktor sakarifikasi awal

4. R-123 : Reaktor sakarifikasi lanjut

5. D-124 : Pemisahan serat (RVF)

6. D-128 : Kolom destilasi I

7. D-126 : Dekanter

8. F-134 : Tangki dehidrasi

9. F-136 : Storage etanol

10. F-137 : Storage cake

X-1

BAB X

STRUKTUR DAN ORGANISASI PERUSAHAAN

Dalam suatu perusahaan biasanya memiliki suatu organisasi yang

berfungsi sebagai suatu bentuk dan hubungan yang mempunyai sifat dinamis,

dalam arti menyesuaikan diri kepada perubahan, pada hakekatnya merupakan

suatu bentuk yang diciptakan manusia untuk mencapai tujuan tertentu. Pada

umumnya organisasi dibuat dalam suatu struktur yang merupakan gambaran

secara sistematis tentang hubungan-hubungannya, kerjasama departemen yang

terdapat dalam kerangka usaha untuk mencapai suatu tujuan.

10.1. Dasar Perusahaan

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Status Perusahaan : Swasta

Lokasi Pabrik : Mbay, Nagekeo, Flores, NTT

Kapasitas Produksi : 20000 ton/thn

10.2. Bentuk Perusahaan

Pabrik Etanol merupakan perusahaan swasta berskala nasional yang

berbentuk perseroan terbatas (PT). Bentuk perseroan terbatas (PT) ini dipilih

karena:

1. Perseroan terbatas merupakan suatu badan hukum karena memiliki

kekayaan sendiri yang terpisah dari kekayaan pribadi masing-masing

X-2

pemegang saham. Kepada pemegang saham hanya dibayarkan dividen

apabila perseroan mendapat laba. Jika perusahaan menderita kerugian,

tidak boleh dibayarkan dividen kepada persero. Oleh karena itu setiap

tahun diwajibkan kepada direksi/pengurus untuk melaporkan

keuntungan yang diperoleh.

2. Modal yang dibutuhkan dapat dikumpulkan secara mudah dengan

membagi modal atas sejumlah saham-saham, sehingga PT dapat menarik

modal dari banyak orang. Begitu juga untuk memperoleh tambahan

modal untuk memperluas volume usaha, misalnya dengan mengeluarkan

saham baru.

3. Pemilik saham dan pengurus adalah terpisah dangan yang lain. Pemilik

PT adalah para pemegang saham sedangkan pengurus adalah direksi.

Pelaksanaan sebuah PT diberikan kepada orang yang sanggup untuk

melakukan tugas tersebut, dengan demikian kemampuan perusahaan

untuk mendapat keuntungan semakin besar.

4. Kehidupan sebuah PT lebih konstan, ini berarti sebuah PT mempunyai

potensi hidup yang kontinu dibandingkan dengan bentuk perusahaan lain

karena tidak tergantung pada beberapa peserta (pemegang saham),

pemilik dapat berganti-ganti.

5. Tanggung jawab terbatas dari pada pemegang saham terhadap utang-

utang perusahaan.

6. Adanya efisiensi perusahaan. Tiap bagian dalam PT dipegang oleh

seorang yang ahli dalam bidangnya. Tiap orang atau tiap bagian

X-3

mempunyai tugas yang jelas sehingga ada dorongan untuk mengerjakan

dengan sebaik-baiknya. Dan jika pengurus atau direksi perusahaan tidak

cukup dapat diganti dengan yang lain.

10.3. Struktur Organisasi

Srtuktur organisasi yang digunakan oleh system garis dan staff. Alasan

pemilihan struktur garis dan staff adalah:

1. Terdapat kesatuan pemimpin dan perintah, sehingga disiplin kerja lebih

baik.

2. Biasa digunakan untuk organisasi yang cukup besar

3. Sering digunakan dalam perusahaan yang berproduksi secara masal.

4. Pemimpin lebih leluasa memberikan saran terhadap tugas khusus diluar

tanggung jawabnya.

5. Staff dapat membantu untuk mengatasi berbagai persoalan sehingga

akan meningkatkan efisiensi kerja.

6. Masing-masing kepala bagian/manager secara langsung

bertanggungjawab atas aktifitas yang dilakukan untuk mencapai tujuan.

7. Pemimpin tertinggi pabrik dipegang oleh seorang direktur yang

bertanggung jawab kepada dewan komisaris. Anggota dewan komisaris

merupakan wakil-wakil dari pemegang saham dan dilengkapi dengan

staff ahli yang bertugas memberikan saran kepada direktur.

X-4

Disamping alasan tersebut ada beberapa kebaikkan yang dapat mendukung

pemakaian system organisasi staff dan garis yaitu:

1. Dapat digunakan oleh setiap organisasi besar, apapun tujuannya,

betapapun luas tugasnya serta kompleks susunan organisasi.

2. Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah dapat diambil, karena

adanya staff ahli.

3. Perwujudan “ The Right Man In The Reght Place “ lebih mudah

dilaksanakan.

4. Dari kelebihan-kelebihan system organisasi garis dan staff diatas maka

dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk menentukan system

organisasi perusahaan pada Pabrik Etanol yaitu menggunakan system

organisasi garis dan staff.

10.4. Pembagian Tugas Dan Tanggung Jawab (Job Description)

Pembagian kerja dalam organisasi perusahaan merupakan pembagian

tugas, jabatan dan tanggung jawab antara satu pengurus dengan pengurus yang

lain sesuai dangan strukturnya. Penjelasan dari setiap jabatan dalam organisasi

perusahaan ini diterangkan sebagai berikut:

10.4.1. Pemegang Saham

Adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk pabrik dengan

cara membeli saham perusahaan. Pemegang saham adalah pemilik perusahaan

dimana jumlah yang dimiliki, tergantung/terbatas sesuai dengan besarnya modal

saham yang dimiliki, sedangkan kekayaan pribadi dari pemegang saham tidak

X-5

dipertanggungjawabkan sebagai jaminan atas hutang-hutang perusahaan.

Pemegang saham harus menanamkan saham paling sedikit 1 (satu) tahun.

Kekuasaan tertinggi terletak pada pegang saham yang memilih direktur dan

dewan komisaris dalam Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) serta

menentukan gaji direktur tersebut.

10.4.2. Dewan Komisaris

Merupakan badan kekuasaan tertinggi dalam perusahaan. Dewan

komisaris bertindak sebagai wakil dan pemegang saham. Komisaris diangkat

menurut ketentuan yang ada dalam perjanjian dan dapat diberhentikan setiap

waktu oleh RUPS apabila melakukan tindakan yang bertentangan dengan

anggaran dasar atau kepentingan perseroan tersebut.

Umumnya dipilih dalam Rapat Umum Pemegang Saham dari kalangan

pemegang saham yang mempunyai saham terbanyak dari perseroan tersebut.

Tugas Dewan Komisaris:

Menentukan kebijaksanaan perusahaan dan memberikan nasehat pada

Direktur Utama.

Mengadakan evaluasi/pengawasan tentang hasil yang diperoleh

perusahaan.

Mengawasi direktur dan berusaha agar tindakan direktur tidak

merugikan perseroan.

Memberikan nasehat kepada direktur bila direktur ingin mengadakan

perubahan dalam perusahaan.

Menyetujui dan menolak rencangan yang diajukan direktur.

X-6

Mempunyai wewenang untuk mengganti Direktur Utama, apabila

tindakannya tidak sesuai dengan anggaran dasar yang sudah ditetapkan.

10.4.3. Direksi

Merupakan pemegang saham kepengurusan perusahaan dan merupakan

pemimpin tertinggi dan penanggung jawab utama dalam perusahaan secara

keseluruhan. Direksi terdiri dari:

a. Direktur Utama

Direktur Utama merupakan pemimpin eksekusif tertinggi dalam

perusahaan dan dalam tugasnya sehari-hari dibantu oleh Direktur Teknik

dan Direktur Adaministrasi.

Tugas wewenang Direktur Utama adalah:

Merencanakan kegiatan perusahaan serta membentuk organisasi

yang efektif dan efisien.

Berhak mewakili urusan ekstern perusahan atau menunjuk wakil

untuk menanganinya.

Menentukan kebijaksanaan perusahaan dalam mengambil

keputusan-keputusan penting.

Memberikan penanggungjawaban kepada Dewan Komisaris.

b. Direktur Teknik Dan Produksi

Direktur Teknik dan Produksi diangkat oleh Direktur Utama untuk

menerima wewenang Direktur Utama yang berkaitan dangan bidang

teknik dan produksi.

X-7

Tugas dan wewenang Direktur Teknik dan Produksi adalah:

Berwenang membuat keputusan dalam bidang teknik tetapi tidak

terlepas dari kebijaksanaan bagian produksi.

Berwenang dalam produksi, misalnya memperkecil bidang produksi

dan memperbesar produksi total, serta menjaga kualitas dan

pengembangannya.

Bertanggungjawab kepada Direktur Utama.

c. Direktur Administrasi Dan Keuangan

Direktur Administrasi dan Keuangan berkaitan erat dengan segala kegiatan

diluar produksi, tetapi sangat erat hubungannya dengan kegiatan pabrik.

Tugas dan wewenangnya:

Menjaga kelancaran administrasi dan keuangan serta keamanan

perusahaan.

Mengadakan penelitian serta pengawasan terhadap pelaksanaan

pengadaan pegawai, pembinaan pegawai, kesejahteraan sosial, serta

dana sosial pegawai.

Mengatur laporan keuangan serta neraca keuangan perusahaan.

Bertanggungjawab atas pemasukkan dan pengeluaran uang

perusahaan.

10.4.4. Kepala Bagian Teknik

Kepala bagian teknik adalah kepala bagian yang bertanggungjawab atas

semua kegiatan yang berhubungan erat dengan produksi. Dalam hal ini bukan

produksi secara langsung, tetapi sebagai penunjang dalam proses produksinya.

X-8

Devisi-devisi yang dibawahinya adalah:

1. Devisi Pemeliharaan dan Perbaikkan: bertugas untuk merawat,

memelihara dan mempersiapkan peralatan dan fasilitas yang digunakan

untuk proses produksi, serta memperbaiki peralatan yang rusak dan

mempersiapkan suku cadangnya, agar peralatan tersebut dapat digunakan

lagi dalam proses produksi.

2. Devisi Utilitas: bertugas dalam mempersiapkan listrik, baik berasal dari

PLN maupun dari diesel guna menunjang kelangsungan proses produksi

serta bertugas dalam mensuplai aliran air yang digunakan selama proses

produksi berlangsung.

Tugas utama dari devisi-devisi ini adalah membantu direksi dalam

perancangan maupun dalam penelahan kebijaksanaan pokok dalam bidangnya

masing-masing. Selain itu juga melaksanakan tugas-tugas yang diberikan direksi

maupun Kepala Bagian Teknik.

10.4.5. Kepala Bagian Produksi

Kepala Bagian Produksi adalah kepala bagian yang bertanggungjawab atas

segala kegiatan produksi, mulai dari perancangan, pembuatan/produksi dan

pengendalian mutu produk. Devisi-devisi yang dibawahinya adalah:

Devisi Proses: bertugas dalam segala hal yang berkaitan dengan kegiatan

produksi langsung. Dalam devisi ini masih terbagi atas devisi-devisi kecil

yang menangani secara khusus mengenai spesialisasi prosesnya, misalnya:

Devisi Reaktor, Devisi Destilasi dan lain sebagainya sesuai dengan proses

produksinya.

X-9

Devisi Penyediaan: bertugas dalam merancang kebutuhan bahan baku

dalam proses produksi dan bertanggungjawab atas penyediaan bahan baku

tersebut.

Devisi Gudang: bertugas dalam pengepakan atau pengemasan produk jadi

dan menyimpan dalam gudang serta merencanakan pengiriman produk

keluar pabrik.

Devisi Pengendalian Mutu: bertugas dalam mengawasi dan mengontrol

kualitas produk, agar produk yang diterjunkan ke konsumen mempunyai

kualitas yang sesuai dengan standart yang ditetapkan.

Sama seperti devisi-devisi yang lain, devisi yang tergabung dalam bagian

produksi mempunyai tugas masing-masing yang bertanggungjawab

langsung terhadap kepala bagian produksi.

10.4.6. Kepala Bagian Pemasaran

Kepala bagian pemasaran mempunyai tugas menentukan daerah

pemasaran dan melakukan penelitian pasar serta menangani masalah promosi.

Kepala bagian pemasaran mambawahi devisi-devisi sebagai berikut:

Devisi Penjualan: bertugas dalam menjual hasil produksi dengan harga

yang telah ditetapkan, dan juga memiliki tugas mengatur pembelian bahan

baku dan peralatan lainnya.

Devisi Promosi: bertugas dalam mamperkenalkan produk kepada

konsumen-konsumen yang membutuhkan atau pabrik-pabrik lain yang

membutuhkan. Selain itu juga dapat menarik minat konsumen untuk

membeli.

X-10

Devisi Pelayanan Konsumen: bertugas dalam melayani segala kebutuhan

konsumen serta menerima keluhan-keluhan yang mungkin disampaikan

oleh konsumen.

10.4.7. Kepala Umum

Kepala umum mempunyai tugas untuk merencanakan, mengelolah dan

mendayagunakan sumber daya manusia, baik sumber daya manusia yang sudah

ada maupun sumber daya manusia yang masih baru. Kepala bagian ini

bertanggungjawab langsung kepada direktur administrasi. Selain itu, kepala

bagian umum juga mempunyai tugas untuk mengatur masalah upah karyawan,

jenjang karir dan penempatan karyawan. Devisi-devisi yang dibawahi meliputi:

Devisi Keamanan dan Keselamatan: bertugas untuk memperhatikan dan

menjaga keamanan dan keselamatan karyawan selama berlangsungnya

proses produksi.

Devisi Transportasi: bertugas untuk mengatur transportasi karyawan,

khususnya bagi karyawan wanita yang bekerja untuk shift malam.

Devisi Kesejahteraan Karyawan: bertugas untuk mengatur semua kegiatan

yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan. Mulai dari mengatur

tunjangan, pemberian cuti dan JAMSOSTEK.

Devisi Personalia: bertugas untuk memberi pekerja baru apabila

perusahaan membutuhkan tenaga kerja. Tugasnya mulai penyebaran iklan

lowongan, pengadaan test, pemilihan dan pelatihan pekerja baru.

X-11

Devisi Kebersihan: bertugas untuk menjaga kebersihan di dalam

lingkungan pabrik, baik di lingkungan produksi maupun di lingkungan

administrasi.

10.4.8. Kepala Bagian Keuangan

Kepala bagian keuangan bertugas mengatur keuangan serta menangani

penyediaan serta pembelian baik bahan baku maupun peralatan. Kepala bagian

keuangan bertanggungjawab kepada direktur administrasi mengenai pengeluaran

yang dilakukan. Devisi-devisi yang dibawahi meliputi:

Devisi Pembukuan

Devisi Keuangan

X-12

STRUKTUR

X-13

10.5. Kebutuhan Tenaga Kerja Dan Tingkat Pembagian Golongan

Pabrik Etanol ini direncanakan akan beroperasi selama 300 hari dalam

setahun dan 24 jam per hari, sisa harinya digunakan untuk perbaikkan dan

perawatan serta shut down.

Kebutuhan tenaga kerja diambil dari sekitar pabrik dan diklasifikasikan

menurut urutan jabatan diatas serta tingkat pendidikan, keahlian dan kemampuan.

Sedangkan untuk pekerja dibedakan atas pekerja borongan dan pekerja harian.

10.5.1. Waktu Kerja

Sesuai dengan peraturan pemerintah bahwa jumlah jam kerja untuk

karyawan adalah 40 jam dalam satu minggu, yang dibedakan dalam dua bagian

yaitu:

a. Pegawai Non Shift

Merupakan karyawan yang tidak berhubungan langsung dengan proses

produksi, misalnya Direktur, Kepala Bagian dan seksi-seksi dibawah tanggung

jawab non teknis atau yang bekerja di pabrik dengan jenis kontinu.

Ketentuan jam kerja adalah sebagai berikut:

Senin – Kamis : 08.00 – 16.00 (Isterahat : 12.00 – 13.00)

Jum’at : 08.00 – 16.00 (Isterahat : 11.00 - 13.00)

Sabtu : 08.00 – 13.00

b. Pegawai Shift

Merupakan karyawan yang secara langsung menangani proses dan mengatur

bagian-bagian tertentu di pabrik yang ada hubungannya dengan keamanan dan

X-14

keselamatan produksi. Karyawan shift sehari bekerja selama 24 jam yang

terbagi dalam 3 shift, yaitu:

Shift I : 07.00 – 15.00

Shift II : 15.00 – 23.00

Shift III : 23.00 -17.00

Untuk menjaga kelancaran pelaksanaan jam kerja selama bergilir, maka

karyawan shift dibagi menjadi empat regu/grup sehingga para pekerja dapat

bekerja dengan optimal karena dapat bekerja secara bergiliran, dimana jika

tiga regu bekerja maka satu regu libur.

Tabel 10.1. Jadwal kerja karyawan

Regu Hari

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

I

II

III

IV

P

S

M

_

P

S

_

M

P

_

S

M

_

P

S

M

M

P

S

_

M

P

_

S

M

_

P

S

_

M

P

S

S

M

P

_

S

M

_

P

S

_

M

P

_

S

M

P

P

S

M

_

P

S

_

M

Keterangan:

P : Pagi (Shift I)

S : Siang (Shift II)

M : Malam (Shift III)

- : Libur

X-15

10.5.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja

Penentuan jumlah karyawan proses:

Kapasitas 20.000 ton/tahun = 66,6 ton/hari. Dari Vilbrant, figure 6-35, hal. 235,

untuk peralatan dengan kondisi rata-rata didapat:

M = 15,2 P0,25

= 15,2 (66,6)0,25

= 44 orang. Jam/hari tahapan proses

Pra Rencana Pabrik Etanol terbagi menjadi lima tahapan proses, sehingga

didapat:

Jumlah karyawan proses = 44 5 = 220 orang.jam/hari

Karena satu shift ada 8 jam, maka:

Jumlah karyawan proses = harishiftorangjam

harijamorang./28

8

/.220

Karyawan shift terdiri dari empat regu, yaitu tiga regu bekeja dan satu regu libur,

maka:

Jumlah karyawan proses = 28 orang/shift.hari 4 = 112 orang/hari

Jadi jumlah karyawan proses adalah 112 orang.

X-16

10.5.3. Perincian jumlah karywan

Jumlah karyawan yang dibutuhkan untuk terselenggaranya Pra Rencana

Pabrik Etanol dapat diuraikan sebagai berikut:

Tabel 10.2. Perincian jumlah karyawan dan latar belakang

No

Jabatan

Pendidikan

Keterangan SMU D3 S1 S2

1 Dewan Komisaris 2 Tek. Kimia/Tek.Industri

2 Direktur Utama 1 Tek. Kimia

3 Litbang 1 Tek. Kimia

4 Direktur Teknik & Produksi 1 Tek. Kimia

5 Direktur Atministrasi & Keuangan 1 Ilmu Atministrasi Niaga

6 Kabag. Produksi 1 Tek. Kimia

7 Kabag. Teknik 1 Tek. Mesin

8 Kabag. Quality Control 1 Tek. Kimia

9 Kabag. SDM 1 Psikologi Industri

10 Kabag. Pemasaran 1 Ekonomi Manajemen

11 Kabag. Keuangan & Administrasi 1 Ekonomi Akuntansi

12 Kabag. Umum 1 Ilmu Administrasi Negara

13 Kasie. Proses 1 Tek. Kimia

14 Karyawan Proses 112 -

15 Kasie. Penyediaan 1 Tek. Kimia

16 Karyawan Penyediaan 4 -

17 Kasie. Pengendalian Mutu 1 Tek. Industri

X-17

18 Karyawan Pengendalian Mutu 2 Tek. Industri

19 Kasie. Gudang 1 Tek. Kimia

20 Karyawan Gudang 8 -

21 Kasie. Utilitas 1 Tak. Industri

22 Karyawan Utilitas 8 -

23 Kasie. Pemeliharaan & Perbaikkan 1 Tak. Mesin

24 Karyawan Pemeliharaan &

Perbaikan

8 STM Mesin

25 Kasie. Lingkungan 1 Tek.Lingkungan /

Tek. Kimia

26 Karyawan Lingkungan 4 Tek.Lingkungan /

Tek. Kimia

27 Kasie. Jaminan Mutu 1 Tek. Industri

28 Karyawan Jaminan Mutu 8 Tek. Industri

29 Kasie. Pengendalian Proses 1 Tak. Kimia

30 Karyawan Pengendalian Proses 4 Tak. Kimia

31 Kasie. Kesehatan 1 Kedokteran

32 Karyawan Kesehatan 2 Keperawatan

33 Kasie. Ketenagakerjaan 1 Psikologi Industri

34 Karyawan Ketenagakerjaan 2 -

35 Kasie. Pembelian 1 Ekonomi Manajemen

36 Karyawan Pembelian 3 Ekonomi Manajemen

37 Kasie. Penjualan 1 Ekonomi Manajemen

38 Karyawan Penjualan 2 -

39 Kasie. Promosi & Periklanan 1 Desing Grafis

X-18

40 Karyawan Promosi dan Periklanan 2 -

41 Kasie. Riset & Marketing 1 Ekonomi Manajemen

42 Karyawan Riset & Marketing 3 -

43 Kasie. Keuangan 1 Ekonomi Manajemen

44 Karyawan Keuangan 2 Ekonomi Manajemen

45 Kasie. Akuntansi 1 Ekonomi Akuntansi

46 Karyawan Akuntansi 2 Ekonomi Akuntansi

47 Kasie. Humas 1 Hukum/Psikologi Industri

48 Karyawan Humas 2 Hukum/Psikologi Industri

49 Kasie. Pesonalia 1 Psikologi Industri

50 Karyawan Personalia 1 Psikologi Industri

51 Kasie. Keamanan 1 Purnawirawan ABRI

52 Karyawan Keamanan 4 -

53 Kasie. Kebersihan 1 Tek. Lingkungan

54 Karyawan Kebersihan 8 -

55 Kasie. Transportasi 1 Tek. Transportasi

56 Karyawan Transportasi 8 Tek. Transportasi

Total 235

X-19

10.5.4. Status Karyawan

Menurut statusnya karyawan Pabrik Etanol ini dibedakan menjadi tiga

golongan, yaitu:

a. Karyawan tetap

Merupakan karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan Surat

Keputusan (SK) Direksi dan mendapatkan gaji bulanan berdasarakan

kedudukan, keahlian, dan masa kerja dalam perusahaan.

b. Karyawan harian

Merupakan karyawan yang diangkat dan diberhentikan oleh Direksi tanpa

Surat Keputusan (SK) Direksi dan mendapatkan gaji harian yang dibayar

setiap akhir pekan.

c. Pekerja borongan

Merupakan pekerja yang dipekerjakan oleh pabrik apabila diperlukan saja,

misalnya bongkar muat bahan baku dan produk, shut down, dan lain-lain.

Pekerja borongan menerima gajih untuk satu pekerjaan tersebut.

10.5.5. System Pengupahan Karyawan

Pada Pra Rencana Pabrik Etanol, besar kecilnya upah yang diberikan

berdasarkan pada:

Tingkat pendidikan

Pengalaman kerja

Tanggung jawab dan kedudukan

Keahlian yang dimiliki

X-20

Didasarkan atas kedudukan dan perbedaan status ini, maka system

pengupahan pada Pra Pencana Pabrik Etanol dibedakan menjadi:

- Upah bulanan

Upah bulanan diberikan pada karyawan tetap yang bersarnya berbeda-beda

untuk setiap karyawan dan diberikan setiap akhir bulan.

- Upah harian

Upah harian diberikan kepada karyawan harian tetap yang besarnya

berbeda-beda untuk setiap karyawan dan diberikan setiap akhir pekan.

- Upah borongan

Upah borongan diberikan kepada karyawan harian lepas atau karyawan

borongan yang gajihnya tidak tetap, tergantung pada macam pekerjaan

yang dilakukan dan upah tersebut diberikan setelah pekerjaan itu selesai.

Daftar upah yang diberikan kepada seluruh tingkatan karyawan dapat

dilihat pada tabel 10.3 berukut ini:

Tabel 10.3 Daftar gaji atau upah karyawan

No Jabatan Jumlah Gaji/Bln (Rp) Total (RP)

1 Dewan Komisaris 2 9.000.000 18.000.000

2 Direktur Utama 1 8.000.000 8.000.000

3 Litbang 1 5.000.000 5.000.000

4 Direktur Teknik & Produksi 1 7.000.000 7.000.000

5 Direktur Administrasi & Keuangan 1 7.000.000 7.000.000

6 Kabag. Produksi 1 5.000.000 5.000.000

7 Kabag. Produksi 1 5.000.000 5.000.000

X-21

8 Kabag. Quality Control 1 5.000.000 5.000.000

9 Kabag. SDM 1 5.000.000 5.000.000

10 Kabag. Pemasaran 1 5.000.000 5.000.000

11 Kabag. Keuangan & Adminisrtasi 1 5.000.000 5.000.000

12 Kabag.Umum 1 5.000.000 5.000.000

13 Kasie. Proses 1 2.000.000 2.000.000

14 Karyawan Proses 112 600.000 67.200.000

15 Kasie. Penyadiaan 1 2.000.000 2.000.000

16 Karyawan Penyadiaan 4 600.000 2.400.000

17 Kasie. Pengendalian Mutu 1 2.500.000 2.500.000

18 Karyawan Pengendalian Mutu 4 600.000 2.400.000

19 Kasie. Gudang 1 2.000.000 2.000.000

20 Karyawan Gudang 8 600.000 4.800.000

21 Kasie. Utilitas 1 2.000.000 2.000.000

22 Karyawan Utilitas 8 600.000 4.800.000

23 Kasie. Pemeliharaan & Perbaikkan 1 2.000.000 2.000.000

24 Karyawan Pemeliharan & Perbaikan 8 600.000 4.800.000

25 Kasie. Lingkungan 1 1.500.000 1.500.000

26 Karyawan Lingkungan 4 600.000 2.400.000

27 Kasie. Jaminan Mutu 1 1.500.000 1500.000

28 Karyawan Jaminan Mutu 8 600.000 4.800.000

29 Kasie. Pengendalian Proses 1 2.500.000 2.500.000

X-22

30 Karyawan Pengendalian Proses 5 600.000 3.000.000

31 Kasie. Kesehatan 1 2.000.000 2.000.000

32 Karyawan Kesehatan 2 1.000.000 2.000.000

33 Kasie. Ketenagakerjaan 1 1.500.000 1.500.000

34 Karyawan Ketenagakerjaan 2 600.000 1.200.000

35 Kasie. Pembelian 1 2.500.000 2.500.000

36 Karyawan Pembelian 3 1.000.000 1.000.000

37 Kasie. Penjualan 1 2.000.000 2.000.000

38 Karyawan Penjualan 2 600.000 1.200.000

39 Kasie. Promosi & Periklanan 1 2.000.000 2.000.000

40 Karyawan Promosi & Periklanan 3 600.000 1.800.000

41 Kasie. Riset & Marketing 1 2.500.000 2.500.000

42 Karyawan Riset & Marketing 3 600.000 1.800.000

43 Kasie. Keuangan 1 2.500.000 2.500.000

44 Karyawan Keuangan 2 600.000 1.200.000

45 Kasie. Akuntansi 1 2.500.000 2.500.000

46 Karyawan Akuntansi 2 600.000 1.200.000

47 Kasie. Humas 1 2.500.000 2.500.000

48 Karyawan Humas 2 600.000 1.200.000

49 Kasie. Personalia 1 2.500.000 2.500.000

50 Karyawan Personalia 1 600.000 600.000

51 Kasie. Keamanan 1 2.000.000 2.000.000

X-23

52 Karyawan Keamanan 10 600.000 6.000.000

53 Kasie. Kebersihan 1 1.000.000 1.000.000

54 Karyawan kebersihan 10 400.000 4.000.000

55 Kasie. Transportasi 1 2.000.000 2.000.000

56 Karyawan Transportasi 8 600.000 4.800.000

Total 266.900.000

10.6. Jamina Sosial

Jaminan sosial adalah jaminan yang diterima oleh pihak karyawan jika

terjadi sesuatu hal yang bukan karena kesalahannya sehingga dia tidak dapat

melakukan pekerjaanya. Jaminan sosial yang diberikan oleh perusahaan kepada

karyawan berupa:

1. Tunjangan

Berbagai tunjangan yang diberikan perusahaan kepada karyawan adalah:

a. Tunjangan lembur yang diberikan kepada tenaga kerja yang

bekerja diluar jam kerja yang telah ditetapkan (khusus untuk

tenaga kerja shift).

b. Tunjangan diluar gaji pokok yang diberikan kepada tenaga kerja

tetap berdasarkan prestasi yang telah dilakukannya dan lama

pengabdiannya kepada perusahaan tersebut.

c. Jatah makan satu kali untuk setiap tenaga kerja yang bekerja

lembur.

X-24

2. Cuti

a. Cuti tahunan selama 12 hari kerja dan diatur dengan mengajukan

permohonan satu minggu sebelmnya untuk dipertimbangkan

izinnya.

b. Cuti sakit bagi tenega kerja yang memerlukan istirahat total

berdasarkan surat keterangan dokter.

c. Cuti hamil selama tiga bulan bagi tenaga kerja wanita.

d. Cuti untuk keperluan dinas atas perintah atasan berdasarkan

kondisi tetentu perusahaan.

3. Fasilitas

Fasilitas yang diberikan berupa seragam kerja untuk karyawan dan

perlengapan keselamatan kerja seperti helm, sarung tangan, sepatu

boot, kaca mata pelindung dan lain-lain.

4. Pengobatan

a. Untuk pengobatan dan perawatan pertama dapat dilakukan pada

ploliklinik perusahaan dan diberikan secara cuma-cuma kepada

karyawan yang membutuhkan.

b. Untuk pengobatan dan perawatan yang intensif yang harus

dilakukan di rumah sakit akan dibeerikan penggantian ongkos

sebesar 50%.

c. Karyawan yang mengalami kecelakaan atau terganggu

kesehatannya dalam melakukan tugas perusahaan, akan

mendapatkan penggantian ongkos sepenuhnya.

X-25

5. Insentif atau bonus

Insentif diberikan dengan tujuan untuk meningkatkan produktifitas dan

merangsang gairah kerja karyawan. Besarnya insentif ini dibagi

menurut golongan dan jabatan. Pemberian insentif untuk golongan

operatif (golongan kepala seksi kebawah) diberikan setiap bulan,

sedangkan untuk golongan diatasnya diberikan pada akhir tahun

produksi dengan melihat besarnya keuntungan dan target yang

dicapai.

6. Perumahan

Perumahan diberikan terutama bagi karyawan yang menduduki jabatan

penting, mulai direksi sampai kasie.

XI-1

BAB XI

ANALISA EKONOMI

Analisa ekonomi merupakan suatu cara untuk mengetahui apakah pabrik

yang akan didirikan menguntungkan atau tidak. Oleh karena itu didalam Pra

Rencana Pabrik Etanol dibuat evaluasi untuk mengetahui beberapa investasi yang

diperlukan untuk mendirikan pabrik Etanol tersebut. Cara untuk mengetahui

jumlah investasi yang dibutuhkan oleh pabrik Etanol dapat menggunakan antara

lain:

1. Internal rate of return (IRR)

2. Pay out Time(POT)

3. Break Evevt Point(BEP)

4. Return of Invesment (ROI)

Untuk meninjaui metode-metode diatas perlu diadakan penafsiran

terhadap beberapa hal yang menyangkut administrasi perusahaan dan jalannya

proses.

11.1. Faktor-faktor Penentu

11.1.1. Total Capital Investment (TCI)

Yaitu modal atau biaya yang dibutuhkan untuk mendirikan suatu pabrik

mulai dari awal sampai pabrik selesai dibangun dan siap beroperasi. TCI terdiri

dari:

XI-2

1. Fixed capital investment (modal tetap), yaitu modal yang dibutuhkan

untuk mendirikan pabrik dan fasilitas FCI dibagi menjadi:

a. Direct cost

Yaitu modal yang langsung digunakan dalam proses, meliputi:

- Pembelian peralatan

- Instalasi dan pemasangan peralatan

- Instrumentasi dan kontrol

- Perpipaan

- Peralatan listrik

- Bangunan

- Tanah

- Fasilitas pelayanan

- Pengembangan lahan

b. Indirect cost

Yaitu biaya atau modal yang dikeluarkan secara tidak langsung

dikeluarkan untuk keperluan proses, meluputi:

- Engineering dan supervisi

- Kontruksi

- Biaya kontraktor

- Biaya tak terduga (contigency)

XI-3

2. Work capital investment

Yaitu semua biaya yang dikeluarkan untuk mengoperasikan pabrik,

dimana biaya yang dikeluarkan dipengaruhi oleh besarnya kapasitas

pabrik, meliputi:

- Penyedian bahan baku dalam waktu tertentu

- Pengemasan produk

- Biaya yang harus ada setiap bulannya (uang tunai) untuk membiayai

pengeluaran rutin seperti gaji, pembelian bahan baku dan lain-lain.

- Pajak yang harus dibayar

- Perhitungan penerimaan dan pengeluaran

- Utilitas

- Sehingga: TCI = FCI + WCI

11.1.2. Biaya produksi

Adalah biaya yang dikeluarkan tiap satu-satuan produksi. Biaya produksi

terdiri dari:

a. Biaya pembuatan

Yaitu semua biaya proses meliputi:

- Biaya produksi langsung (DPC)

- Biaya produksi tetap (FPC)

- Biaya overhead pabrik (POC)

XI-4

b. Biaya umum

Yaitu biaya yang tidak berhubungan dengan proses, meliputi:

- Biaya administrasi

- Biaya distribusi dan pemasaran

- Litbang

Berdasarkan sifatnya, biaya produksi dibagi menjadi:

a. Biaya tetap

Yaitu biaya yang dikeluarkan secara tetap dan tidak tergantung dari

kapasitas pabrik, yang termasuk biaya tetap antara lain:

- Bunga bank

- Asuransi

- Depresiasi

- Pajak

- Dan lain-lain

b. Biaya semi variabel (SVC)

Yaitu biaya yang bervariasi tetapi tidak berbanding lurus dengan

kapasitas pabrik, antara lain:

- Biaya utilitas

- Biaya bahan baku

- Gaji karyawan

- Supervisor

- Pemelihraan dan perbaikan

XI-5

11.1.3. Penaksiran Harga Alat

Harga suatu alat setiap saat dapat berubah sesuai dengan perubahan

ekonomi. Karena perubahan kondisi ini maka terdapat beberapa cara untuk

mengkonversi harga suatu alat yang sama beberapa tahun yang lalau, sehingga

diperoleh harga yang ekivalen dengan harga sekarang. Harga alat pada pabrik

Etanol ini didasarkan pada data harga alat yang terdapat pada literatur Peter and

Timmerhaus serta G.D. Ulrich. Untuk menaksir harga alat pada tahun 2010, maka

digunakan persamaan dari Peter and Timmerhaus berikut:

Harga alat sekarang = originalalat Hargaoriginal indeks Nilai

hitung tahun terindeks Nilai

11.1.4. Pentuan Total Capital Investment (TCI)

1. Modal langsung

a. Harga peralatan (E) = Rp. 64.363.593.000

b. Instalasi alat (57% E) = Rp. 36.687.248.010

c. Instrumentasi dan kontrol (18% E) = Rp. 11.585.446.740

d. Perpipaan terpasang (66% E) = Rp. 42.479.971.380

e. Listrik terpasang (15% E) = Rp. 9.654.538.950

f. Bangunan + tanah (30% E) = Rp. 19.309.077.900

g. Fasilitas pelayanan (75% E) = Rp. 48.272.694.750

h. Pengembangan lahan (10% E) = Rp. 6.436.359.300

Total modal langsung (DC) = Rp. 227.203.483.290

XI-6

2. Modal tak langsung (IC)

a. Engineer dan supervisi (35% E) = Rp. 22.527.257.550

b. Biaya kontruksi (45%E) = Rp. 28.963.616.850

Total modal tak langsung (IC) = Rp. 51.490.874.400

3. Total plant cost (TPC)

TPC = DC + IC = Rp. 214.330.764.690

4. Modal tetap (FCI)

a. Kontraktor 20% (DC + IC) = Rp. 42.886.152.938

b. Biaya tak terduga 25% (DC + IC) = Rp. 53.582.691.172

Total modal tetap (FCI) = Rp. 96.468.844.110

5. Modal kerja (WCI) 20% TCI = Rp. 24.117.211.028

6. Total kapital investment (TCI)

TCI = FCI + WCI

TCI = 20% TCI + Rp. 96.468.844.110

80% TCI = Rp. 96.468.844.110

TCI = Rp. 120.586.055.138

11.1.5. Biaya Pembuatan

1. Biaya produksi langsung

a. Gaji karyawan 1 tahun (TK) = Rp. 3.202.800.000

b. Bahan baku 1 tahun = Rp. 1.642.243.332

c. Utilitas 1 tahun = Rp. 5.283.497.700

d. Pemeliharaan dan perawatan (10% FCI) = Rp. 9.646.884.411

XI-7

e. Laboratorium (15% TK) = Rp. 40.035.000

f. Paten dan royalties (3% TPC) = Rp. 1.492.310.269

g. Supervisi (15% TK) = Rp. 40.035.000

Total biaya produksi langsung (DPC) = Rp. 21.347.805.712

2. Biaya produksi tetap

a. Pajak kekayaan (5% FCI) = Rp. 4.823.442.206

b. Asuransi (5% FCI) = Rp. 4.823.442.206

c. Depresiasi alat (15% E) = Rp. 9.654.538.950

d. Depresiasi bangunan (3% bangunan) = Rp. 55.800.000

e. Bunga bank (15% modal pinjaman) = Rp. 7.235.163.308

Total biaya produksi tetap (FPC) = Rp. 26.592.386.670

3. Biaya overhead pabrik = Rp. 4.967.909.706

4. Biaya pengeluaran umum (GE)

a. Administrasi (15% TPC) = Rp. 4.974.367.564

b. Distribusi dan pemasaran (2,5% TPC) = Rp. 994.873.513

c. Litbang (5%TPC) = Rp. 2.487.183.782

Total biaya umum (GE) = Rp. 8.456.424.860

5. Biaya produksi tetap (TPC)

TPC = DPC +FPC + Overhead + GE = Rp. 49.743.675.647

XI-8

11.1.6. Analisa Profitabilitas

Asumsi yang diambil:

1. Modal yang digunakan terdiri dari:

a. Modal sendiri (60%)

b. Modal pinjaman (40%)

2. Bunga kredit = 15% per tahun

3. Masa kontruksi

Tahun I = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman

Tahun II = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman

4. Pengembalian pinjaman dalam waktu 10 tahun

5. Umur pabrik 5 tahun

6. Kapasitas produksi

Tahun = 80% dari produksi total

Tahun = 100% dari produksi total

7. Pajak penghasilan = 30% per tahun

Menghitung total investasi:

- Masa kontruksi tahun I:

Modal sendiri = 60% TCI = Rp. 72.351.633.083

Modal pinjaman = 40% TCI = Rp. 48.234.422.055

- Masa kontruksi tahun I:

Modal sendiri = 60% Tahun I = Rp. 43.410.979.850

Modal pinjaman = 40% Tahun II = Rp. 19.293.768.822

XI-9

Menghitung biaya variabel (VC):

- Bahan baku/tahun = Rp. 1.642.243.332

- Utilitas 1 tahun = Rp. 5.283.497.700

- Pengemasan 1 tahun = Rp. 279.999.992

- Gaji karyawan = Rp. 266.900.000

Total biaya variabel (VC) = Rp. 7.472.641.024

Menghitung biaya semi variabel (SVC):

- Biaya umum = Rp. 8.456.424.860

- Biaya overhead = Rp. 4.967.909.706

- Pemeliharaan = Rp. 9.646.884.411

- Biaya loboratorium = Rp. 40.035.000

Total biaya semi variabel (SVC) = Rp. 23.111.253.977

Laba untuk kapasitas pabrik 100%

Pajak = 35% per tahun

Laba Kotor = Total penjualan – Biaya produksi total

= Rp. 189.999.994.700 – Rp. 120.586.055.138

= Rp. 69.413.939.562

Laba Bersih = Laba kotor (1-0,35)

= Rp. 69.413.939.562 0,65

= Rp. 45.119.060.715

XI-10

Nilai penerimaan Cash Floe setalah pajak (CA)

CA = Laba bersih + Depresiasi

= Rp. 45.119.060.715 + Rp. 9.654.538.950

= Rp. 54.773.599.665

Menghitung penilaian investasi:

1. POT

FCI = Rp. 96.468.844.110

TCI = Rp. 120.586.055.138

CA = Rp. 54.773.599.665

POT = tahun1FlowCash

FCI

= tahun1599.665Rp.54.773.

.11096.468.844 Rp.

= 1,76 tahun

2. ROI

Pajak = 35%

Laba kotor = Rp. 69.413.939.562

Laba bersih = Rp. 45.119.060.715

FCI = Rp. 96.468.844.110

ROIBT = %100FCI

Kotor Laba

= %100.11096.468.844 Rp.

.56269.413.939 Rp.

= 71,96 %

XI-11

ROIAT = %100FCI

bersih Laba

= %100.11096.468.844 Rp.

.71545.119.060 Rp.

= 46,77%

3. BEP

FPC = Rp. 26.592.386.670

SVC = Rp. 23.111.253.977

VC = Rp. 7.472.641.024

S = Rp.189.999.994.700

BEP = %100VC - SVC 0,7 - S

SVC 0,3 FPC

= %1000247.472.641.).97723.111.2537,0(4.700189.999.99

).97723.111.2533,0(.67026.592.386

= 38,53%

Gambar 11.1 Break event point Pra Rencana Pabrik Etanol

XI-12

Titik BEP terjadi pada kapasitas produksi:

= 38,53% 20.000 ton/tahun

= 7766 ton/tahun

Nilai BEP untuk pabrik Etanol berada diantara 30-80%, maka nilai BEP

memadai. Untuk produksi Tahun I kapasitas pabrik 80% dari kapasitas

sesungguhnya, sehingga keuntungannya adalah:

BEP-100

) kapasitas-(100-BEP)100(

PB

PBi

Dimana:

PBi = Keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)

PB = Keuntungan pada kapasitas 100%

% Kap = % kapasitas yang tercapai

060.715Rp.45.119.

PBi =

)38,53100(

)80100() 38,53100(

PBi = Rp. 30.439.034.417

Sehingga Chas Flow setelah pajak untuk Tahun I:

CA = Laba bersih Tahun I + Depresiasi

= Rp. 30.439.034.417 + Rp. 9.710.338.950

= Rp. 40.149.373.367

4. Shut Down Point

SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik yang masih

boleh beroperasi.

SDP = %100VC-SVC-S

SVC 0,3

XI-13

= %1000247.472.641.-.97723.111.253-4.700189.999.99

.97723.111.2533,0

= 4,35%

Titik Shut Down Point terjadi pada kapasitas:

= 4,35% 20.000 ton/tahun

= 870 ton/tahun

5. Net Present Value

Metode ini digunakan untuk menghitung selisih dari nilai penerimaan kas

bersih dengan nilai investasi sekarang.

Langkah-langkah menghitung NPV:

a. Menghitung CA0 (tahun Ke-0) untuk masa konstruksi 2 tahun

CA-2 = 40% CA (1 + i)2

= 40% Rp. 54.773.599.665 (1 + 0,2)2

= Rp.31.549.593.407

CA-1 = 60% CA (1 + i)2

= 60% Rp. 54.773.599.665 (1 + 0,2)2

= Rp. 47.324.390.111

CA-O = (CA-2 - CA-1)

= Rp. 31.549.593.407 - Rp. 47.324.390.111

= Rp. -157.747.96.704

b. Menghitung NPV tiap tahun

NPV = CA Fd

Fd = 2)1(

1

i

XI-14

Dimana:

NPV = Net Preaent Value

CA = Cash Flow setalah pajak

Fd = Faktor diskon

i = Tingkat bunga bank

n = Tahun ke-n

Tabel 11.1 Cash flow untuk NPV selama 10 tahun

Tahun Cash Flow/CA (Rp) Fd (i = 0,15) NPV

0 -157.747.96.704 1 -15.774.796.704

1 47.324.390.111 0,8696 41.153.289.640,5256

2 31.549.593.407 0,7561 23.854.647.575,0327

3 31.549.593.407 0,6575 20.743.857.665,1025

4 31.549.593.407 0,5718 18.040.057.510,1226

5 31.549.593.407 0,4972 15.686.457.841,9604

6 31.549.593.407 0,4323 13.638.889.229,8461

7 31.549.593.407 0,3759 11.859.492.161,6913

8 31.549.593.407 0,3269 10.284.141.084,7483

9 31.549.593.407 0,2843 8.943.962.405,6101

10 31.549.593.407 0,2472 7.776.811.490,2104

Nilai Sisa 0 0,2472 0

WCI 31.549.593.407 0,2472 7.776.811.490,2104

Total 165.763.018.459

Karena harga NPV positif, maka pabrik layak didirikan.

XI-15

6. Internal Rate Of Return (IRR)

Metode yang digunakan untuk menghitung tingkat bunga pada investasi.

Harga IRR harus lebih tinggi dari tingkat bunga bank sehingga harus dipenuhi

persamaan dibawah ini dengan cara trial.

IRR = i2 + )(NPV NPV

NPV12

21

1 ii

Dimana:

i1 = Besarnya bunga pinjam tahun ke-1 yang trial 15%


Tabel 11.2Cash flow untuk IRR selama 10 tahun

Tahun

Cash Flow/CA

(Rp)

Fd (i = 0,15) PV1 FD (0,24) PV2

0 -157.747.96.704 1 -15.774.796.704 1 -15.774.796.704

1 47.324.390.111 0,8696 41.153.289.640,5256 0,650364 26.764.618.063,7708

2 31.549.593.407 0,7561 23.854.647.575,0327 0,422974 10.089.895.703,4019

3 31.549.593.407 0,6575 20.743.857.665,1025 0,275087 5.706.365.573,5201

4 31.549.593.407 0,5718 18.040.057.510,1226 0,178907 3.227.492.568,9635

5 31.549.593.407 0,4972 15.686.457.841,9604 0,116354 1.825.182.115,7435

6 31.549.593.407 0,4323 13.638.889.229,8461 0,075673 1.032.095.664,6901

7 31.549.593.407 0,3759 11.859.492.161,6913 0,049215 583.664.906,7376

8 31.549.593.407 0,3269 10.284.141.084,7483 0,032008 329.174.787,8406

9 31.549.593.407 0,2843 8.943.962.405,6101 0,020817 186.186.465,3976

10 31.549.593.407 0,2472 7.776.811.490,2104 0,013538 105.282.473,9545

Nilai sisa 0 0,2472 0 0,0135 0

WCI 31.549.593.407 0,2472 7.776.811.490,2104 0,013538 105.282.473,9545

Total NPV1= 165.763.018.459 NPV2= 34.180.444.094

XI-16

IRR = %)15%24(.09434.180.444-8.459165.763.01

8.459165.763.01%15

= 26.34%

Dengan besarnya IRR = 26.34% maka pabrik layak didirikan, karena IRR > bunga

bank (15%).

XII-1

BAB XII

KESIMPULAN

Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

direncanakan akan didirikan di Mbay, Nagekeo, Flores, NTT dengan kapasitas

20000 ton/tahun.

Dari segi rancang bangun peralatan, secara keseluruhan peralatan baik

jenis maupun ukurannya sangat memungkinkan untuk diperoleh dan diadakan

serta mudah dalam pemeliharaannya.

Berdasarkan perhitungan dan analisa ekonomi maka Pra Rencana Pabrik Etanol

dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi ini layak untuk didirikan dengan

pertimbangan sebagai berikut:

- ROI sebelum pajak = 71,96 %

- ROI sesudah pajak = 46,77%

- Pay Out Time (POT) = 1 tahun 8 bulan

- Break Event Point (BEP) = 38,53%

- Internal Rate of Return (IRR) = 26.34%

Dari segi manajemen dengan jumlah karyawan yang ada serta bentuk

peusahaan Peseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi garis dan staff, maka

pembagian tugas dan tanggung jawab dari karyawan akan lebih jelas.

Dengan memperhatikan tinjauan dan pembahasan maka dapat disimpulkan

bahwa “ Pra Rencana Pabrik Etanol dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi “

dapat dilanjutkan pada tahap perancangan.

App A-1

APPENDIKS A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas Produksi = 20.000 ton/thn

Produksi Etanol = 30024

1000000.20

= 2777,7777 kg/jam

Operasi = 300 hari/thn

Basis = 680003,9419 kg/jam

Berat Molekul:

C12H22O11 = 342

(C6H10O5)3 = 486

C12H20O10 = 324

C18H28O14 = 468

C6H12O6 = 180

H2O = 18

H2N.CN.NH2 = 58

CaO = 56

App A-2

1. Pencucian Ubi Kayu

H2O

Ubi kayu kotor Ubi kayu bersih

Kotoran + H2O

Ubi kayu yang dibutuhkan: 680003,9419 kg

Asumsi: Kotoran ubi kayu 10%

Total ubi kayu bersih = Berat ubi kayu x 90%

= 680003,9419 x 90%

= 612003,5477 kg

Kotoran ubi kayu = Berat ubi kayu x 10%

= 680003,9419 x 10%

= 68000,399419 kg

Tabel App.A.1 Neraca massa pencucian ubi kayu


Ubi kayu kotor

H2O

680003,9419

680003,9419

Ubi kayu bersih

Kotoran + H2O

612003,5477

748004,3465

Total 1360007,884 1360007,884

App A-3

2. Mesin Penggiling Ubi Kayu

H2O

Ubi kayu Produk slurry

Asumsi:

Penambahan air 16% ubi kayu (Trubus, 2007)

Komposisi ubi kayu:

Karbohidrat = 34,70%

Protein = 1,20%

Lemak = 0,30%

Air = 62,50%

Ubi kayu yang digunakan 612003,5477 kg

Karbohidrat = 34,70 % x 612003,5477 kg = 212365,2371 kg

Protein = 1,20 % x 612003,5477 kg = 7344,0426 kg

Lemak = 0,30 % x 612003,5477 kg = 1836,0106 kg

Air = 62,50 % x 612003,5477 kg = 382502,2173 kg

Impiuritis = 1,30 % x 612003,5477 kg = 7956,0461 kg

Total Ubi Kayu = 612003,5477 kg

Komposisi Karbohidrat:

Amylosa (C12H20O10) = 27%

Amylopektin (C18H28O14) = 73%

App A-4

Jadi komposisi karbohidrat:

Amylosa (C12H20O10) = 27 % x 212365,2371 kg = 57338,6140 kg

Amylopektin (C18H28O14) = 73 % x 212365,2371 kg = 155026,6231 kg

Penambahan air agar kadar slurry mencapai 16%

Berat kering = 221545,091 kg

H2O sisa = kg091,221545%84

%16

= 42199,0649 kg

Tabel App A.2 Neraca massa mesin giling ubi kayu


Ubi kayu:

- Amylosa

- Amylopektin

- Protein

- Lemak

- Air

- Impiuritis

Air yang ditambahkan

57338,6140

155026,6231

7344,0426

1836,0106

382502,2173

7956,0461

42199,0649

Slurry:

- Amylosa

- Amylopektin

- Protein

- Lemak

- Air

- Impiuritis

57338,6140

155026,6231

7344,0426

1836,0106

424701,2822

7956,0461

Total 654202,6186 Total 654202,6186

App A-5


E. α-amylase

Slurry Slurry

E. α-amylase

Asumsi:

Enzim yang ditambahkan sebesar 0,2143 g setiap berat kering (Prihandana

Rama, dkk. 2007)

Amylase yang terhidrolisis menjadi 17% (Trubus, 2007)

Amylopektin yang terhidrolisis menjadi 17% (Trubus, 2007)

Komposisi Feed Masuk:

Slurry:

- Amylosa = 57338,6140 kg

- Amylopektin = 155026,6231 kg

- Protein = 7344,0426 kg

- Lemak = 1836,0106 kg

- Air = 424701,2822 kg

= 646246,0496 kg

Reaksi I : C12H20O10 + H2O C12H22O11

Amylosa Maltosa

Amylosa yang bereaksi = 17,0324

57338,6140 kg = 30,0851 K.mol

Air yang bereaksi = 30,0851 x 18 = 541,5318 kg

Maltosa yang terbentuk = 30,0851 x 342 =10289,1042 kg

T = 900C

App A-6

Amylosa sisa = 57338,6140 x 0,83 = 47591,0496 kg

Reaksi II: C18H28O14 + H2O (C6H10O5)3

Amylopektin Dextrin

Amylopektin yang bereaksi = 17,0468

1155026,623 kg = 56,3131 K.mol

Air yang bereaksi = 56,3131 x 18 = 1013,6358 kg

Dextrin yang terbentuk = 56,3131 x 486 = 27368,1666 kg

Amylopektin sisa = 155026,6231 x 0,83 = 128672,0972 kg

Jumlah sisa H2O = 424701,2822 kg – (H2O reaksi I + H2O reaksi II)

= 424701,2822 kg – (541,5318 kg + 1013,6358 kg)

= 424701,2822 kg – 1555,1676 kg

= 423146,1146 kg

Enzim yang ditambahkan 0,2143 g setiap berat kering (Prihandana Rama,

dkk. 2007)

= ingberat ker1000

2143,0

= kg 221545,0911000

2143,0

= 47,4771 kg

App A-7

Tabel App A.3 Neraca massa reaktor liquifikasi


Slurry:

- Amylosa

- Amylopektin

- Protein

- Lemak

- Air

Enzim:

- E.α-amylase

57338,6140

155026,6231

7344,0426

1836,0106

424701,2822

= 646246,5725

47,4771

Slurry:

- Amylosa sisa

- Amylopektin sisa

- C12H22O11

- (C6H10O5)3

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

47591,0496

128672,0972

10289,1042

27368,1666

7344,0426

1836,0106

423146,1146

47,4771

Total 646294,0496 Total 646294,0496


E. Glukoamylase

Slurry Slurry

E.α-amylase E. Glukoamylase

App A-8

Asumsi:


dkk. 2007)

Maltosa yang terhidrolisa menjadi 96% (Prihandana Rama, dkk. 2007)

Dextrin yang terhidrolisis menjadi 98% (Prihandana Rama, dkk. 2007)


Slurry:

- C12H22O11 = 10289,1042 kg

- (C6H10O5)3 = 27368,1666 kg

- Protein = 7344,0426 kg

- Lemak = 1836,0106 kg

- Air = 423146,1146 kg

- E.α-amylase = 47,4771kg

= 470030,9157 kg

Reaksi I : C12H22O11 + H2O 2 (C6H12O6)

Maltosa mula-mula = 1342

10289,1042 kg = 30,0851 kmol

Maltosa yang bereaksi = 30,0851 x 0,96 = 28,8817 kg

= 28,8817 x 342 = 9877,5414 kg

Maltosa sisa = Maltosa mula-mula – Maltosa yang bereaksi

= 10289,1042 kg – 9877,5414 kg

= 411,5628 kg

Air yang bereaksi = Maltosa yang bereaksi x BM H2O

= 30,0851 x 18 = 541,5318 kg

App A-9

Glukosa yang terbentuk = Maltosa yang bereaksi x 2

= 30,0851 x 2 = 60,1702 K.mol

= 60,1702 x 180 = 10830,636 kg

Reaksi II: (C6H10O5)3 + 3 H2O 3 (C6H12O6)

Dextrin Glukosa

Dextrin yang bereaksi = 98,0486

27368,1666 kg = 55,1868 K.mol

Air yang bereaksi = 55,1868 x 3 = 165,5604 K.mol

= 165,5604 x 18 = 2980,0872 kg

Dextrin sisa = 27368,1666 kg x 0,02 = 547,3633 kg

Glukosa yang terbentuk = 55,1868 x 3 = 165,5604 K.mol

= 165,5604 x 180 = 29800,872 kg

Jumlah sisa H2O = H2O mula-mula – (H2O reaksi I + H2O reaksi II)

= 423146,1146 kg – (541,5318 kg + 2980,0872 kg)

= 423146,1146 kg – 3521,619 kg

= 419624,381 kg


dkk. 2007)

= ingberat ker1000

1216,0

= kg8011,468841000

1216,0

= 5,7012 kg

App A-10

Tabel App A.4 Neraca massa reaktor sakarifikasi awal


Slurry:

- C12H22O11

- (C6H10O5)3

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

Enzim:

- E.glukoamylase

10289,1042

27368,1666

7344,0426

1836,0106

423146,1146

47,4771

= 470030,9157

5,7012

Slurry:

- (C6H10O5)3 sisa

- C12H22O11

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

541,5318

411,5628

40631,508

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

Total 470036,6169 Total 470036,6169

5. Reaktor Sakarifikasi Lanjutan

NPK + Ragi H2N.CN.NH2

CO2

Slurry Slurry + C2H5OH

H2N.CN.NH2

NPK + Ragi

App A-11

Asumsi:

Ragi yang dibutuhkan sebanyak 0,14 g/ltr (Prihandana Rama, dkk. 2007)

NPK yang dibutuhkan sebanyak 2 g/ltr (Prihandana Rama, dkk. 2007)

H2N.CN.NH2 yang dibutuhkan sebanyak 9,29 g/ltr (Prihandana Rama, dkk.

2007)

Glukosa dikonversi 18% (Trubus, 2007)

Untuk penambahan ragi, NPK dan urea, maka:

Penambahan Ragi

= 14,01000

1213,50412 kg

= 7,0577 kg

Penambahan NPK

= 21000

1213,50412 kg

= 100,8242 kg

Penambahan Urea

= 29,91000

1213,50412 kg

= 468,3286 kg

App A-12


Slurry:

- C12H22O11 = 411,5628 kg

- C6H12O6 = 40631,508 kg

- Protein = 7344,0426 kg

- Lemak = 1836,0106 kg

- Air = 419624,381 kg

- E.α-amylase = 47,4771 kg

- E.glukoamylase = 5,7012 kg

= 469900,7979 kg


Yeast saccharomyces cereviseae

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2

Glukosa Etanol

Glukosa mula-mula = 18,0180

40631,508 kg= 40,6315 K.mol

Etanol yang terbentuk = 40,6315 x 46 = 1869,049 K.mol

= 1869,049 x 2 = 3738,098 kg

CO2 yang terbentuk = 40,6315 x 44 = 1787,786 kg

= 1787,786 x 2 = 3575,572 kg

Glukosa sisa = 40631,508 x 0,82 = 33317,8366 kg

App A-13

Tabel App A.5 Neraca massa sakarifikasi lanjutan


Slurry:

- C12H22O11

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

Nutrient:

- H2N.CN.NH2

- NPK

- Ragi

411,5628

40631,508

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

= 469900,7979

468,3286

100,8242

7,0577

= 576,2105

Slurry:

- C12H22O11

- C2H5OH

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

- H2N.CN.NH2

- NPK

- Ragi

Gas:

CO2

411,5628

3738,098

33317,8366

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

468,3286

100,8242

7,0577

= 466901,435

3575,572

Total 470477,0084 Total 470477,0084

Kehilangan pada reaktor sakarifikasi lanjutan: CO2 = 3575,572 kg

App A-14

6. Pemisahan Serat

Feed Cairan

Cake

Asumsi: Liquid terikut solid sebesar 60%

Liquid:

C12O22H11 = 411,5628 kg

C6H12O6 = 33317,8366 kg

C2H5OH = 3738,098 kg

Air = 419624,381 kg

= 457091,8784 kg

Solid:

H2N.CN.NH2 = 468,3286 kg

E.α-amylase = 47,4771kg

E.glukoamylase = 5,7012 kg

NPK = 100,8242 kg

Ragi = 7,0577 kg

Protein = 7344,0426 kg

Lemak = 1836,0106 kg

= 9809,442 kg

RVF

App A-15

Liquid terikut solid 60%:

C6H12O6 = 33317,8366 kg x 60 % = 19990,7019 kg

C12O22H11 = 411,5628 kg x 60 % = 246,9377 kg

Air = 419624,381 kg x 60 % = 251774,6286 kg

= 271012.2682 kg

Liquid yang ikut terpisah:

C6H12O6 = 33317,8366 kg - 19990,7019 = 13327,1347 kg

C12O22H11 = 411,5628 kg - 246,9377 = 164,6251 kg

Air = 419624,381 kg – 251774,6286 = 167849,7524 kg

= 181341,5122 kg

Tabel App A.6 Neraca massa pemisahan serat


Slurry:

- C12H22O11

- C2H5OH

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

- H2N.CN.NH2

- NPK

411,5628

3738,098

33317,8366

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

468,3286

100,8242

Cake:

- E.α-amylase

- E.glukoamylas

H2N.CN.NH2

- Protein

- Lemak

- C12H22O11

- C6H12O6

- Air

- NPK

- Ragi

47,4771

5,7012

468,3286

7344,0426

1836,0106

246,9377

19990,7019

251774,6286

100,8242

7,0577

App A-16

- Ragi 7,0577

Bahan terpisah:

- C2H5OH

- Air

- C12H22O11

- C6H12O6

= 281839,7108

3738,098

167849,7524

164,6251

13327,1347

= 185079,6102

Total 466901,3204 Total 466901,3204

7. Decanter

C6H12O6 C2H5OH

C2H5OH Air

Air C12H22O11

C12H22O11 Cake C6H12O6

Feed masuk:

C2H5OH = 3738,098 kg

Air = 167849,7524 kg

C12H22O11 = 164,6251 kg

C6H12O6 =13327,1347 kg

= 185079,6102 kg

App A-17

Air yang dipisahkan = 88% dari air yang masuk

= 88% x 167849,7524 kg

= 147707,7821 kg

C6H12O6 yang dipisahkan = 80% dari glukosa yang masuk

= 80% x 13327,1347 kg

= 10661,7078 kg

C12H22O11 yang dipisahkan = 80% dari maltosa yang masuk

= 80% x 164,6251 kg

= 131,7001 kg

Bahan yang masuk destilasi:

Air = 167849,7524 kg - 147707,7821 kg = 20141,9703 kg

C12H22O11 = 164,6251 kg - 131,7001 kg = 32,925 kg

C6H12O6 =13327,1347 kg -10661,7078 kg = 2665,4269 kg

Tabel App A.7 Neraca massa decanter


C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

167849,7524

164,6251

13327,1347

Ke distilasi:

- C2H5OH

- Air

- C12H22O11

- C6H12O6

Cake:

3738,098

20141,9703

32,925

2665,4269

= 26578,4202

App A-18

- Air

- C12H22O11

- C6H12O6

147707,7821

131,7001

10661,7078

= 158501,19

Total 185079,6102 Total 185079,6102

8. Distilasi

C2H5OH, Air

C6H12O6

C2H5OH

Air

C12H22O11

C2H5OH, Air, C12H22O11,C6H12O6

Asumsi:

Distilat: 95% etanol dan 5% air

Tabel App A.8 Komposisi feed masuk

Masuk Kg Mol Fraski Mol

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

20141,9703

32,925

2665,4269

81,263

1118,9984

0,0963

14,8079

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

Total 26578,4202 1215,1656 1

App A-19

XF = 0,0669

XD = )18/05,0()46/95,0(

46/95,0 = 0,8834

XB = )34205,0()18015,0()18/45,0()46/35,0(

46/35,0 = 0,2263

F = D + B

1215,1656 + B

F x XF = D x XD + B x XB

(1215,1656 x 0,0669) = (1215,1656 x B)( 0,8834) + (B x 0,2263)

81,2946 = 1073,4773 – 0,8834 B + 0,2263B

0,7765 B = 995,4674

B = 1281,9928

D = B – F

= 1281,9928 - 1215,1656 = 66,8272 kgmol

Komposisi distilat

C2H5OH = XD x D

= 0,8834 x 66,8272

= 2715,6153 kg

Air = 8272,66)18/05,0()46/95,0(

)18/05,0(

= 142,6104 kg

C12H22O11 = )34205,0()18015,0()18/45,0()46/35,0(

342/05,0x 66,8272

= 0,2909 kg

App A-20

C6H12O6 = )34205,0()18015,0()18/45,0()46/35,0(

180/15,0 x 66,8272

= 1,6580 kg

Komposisi Bottom

Sisa C2H5OH = 3738,098 – 2715,6153 = 1022,4827 kg

Sisa Air = 20141,9703 – 142,6104 = 19999,3599 kg

C12H22O11 = 32,925 - 0,2909 = 32,6341 kg

C6H12O6 = 2665,4269 - 1,6580 = 2663,7689 kg

Tabel App A.9 Neraca massa destilasi


C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

20141,9703

32,925

2665,4269

Distilat::

- C2H5OH

- Air

Bottom:

- C2H5OH

- H2O

- C12H22O11

- C6H12O6

2715,6153

142,6104

= 2858,2257

1022,4827

19999,3599

32,6341

2663,7689

= 23718,2456

Total 26578,4202 Total 26578,4202

App A-21

Menghitung Bubble Point and Dew point

Rumus Untuk Menghitung Bubble Point:

Perhitungan buble point untuk feed dengan menggunakan sistem multi

komponen yang diketahui feed terdiri dari dua komponen. Perhitungan

dilakukan dengan cara mencari masing-masing komponen feed. Perhitungan

dilakukan dengan mengasumsikan harga Pisat

pertama 760 mmHg. Dengan

tryal dan ereor dari nilai Tisat

yang tepat untuk mencari Pisat

baru dengan

menggunakan persamaan antoine:

ln P = CT

BA ..............................................................(1)

Dimana:

A,B,C = konstanta antoine untuk masing-masing komponen.

Nilai Pisat

yang didapat, digunakan untuk mencari harga P dengan persamaan

(Matthew Van Winkle ):

asumsiPi

baruPiP

sat

sat

........................................................... (2)

21 PPPi ................................................................ (3)

2211 PXPXPt ........................................................ (4)

2211 PXPX

XiPiYi ....................................................... (5)

0,1Pi

YiPtyi …………………………………. (6)

App A-22

Rumus Untuk Menghitung Dew Point:

Perhitungan dew point untuk feed dengan menggunakan sistem multi

komponen yang diketahui feed yang terdiri dari dua komponen yang sama

pada perhitungan buble point,hanya simbol untuk masing-masing fraksi

komponen adalah Xi:

0,1XiPixi .......................................................(7)

Perhitungan Bubble Point:

Asumsi P = 1520 mmHg

Temperatur = 99,910C



C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

20141,9703

32,925

2665,4269

81,263

1118,9984

0,0963

14,8079

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

Total 26578,4202 1215,1656 1

App A-23

Tabel App A.11 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 99,860C

Komponen Xi Pi sat

P(Pi baru/

Pi asumsi) 3311 ... PXPX

XiPiYi Xi .Yi Pi . Xi

Etanol

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

3421,508416

1560,174027

29,81086427

464,5039867

2,250992379

1,026430281

0,0196124107

0,3055947281

0,076579607

0,8970851305

3,343204432

0,0263255099

0,002619

0,788179

0,1864043

0,0227978

117,0155878

1370,7689

0,0149054321

40,22604525

Total 1 1 1520,000



Tabel App A.12 Komposisi distilat

Komponen Kg Mol Fraksi Mol

Etanol

Air

2715,6153

142,6104

59,0351

7,9228

0,8817

0,1183

Total 2858,2257 66,9579 1

Tabel App A.13 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 50 0

C

Komponen Xi Pi sat

P(Pi baru/



Etanol

Air

0,8817

0,1183

1625,58508

725,357916

1,06946386

0,47720916

0,9464150008

0,0535849996

0,839849

0,0160151

1442,544201

81,67530132

Total 1 1 1520,000

App A-24


Temperatur = 500C

Tabel App A.14 Komposisi bottom

Masuk Kg Mol Fraksi Mol

Etanol

Air

C12H22O11

C6H12O6

1022,4827

19999,3599

32,6341

2663,7689

22,2279

1111,0756

0,09542

14,7987

0,0194

0,9677

0,00008

0,0129

Total 23718,2456 1148,19762 1

Tabel App A.15 Asumsi P = 1520 mmHg , temperatur 98,785 0

C

Komponen Xi Pi sat

P(Pi baru/



Etanol

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0194

0,9677

0,00008

0,0129

3474,06779

1585,61117

471,255272

484,584424

2,285570914

1,043165245

0,310036363

0,318805542

0,024173362

0,9520690071

0,0001546747

0,0236029565

0,00025

0,99799854

0,00000007

0,00175139

36,82511857

1450,358454

0,235627636

35,95616427

Total 1 1 1520,000

Perhitungan dew Point:



App A-25


Masuk Kg Mol Fraksi Mol

Etanol

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

20141,9703

32,925

2665,4269

81,263

1118,9984

0,0963

14,8079

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

Total 26578,4202 1215,1656 1


Komponen Xi Pi sat

P(Pi baru/



Etanol

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

3411,074693

1556,255991

29,70241928

460,7580878

2,244128088

1,023852626

0,0195410653

0,3031303209

0,007655674

0,8972537223

3,264814978

0,0261168337

0,0002618

0,7883271

0,2097494

0,0022617

116,6587545

1367,326514

0,0148512096

39,9016504

Total 1 1 1520,000



Tabel App A.18 Komposisi distilat


Etanol

Air

2715,6153

142,6104

59,0351

7,9228

0,8817

0,1183

Total 2858,2257 66,9579 1

App A-26


Komponen Xi Pi sat

P(Pi baru/



Etanol

Air

0,8817

0,1183

1626,719908

725,879926

1,070210466

0,477552583

0,9464139066

0,053586092

0,8398477

0,1601523

1443,551246

81,73407969

Total 1 1 1520,000



Tabel App A.20 Komposisi bottom


Etanol

Air

C12H22O11

C6H12O6

1022,4827

19999,3599

32,6341

2663,7689

22,2279

1111,0756

0,09542

14,7987

0,0194

0,9677

0,00008

0,0129

Total 23718,2456 1148,19762 1

App A-27


Komponen Xi Pi sat

P(Pi baru/



Etanol

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0194

0,9677

0,00008

0,0129

3474,06779

1585,61117

471,255272

484,584424

2,285570914

1,043165245

0,310036363

0,318805542

0,024173362

0,9520690071

0,0001546747

0,0236029565

0,00025

0,99799854

0,00000007

0,00175139

36,82511857

1450,358454

0,235627636

35,95616427

Total 1 1 1520,000

9. Dehidrasi

CaO

C

C2H5OH A

Air B

Produk

Asumsi:

Diharapkan produk bawah 99,5% etanol


C2H5OH = 2715,6153 kg

Air = 142,6104 kg

= 2858,2257 kg

App A-28


CaO + H2O Ca(OH)2

H2O semua = 05,018

142,6104 kg = 4,486 K.mol

= 4,486 x 18 = 80,748 kg

CaO yang bereaksi = 7,9228 x 56 = 443,6768 kg

Ca(OH)2 yang terbentuk = 7,9228 x 74 = 586,2872 kg

Jumlah sisa H2O = H2O mula-mula – H2O reaksi

= 142,6104 kg – 80,748 kg

= 62,1624 kg

Neraca massa total:

A = B + C

A = C2H5OH + Ca(OH)2

= 2715,6153 kg + 586,2872 kg

= 3301,9025 kg

Neraca massa C2H5OH:

A . X. C2H5OH = B . X C2H5OH + C . X C2H5OH

3301,9025 kg x 0,995 = B x 1+ C x 0

B = 3301,9025 x 0,995

= 3285,3928 kg

A = B + C

C = A – B

= 3301,9025 kg – 3285,3928 kg

= 16,5097 kg

App A-29

Tabel App A.22 Neraca massa dehidrasi


C2H5OH

Air

CaO

2715,6153

142,6104

443,6768

Produk:

C2H5OH

Air

Air

Ca(OH)2

CaO ekses

2715,6153

62,1624

= 2777,7777

80,748

16,5097

427,1671

= 524,4248

Total 3301,9025 Total 3301,9025

App B-1

APPENDIKS B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Kapasitas Produksi = 20.000 ton/thn

Produksi Etanol = 30024

1000000.20

= 2777,7777 kg/jam

Satuan = Kcal

Suhu refrensi = 25 0C – 298,15 K.

Data Cp air pada suhu 30 0C diambil pada Geankoplis fig.A.3-5 hlm 879.

Data Cp komponen diambil dari Perry edisi VI tabel 3-181 dan Hougen 1954

C12H22O11 = 0,572 kal/kg 0C

(C6H10O5)3 = 0,417 kal/kg 0C

C12H20O10 = 0,317 kal/kg 0C

C18H28O14 = 0,348 kal/kg 0C

C6H12O6 = 0,277 kal/kg 0C

CaO = 45,255 kal/kg 0C

H2O = 1 kal/kg 0C

Protein = 0,528 kal/kg 0C

Lemak = 0,498 kal/kg 0C

App B-2

1. Tangki Liquifikasi

α-Amylase (300C) T= 90

0C

1= 300C 2= 90

0C

Reaksi yang terjadi adalah:

fprodukf ),( (reaktan) dari buku Hougen 1954, hlm 307

Reaksi I : C12H20O10 + H2O C12H22O11

Amylosa Maltosa

R = fprodukf )( (reaktan)

= ))085,303174,68()6568,1671,1350(()0851,309,1348(

= 183716,3185 kal/mol

Reaksi II : C18H28O14 + H2O (C6H10O5)3

Amylopektin Dextrin


= )3131,563174,68()2535,3312697(3131,564108

= 658209,3101 kal/mol

Total Rv = R 1 + R 2

= 183716,3185 + 658209,3101

= 841925,6286 kal/mol

T= 900C

App B-3

Neraca Panas Total = 1 + R + Qs = 2 + Qloss

Dimana: 1 = Panas yang terkandung dalam bahan masuk

2 = Panas yang terkandung dalam bahan keluar

R = Panas reaksi

Qloss = Panas yang hilang

Suhu enzim α-Amylase masuk 30 0C

Perhitungan entalpi tiap komponen masuk berdasarkan persamaan:

= m x Cp x

Tabel App B.1 Panas bahan yang masuk 300C

Komponen Kg Cp(Kcal/kg

0C)

(0C) (Kcal)

Slurry:

- Amylosa

- Amylopektin

- Protein

- Lemak

- Air

57338,6140

155026,6231

7344,0426

1836,0106

424701,2822

0, 317

0,348

0,528

0,498

1

5

5

5

5

5

90881,7032

269746,3242

19388,2725

4571,6664

2123506,411

Total 646246,0496 2503980,377

Tabel App B.2 Panas bahan masuk 300C

Komponen Kg Cp(Kcal/kg 0C) (

0C) (Kcal)

E.α-amylase 47,4771 0,28 5 66,4679

Total 47,4771 66,4679

App B-4

Tabel App B.3 Komposisi bahan yang keluar dari tangki liquifikasi

Komponen Kg Cp(Kcal/kg 0C) % Berat

Slurry:

- C12H22O11

- (C6H10O5)3

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

10289,1042

27368,1666

7344,0426

1836,0106

423146,1146

47,4771

0, 317

0,348

0,528

0,498

1

0,28

0,0219

0,0582

0,0156

0,0039

0,9003

0,0001

Total 470030,9157 1

Cp Campuran = (0,0219 x 0,317) + (0,0582 x 0,348) + (0,0156 x 0,528) + (0,0039

x 0,498) + (0,9003 x 1) + (0,0001 x 0,28)

= 0,9377 (Kcal/kg 0C)

Menghitung R Pada 900C

R = Rv + (m .Cp . )

= 841925,6286 + (470030,9157 x 0,9377 x 65)

= 27286805,01 kcal

App B-5

Tabel App B.4 Panas bahan yang keluar 900C


0C) (Kcal)

Slurry:

- Amylosa

- Amylopektin

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

10289,1042

27368,1666

7344,0426

1836,0106

423146,1146

47,4771

0, 317

0,348

0,528

0,498

1

0,28

65

65

65

65

65

65

212006,992

619067,9285

252047,542

59431,6631

27504497,45

864,0832

Total 470030,9157 28647915,66

Menghitung Panas Yang Dibawah Oleh Steam

Dipakai steam jenuh 1200C

steam = kcalkj

kgkj

/1840,4

/2706 = 646,749522 kcal/kg

Qs = m .

= 646,749522 kcal/kg x m

Menghitung Kebutuhan Steam

1 + Qs = 2

2503980,377 + (646,749522 x m) = 28647915,66

646,749522 m = 26143935,28

m = 749522,646

28,26143935

App B-6

= 40423,5866 kg/jam

Maka: Qs = m .

= 40423,5866 kg/jam x 646,749522

= 26143935,28 kcal

Menghitung Panas Yang Hilang (Qloss)

Qloss = 5 % x Qs

= 0,05 x 26143935,28

= 1307196,764 kcal

2 = 1 + R + Qs - Qloss

= 2503980,377 + 27286805,01 + 26143935,28 – 1307196,764

= 54627523,9 kcal

Tabel App B.5 Neraca panas liquifikasi


1 = 2503980,377

R = 27286805,01

Qs = 26143935,28

2 = 54627523,9

Qloss = 1307196,764

Total = 55934720,67 Total = 55934720,67

2. Tangki Sakarifikasi Awal

Glukoamylase

1 900C 2 60

0C T= 60

0C

App B-7

Neraca Panas Total = 1 + 2 + R = 3 + 4

Dimana:

1 = Panas yang terkandung dalam bahan masuk (900C)

2 = Panas yang dibawah air pendingin (300C)

3 = Panas bahan yang keluar (600C)

4 = Panas yang diserap air pendingin (600C)

R = Panas reaksi

Menghitung Panas Dalam Bahan Masuk ( 1)

Tabel App B.6 Entalpi media masuk (900C)


0C) (Kcal)

Slurry:

- C12H22O11

- (C6H10O5)3

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

10289,1042

27368,1666

7344,0426

1836,0106

423146,1146

47,4771

0, 317

0,348

0,528

0,498

1

0,28

65

65

65

65

65

65

212006,992

619067,9285

252047,542

59431,6631

27504497,45

864,0832

Total 470030,9157 28647915,66

Tabel App B.7 Entalpi panas bahan masuk (900C)

Komponen Kg Cp(Kcal/kg 0C (

0C) (Kcal)

E.Glukoamylase 5,7012 0,286 65 105,9851

App B-8

Total 5,7012 105,9851

Menghitung Panas Reaksi ( R )

Reaksi yang terjadi adalah:

Reaksi I : C12H22O11 + H2O 2 (C6H12O6)

Maltosa Glukosa



= )0851,303174,68()8817.289,1348(1702,60673

= - 3591,3553 kal/mol

Reaksi II : (C6H10O5)3 + 3 H2O 3 (C6H12O6)

Dextrin Glukosa


= )5604,1653174,68()3131,564108(5604,165673

= - 118624,2421 kal/mol

Total Rv = R 1 + R 2

= (-3591,3553) + (-118624,2421)

= - 122215,5974 kal/mol

App B-9

Tabel App B.8 Komponen bahan yang keluar dari tangki sakarifikasi awal

Komponen Kg Cp(Kcal/kg 0C % Berat

Slurry:

- C12H22O11

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

411,5628

40631,508

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

0,572

0,277

0,518

0,498

1

0,28

0,286

0,0009

0,0865

0,0156

0,0039

0,8930

0,0001

0,00001

Total 469900,7979 1

Cp Campuran = (0,0009 x 0,572) + (0,0865 x 0,277) + (0,0156 x 0,518) +

(0,0039 x 0,498) + (0,8930 x 1) + (0,0001 x 0,28) + (0,00001x

0,286)

= 0,9275 Kcal/kg 0C

Menghitung R Pada 600C

R = Rv + (m .Cp . )

= - 122215,5974 + (469900,7979 x 0,9275 x 35)

= 15131939,05 kcal

App B-10

Tabel App B.9 Entalpi bahan keluar dari tangki sakarifikasi awal (600C)


0C) (Kcal)

Slurry:

- C12H22O11

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

411,5628

40631,508

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

0,572

0,277

0,518

0,498

1

0,28

0,286

35

35

35

35

35

35

35

8239,4873

393922,4701

133147,4923

32001,6648

14686853,34

465,2756

57,0690

Total 469900,7979 15254686,8

Menghitung Panas Yang Dibawah Oleh Air Pendingin ( 2 )

2 = m x Cp x

= m x 1 Kcal/kg 0C x (30 - 25)

0C

= 5 m

Menghitung Panas Yang Diserap Oleh Air Pendingin ( 4 )

4 = m x Cp x

= m x 1 Kcal/kg 0C x (60 - 25)

0C

= 35 m

App B-11

Menghitung Kebutuhan Air Pendingin

1 + 2 + R = 3 + 4

28647915,66 + 5 m + 15131939,05 = 15254686,8 + 35 m

30 m = 28525167,91

m = 30

128525167,9

m = 950838,9303 kg/jam

Maka 2 = 5 m = 5 x 950838,9303 = 4754194,652 kcal

4 = 35 m = 35 x 950838,9303 = 33279362,56 kcal

Tabel App B.10 Neraca panas tangki sakarifikasi awal


1 = 28647915,66

2 = 4754194,652

R = 15131939,05

3 = 15254686,8

4 = 33279362,56

Total = 48534049,36 Total = 48534049,36

3. Tangki Sakarifikasi Lanjut

1 600C 2 32

0C

T = 320C

App B-12

Neraca Panas Total = 1 + R = 2

Dimana:



R = Panas reaksi

Tabel App B.11 Menghitung panas dalam bahan masuk pada suhu 600C ( 1)


0C) (Kcal)

Slurry:

- C12H22O11

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

411,5628

40631,508

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

0,572

0,277

0,518

0,498

1

0,28

0,286

35

35

35

35

35

35

35

8239,4873

393922,4701

133147,4923

32001,6648

14686853,34

465,2756

57,0690

Total 469900,7979 15254686,8

Menghitung Cp dari:

(CH4N2O):

Cp = (1 x 1,8) + (4 x 2,3) + (2 x 6,2) + (1 x 4,0)

= 1,8 + 9,2 + 12,4 + 4,0

App B-13

= 27,4

NPK:

N Urea = 27,4

P (H3PO4) = (3 x 2,3) + (1 x 5,4) + (4 x 4,0)

= 6,9 + 5,4 + 16

= 28,3

K (KCI) = (1 x 6,2) + (1 x 6,2)

= 12,4

Cp urea = fraksi massa x Cp komponen

= 4,27100

1218,17

= 4,6914

Cp NPK = Fraksi massa x Cp komponen

= 1,68100

6861,3

= 2,5102

Cp ragi = 2,6100

5318,13

= 0,8389

App B-14

Tabel App B.12 Entalpi panas bahan masuk pada suhu 60 0C

Komponen Kg Cp (Kcal/kg 0C) T (

0C) (Kcal)

Nutrient:

- NPK

- Urea

- Ragi

468,3286

100,8242

7,0577

2,5102

4,6914

0,8389

35

35

35

41145,9458

2960,3497

1158,8673

Total 576,2105 45265,1628


Yeast saccharomyces cereviseae

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2

Glukosa Etanol


vR = fprodukf )( (reaktan)

= 7306,225673)6361,67()263,8170,326(

= 125435,7078 kal/mol

Tabel App B.13 Komponen bahan yang keluar dari tangki sakarifikasi lanjut

Komponen Kg Cp (Kcal/kg 0C) % Berat

Slurry:

- C12H22O11

- C2H5OH

411,5628

3738,098

0,572

0,88

0,0009

0,008

App B-15

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

- H2N.CN.NH2

- NPK

- Ragi

33317,8366

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

468,3286

100,8242

7,0577

0,277

0,518

0,498

1

0,28

0,286

2,5102

4,6914

0,8389

0,0714

0,0157

0,0039

0,8987

0,0001

0,00001

0,001

0,0002

0,00001

Total 466901,435 1

Cp campuran = (0,0009 x 0,572) + (0,008 x 0,88) + (0,277 x 0,0714) +

(0,0157 x 0,518) + (0,0039 x 0,498) + (0,8987 x 1) + (0,0001

x 0,28) + (0,00001 x 0,286) + (0,001 x 2,5102) + (0,0002 x

4,6984) + (0,00001 x 0,8389)

= 0,9396 Kcal/kg 0C

R = Rv + (m .Cp . )

= 125435,7078 + (466901,435 x 0,9396 x 35)

= 15479956,3 kcal

Tabel App B.14 Menghitung panas dalam bahan keluar pada suhu 320C ( 2 )


0C) (Kcal)

Slurry:

- C12H22O11

411,5628

0,572

7

1647,8975

App B-16

- C2H5OH

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

- H2N.CN.NH2

- NPK

- Ragi

3738,098

33317,8366

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

468,3286

100,8242

7,0577

0,88

0,277

0,518

0,498

1

0,28

0,286

2,5102

4,6914

0,8389

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

23026,6837

64603,2852

26629,4985

6400,3329

2937370,667

93,0551

11,4138

8229,1892

3311,0466

41,4449

Total 466901,435 3071364,514

Tabel App B.15 Neraca Panas Sakarifikasi Lanjut


1 = 15254686,8

R = 15479956,3

2 = 3071364,514

Total = 3071364,514 Total = 3071364,514


Air Pencucian

1 320C 2 30

0C

T = 300C

App B-17

Air

Neraca Panas Total = 1 = 2+ 3

Dimana:



3 = Panas yang diserap oleh air

Tabel App B.16 Komponen bahan yang masuk pada suhu 32 0C


0C) (Kcal)

Slurry:

- C12H22O11

- C2H5OH

- C6H12O6

- Protein

- Lemak

- Air

- E.α-amylase

- E.glukoamylase

- H2N.CN.NH2

- NPK

- Ragi

411,5628

3738,098

33317,8366

7344,0426

1836,0106

419624,381

47,4771

5,7012

468,3286

100,8242

7,0577

0,572

0,88

0,277

0,518

0,498

1

0,28

0,286

2,5102

4,6914

0,8389

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

1647,8975

23026,6837

64603,2852

26629,4985

6400,3329

2937370,667

93,0551

11,4138

8229,1892

3311,0466

41,4449

Total 466901,435 3071364,514

App B-18

Tabel App B.17 Menghitung panas bahan yang keluar 300C ( 2 )


0C) (Kcal)

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

167849,7524

164,6251

13327,1347

0,88

1

0,572

0,277

5

5

5

5

16447,6312

839248,762

470,8278

18458,0816

Total 185079,6102 874625,3026

Menghitung Panas Yang Diserap Oleh Air ( 3 )

3 = m x Cp x

= m x 1 Kcal/kg 0C x (30-25)

0C

= 5 m

Menghitung Kebutuhan Air Pencuci

1 = 2 + 3

3071364,514 = 874625,3026 + 5 m

5 m = 2196739,211

m = 5

12196739,21

m = 439347,8423 kg/jam

Maka 3 = 5 m = 5 x 439347,8423 = 2196739,211 kcal

App B-19

Tabel App B.18 Neraca panas total


1 = 3071364,514

2 = 874625,3026

3 = 2196739,211

Total = 3071364,514 Total = 3071364,514

5. Distilasi

Dimana:

f = Panas yang dibawah feed masuk kolom distilat (98,7850C)

v = Panas yang dibawah uap masuk ke kondensor (89,520C)

L = Panas yang terbawah refluks masuk ke distilat

App B-20

D = Panas yang terbawah liquid ke akumulator (80,870C)

s = Panas yang terbawah liquid masuk ke reboiler

R = Panas yang terbawah uap masuk distilasi dari reboiler

B = Panas yang dibawah produk bottom keluar dari

reboiler (250C)

Qc = Panas yang diserap air pendingin

Qs = Panas yang diberikan oleh steam (1200C)

Qloss = Panas yang hilang

Tabel App B.19 Entalpi bahan yang masuk pada suhu 30 0C


0C) (Kcal)

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

167849,7524

164,6251

13327,1347

0,88

1

0,572

0,277

5

5

5

5

16447,6312

839248,762

470,8278

18458,0816

Total 185079,6102 874625,3026

Menghitung Refluks Minimum dengan Metode Underwood

Dengan trial suhu yang diperoleh:

- Suhu dew point distilat: 98,7850C

- Suhu bubble point bottom: 250C

Dengan menggunakan persamaan 11.7-19 dan 11.7-20 Geankoplis, maka

harga refluks minimum adalah:

1- q = i

Xifi

App B-21

Untuk liquid jenuh q = 1

Dengan trial and error,maka didapatkan harga = 2,138

Rm + 1 = i

Xidi

Rm + 1 = 6,3848

Rm = 5,3848

R = 1,5 Rm = 1,5 x 5,3848 = 8,0772

89,010772,8

0772,8

1R

R

84,013848,5

3848,5

1Rm

Rm

Menghitung Kecepatan Aliran Uap dan Liquid

1 . Aliran Liquid Untuk Refluks (Lo)

D

LoR

Lo = R x D = 8,0772 x 66,8272 = 539,7767 kg

2 . Aliran Uap Masuk Kondensor (V)

V = (R + 1) x D

= (8,0772 +1) x 66,8272 = 606,6039 kg

3 . Aliran Liquid Masuk Reboiler (L`)

L` = Lo + (q x F)

= 539,7767 + (1 x 1215,1656)

= 1754,9423 kg

4 . Aliran Uap Keluar Reboiler (V`)

V` = V + F (q - 1)

App B-22

= 606,6039 + 1215,1656 (1 - 1)

= 606,6039 kg

Perhitungan Neraca Panas

Menghitung Panas Feed Masuk ( f )

Pada T = 98,7850C

f = 874625,3026 kcal

Tabel App B.20 Komposisi feed masuk


C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

3738,098

20141,9703

32,925

2665,4269

81,263

1118,9984

0,0963

14,8079

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

Total 26578,4202 1215,1656 1

Menghitung Panas Yang Dibawah Uap Masuk Kondensor ( v )

Mv = Xid x V

v = Mv x Hv

Tabel App B.21 Menghitung panas yang dibawah uap masuk kondensor ( v )

Komponen Xid V(kgmol) Mv(kgmol) Hv(Kcal/kgmol) v (Kcal)

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

33931,4632

182832,6928

298,8668

24194,6131

2270,0149

169780,2669

0,0239

294,9323

43,2834

593,5229

0,0511

7,7859

98253,9629

100768476,4

0,00122

2296,3134

App B-23

Total 1 172345,238 100869026,7

Menghitung Panas Yang Dibawah Liquid Sebagai Refluks Masuk Distilasi

( L )

Suhu uap sebagai refluks = 80,87 0C

MI = Xid x Lo

L = MI x Cp x (80,87-25) 0C

Tabel App B.22 Menghitung panas yang dibawah liquid sebagai refluks masuk

distilasi ( L )

Komponen Xid Lo (Kg) MI (Kg) Cp(Kcal/kg0C) T (

0C)

L

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

30193,3652

162690,7225

265,9418

21529,1862

2019,9361

151076,2318

0,02128

262,4408

0,88

1

0,572

0,277

55,87

55,87

55,87

55,87

99311,3703

8440629,071

0,68006

4061,5312

Total 1 153358,63 8544002,653

Menghitung Panas Yang Dibawah Liquid Keluar Kondensor Sebagai

Distilat ( D )

Suhu liquid sebagai distilat: 500C

Md = Xid x (V - Lo)

D = Md x Cp x (50 - 25) 0

C

App B-24

Tabel App B.23 Menghitung panas yang dibawah liquid keluar kondensor sebagai

distilat ( D )

Komponen Xid V-Lo(Kg) Md (Kg) Cp(Kcal/kg0C) T (

0C) D

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0669

0,92861

0,00008

0,01219

3738,098

20141,9703

32,925

2665,4269

250,07876

18704,0350

0,002634

32,49155

0,88

1

0,572

0,277

25

25

25

25

5501,7327

467600,875

0,03767

225,00398

Total 1 18986,60794 473327,8494

Menghitung Panas Yang Dibawah Liquid Masuk Reboiler ( s )

Suhu liquid masuk reboiler: 600C

ML’ = Xib x L

’

s = ML’ x Cp x (60 - 25)

0C

Tabel App B.24 Menghitung panas yang dibawah liquid masuk reboiler ( s )

suhu liquid masuk reboiler: 600C

Komponen Xib L’ (Kg) ML

’ (Kg) Cp(Kcal/kg

0C) T (

0C) s

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0194

0,9677

0,00008

0,0129

31408,5308

163905,8881

1481,1074

22744,3518

609,3255

158611,7279

0,11849

293,4021

0,88

1

0,572

0,277

35

35

35

35

18767,2254

5551410,477

2,37217

2844,5334

Total 1 159514,574 5573024,608

App B-25

Menghitung Panas Yang Dibawah Uap Dari Reboiler Ke Distilasi ( R )

Mv’ = Xib x V

’

R = Mv’ x Hv

Tabel App B.25 Menghitung panas yang dibawah uap dari reboiler ke distilasi

( R ) Mv’ = Xib x V

’

Komponen Xib V’ (Kgmol) Mv

’ (Kgmol) Hv(kcal/kgmol) R

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0194

0,9677

0,00008

0,0129

606,6039

9038,3739

0,87413

134,4143

11,7681

8746,4344

0,0000699

1,73394

14,5385

625,4409

0,00517

8,3375

171,0905

5470377,805

0,00000036

14,4567

Total 1 8759,9365 5470563,352

Menghitung Panas Yang Dibawah Liquid Sebagai Hasil Bottom Dari

Reboiler ( B )

Suhu liquid masuk reboiler: 600C

Mb = Xib x (L’ – V

’)

B = Mb x Cp x (60 - 25) 0

C

Tabel App B.26 Menghitung panas yang dibawah liquid sebagai hasil bottom dari

reboiler ( B )

Komponen Xib L’ – V

’ (Kg) Mb (Kg) Cp(Kcal/kg

0C) T (

0C) B

C2H5OH

Air

C12H22O11

C6H12O6

0,0194

0,9677

0,00008

0,0129

30801,9269

154867,5142

1480,2333

22609,9375

579,55738

149865,2935

0,118419

291,66819

0,88

1

0,572

0,277

35

35

35

35

17850,3673

5145285,273

2,37075

2827,7231

App B-26

Total 1 15736,63749 5165965,734

Menghitung Panas Yang Diserap Air Pendingin (Qc)

v = L + D + Qc

Qc = v - ( L + D )

Qc = 100869026,7 – (8544002,653 + 473327,8494)

Qc = 91851696,2 Kcal

Massa air pendingin yang dibutuhkan:

Qc = m x Cp x

kgCp

Qcm 848,3674067

)2550(1

91851696,2

Menghitung Panas Yang Hilang (Qloss)

Qloss = 5% x (Qs + f )

= 0,05 x (Qs + 874625,3026)

= 0,05 Qs + 43731,26513

Menghitung Panas Yang Diberikan Steam (Qs)

Neraca Panas Total:

f + Qs = D + B + Qc + Qloss

874625,3026 + Qs = 473327,8494 + 5165965,734 + 91851696,2 + 0,05Qs +

43731,26513

0,95 Qs = 96663095,75

Qs = 101750627,1 kcal

Maka, Qloss = 0,05 Qs + 43731,26513

= (0,05 x 101750627,1) + 43731,26513

App B-27

= 5131262,62 kcal

Massa steam yang dibutuhkan:

Qs = m x

m = 6065,1565211840,4/9,2719

1101750627,Qskg

Tabel App B.27 Neraca panas distilasi total


f = 874625,3026

Qs = 101750627,1

D = 473327,8494

B = 5165965,734

Qc = 91851696,2

Qloss = 5131262,62

Total = 102625252,4 Total = 102625252,4

6. Dehidrasi

CaO

1 250C 3 30

0C

Neraca Panas Total = 1 + R = 2

Dimana:



R = Panas reaksi

T =300C

App B-28

Tabel App B.28 Entalpi bahan yang masuk pada suhu 250C

Komponen Kg Cp(Kcal/kg 0C) T (

0C) (Kcal)

Etanol

Air

2715,6153

142,6104

0,88

1

5

5

11948,7073

713,052

Total 2858,2257 12661,7593

Tabel App B.29 Panas bahan yang masuk (1000C)


0C) (Kcal)

CaO 443,6768 45,255 5 100392,9679

Total 443,6768 100392,9679


CaO + H2O Ca(OH)2


vR = fprodukf )( (reaktan)

= )486,43174,68()9228,79,151(9228,7800,235

= - 971,1948 kal/mol

Menghitung Cp:

Ca(OH)2 = (1 x Ca) + (2 x O) + (2 x H)

= (1 x 6,2) + (2 x 4,0) + (2 x 2,3)

= 18,8

App B-29

Cp = Fraksi massa x Cp komponen

= 100

16,5097x 18,8

= 3,104

Tabel App B.30 Komponen bahan hasil reaksi

Komponen Kg Cp(Kcal/kg 0C) % Berat

Ca(OH)2 16,5097 3,104 1

Total 16,5097 1

R = vR + (m.Cp. ) - (m.Cp. ) - (m.Cp. )

= -971,1948 + ((16,5097 x 3,104 x 5) - (443,6768 x 45,255 x 5) -

(142,6104 x 1 x 5)

= - 88023,2275 kcal

Tabel App B.31 Entalpi bahan keluar pada suhu 35 0C ( 2 )


0C) (Kcal)

Etanol

Air

Ca(OH)2

2715,6153

62,1624

16,5097

0,88

1

3,104

10

10

10

23897,4146

621,624

512,4611

Total 2794,2874 25031,4997

App B-30

Tabel App B.32 Neraca panas total

Entalpi Masuk Entalpi Keluar

1 = 113054,7272

R = - 88023,2275

2 = 25031,4997

Total = 25031,4997 Total = 25031,4997

App C-1

APPENDIKS C

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Storage

Fungsi : Menyimpan bahan baku (ubi kayu)

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Semen dan batu bara

Kapasitas bahan baku : 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam

Densitas bahan = 1,017 kg/L

= 1,017 kg/L x 2,2046 lb/kg x 28,317 L/ft3

= 63,4895 lb/ft3

Waktu tinggal = 7 hari (Ulrich,hal 248)

Kecepatan volumetric = Densitas

bahan kapasitas

= 3/4895,63

/69,1499136

ftlb

jamlb

= 23612,35622 ft3/jam

Volume bahan selama 7 hari (168 jam) = 23612,35622 ft3/jam x 168 jam

= 3966875,845 ft3

Volume rongga diperkirakan 5 % dari volume bahan, sehingga:

Volume rongga = 5 % x volume bahan

= 0,05 x 3966875,845 ft3

= 198343,7922 ft3

App C-2

Jadi volume bahan total = volume bahan selama 15 hari + volume rongga

= 3966875,845 ft3

+ 198343,7922 ft3

= 4165219,637 ft3

Volume bahan diperkirakan 80% volume storage, maka:

Volume storage =% 80

lbahan tota volume

= 8,0

74165219,63

= 5206524,546 ft3 = 147432 m

3

Direncanakan:

Tinggi storage (T) = 12 m

Panjang : lebar = 1:1

Volume storage = p x l x t

147432 m3 = 1 x 1 x 13 m

l2 = 11340,92308 m

3

l = 11,3409 m

p = l = 11,3409 m


Volume storage = 147432 m3

Tinggi storage = 12 m

Panjang storage = 11,3409 m

Lebar storage = 11,3409 m

App C-3

2. Belt Conveyor

Fungsi : Mengangkut ubi kayu

Jumlah : 1 buah

Bahan : Rubber (Perry edisi 6 hal 7-8)

Type : Flat belt on flat belt idlers (Perry edisi 6 gbr.7 hal 7-10)

Kapasitas maks : 1 m3/dt (Ulrich,table 4-4 hal 71)

Waktu angkut : 3 menit = 0,05 jam

Lebar : 14 in = 1,1667 ft = 0,36 m

Luas penampang melintang : 0,11 ft2

Panjang = kecepatan volumetric x melintang penampang Luas

angkotWaktu

= 23612,35622 ft3/jam x

211,0

05,0

ft

jam

= 10732,88919 ft

= 303,9232 m

Panjang belt antara 10-50 m (Ulrich, table 4-4 hal 71)

Kecepatan belt = melintang penampang Luas

volumetrickecepatan

= 11,0

/35622,23612 3 jamft

= 214657,7838 ft/jam = 3577,62973 ft/menit

App C-4

Daya untuk menggerakkan belt:

= 0,0027 x kapasitas 0,82

x panjang (Ulrich, table 4-4 hal 71)

= 0,0027 x 1499136,69 lb/jam 0,82

x 10732,88919 ft

= 1553,5168 lb.ft/jam = 1 Hp


Nama alat : Belt conveyor

Type : Flat belt on flat belt idlers

Panjang : 10732,88919 ft

Lebar : 1,1667 ft

Power : 1 Hp

Jumlah : 1 buah

3. Peeler

Fungsi : Mengupas kulit ubi kayu

Bahan konstruksi : Stainless steel

Kapasitas : 680003,9419 kg/jam = 11333,39002 kg/menit

Direncanakan : Tiap mesin terdiri dari 4 peeler

Tiap run = 2 menit

Maka dalam 1 jam pada mesin 1 = (60 menit/ 2 menit) x 10 buah ubi kayu

= 300 buah ubi kayu

Banyaknya mesin yang diperlukan = 300

kg/menit 211333,3900

= 37,77 buah

= 38 buah

App C-5


Kapasitas = 11333,39002 kg/menit


Jumlah mesin = 38 buah

4. Pencucian

Fungsi = Mencuci ubi kayu yang telah dikupas

Massa bahan masuk = 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam

Densitas = 63,4895 lb/ft3

Densitas air = 999,87 kg/m3 = 62,4261 lb/ft

3

Waktu tinggal = 10 menit = 0,17 jam

= 1499136,69 lb/jam x 0,17 jam

= 254870,2373 lb/menit

Direncanakan 6 bak pencuci, maka massa ubi kayu tiap bak:

= 6

lb/menit 3254870,237

= 42478,3729 lb/menit

Massa air pencuci = 680003,9419 kg/jam = 1499136,69 lb/jam

Massa total = (42478,3729 + 254870,2373) lb/menit

= 297348,6102 lb/menit

App C-6

Ρ campuran =

air

air massa

kayu ubi

kayu ubi massa

totalmassa

=

4261,62

3254870,237

4895,63

3254870,237

2297348,610

= 36,7228 lb/ft3

Volume ubi kayu tiap bak = 3lb/ft 63,4895

lb/menit 42478,3729

= 669,0614 ft3/menit

Volume rongga diperkirakan 25% volume ubi kayu tiap bak, sehingga:

Volume rongga = 25% x volume ubi kayu

= 0,25 x 669,0614 ft3/menit

= 167,2654 ft3/menit

Volume total = 3lb/ft 36,7228

lb/menit 2297348,610

= 8097,1116 ft3/menit

Volume liquid = volume total + volume rongga

= 8097,1116 ft3/menit + 167,2654 ft

3/menit

= 8264,377 ft3/menit

Volume liquid = 80% x volume bak

8264,377 ft3/menit = 0,8 x volume bak

Volume bak = 10330,4713 ft3/menit

App C-7

Direncanakan ukuran bak pencuci:

Panjang = 2 x

Lebar = x

Tinggi = 1,5 x

Volume bak = p x l x t

10330,4713 = 2x x 1,5x

x = 7,7145 ft

Jadi panjang = 2 x 7,7145 ft = 15,429 ft

Lebar = 7,7145 ft

Tinggi =1,5 x 7,7145 ft = 11,5718 ft


Volume bak = 10330,4713 ft3

Jumlah bak pencuci = 6 buah

Bahan konstruksi = Beton

Panjang = 15,429 ft = 185,148 in

Lebar = 7,7145 ft = 92,574 in

Tinggi = 11,5718 ft = 138,8616 in

App C-8

5. Mesin Penggilingan

Fungsi = Mengubah ubi kayu menjadi pati dengan penambahan air

Jumlah = 1 buah

Type = Rotary Knife Cutter



Dari perry edisi 6 tabel 8-16 hal 8-29 didapatkan:

Kecepatan putaran = 920 rpm

Diameter rotor = 25 cm

Panjang pisau = 46 cm

Jumlah pisau = 10 buah (5 pisau bergerak dan 5 pisau tetap)

Untuk feed masuk sebesar 134923,021 lb/jam

Total tambahan air yang masuk ke rotary filter:

= Air terserap singkong + air tambahan + total air tambahan

= 382502,2173 kg + 382502,2173 kg + 424701,2822 kg

= 1189705,717 kg

Maka ditetapkan rotary knife cutter dengan:

Feed rate = 3000 lb/jam

Screen opening = ¾ in

Power = 6 Hp

Jumlah = 1 buah

Kesimpulan; type = rotary knife cutter

Feed rate = 3000 lb/jam

App C-9

Kecepatan putaran = 920 rpm


Diameter rotor = 25 cm

Jumlah = 1 buah

Panjang pisau = 46 cm

Jumlah pisau = 10 buah

Screen opening = ¾ in

Power = 6 Hp


Fungsi : Mengubah larutan pati menjadi dekstrin

Massa bahan masuk : 646246,0496 kg/jam = 1424714,041 lb/jam

Densitas lar. Pati : 1,122 g/cm3 = 1122 kg/m

3 = 70,0442 lb/ft

3

(Geankoplis, App A4-2)

Suhu operasi : 30 0C

Tekanan operasi : 1 atm

Perhitungan:

A. Menghitung volume tangki

Volume larutan pati selama waktu tinggal 1 jam

VL = liquid

liquid massa

= 3lb/ft 70,0442

jam 1lb/jam 11424714,04 = 20340,21434 ft

3

App C-10

Digunakan 3 buah tangki untuk kontinu proses, sehingga:

VL = 3

ft3 420340,2143 = 6780,0714 ft

3

Volume ruang kosong = 10 % x 20340,21434 ft3

= 2034,0214 ft3

Volume coil dan pengaduk = 5 % x 20340,21434 ft3

= 1017,0107 ft3

Volume total = Vliquid + Vruang kosong + Vcoil dan pengaduk

= 20340,21434 ft3 + 2034,0214 ft

3 + 1017,0107 ft

3

= 23391,24644 ft3

B. Menentukan diemeter reaktor liquifikasi

Asumsi: Ls = 1,5 di

Volume reaktor liquifikasi = 323

0847,042/1.24

.dLsdi

tg

di

6780,0714 ft3 = 32

3

0847,0)5,1(460.24

.ddi

tg

di

6780,0714 ft3 = 0,0755 di

3 + 1,1775 di

3 + 0,0847 d

3

6780,0714 ft3 = 1,3377 di

3

di = 17,5406 ft = 210,4872 in

C. Menentukan tinggi silinder reaktor liquifikasi

Ls = 1,5 di

= 1,5 x 17,5406 ft = 26,3109 ft

App C-11

D. Menentukan tekanan design (Pi)

Volume lar. Pati dalam shell:

= vol lar.pati - vol tutup bawah - vol tutup atas

= 6780,0714 ft3 -

60tan24

)9827,4(14,3 3

- 0,0847 (17,5406)3

= 6780,0714 ft3 – 9,3444 – 457,1058

= 6313,6212 ft3

Tinggi lar. Pati dalam shell (H):

= 24/.4/1

shell dalam Pati lar. volume

= 2

3

(17,5406)1/4.

ft 6313,6212

= 20,5203 ft

Tekanan hidrostatik = 144

)1( H

= 144

)1 -ft 20,5203(/0442,70 3ftlb = 9,495 psia

Tekana design (Pi) = 9,495 psia + 14,7 psia = 24,195 psia

= 24,195 psia -14,7 = 9,495 psig

App C-12

E. Menentukan tebal silinder reaktor liquifikasi

Tekanan design (Pi) = 9,495 psig

ts = CpiEf

dipi

)6,0.(2

.

ts = 8

1

) 5(0,6)(9,49-,8)2(12650)(0

0,4872)(9,495)(21

ts = 0,0658 x 16

16

ts = 16

0528,1

16

1in

Standarisasi do:

do = di + 2 ts

= 210,4872 + 2 (1/16)

= 210,7997 in

Dengan pendekatan kebawah maka didapatkan:

do = 211

icr = 12 ½

r = 170 (Brownell and Young, tab 5-7, hal 90)

Menentukan harga baru di:

di = do – 2 ts

di = 211 – 2 (1/16)

di = 210,875 in = 17,5729 ft.

App C-13

Volume reaktor liquifikasi = 323

0847,042/1.24

.dLsdi

tg

di

6780,0174 ft3

=6024

50007,17024

tg+242,2699 Ls + 0,0847 (17,5729)

3

6780,0174 ft

3 = 409,5458208 + 242,2699Ls + 459,6357

5910,8359 ft3 = 242,2699 Ls

Ls = 24,3996 ft = 292,7952 in.

Cek hubungan Ls dengan di:

di

Ls =

5729,17

3996,24 = 1,39 < 1,5 (memenuhi)

F. Menentukan tebal tutup atas

tha = piEF

Dp

1,0.

.885,0

+ C (Brownel and Young, hal 258)

tha = 8

1

)495,9(6,0)8,0)(12650(

)170)(495,9(885,0

tha = 8

1

303,10114

52275,1428

= 0,1442 16

16

= inin

16

2

16

3072,2

App C-14

G. Menentukan tebal tutup bawah

thb = 2/1cos)6,0(2

.

piFE

dipi

+ C

= 8

1

60cos)495,96,0()8,012650(2

4872,210495,9

= 8

1

)5,0697,5(20240

575015,1998

= 8

1

8485,220240

575015,1998

= 0,099 + 16

16

= in16

0988,1 = in

10

2

H. Menentukan tinggi reaktor liquifikasi

Tinggi shell = Ls = 26,319 ft = 315,828 in.

Tinggi tutup atas ha = 0,169 x di = 0,169 x 210,8125 in = 35,6273 in.

Tinggi tutup bawah:

hb = 2/1

5,0

tg

di=

7321,1

8125,2105,0 = 60,8546 in.

Tinggi reaktor Liquifikasi = T.Shell + T.tutup atas + T.tutup bawah

= 315,828 in + 35,6273 + 60,8546 in

= 412,3099 in = 34,3592 ft.

App C-15

Menentukan diameter impeller:

Di

Dt = 3

Di = 3

Dt = in

3

8125,210= 70,2708 in = 5,8559 ft = 1,7849 m.

Menentukan tinggi impeller dari dasar tangki:

Di

Zi = 0,5

Zi = 0,5 Di = 0,5 x 70,2708 in

= 35,1354 in = 2,92795 ft

= 0,8924 m

Menentukan panjang impeller:

Di

L=

2

1

L = Di3

1

= 3

1x 70,2708 in = 23,4236 in = 1,95196 ft.

Menentukan lebar impeller.

Di

W= 0,11

W = 0,11 x 70,2708 in = 7,7298 in = 0,6441 ft.

App C-16

Menentukan daya pengaduk:

NRe =

2Din

P = gc

Din 22 (GG Brown, hal 507)

Dimana:

n = Putaran pengaduk ditetapkan 100 rpm = 1,67 rps

di = Diameter impeller(ft)

P = Daya motor (lbft/dtk)

= Densitas larutan pati = 1,122 g/cm3 = 1122 kg/m

3

= 70,0442 lb/ft3

= 3,96 cp = 0,0027 lbft/detik

gc = 32,2 lb/detik2lbf = 115920 lbft/men

2lbf

NRe =

2Din

= 0027,0

0442,70)8559,5(67,1 2

= 0027,0

2151,4011 = 1485635,22

Type aliran turbulen, maka didapatkan harga =0,75

(GG Brown, fig477, hal:507)

P =gc

Din 52

= 2,32

)8559,5()67,1(0442,7075,0 52

App C-17

=2,32

69,1008868

= 31331,3258 lbft/dt = 0,1222 Hp.

Ditetapkan motor = 80 %, pengaduk = 60 %

Maka P = 6,08,0

1222,0

= 0,25 Hp.

I. Pipa sparger

Data perencanaan:

Diameter pengaduk = 67,9583 in

Asumsi susunan lubang spray berbentuk segitiga

Asumsi diameter lubang = 0,25

Rate steam = 470030,9157 kg/jam = 1036230,15716 lb/jam.

Rate Volumetric =1036230,175 x 3,111 = 3223712,018 ft3/jam.

Dipakai pipa IPS dengan ukuran:

- Panjang = 5 ft

- Nominal size = 1,5 in

- Sch Number = 40

- OD = 1,9 in

- ID = 1,61 in (Geankoplis App A 5-1)

App C-18

Kecepatan liquifikasi:

Kecepatan steam = 261,14/

018,3223712

= 261,14/14,3

018,3223712

=0347985,2

018,3223712 = 1584290,542

= 440,4326 ft/dtk

Luas satu spager = 2

4d

= 2)61,1(4

14,3= 2,0348 in

2

Luas lubang speger = 978,03600

018,3223712

= 915,6192 ft

Jumlah lubang =144/6192,915

6192,915=

3585,6

6192,915

= 143,9992 144 buah.

Jarak antara lubang PT = 1

Luas satu segitiga = ½ (PT x sin 60) x PT

= ½ (0,866) x 1 = 0,433 1n

Menentukan diameter spager:

Luas spager = 3,14 /4 x d2

0,05 = 0,758 d2

d = 1,5962 in

Dari perhitungan didapatkan d spager = 1,5962 in < 1,16 in, maka

diameter spager sudah memenuhi.

App C-19


Nama alat : Reaktor Liquifikasi

Type : Tangki berpengaduk berbentuk silinder tegak dengan tutup

dengan tutup atas berbentuk standartdishead dan tutup

bawah berbentuk conical denga α = 120 0C.

Bahan : Carbon steel SA283 grade D type 316

Jumlah : 2 buah

7. Reaktor Sakarifikasi Awal (dikerjakan oleh Sebastiana Fano)


Fungsi = Tempat terjadinya fermentasi glukosa menjadi etanol. Waktu

tinggal 48 jam.

Dirancang:

- Bejana berbentuk silinder tegak dengan asumsi Ls = 1,5 di

- Tutup atas dan tutup bawah berbentuk standart dishead

- Tangki dirancang 33 % lebih besar

- Bahan konstruksi carbon stell SA 53 Grade B

- Faktor korosi: C 1/8’’ = 2/16’’

- Pengelasan: E = 0,8

- Allowable strees: f = 12750 (App. D Brownell & Young)

- Bejana dilengkapi dengan coil pendingin dan pengaduk

- ρ = 69,8839 lb/ft3

- μ = 21,8055 cp = 1,2132 . 10-3

lbm/ft.dt

App C-20

Massa masuk = 469900,7979 kg/jam = 1035943,299 lb/jam

a. Menentukan volume tangki

Volume liquid = 2046,28893,69

7979,469900 = 14822,6309 ft

3

Volume tangki = 1,33 x 14822,6309 = 19714,0991 ft3

Volume total = 34536,73 ft3

b. Menentukan dimensi tangki

Vliq = 4

1. di

2 . Li + 0,000049 . di

3 . 12

3

19714,0991 = 4

1. di

2 . Li + 0,000049 . di

3 . 12

3

= 0,79206 di3

di = 13,8448 ft x 12 in/ft = 166,1376 in

Li = 1,5 di = 1,5 x 13,8448 = 20,7672 ft x 12 in/ft

= 249,2064 in

Menentukan tekanan design:

P = P atm + P hidrostatik

= 14,7 + (ρ . g/gc . h)

= 14,7 +

2064,2491

)/12(

8839,693ftin

= 24,7784 psi

App C-21

Menentukan tebal tangki:

ts = CPiEf

dipi

)6,0.(2

.

= 16

2

)7784,246,08,012750(2

67,1247784,24

= 0,2766 x16

16 x

16

2 =

16

4,179in =

16

5in

Standarisasi tabel 5.7 hal 90 Brownell & Young

do = 126 in x in

ft

12

1 = 10,5 ft

ts = 3/8 in

di = do – 2 ts = 126 – (2 . 3/8) = 125,25 in x in

ft

12

1 = 10,43 ft

Menentukan tinggi tangki:

Vt = 4

1di

2 Ls + 2 (0,000049 di

3 . (12)

3)

34536,73 = 4

1x x 10,4375

2 x Ls + 2 (0,000049 x 10,4375

3 x 12

3 )

Ls = 124,1989 ft x 12 in/ft = 1490,3868 in

App C-22

c. Menentukan tebal tutup atas dan tutup bawah

Bentuk standart dishead:

r = di = 125,25 in

tha = PiEf

rPi

.1,0.

885,0

+ C

= 7784,241,08,012750

25,1257784,24885,0

+

16

2

= 0,269 x 16

16 +

16

2 =

16

5,871 6/16 in

icr = 6 % x r = 0,06 x125,25 = 7,515 in

d. Menentukan pengaduk

Digunakan impeler jenis turbin dengan 6 buah plate blade tanpa buffle.

Menurut gambar 9.13 Mc. Cabe ed. 3 hal 242 kurva D

S1 = 0,33

S3 = 0,25

S4 = 0,25

Jika:

Da = Diameter plade

L = Panjang blade

W = Lebar blade

Dt = Diameter tangki

App C-23

Maka:

S1 = Dt

Da

Da = S1 . Dt = 0,33 x 10,4375 = 3,444 ft

S3 = Da

L

L = S3 . Da = 0,25 x 3,444 = 0,861 ft

S4 = Da

W

W = S4 . Da = 0,25 x 3,444 = 0,861

Kecepatan putaran = 15 ik

menit

menit

putar

det60

1 = 0,25

ik

putaran

det

NRe =

NDa 2

= 3

2

10.2132,1

25,0444,38839,69

= 17089,106

Persamaan 9.19 Mc. Cabe

m = b

Na Re10log

Tabel 9.1 Mc. Cabe diperoleh:

- a = 1

- b = 40

Maka:

Np koreksi = Np . Nfrm

Np koreksi = 1 x (6,69 . 10-3

)-0,106

= 1,70

App C-24

Menentukan power motor:

P = gc

DaNN P ... 53

……….. pers.9.20 Mc. Cabe

= dtlbft

hpdtlbft

/550

1/955,27

174,32

8839,69444,325,070,1 53

= 0,06 Hp

Grand losses (kebocoran tenaga akibat poros dan bearin):

= 10% .P

= 0,1 x 0,06 = 0,006 Hp

Power input = 0,06 + 0,006 = 0,066 Hp

Transmition system losses (kebocoran tenaga akibat motor,seperti pada

belt dan gear):

= 20 % . Power input

= 0,2 x 0,066 = 0,0132 Hp

Total Hp yang diperlukan = 0,066 + 0,0132 = 0,0792 Hp

Jadi dipake motor dengan power = 0,5 Hp

App C-25

e. Coil pendingin

M : 469900,7979 kg/jam = 1035943,299 lb/jam

Q : 15254686,8 kcal/jam

Perhitungan:

T1 = 320C = 89,6

0F

t1 = 600C = 140

0F t2 = 32

0C = 89,6

0F

T2 = 320C = 89,6

0F

Menentukan LMTD

1t = T1 – t2 = 89,6 – 89,6 = 00F

2t = T2 – t1 = 89,6 – 140 = -50,40F

LMTD - Ftt

tt 0

21

21 4,504,50/0ln

)4,50(0

/ln

Temperatur kalorik

Tc = ½ (T1 + T2) tc = ½ (t1 + t2)

= ½ (89,6 + 89,6) = ½ (140 + 89,6)

= 89,60F = 114,8

0F

Dari Kern, tabel 11,hal. 844, untuk 1½ Sch 40 in diperoleh:

do = 1,9 in

di = 1,610 in

a’ = 2,04 in2

a’’ = 0,498 ft2

App C-26

Tabel 5.1 Evaluasi perpindahan panas

Shell (larutan) Tube (air)

NRe = 42,28055,1

)6015(8839,69444,3

42,2

22

dp

= 999916,65

Gmbr. 20 hal 718 Kern

Jc = 2000

ho = Jc x

14,03/1

wk

cp

d

k

vesel

k = 0,3048 Btu/jam (ft2)(

0F/ft)

Cp = 0,8536 Btu/lb0F

ho = 2000 x

3/1

3048,0

42,28055,18536,0

14375

3048,0

x 1

= 238,221 Btu/Jft20

F

ap = 2,04 in2 x 2

2

2

0142,0144

1ft

in

ft

Gt = ap

M

2/45,729537530142,0

91035943,29Jftlb

NRe = 42,2

Gpdi

= 42,220,1

45,7295375312

61,1

= 337050,303

Gbr. 14 hal. 823 Kern = 1,2 cp

Gbr. 24 hal 834 Kern JH = 160

hi = JH x 1

14,03/1

wk

cp

di

k

k = 0,356 Btu/(hr)(ft2)(

0F/ft) tabel 4 hal.

800 Fig. 2 hal. 804

Cp = 1 Btu/lb0F

hi = 160 x 1356,0

42,220,11

12

61,1

356,03/1

= 854,622

App C-27

hio = hi x do

di

= 854,622 x 180,72490,1

61,1

Uc = 221,238180,724

221,238180,724

hohio

hohio

= 179,255 Btu/Jft2 0

F

Rd = Dc

Dc

UU

UU

Tabel 12 hal 845 Kern didapat:

Rd = 0,004

0,004 = D

D

U

U

255,179

255,179

UD = 104,399 Btu/jam ft2 0

F

A = 4,50399,104

kcal 0,2552

Btu 1kcal 15254686,8

LMTDD tU

Q

= 11360,456 ft2

L = ''a

A

= 0,498

11360,456

= 22812,1606 ft

nc = dc

L

.

App C-28

Asumsi:

dp < dc < di

3,444 < dc < 10,4375

dc = 7 ft

nc = 8599,1037714,3

1606,22812

nc 1000 buah

hc = (nc – 1)(lc + do) + do

Asumsi:

lc = 1,5 in

hc = (1000-1)12

9,1

12

9,1

12

5,1

= 283,2083 ft

Lls = 2

33

.4

)12(000049,0)(

d

dipL

mL

Lls =

4

)12(4375,10000049,08839,69

2046,23904,56256 33

Lls = 11,3195 ft

Tinggi coil < tinggi larutan, maka coil tercelup oleh larutan rancangan sesuai.

App C-29

Kesimpulan:

Vtotal = 34536,73 ft3

ts = 3/8 in

do = 10,43 ft

di = 10,4375 ft

Ls = 124,1989 ft

r = 125,25 in

tha = 6/16 in

icr = 7,515 in

thb = 6/16

Dimensi Pengaduk:

Da = 3,444 ft

L = 0,861 ft

W = 0,861 ft

N = 0,25 detik

putaran

Daya = 0,5 Hp

Jumlah blade = 6 buah plate

Dimensi Coil Pendingin:

dc = 7 ft

nc = 1000 buah

Lc = 1,5 in

Pipa coil = 1 ½ ’’IPS Sch 40

di = 1,610 in

App C-30

a’ = 2,04 in2

do = 1,9 in

a’’ = 0,498 ft2/ft

hc = 283,2083 ft


Fungsi : Untuk memisahkan larutan dan cakenya

Type : Rotary Vacum Filter

Perencanaan:

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-135 Grade B

Tekanan filtrasi : 20 bar = 41766,7328 ()

Faktor tahanan : 0,25 x10-8

Waktu filtrasi : 1 jam

Kapasitas cake = 158501,19 kg/jam = 349431,7235 lb/jam

Berat solid = 1 jam x 349431,7235 lb/jam = 349431,7235 lb/jam

Densitas solid = 53,2326 lb/ft3

Volume solid = 3

32430,6564

/2326,53

5349431,723

solid

solidBerat ft

ftlb

lb

Kapasitas filtrat = 26578,4202 kg/jam = 58594,78517 lb/jam

Densitas filtrat = 87,7767 lb/ft3

Kecepatan volumerik filtrat:

= jamft /5437,667lb/ft 87,7767

lb/jam 758594,7851 3

3

= 11,125728 ft3/menit

App C-31

W =jam/ft 667,5437

lb/jam 5349431,723

filtrat volume

solidBerat 3

= 523,4589 lb/ft3.jam

Viskositas filtrat = ( =0,0054) lb/ft.sekon

V

=

kA

wv

22

V

=

/menitft 11,125728

6013

menit= 5,3929 ft

3

5,3929 ft3 =

82 10.25,07328,417662

5,39290054,0125728,11

A

5,3929 ft3 =

2000208834,0

3239997,0

A

0,00112622 = 0,3239997

A = 3,47599 ft3

Dari Ulrich, tabel 4-23 hal 223 luas area terletak antara 1-1000 m2 sehingga

perhitungan diatas memenuhi.

Spesifikasi Alat:

Nama = Pemisahan Serat (RVF)

Fungsi = Untuk memisahkan larutan dari cakenya

Type = Rotary Vacum Filter

Bahan konstruksi = Carbon Steel SA-135 Grade B

App C-32

10. Distilasi (Dikerjakan oleh Sumanti Makmur)

11. Decanter


Type = Tangki horizontal dengan tutup kanan dan kiri standart

dishead.

Tekanan = 1 atm

Massa bahan = 185079,6102 kg/jam = 408026,5086 lb/jam

1. Etanol = 3738,098 kg/jam = 8241,01085 lb/jam

2. H2O = 167849,7524 kg/jam = 370041,5641 lb/jam

3. C6H12O6 = 13327,1347 kg/jam = 29381,0011 lb/jam

4. C12H22O11 = 164,6251 kg/jam = 362,9325 lb/jam

Dasar Perancangan:

a. Bahan konstruksi = Carbon Steel SA-240 Grade M Type 316(f = 18750)

b. Pengelasan = Double Welded But Joint (E = 0,8) dan C = 1/16

c. Ls = 1,5 di

Perhitungan:

1. Menentukan kapasitas tangki

Kapasitas tangki = Waktu tinggal x laju alir massa

= 1 jam x 408026,5086 lb/jam

= 408026,5086 lb/jam

2. Menentukan dimensi kolom

Densitas campuran = 0,0660 kg/L = 4,1202 lb/ft3

Densitas light liquid = 0,8269 lb/ft3 = 13,2457 kg/m

3

App C-33

Densitas heavy liquid = 3,2956 lb/ft3 = 52,7911 kg/m

3

Volume liquid =

alirLaju

= 3t4,1202lb/f

lb/jam 6408026,508

= 99030,75302 ft3

Direncanakan volume liquid 90% bahan masuk, maka:

Volume total = 9,0

liquid Volume

= 9,0

ft 299030,7530 3

= 110034,17 ft3

3. Menentukan dimensi tangki

Volume total = V1 + V2 + V3

Volume total = ((0,0847) .di3) + ( /4 x di

2 x Ls) + (0,0847) . di

3)

110034,17 ft3 = ).0847,0(2

4

14,3 32 diLsdi

110034,17 ft3 = 1,3469 di

3

di = 81,6944 ft = 980,3328 in

4. Menentukan tinggi silinder

Ls = 1,5 x di

= 1,5 x 980,3328

= 1470,4992 in = 122,5416 ft

App C-34

5. Menentukan tinggi liquid dalam shell(Lls)

Volume liquid = V1 + V2

99030,75302 ft3 = ((0,0847) . di

3) + ( Llsdi 2

4

)

99030,75302 ft3 = ((0,0847)( 81,6944

3) + (0,785 x 81,6944

2 x Lls)

99030,75302 ft3 = 44505,4914 + 5239,0704 . Lls

5239,0704. Lls = 54525,26162 ft3

Lls = 0,0104 ft = 0,1248 in

6. Menentukan tebal tangki (ts)

ts = CPiEf

diPi

)6,0.(2 (Pers 4-1.5 Ulrich hal 252)

Dimana:

Pi = Tekanan operasi

r = Jari-jari, in

f = Allowable stress, psia

Maka:

ts = CPiEf

diPi

)6,0.(2

= 16

1

)7,146,0()8,018750(2

980,33287,14

= 0,5431 in = 16

2

16

8

App C-35

Standarisasi do:

do = di + 2 ts

= 980,3328 in + 2 (2/16)

= 980,5828 in

Standarisasi do dari table 5.7 Brownell & Young hal 90 didapat:

do = 120 in

di = do – 2 ts

= 120 – 2 (2/16)

= 119,75 in = 9,9791 ft

7. Menentukan tebal tutup

a. Tebal tutup atas (tha)

tha = CPiEf

rPi

)1,0.(

885,0

= 16

1

)7,141,08,018750(

75,1197,14885,0

= 0,1039 in x 16/16

= 16

2

16

6624,1 in

b. Tebal tutup bawah (thb)

thb = tha = 16

2in

8. Menentukan tinggi tutup

a. Tinggi tutup atas (ha)

ha = 0,169 x di

= 0,169 x 119,75 = 20,2378 in = 1,6865 ft

App C-36

b. Tinggi tutup bawah (hb)

hb = ha = 20,2378 in

c. Tinggi total tangki (H)

H = ha + Ls +hb

= 20,2378 in + 1470,4992 in + 20,2378 in

= 1510,9748 in = 125,9146 ft

9. Menentukan tinggi liquid overflow

Tinggi heavy liquid overflow

Z3 = ½ x Ls + tinggi tutup

= (½ x 122,5416) + 1,6865

= 62,9573 ft

Tinggi light liquid overflow

Z1 = Ls + tinggi tutup

= 122,5416 + 1,6865

= 124,2281 ft

Spesifikasi Alat:

Nama alat = Decanter


Type = Tangki silinder horizontal dengan tutup kanan dan tutup kiri

standart dishead

Bahan = Carbon Steel SA-240 Grade M type 316

Tinggi light liquid = 124,2281 ft

Tinggi heavy liquid = 62,9573 ft

App C-37

Dimensi tangki = H = 1510,9748 in = 125,9146 ft

= Lls = 0,0104 ft = 0,1248 in

= ts = 2/16 in

12. Dehidrasi

Nama alat = Tangki dehidrasi

Fungsi = Tempat berlangsungnya reaksi dehidrasi etanol dengan

bantuan CaO

Type = Tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas standart

dishead tutup bawah conis (α = 1200).

Tekanan = 1 atm

Waktu operasi = 1 jam

Kapasitas = 2858,2257 kg/jam = 6301,2444 lb/jam

Perhitungan:

1. Menentukan dimensi tangki

Densitas campuran = 112,374 lb/ft3

Padatan pengisi bejana = 80%

Waktu tinggal = 1jam

Massa bahan = 6301,2444 lb/jam x 1 jam = 6301,2444 lb

Volume CaO =

massa = 3

30739,56

lb/ft 112,374

lb 6301,2444ft

Karena volume larutan 80% volume tangki, maka:

Standarisasi do:

do = di + 2 ts

App C-38

= 89,6152 in + 2 (2/16)

= 89,8652 in

Standarisasi do dari table 5.7 Brownell & Young hal 89 didapat:

do = 90

ts = 2/16

di = do – 2 ts

= 90 – 2(2/16) = 89,75 in = 7,4792 ft

icr = 6% (89,75) = 5,385 in

r = di = 89,75 in

2. Menentukan tabal tutup

a. Tebal tutup atas (tha)

tha = CPiEf

rPi

)1,0.(

885,0

= 16

1

)7,141,0()8,018750(

75,897,14885,0

= 0,1403 in = 2/16 in

b. Tebal tutup bawah (thb)

thb = CPiEf

diPi

)6,0(2

= 16

1

60cos)7,146,08,018750(2

75,897,140

C

= 0,1505 in = 2/16 in

App C-39

3. Menentukan tinggi tutup

a. Tinggi tutup atas (ha)

a = 875,442

75,89

2

diin

AB = a – icr = 44,875 – 5,385

= 39,49 in

BC = r – (icr) = 89,75 - 5,385

= 84,365 in

B = r – AC = 89,75 - 22 )49,39()365,84(

= 15,1981 in

Maka:

ha = tha + B + sf

ha = 2/16 in + 15,1981 in + 1,5

= 16,8231 in

b. Tinggi tutup bawah (conical)

thb = ½ x 8157,511,7321

89,75½

½

tg

diin = 4,3179 ft

Lhb = ha = 51,8157 in + 1,5 = 53,3157 in

c. Tinggi total tangki (H)

H = ha + Ls + hb

= 16,8231 in + 134,3872 + 53,3157 in

= 204,526 in = 17,038 ft

App C-40

Spesifikasi Alat:

Nama : Tangki dehidrasi

Type : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah standart dishead

Bahan : Carbon Steel SA-240 Grade M

Kapasitas : 6301,2444 lb/jam

Dimensi tangki:

- H : 204,526 in = 17,038 ft

- ts : 2/16

- tha = thb = 2/16

App D-1

APPENDIKS D

UTILITAS

Unit utilitas merupakan sarana yang paling penting bagi kelangsungan proses

produksi. Unit utilitas yang diperlukan pada Pra Rencana Pabrik Etanol ini meliputi:

A. Unit penyediaan steam

B. Unit penyediaan air

C. Unit penyediaan listrik

D. Unit penyediaan bahan bakar

A. Unit Penyediaan Steam

1. Untuk kebutuhan pemanas

Tabel App D.1 Kebutuhan pemanas

No Nama Peralatan Kebutuhan Steam (kg/jam)

1 Reaktor Liquifikasi 40423,5866

2 Distilasi 156521,6065

Total 196945,1931

Untuk design dan faktor keamanan direncanakan banyak steam yang

disupply adalah 20% exess dari jumlah kebutuhan steam.

Steam yang disediakan boiler = 0,2 196945,1931

= 39389,0386 kg/jam

= 86837,0745 lb/jam

App D-2

Direncanakan steam yang digunakan adalah saturated steam pada kondisi:

Temperatur : 1340C = 273,2

0F

Tekanan : 2,299 atm = 33,786 Psi

Dari persamaan 172 Savern W.H, hal 140:

Boiler Horse Power = 5,343,970

hfhMs

Dimana:

Ms = Massa steam yang dihasilkan oleh boiler, lb/jam

h = Entalphy1 lb feed steam pada perencanaan dan T tertentu 1171,4

hf = Entalphy liquid 1 lb feed water pada kondisi 970,3 dan 34,5 adalah

konstanta penyesuaian pada penguapan 1 lb air/jam dari 2120F dan tekanan

14,7 psia yang memerlikan entalphy 970,3 Btu/lb

Dari appendiks A.2-9 Geanklopis, hal 858 – 859 diperoleh:

H2120

F = 180,16 Btu/lbm

Dari tabel C-3 hal 629 Van Ness diperoleh:

H5180

F = 1171,4 Btu/lbm

Boiler Horse Power = 353,970

16,1804,1171 1196945,193

= 5748.4417 Hp

Dari persamaan 171 Severn W.H hal 140:

Kapasitas boiler = 1000

hfhMs

= 1000

16,1804,11711196945,193

= 195219,9532 lb/jam

App D-3

Dari persamaan 171 Severn W.H hal 140:

Faktor Epavorasi = 3,970

16,1804,1171

3,970

hfh

= 1,0216

Jadi air yang dibutuhkan = Faktor evaporasi Rate steam

= 1,0216 86837,0745

= 88712,7554 lb/jam

= 40239,8419 kg/jam

2. Kebutuhan bahan bakar boiler

Sebagai bahan bakar boiler digunakan fuel oil dengan heating valve = 19000

Btu/lb. (Perry ed 3, hal 16-29).

Sehingga kebutuhan bahan bakar boiler (Mf):

Mf = valueheatingboiler

hfhMs

Karena effisiensi boiler sebesar 80% maka:

Mf = 190008,0

16,1804,11711196945,193

= 12843,41797 lb/jam

= 5825,7362 kg/jam

Maka jumlah perpindahan panas boiler dan jumlah tube:

Heating value surface = 10 ft2/Hp boiler

Direncanakan panjang tube standard = 20 ft

Ukuran pipa yang digunakan (NPS) = 1,5 in

Luas permukaan linier feed = 0,498 ft3/ft

App D-4

Jumlah tube (Nt) = Lat

A

Maka: A = Luas perpindahan panas boiler

= 10 5748.4417 = 57484,417 ft2

Sehingga: Nt = 20489,0

57484,417

Lat

A

= 5877,7522 buah 5878 buah

Speifikasi boiler:

Type : Fire tube boiler

Kapasitas boiler : 195219,9532 lb/jam

Rate steam : 86837,0745 lb/jam

Bahan bakar : fusel oil

Effisiensi : 80%

Heating surface : 57484,417 ft2

Jumlah tube : 5878 buah

Ukuran tube : 1,5 in

Panjang tube : 20 ft

Jumlah boiler : 1 buah

App D-5

B. Unit Penyediaan Air

Kebutuhan air pada Pra Rencana Pabrik Etanol antara lain untuk keperluan

sebagai berikutr:

1. Keperluan air proses:

Pada tangki pencuci = 680003,9419 kg/jam = 188,88998 kg/det

Pada mesin giling = 1189705,717 kg/jam = 330,4738 kg/det

Pada reaktor sakarifikasi awal = 950838,9303 kg/jam = 264,1219 kg/det

Pada pemisahan serat (RVF) = 439347,8423 kg/jam = 122,0411 kg/det

2. Keperluan pembangkit steam:

Pada Reaktor Liquifikasi = 40423,5866 kg/jam = 11,2288 kg/det

Distilsi = 156521,6065 kg/jam = 43,4782 kg/det

3. Keperluan karyawan:

Menurut standart WHO kebutuhan air untuk tiap orang = 120 L/hari

Jumlah karyawan dalam pabrik = 235 orang

Kebutuhan air untuk 235 karyawan = 120 L/hari 235

= 28200 L/hari

Jika densitas air = 896,4048 kg/m3

Pemakaian air sanitasi untuk 235 karyawan:

V = M

m = V

= 1000

1 896,4048 28200

= 25278,6154 kg/hari

App D-6

4. Keperluan air untuk laboratorium:

Kebutuhan air untuk laboratorium dan taman direncanakan sebesar 30% dari

kebutuhan karyawan.

Kebutuhan laboratorium dan taman = 0,3 25278,6154

= 7583,5846 kg/hari

5. Keperluan air untuk kebutuhan lainnya:

Air untuk kebutuhan lainnya = 10000 kg/hari

Total air sanitasi = (25278,6154 + 7583,5846) kg/hari

= 32862,2 kg/hari

Jadi total kebutuhan air = 3507377,171 kg/hari

Air yang disirkulasi adalah steam kondensat diperkirakan kehilangan selama

sirkulasi sebesar 10%.

Kehilangan air selama sirkulasi = 0,1 total

= 0,1 3507377,171

= 350737,7171 kg/hari

Air yang disirkulasi = 3507377,171 - 350737,7171

= 3156639,454 kg/hari

Make up water yang disupplay = 3507377,171 - 3156639,454

= 350737,717 kg/hari

App D-7

Untuk cadangan dan persediaan unit pemadam kebakaran disediakan 35%

maka:

Total kebutuhan air yang dibutuhkan = 0,35 total

= 0,35 3507377,171

= 1227582,01 kg/hari

= 51149.2504 kg/jam

Peralatan Unit Penyediaan Air:

1. Pompa Air Sungai (L-211)

Fungsi: memompakan air dari sungai ke bak skimer (F-212).

Direncanakan pompa yang digunakan sebanyak 2 buah.

Rate aliran tiap pompa = 2

51149.2504

= 25574.6252 kg/jam

Rate aliran = 25574.6252 kg/jam = 56381.8187 lb/jam

= 15.6616 lb/det

= 997,08 kg/m3 = 62,5 lb.m/ft

3

= 0.85 Cp

= 5.7118E-04 lb/ft.det (Fig. 14 Kern hal 823)

Rate volumetrik:

V = 1091.9025,62

56381.8187rate ft

3/jam

= 0,2506 ft3/det = 15.0352 ft

3/menit

App D-8

Asumsi: aliran adalah turbulen

Fig. 14-2 Timmerhaus hal 489 diperoleh di optimum = 24 in

Dari tabel 11 Kern hal 844 didapat:

Ukuran pipa normal (NPS) = 24 in

Diameter luar = 24 in

Diameter dalam = 23,25 in = 1,9375 ft

Inside Cross-Sectional area = 425 in2 = 35,4163 ft

2

Pengecekan aliran:

V = 4245,04163,35

15.0352

Ao

rate ft/det

NRe = 04-5.7118E

4245,05,629375,1vdi

= 89996,6681

Untuk aliran turbulen, NRe > 2100, maka asumsi benar.

Perpipaan:

Pipa lurus:

Lpipa = 100 ft

Elbow 900

sebanyak 4 buah

L/D = 35 (Tabel 5.9 Geankoplis hal 93)

Lelbow = 35 ID

= 4 35 1,9375 = 271,25 ft

App D-9

Gate valve sebanyak 2 buah

L/D = 9 (Tabel 5.9 Geankoplis hal 93)

Lgate valve = 9 ID

= 2 9 1,9375 = 34,875 ft

L = Lpipa + Lelbow + Lgate valve

= 100 + 271,25 + 34,875

= 406.125 ft

Bahan pipa: cast iron

Dari Geankoplis hal 88, diperoleh: = 0,00026 m, sehingga:

9375,1

/2808,310.6,2 4 mftm

D = 0,0004

f = 0,007

Faktor turbulen = 1

Friksi pada pipa:

Ff = 4f gcD

vL

2

2

(Pers. 2.10-6 Geankoplis hal 89)

= 0164,0174,32129375,1

4245,0 406.125007,04

2

ft.lbf/lbm

Friksi pada elbow 900 sebanyak 3 buah

Kf = 0,75 (Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)

hf = Kf 2

2v (Pers. 2.10-17 Geankoplis hal 94)

= 3 0,75 2027,02

4245,0 2

ft.lbf/lbm

App D-10

loss friksi = Ff + hf

= 0,0164 + 0,2027

= 0,2191 ft.lbf/lgm

Persamaan Bernuolli: (Pers. 2.7-28 Geankoplis hal 97)

02

2

WsFP

gc

gV

gc

V

Direncanakan:

Z = 20 ft

P = 0

v = 0,4245 ft/det

Sehingga diperoleh harga:

-Ws = 0,2191120174,3212

0,4245

= 20.2257 ft.lbf/lbm

WHP = 550

15.6616 20.2257

550

mWs

= 0,5759 1 Hp

Effisiensi pompa = 20% (fig. 14-37 Peter Timmerhauss hal 520)

BHP = 520,0

1

pompa

WHPHp

Effisiensi motor = 80% (fig. 14-38 Peter Timmerhauss hal 521)

Power pompa aktual = 80,0

5

motor

BHP

= 6,25 6 Hp

App D-11


Fungsi : Memopakan air dari sungai ke bak skimer (F-212)

Type : Centrifugal pump

Dimensi pompa : di = 23,25 in

A = 35,4163 ft2

Daya pompa : 6 Hp

Bahan : cast iron

Jumlah : 2 buah

2. Bak Skimer (F-212)

Fungsi: Menampung air dari sungai sekaligus sebagai tempat pengendap

pendahuluan serta untuk membersihkan partikel berat yang terbawa

dalam air sungai.

Laju air = 51149,2504 kg/jam

Densitas = 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft

3

Direncanakan bak skimer sebanyak 2 buah.

Laju alr tiap bak = 6252,255742

51149,2504 kg/jam

= 5.62

2046,26252,25574

= 902,1091 ft3/jam

= 25,5449 m3/jam

Waktu tinggal = 8 jam

Volume air = 25,5449 8 = 204,3592 m3

App D-12

Diperkirakan air mengisi 90% bak

Volume bak = 0658,2279,0

204,3592 m

3

Direncanakan bak penampung air berbentuk persegi panjang, dengan rasio panjang

(P) : lebar (L) : tinggi (T) adalah 5 : 4 : 3, maka:

Volume bak penampung air sungai = P L T

227,0658 = 5 4 3

L2 = 3,7844 m

2

L = 1,9454 m

Maka didapat:

- Panjang = 5 x 1,9454 = 9,727 m = 10 m

- Lebar = 4 x 1,9454 = 7,7816 m = 8 m

- Tinggi = 3 x 1,9454 = 5.8362 m = 6 m


Bentuk : Persegi panjang

Kapasitas : 227,0658 m3

Panjang : 10 m

Lebar : 8 m

Tinggi : 6 m

Bahan : Beton bertulang

Jumlah : 2 buah

App D-13

3. Pompa Bak Skimer (L-213)

Fungsi: Memompakan air dari bak skimer ke bak sedimentasi (F-214)

Direncanakan sebanyak 2 buah.

Sehingga rate aliran tiap pompa = 2

51149,2504

= 25574.6252 kg/jam

Rate aliran = 25574.6252 kg/jam = 56381,8187 lb/jam

= 15,6616 lb/det

= 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft

3

= 0.85 Cp


Rate volumetrik:

V = 1091,9025,62

56381,8187rate ft

3/jam

= 0,2506 ft3/det = 15.0352 ft

3/min



Dasri tabel 11 Kern hal 844 didapat:





2

App D-14

Pengecekan aliran:

V = 4422,04163,35

15,6616

Ao

rate ft/det

NRe =

04-5.7118E

4422,05,629375,1vdi

= 88910,55120


Perpipaan:

Pipa lurus:

Lpipa = 100 ft

Elbow 900

sebanyak 3 buah

L/D = 35 (Tabel 2.10-1 Geankoplis hal 93)

Lelbow = 35 ID

= 3 35 1,9375 = 203,4354 ft



Lgate valve = 9 ID

= 2 9 1,9375 = 34,875 ft


= 100 + 203,4354 + 34,875

= 338,3104 ft

App D-15



9375,1

/2808,310.6,2 4 mftm

D = 0,0004

f = 0,007

Faktor turbulen = 1

Friksi pada pipa:

Ff = 4f gcD

vL

2

2


= 0149,0174,32129375,1

4422,0 338,3104007,04

2

ft.lbf/lbm



hf = Kf 2


= 3 0,75 2199,02

4422,0 2

ft.lbf/lbm


= 0,0149 + 0,2199

= 0,2348 ft.lbf/lgm


02

2

WsFP

gc

gV

gc

V

App D-16

Direncanakan:

Z = 20 ft

P = 0

v = 0,4422 ft/det


-Ws = 0,2348120174,3212

0,4422

= 20,2417 ft.lbf/lbm

WHP = 550

15,6616 20,2417

550

mWs

= 0,5764 1 Hp


BHP = 270,0

1

pompa

WHPHp



2

motor

BHP

= 2,3256 3 Hp


Fungsi : Memopakan air dari bak skimer ke bak sedimentasi (F-212)



A = 35,4163 ft2

Daya pompa : 3 Hp

App D-17

Bahan : cast iron

Jumlah : 2 buah

4. Bak Sedimentasi (F-214)

Fungsi: mengendapkan partikel-partikel yang tidak mengendap pada bak skimer


Direncanakan bak sedimentasi sebanyak 2 buah.

Laju alir tiap bak = 6252,255742

51149,2504 kg/jam

= 5,62

2046,26252,25574

= 902,1091 ft3/jam = 25,5449 m

3/jam


Volume air = 25,5449 8 = 204.3592 m3


Volume bak = 0658,2279,0

204.3592 m

3




227,0658 = 5 4 3

L2 = 3,7844 m

2

L = 1,9454 m

App D-18

Maka didapat:

- Panjang = 5 x 1,9454 = 9,727 m = 10 m

- Lebar = 4 x 1,9454 = 7,7816 m = 8 m

- Tinggi = 3 x 1,9454 = 5,8362 m = 6 m




Panjang : 10 m

Lebar : 8 m

Tinggi : 6 m

Jumlah : 2 buah

5. Pompa Bak Sedimentasi (L-215)

Fungsi: Memompakan air dari bak sedimentasi ke tangki clarifier (F-215)

Direncanakan pompa yang digunakan sebanyak 2 buah


51149,2504

= 25574,6252 kg/jam

Rate aliran = 25574,6252 kg/jam = 56381,8187 lb/jam

= 15,6616 lb/det

= 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft

3

= 0.85 Cp


App D-19

Rate volumetrik:

V = 1091,90262,5

56381,8187rate ft

3/jam

= 0,2506 ft3/det = 15,0352 ft

3/min



Dasri tabel 11 Kern hal 844 didapat:





2

Pengecekan aliran:

V = 007,04163,35

0,2506

Ao

rate ft/det

NRe =

04-5.7118E

007,05,629375,1vdi

= 15001,2212


Perpipaan:

Pipa lurus:

Lpipa = 100 ft

Elbow 900

sebanyak 3 buah

App D-20


Lelbow = 35 ID

= 3 35 1,9375 = 203,4354 ft



Lgate valve = 9 ID

= 2 9 1,9375 = 34,875 ft


= 100 + 203,4354 + 34,875

= 338,3104 ft



9375,1

/2808,310.6,2 4 mftm

D = 0,0004

f = 0,007

Faktor turbulen = 1

Friksi pada pipa:

Ff = 4f gcD

vL

2

2


= 000003,0174,32129375,1

007,0 338,3104007,04

2

ft.lbf/lbm



App D-21

hf = Kf 2


= 3 0,75 00006,02

007,0 2

ft.lbf/lbm


= 0,000003 + 0,00006

= 0,000063 ft.lbf/lgm


02

2

WsFP

gc

gV

gc

V

Direncanakan:

Z = 20 ft

P = 0

v = 0,007 ft/det


-Ws = 000063,0120174,3212

007,0

= 20,00018 ft.lbf/lbm

WHP = 550

0,2506 20,00018

550

mWs

= 0,37 1 Hp


BHP = 270,0

1

pompa

WHPHp

App D-22



2

motor

BHP= 2,3256 3 Hp


Fungsi : Memompakan air dari bak sedimentasi ke tangki clarifier (F-

212)



A = 35,4163 ft2

Daya pompa : 3 Hp

Bahan : cast iron

Jumlah : 2 buah

6. Tangki Clarifier (F-216)

Fungsi : Sebagai tempat terjadinya fokulasi dengan penambahan alum

Al2(SO4)3.18H2O 30% sebanyak 80 ppm (0,08 kg/m3)

Laju alir = 51149,2504 kg/jam

= 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft

3

Direncanaka tangki clarrifier yang digunakan sebanyak 2 buah.

Laju alir tiap tangki = 6252,255742

51149,2504 kg/jam

App D-23

= 5,62

2046,26252,25574

= 902,1091 ft3/jam = 25,5449 m

3/jam


Volume air = 25,5449 4 = 102,1796 m3


Volume tangki = 5329,1139,0

102,1796 m

3

Kebutuhan alum = 10% dari volume air total dengan konsentrasi 80 ppm atau

80 mg tiap 1 L air (0,08 kg/m3).

Kebutuhan alum = (0,1 113,5329) 0,08 4

= 3,6331 kg/jam

Kebutuhan alum tiap hari = 24 3,6331

= 87,1933 kg/hari

Tangki berbentuk silinder dengan tutup bawah berbentuk conical:

Volume tangki = LsDD 2

3

42/1tan24

Diasumsikan L = 1,5 D

Tutup membentuk sudut ( ) = 600

Sehingga didapatkan:

113,5329 = DDD

5,142/1tan24

23

113,5329 = 0,227 D3 + 1,1775 D

3

D = 4,3238 m

App D-24

Menentukan tinggi clarrifier:

Tinggi shell = 1,5 D = 1,5 4,3238 = 6,4857 m

Tinggi tutup bawah berbentuk conis:

h = 2429,430

4,32385,0

2/1

2/10tgtg

D m

Tinggi total tangki = Tinggi shell + Tinggi tutup bawah

= 6,4857 + 4,2429

= 10,7286 m

Jadi ukuran tangki clarrifier:

Diameter = 4,3238 m

Tinggi = 10,7286 m

Perencanaan pengaduk:

Digunakan pengaduk jenis turbine with 6 blades at 450 angle.

Data-data jenis pengaduk (G.G. Brownell, hal 507):

Dt/Di = 3,0

Zi/Di = 0,75 – 1,3

Zl/Di = 2,7 – 3,9

W/Di = 0,2

Dimana:

Dt = Diameter dalam tangki

Di = Diameter impeller

Zi = Tinggi impeller dari dasar tangki

Zl = Tinggi zat cair dalam silinder

App D-25

W = Lebar baffle impeller

a. Menentukan diameter impeller

Dt/Di = 3

Di = 4413,13

4,3238

3

Dt m

b. Menentukan tinggi impeller dari dasr tangki

Zi/Di = 0,75 – 1,3 (diambil 0,9)

Zi = Di 0,9 = 1,4413 0,9 = 1,2972 m

c. Menentukan panjang impeller

4

1

Dt

L

L = 1/4 Dt = 1/4 4,3238 = 1,0809 m

d. Menentukan lebar impeller

17,0Di

W

W = 0,17 Di = 0,17 1,4413

= 0,2450 m

e. Menentukan daya pengaduk

Motor penggerak = 200 – 250 (diambil V = 240)

V = nDi

Nre = 2Din

P = gc

Din 53

(Geankoplis 6th

, per. 3.4-2,hal.145)

App D-26

Dimana:

n = Putaran pengaduk (rpm)

Di = Diameter impeller (m)

P = Daya motor (Hp)

V = Motor penggerak

= 997,08 kg/m3 = 62,5 lb.m/ft

3

= Viscositas (5.7118E-04 lb/ft.mnt)

gc = 32,174 lb.ft/dt2.lbf = 115826,4 lb.ft/mnt

2.lbf

= 6 (G.G.Brownell, hal 507)

Sehingga:

n = Di

V =

4413,1

240

= 53,0307 53 rpm

Nre = 04-5.7118E

5,624413,120 2

= 4546171,281 (aliran turbulen)

P = 4,115826

4413,1205,626 53

= 161,0963 lb.ft/det

= 0,2929 Hp

Ditetapkan:

motor = 80%

pengaduk = 60%

App D-27

Maka:

P = 6102,06,08,0

0,2929 Hp 1 Hp

Spesifikasi tangki clarrifier:

Bentuk = Tangki silinder, tutup bawah berbentuk conical

Diameter Tangki = 4,3238 m

Tinggi = 10,7286 m

Diameter impeller = 1,4413 m

Lebar impeller = 0,2450 m

Daya motor = 1 Hp

Bahan = Carbon Stell Sa-240 Grade M Type 316

Jumlah = 2 buah

7. Sand Filter (F-217)

Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang masih ada dalam air dari tangki

clarrifier.

Ketentuan:

- Berbentuk silinder dengan tutup atas dan bawah berbentuk standart dished

head.

- Waktu penyaringan = ½ jam

- Bahan bed pasir

- Volume dalam silinder = 80%

App D-28

Penentuan volume bejana:

Direncanakan sand filter yang digunakan sebanyak 4 buah.

Rate tiap filter = 6252,255742

51149,2504 kg/jam

= 5,62

2046,26252,255754

= 902,1091 ft3/jam

= 25,5449 m3/jam

Volume air dalam bejana = 25,5449 ½ jam

= 12,7725 m3

Porositas = padatankosong ruang

kosong ruang

V V

V

Asumsi: Porositas = 0,4

Air terisi dalam bed = 60% air masuk

Maka air dalam bed = 0,6 12,7725 = 7,6635 m3

Sehingga Vb = Vp + Vair

Volume ruang kosong 20% volume air dalam bejana

Maka volume ruang kosong = 0,2 12,7725

= 2,5545 m3

0,4 = Vp 2,5545

2,5545

Vpadatan = 1,5327 m3

App D-29

Bila bejana terisi oleh 80% bahan, maka:

Vbejana = 9159,18,0

1,5327 m

3

Penentuan dimensi bejana:

Mula-mula bejana diangap berbentuk selinder dengan perbandingan:

L/D = 1,5

Vb = Ld 24/

1,5327 = 5,14/ 2d d

d = 1,3715 m = 54,86 in

Standarisasi (tabel 5.7. Browell and Young hal 90-91)

Diameter standart = 132 in = 11 ft = 3,3 m

Tinggi silinder = 1,5 132 = 198 in = 4,95 m


Tinggi = 4,95 m

Diameter = 3,3 m

Bahan kontruksi = carbon steel

Jumlah = 2 buah

App D-30

8. Bak Air Bersih (F-218)

Fungsi: menampung air bersih dari send filter


Direncanakan bak air bersih yang digunakan sebanyak 2 buah.

Rate alir tiap bak = 6252,255742

51149,2504 kg/jam

= 5,62

2046,26252,25574

= 902,1091 ft3/jam

= 25,5449 m3/jam


Volume air = 25,5449 12 = 306,5388 m3


Volume bak = 5868,19128,0

306,5388 m

3




191,5868 = 5 4 3

L2 = 3,1931 m

2

L = 1,7869 m

App D-31

Maka didapat:

- Panjang = 5 x 1,7869 = 8,9345 m = 9 m

- Lebar = 4 x 1,7869 = 7,1476 m = 8 m

- Tinggi = 3 x 1,7869 = 5,3607 m = 6 m



Panjang : 9 m

Lebar : 8 m

Tinggi : 6 m


Jumlah : 2 buah

9. Pompa Demineralizer (L-219)

Fungsi: Memompakan air dari bak air bersih ke kation exchanger

Direncanakan pompa yang digunakan sebanyak 2 buah


51149,2504

= 25574,6252 kg/jam


= 15,6616 lb/det

= 997,08 kg/m3 = 62,5 lb/ft

3

= 0,85 Cp (Fig. 14 Kern hal 823)

= 5.7118E-04 lb/ft.det

App D-32

Rate volumetrik:

V = 1091,9025,62

56381,8187rate ft

3/jam

= 0,2506 ft3/det = 16,0352 ft

3/min = 112,4891 gpm



Dari tabel 11 Kern hal 844 didapat:





2

Pengecekan aliran:

V = 007,04163,35

0,2506

Ao

rate ft/det

NRe =

04-5.7118E

007,05,629375,1vdi

= 15001,2212


Perpipaan:

Pipa lurus:

Lpipa = 100 ft

App D-33

Elbow 900

sebanyak 3 buah


Lelbow = 35 ID

= 3 35 1,9375 = 203,4354 ft



Lgate valve = 9 ID

= 2 9 1,9375 = 34,875 ft


= 100 + 203,4354 + 34,875

= 338,3104 ft



9375,1

/2808,310.6,2 4 mftm

D = 0,0004

f = 0,007

Faktor turbulen = 1

Friksi pada piapa:

Ff = 4f gcD

vL

2

2


= 000003,0174,32129375,1

007,0 338,3104007,04

2

ft.lbf/lbm

App D-34



hf = Kf 2


= 3 0,75 00006,02

007,0 2

ft.lbf/lbm


= 0,000003 + 0,00006

= 0,000063 ft.lbf/lgm


02

2

WsFP

gc

gV

gc

V

Direncanakan:

Z = 20 ft

P = 0

v = 0,007 ft/det


-Ws = 000063,0120174,3212

007,0

= 20,00018 ft.lbf/lbm

WHP = 550

0,2506 20,00018

550

mWs

= 0,37 1 Hp

App D-35


BHP = 270,0

1

pompa

WHPHp



2

motor

BHP= 2,3256 3 Hp


Fungsi : Memopakan air dari bak sedimentasi ke tangki clarifier (F-

212)



A = 35,4163 ft2

Daya pompa : 3 Hp

Bahan : cast iron

Jumlah : 2 buah

10. Kation Exchanger (D-210A)

Fungsi: Menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air.

Resin yang digunakan adalah Hidrogen Exchnger (H2Z). Untuk tiap m3 H2Z dapat

menghilangkan 6500 – 9000 gram hardnees. Direncanakan H2Z dengan kapasitas

7500 g/m3.

Direncanakan kation exchanger yang digunakan sebanyak 1 buah.

Rate volumetrik = 112,4891 gpm

App D-36

Rate volumetrik tiap kation exchanger = 112,48911

112,4891

= 6749,346 gal/jam

Direncanakan berbentuk silinder dengan:

Kecepatan air = 5 gpm/ft2

Tinggi bed = 3 m = 9,8424 ft

Luas penampang bed = 5

112,4891

airkecepatan

rate

= 22,4978 ft2

Volume bed = Luas Tinggi

= 22,4978 9,8424

= 221,4325 ft3 = 6,27027 m

3

A = ¼ D2

22,4978 = ¼ D2

D = 5,3535 ft = 1,6318 m

Direncanakan: H = 3 D

= 3 5,3535

= 16,0605 ft = 4,8952 m

Volume tangki = luas tinggi

= 22,4978 16,0605

= 361,3259 ft3 = 10,2316 m

3

Asumsi, tiap galon air mengandung 10 grain hardness, maka:

Kandungan hardnees dalam air = 6749,346 10

= 67493,46 grain/jam

App D-37

Dalam 1,4362 m3 H2Z dapat dihilangkan hardness sebanyak:

10,2316 7500 = 76737 gram

= 1184236,079 grain

Umur resin = 5459,17 67493,46

91184236,07 jam

Setelah umur resin 103,4145 jam maka resin harus segera diregenerasi dengan

asam sulfat atau asam klorida.


Fungsi : Menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air

Bahan : High Alloy Steel SA 240 Grade M type 316

Jumlah : 1 buah

11. Anion Exchanger (D-210 B)

Fungsi: Menghilangkan ion-ion negatif penyebab kesadahan air.

Resin yang digunakan adalah De-acidite (DOH). Direncanakan DOH dengan

kapasitas 7500 g/m3.

Direncanakan kation exchanger yang digunakan sebanyak 4 buah.

Rate volumetrik = 112,4891 gpm

Rate volumetrik tiap kation exchanger = 112,48911

112,4891

= 6749,346 gal/jam

Direncanakan berbentuk silinder dengan:

Kecepatan air = 5 gpm/ft2

App D-38

Tinggi bed = 3 m = 9,8424 ft

Luas penampang bed = 5

112,4891

airkecepatan

rate

= 22,4978 ft2

Volume bed = Luas Tinggi

= 22,4978 9,8424

= 221,4325 ft3 = 6,27027 m

3

A = ¼ D2

22,4978 = ¼ D2

D = 5,3535 ft = 1,6318 m

Direncanakan: H = 3 D

= 3 5,3535

= 16,0605 ft = 4,8952 m

Volume tangki = luas tinggi

= 22,4978 16,0605

= 361,3259 ft3 = 10,2316 m

3

Asumsi, tiap galon air mengandung 10 grain hardness, maka:

Kandungan hardnees dalam air = 6749,346 10

= 67493,46 grain/jam

Dalam 1,4362 m3 H2Z dapat dihilangkan hardness sebanyak:

10,2316 7500 = 76737 gram

= 1184236,079 grain

Umur resin = 5459,17 67493,46

91184236,07 jam

App D-39

Setelah umur resin 103,4145 jam maka resin harus segera diregenerasi dengan

asam sulfat atau asam klorida.


Fungsi : Menghilangkan ion-ion positif penyebab kesadahan air

Bahan : High Alloy Steel SA 240 Grade M type 316

Jumlah : 1 buah

12. Bak Air Lunak (F-221)

Fungsi: menampung air yang sudah mengalami pelunakan


Direncanakan bak air bersih yang digunakan sebanyak 2 buah.

Laju alir tiap bak = 6252,255742

51149,2504 kg/jam

= 5,62

2046,26252,25574

= 905,1091 ft3/jam = 25,6298 m

3/jam


Volume air = 25,6298 5 = 128,149 m3


Volume bak = 3878,1429,0

128,149 m

3



App D-40


142,3878 = 5 4 3

L2 = 2,37313 m

2

L = 1,5405 m

Maka didapat:

- Panjang = 5 x 1,5405 = 7,7025 m = 8 m

- Lebar = 4 x 1,5405 = 6,162 m = 7 m

- Tinggi = 3 x 1,5405 = 4,6215 m = 5 m



Panjang : 8 m

Lebar : 7 m

Tinggi : 5 m


Jumlah : 2 buah

13. Pompa Deaerator (L-222)

Fungsi: Memompakan air dari bak lunak ke Dearator


= 24,6424 lb/det

= 997,08 kg/m3 = 62,5 lb.m/ft

3

App D-41

= 0,85 Cp (Fig. 14 Kern hal 823)

= 5,7118E-04 lb/ft.det

Rate volumetrik:

V = 4041,14195,62

88712,7555rate ft

3/jam

= 0,3942 ft3/det = 23,6567 ft

3/min = 192,7161 gpm



Dasri App, A-5 Geankoplis hal 892didapat:


Diameter luar = 5,563 in


Inside Cross-Sectional area = 1,668 in2 = 0,1390 ft

2

Pengecekan aliran:

V = 8359,21390,0

0,3942

Ao

rate ft/det

NRe =

04-5,7118E

8359,25,624206,0vdi

= 130520,315


Perpipaan:

Pipa lurus:

Lpipa = 60 ft

App D-42

Elbow 900

sebanyak 4 buah


Lelbow = 35 ID

= 4 35 0,4206 = 58,884 ft



Lgate valve = 9 ID

= 2 9 0,4206 = 7,5708 ft


= 60 + 58,884 + 7,5708

= 126,4548 ft



0,4206

/2808,310.6,2 4 mftm

D = 0,0020

f = 0,0084

Faktor turbulen = 1

Friksi pada piapa:

Ff = 4f gcD

vL

2

2


= 2832,1174,32124206,0

8359,2 126,45480084,04

2

ft.lbf/lbm

App D-43



hf = Kf 2


= 3 0,75 0634,122

8359,2 2

ft.lbf/lbm


= 1,2832 + 12,0634

= 13,3466 ft.lbf/lgm


02

2

WsFP

gc

gV

gc

V

Direncanakan:

Z = 20 ft

P = 0

v = 2,8359 ft/det


-Ws = 13,3466120174,3212

2,8359


WHP = 550

24,6424 33,3907

550

mWs

= 1,496 2 Hp

App D-44


BHP = 9,270,0

2

pompa

WHPHp



9,2

motor

BHP= 3,494 3 Hp


Fungsi : Memompakan air dari bak lunak ke Dearator



A = 0,1390 ft2

Daya pompa : 3 Hp

Bahan : cast iron

Jumlah : 1 buah

14. Tangki Deaerator (F- 223)

Fungsi: Menghilangkan gas-gas impuritis dalam air umpan boiler dengan system

pemanasan steam.

Laju air = 40239,8419 kg/jam.

Rate volumetrik = 4041,14195,62

2,2046 40239,8419 ft

3/jam

= 40,193 m3/jam


App D-45

Volume air = 40,193 1 = 40,193 m3


Volume bak = 6589,449,0

40,193 m

3

Menentukan dimensi tangki:

Volume tangki = ¼ . Di2 . Ls

Diasumsikan Ls = 1,5 Di

44,6589 = ¼ . Di2 . 1,5D

44,6589 = 1,179 Di3

Di = 3,3584 m

Jadi tinggi tangki (Ls) = 1,5 3,3584 = 5,0376 m

Menentukan tinggi tutup atas dan bawah:

h = 0,196 Di

h = 2 0,196 3,3584 = 1,3165 m

Jadi tinggi total tangki = Ls + h

= 5,0376 + 1,3165 = 6,4541 m


Type : Silinder horisontal

Tinggi : 6,4541 m

Diameter : 3,3584 m

Tutup : Standart dished head

Jumlah : 1 buah

App D-46

15. Tangki Umpan Boiler (F-224)

Fungsi: Menampung air umpan boiler

Laju air = 40239,8419 kg/jam.


2,2046 40239,8419 ft

3/jam

= 40,193 m3/jam


Volume air = 40,193 1 = 40,193 m3


Volume bak = 6589,449,0

40,193 m

3

Menentukan dimensi tangki:

Volume tangki = ¼ . Di2 . Ls


44,6589 = ¼ . Di2 . 1,5D

44,6589 = 1,179 Di3

Di = 3,3584 m

Jadi tinggi tangki (Ls) = 1,5 3,3584 = 5,0376 m

Menentukan tinggi tutup atas dan bawah:

h = 0,196 Di

h = 2 0,196 3,3584 = 1,3165 m

Jadi tinggi total tangki = Ls + h

= 5,0376 + 1,3165 = 6,4541 m

App D-47


Type : Silinder horisontal

Tinggi : 6,4541 m

Diameter : 3,3584 m

Tutup : Standart dished head

Jumlah : 1 buah

16. Pompa Air Boiler (L-225)

Fungsi: Memompa air umpan boiler dari tangki air umpan boiler menuju boiler


= 24,6424 lb/det

= 997,08 kg/m3 = 62,5 lb.m/ft

3

= 0,8 Cp (Fig. 14 Kern hal 823)

= 5.7118E-04 lb/ft.det

Rate volumetrik:

V = 4041,14195,62

88712,7555rate ft

3/jam

= 0,3943 ft3/det = 23,6567 ft

3/min = 176,9855 gpm



Dari App, A-5 Geankoplis hal 835 didapat:



App D-48



2

Pengecekan aliran:

V = 8367,21390,0

0,3943

Ao

rate ft/det

NRe =

04-5.7118E

8367,25,624206,0vdi

= 130553,8556


Perpipaan:

Pipa lurus:

Lpipa = 60 ft

Elbow 900

sebanyak 4 buah


Lelbow = 35 ID

= 4 35 0,4206 = 58,884 ft



Lgate valve = 9 ID

= 2 9 0,4206 = 29,442 ft


= 60 + 58,884 + 29,442

= 148,326 ft

App D-49



0,4206

/2808,310.6,2 4 mftm

D = 0,0020

f = 0,0084

Faktor turbulen = 1

Friksi pada piapa:

Ff = 4f gcD

vL

2

2


= 4818,1174,32124206,0

8367,2 148,3260084,04

2

ft.lbf/lbm



hf = Kf 2


= 3 0,75 0527,92

8367,2 2

ft.lbf/lbm


= 1,4818 + 9,0527



02

2

WsFP

gc

gV

gc

V

App D-50

Direncanakan:

Z = 20 ft

P = 0

v = 2,8367 ft/det


-Ws = 10,5345120174,3212

8367,2


WHP = 550

24,6424 30,5786

550

mWs

= 1,3701 1,4 Hp


BHP = 270,0

1,4

pompa

WHPHp



2

motor

BHP

= 2,4096 2,5 Hp


Fungsi : Memompa air umpan boiler dari tangki air umpan boiler menuju boiler



A = 0,139 ft2

App D-51

Daya pompa : 2,5 Hp

Bahan : cast iron

Jumlah : 1 buah

17. Pompa Klorinasi (L-231)

Fungsi: Untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke bak klorinasi


= 24,8235 lb/det

= 62,5 lgm/ft3

= 0,85 Cp (Fig. 14 Kern hal 823)

= 5.7118E-04 lb/ft.det

Rate volumetrik:

V = 8347,14295,62

89364,6663rate ft

3/jam

= 0,3972 ft3/det = 23,832 ft

3/min = 178,2872 gpm



Dasri App, A-5 Geankoplis hal 892 didapat:





2

App D-52

Pengecekan aliran:

V = 7427,7 0,0513

0,3972

Ao

rate ft/det

NRe =

04-5.7118E

7427,75,62 0,2557vdi

= 216635,7792


Perpipaan:

Pipa lurus:

Lpipa = 60 ft

Elbow 900

sebanyak 4 buah


Lelbow = 35 ID

= 4 35 0,2557 = 35,798 ft



Lgate valve = 9 ID

= 2 9 0,2557 = 4,6026 ft


= 60 + 35,798 + 4,6026

= 100,4006 ft

App D-53



2557,0

/2808,310.6,2 4 mftm

D = 0,0033

f = 0,009

Faktor turbulen = 1

Friksi pada piapa:

Ff = 4f gcD

vL

2

2


= 1692,13174,32122557,0

7427,7 100,4006009,04

2

ft.lbf/lbm



hf = Kf 2


= 3 0,75 4431,672

7427,7 2

ft.lbf/lbm


= 13,1692 + 67,4431


Persamaan Bernuolli: (Pers. 2.7-28Geankoplis hal 97)

02

2

WsFP

gc

gV

gc

V

App D-54

Direncanakan:

Z = 20 ft

P = 0

v = 7,7427 ft/det


-Ws = 80,6123120174,3212

7,7427

= 100,7326 ft.lbf/lbm

WHP = 550

24,8235 100,7326

550

mWs

= 4,5464 4,5 Hp


BHP = 670,0

4,5

pompa

WHPHp



6

motor

BHP

= 7,5 8 Hp


Fungsi : Untuk mengalirkan air dari bak air bersih ke bak klorinasi



A = 0,0513 ft2

App D-55

Daya pompa : 8 Hp

Bahan : cast iron

Jumlah : 1 buah

18. Bak Klorinasi (F-230)

Fungsi: Menampung air bersih dan penambahan desinfakten.

Laju air = 40535,5467 kg/jam = 89364,6663 lb/jam


89364,6663 ft

3/jam

= 40,4884 m3/jam


Volume air = 40,4884 5 = 202,442 m3


Volume bak = 9356,2249,0

202,442 m

3

Direncanakan bak berbentuk silinder (tutup atas dan dasar rata) dan direncanakan

tinggi bak, H = 1,5 . D

Volume tangki = ¼ . Di2 . H


224,9356 = ¼ . Di2 . 1,5D

224,9356 = 1,179 Di3

Di = 5,7565 m

Jadi tinggi tangki (H) = 1,5 5,7565 = 8,6348 m

Klorin diperlukan tiap 100 ton air = 0,01 kg

App D-56

Kebutuhan klorin per tahun = 30001,020000

89364,6663

= 13,4047 kg/tahun


Type : Silinder

Tinggi : 8,6348 m

Diameter : 5,7565 m

Tutup : High Alloy Steel SA-240 Grade M Type 316

Jumlah : 1 buah

19. Pompa Air Sanitasi (L-232)

Fungsi: Untuk mengalirkan air dari bak klorinasi ke bak air sanitasi


= 24,8235 lb/det

= 62,5 lgm/ft3

= 0,85 Cp (Fig. 14 Kern hal 823)

= 5.7118E-04 lb/ft.det

Rate volumetrik:

V = 8347,14295,62

89364,6663rate ft

3/jam

= 0,3972 ft3/det = 23,832 ft

3/min = 178,2872 gpm



App D-57

Dari App, A-5 Geankoplis hal 835 didapat:





2

Pengecekan aliran:

V = 7427,7 0,0513

0,3972

Ao

rate ft/det

NRe =

04-5.7118E

7427,75,62 0,2557vdi

= 216635,7792


Perpipaan:

Pipa lurus:

Lpipa = 60 ft

Elbow 900

sebanyak 4 buah


Lelbow = 35 ID

= 4 35 0,2557 = 35,798 ft



Lgate valve = 9 ID

= 2 9 0,2557 = 4,6026 ft

App D-58


= 60 + 35,798 + 4,6026

= 100,4006 ft



2557,0

/2808,310.6,2 4 mftm

D = 0,0033

f = 0,009

Faktor turbulen = 1

Friksi pada piapa:

Ff = 4f gcD

vL

2

2


= 1692,13174,32122557,0

7427,7 100,4006009,04

2

ft.lbf/lbm



hf = Kf 2


= 3 0,75 4431,672

7427,7 2

ft.lbf/lbm


= 13,1692 + 67,4431


App D-59


02

2

WsFP

gc

gV

gc

V

Direncanakan:

Z = 20 ft

P = 0

v = 7,7427 ft/det


-Ws = 80,6123120174,3212

7,7427

= 100,7326 ft.lbf/lbm

WHP = 550

24,8235 100,7326

550

mWs

= 4,5464 4,5 Hp


BHP = 670,0

4,5

pompa

WHPHp



6

motor

BHP

= 7,5 8 Hp

App D-60


Fungsi : Untuk mengalirkan air dari bak klorinasi ke bak air sanitasi



A = 0,0513 ft2

Daya pompa : 8 Hp

Bahan : cast iron

Jumlah : 1 buah

20. Bak Air Sanitasi (F-233)

Fungsi: Untuk menampung air sanitasi

Laju air = 40535,5467 kg/jam = 89364,6663 lb/jam


89364,6663 ft

3/jam

= 40,4884 m3/jam


Volume air = 40,4884 3 = 121,4652 m3


Volume bak = 9613,1349,0

121,4652 m

3

Direncanakan bak berbentuk silinder (tutup atas dan dasar rata) dan direncanakan

tinggi bak, H = 1,5 . D


App D-61


134,9613 = ¼ . Di2 . 1,5D

134,9613 = 1,179 Di3

Di = 4,8555 m

Jadi tinggi tangki (H) = 1,5 4,8555 = 7,2833 m

Klorin diperlukan tiap 100 ton air = 0,01 kg

Kebutuhan klorin per tahun = 30001,020000

89364,6663

= 13,4047 kg/tahun


Type : Silinder

Tinggi : 7,2833 m

Diameter : 4,8555 m

Bahan : High Alloy Steel SA-240 Grade M Type 316

Jumlah : 1 buah

C. Unit penyediaan Listrik

Untuk tenaga listrik digunakan untuk mengerakkan motor, penerangan,

instrumentasi, dan lain-lain dipenuhi sendiri oleh generator.

- Perincian kebutuhan listrik untuk porses:

Daerah proses produkasi

App D-62

Tabel App D.2 Pemakaian daya peralatan proses

Kode Alat Nama Alat Jumlah Daya Hp

J-112 Belt Conveyor 1 1 1

C-113 Knife Cutter 1 6 6

L-123 Pompa I 1 1,6 1,6

L-141 Pompa II 1 8 8

L-151 Pompa III 1 8 8

L-154 Pompa IV 1 8 8

L-171 Pompa V 1 8 8

L-163 Pompa VI 1 8 8

L-181 Pompa VII 2 9,5 19

R-110 Reaktor Liquifikasi 3 12 36

L-188 Pompa VIII 4 1 4

R-140 Reaktor Sakarifikasi Lanjut 2 15 30

Total 137,6

Daerah pengolahan

Tabel App D.3 Pemakaian daya peralatan pengolahan air

Kode Alat Nama Alat Jumlah Daya Hp

L-211 Pompa Air Sungai 2 6 12

L-213 Pompa Bak Skimer 2 3 6

L-215 Pompa Bak Sedimentasi 2 3 6

F-216 Tangki Clarifier 2 1 2

App D-63

L-219 Pompa Demineralizer 2 3 6

L-222 Pompa Deaerator 1 3 3

L-225 Pompa Boiler 1 2,5 2,5

L-231 Pompa Klorinasi 1 8 8

L-232 Pompa Air Sanitasi 1 8 8

Total 53,5

Jadi total kebutuhan listrik untuk motor penggerak:

= 137,6 + 53,5

= 191,1 Hp = 142,503 kW

- Kebutuhan listrik untuk kebutuhan penerangan:

Untuk kebutuhan penerangan dapat diperoleh dengan mengetahui luas

bangunan dan areal tanah dengan menggunakan rumuas:

DU

FAL

Dimana:

L = Lumen outet

A = Luas daerah

F = Foot candle

U = Koefisien utilitas = 0,8

D = Effisiensi rata-rata penerangan = 0,75

App D-64

Tabel App D.4 Kebutuhan daya untuk penerangan

No Lokasi

Luas

Candle (ft) Lumen

m 2

Ft 2

1 Taman 40 215,278 10 2152,78

2 Pos Keamanan 20 430,556 5 2152,78

3 Kantor Administrasi 100 1076,39 20 21520

4 Kantin 30 322,917 5 1614,585

5 Parkir 60 645,835 5 3229,175

6 Toilet 50 538,196 5 2690,98

7 Ruang Proses 2000 21527,8 30 645834

8 Ruang Kontrol 30 322,917 10 3229,17

9 Perkantoran Produksi 80 1861,113 10 18611,13

10 Ruang Timbang 100 1076,39 5 5381,95

11 Bengkel 40 430,556 10 4305,56

12 Unit Pengolahan Air 100 1076,39 5 5381,95

13 Pemadam Kebakaran 50 538,196 5 2690,98

14 Gudang Bahan Baku 300 3229,17 10 32291,7

15 Laboratorium Dan QC 50 538,196 10 5381,96

16 Area Perluasan Pabrik 1000 1063,9 5 5319,5

17 Unit Listrik Dan Geanerator 40 430,556 10 4305,56

18 Ruang Boiler 500 5381,96 5 26909,8

19 Gudang Bahan Bakar 30 322,917 5 1614,585

20 Parkir Kendaraan Tamu 60 645,835 5 3229,175

App D-65

21 Aula 100 1076,39 15 16145,85

22 Kapela + Mushola 40 430,556 5 2152,78

23 Polikinik 20 215,278 10 2152,78

24 Gudang Produk 3000 32291,7 10 322917

25 Unit Pengolahan Limbah 100 1076,39 10 10763,9

26 Perpustakaan 100 1076,39 10 10763,9

27 Jalan Raya - 1076,39 5 5381,95

Total 8040 20362,519 260 1161896,335

Untuk taman, water treatment, jalan, area proses, dan area penyimpanan produk

akan dipakai lampu mercury 250 watt dengan output lumen 10000.

Dari perhitungan diatas didapatakan:

Lumen untuk taman = 2152,78

Lumen untuk jalan = 5381,95

Lumen untuk water treatment = 10763,9

Lumen untuk areal proses = 645834

Lumen untuk areal produk = 322917

Total = 987049,63

Jumlah lampu mercury yang dibutuhkan:

= 997,9810000

987049,63buah

Untuk penerangan daerah lainnya digunakan lampu Tl 40 watt dengan output

lumen 2000.

App D-66

Jumlah lampu TL yang dibutuhkan:

= 2000

987049,6351161896,33

= 87,423 88 buah

Maka kebutuhan listrik untuk penerangan = (99 250 ) + (88 40)

= 28270 watt = 28,27 KW

Total kebutuhan listrik = listrik proses + listrik penerangan

= 142,503 + 28,27

= 170,773 KW

Untuk menjamin kelancaran proses produksi maka kebutuhan listrik sepenuhnya

dipenuhi oleh generator.

Power faktor untuk generator = 0,75

Power yang harus dibangkitkan oleh generator = 75,0

170,773

= 227,6973 KW

Menggunakan generator berkekuatan = 228 KW

D. Unit Penyediaan Bahan Bakar

- Boiler


Densitas = 55 lb/ft3

Viskositas = 0,0027 lbft.s

App D-67

Rate volumetrik = 55

7434185,372 = 7894,2795 ft

3/jam

= 233,541 m3/jam = 233541 L/jam

Untuk kebutuhan bahan bakar boiler = 5604984 L/hari

- Generator

Tenaga generator = 228 KW

1 KW = 81891.27 Btu/hari

Tenaga generator = 228 81891,27

= 18671209,56 Btu/hari

Bahan bakar yang dipakai adalah diesel oil.

Hv = 19000 Btu/lb

= 55 lb/ft3 (881 kg/m

3)

Efisiensi generator = 80%

Kebutuhan bahan bakar = 8,019000

618671209,5

= 1228,3591 lb/hari = 557,174 kg/hari

= 0,6324 m3/hari

= 632,4 L/hari

Kebutuhan bahan bakar total = 5604984 + 632,4

= 5605616,4 L/hari

- Tangki bahan bakar

Berfungsi untuk menampung bahan bakar yang akan digunakan,

Direncanakan menampung selama 10 hari.

App D-68

= 5605616,4 10

= 56056164 L = 56056,2 m3

Direncanakan tangki bahan bakar yang digunakan sebanyak 4 buah

= 4

56056,2 = 14014,05 m

3

Jika volume bahan bakar mengisi 80% volume tangki, maka:

Volume tangki = 0,8

14014,05 = 17517,5625 m

3

Direncanakan tangki berbentuk silinder dengan tutup atas dan bawah

berbentuk datar.

Ditetapkan H = D


17517,5625 = ¼ . Di2 . D

17517,5625 = 0,785 Di3

Di = 28,1536 m

Jadi tinggi (H) = 28,1536 m

Bahan konstruksi: High Alloy Steel SA-240 Grade M type 316

App E-1

APPENDIKS E

PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

1. Metode Penafsiran Harga

Penafsiran harga peralatan setiap tahun mengalami perubahan sesuai

dengan kondisi perekonomian yang ada. Untuk penafsiran harga peralatan,

diperlukan indeks yang dapat dipergunakan untuk mengkonversi harga peralatan

masa lalu sehingga diperoleh harga saat ini maka digunkan persamaan:

k

x

I

ICkX (Peter and Timmerhaus hal 164)

Dimana:

X = Tafsiran harga saat ini

k = Tafsiran harga pada tahun k

Ix = Indeks harga saat ini

Ik = Indeks harga tahun k

Sedangkan untuk menaksir harga alat yang sama dengan kapasitas yang berbeda

digunakan persamaan sebagai berikut:

B

n

ABA

C

CVV (Peter and Timmerhaus hal 169)

Dimana:

VA = Harga A

VB = Harga alat B

CA = Kapasitas alat A

App E-2

CB = Kapasitas alat B

n = Eksponen harga alat

Harga alat dalam Pra Rencana Pabrik Etanol didasarkan pada harga alat

yang terdapat pada peters and Timmerhaus dan Ulrich, G.D.

Tabel App E.1 Indeks harga alat pada tahun sebulum evaluasi

No Yi Xi Xi2 Xi.Yi

1 1985 325 105625 645125

2 1986 318 101124 631548

3 1987 324 104976 643788

4 1988 343 117649 681884

5 1989 355 126025 706095

6 1990 356 126736 708440

11925

2021

682135

4016880

Sumber: Peters and Timmerhaus hal 163

a = 22

2

XiXin

YiXiXiXiYi

= 2

20216821356

4016880202168213511925

= 0881.19538369

16345395

App E-3

Y= a + b.X

050

100150200250300350400

1984 1986 1988 1990 1992

Tahun

Ha

rga

In

de

ks

b = 22 XiXin

XiYiYiXin

= 2

20216821356

20211192540168806

= 1022,08369

855

Grafik App E.1 Hubungan antara tahun dengan indeks harga

Kenaikkan harga tiap tahun merupakan fungsi linier, tahun dan indeks

harga tahun yang merupakan persamaan garis lurus, sehingga:

Y = a + bX

Dimana:

a = Konstanta

b = Gradien

X = Tahun

Y = Indeks harga

App E-4

Dari grafik diatas didapatkan Indeks harga tahun 2007 adalah:

2007 = 0881.1953 + 1022,0 . X

Y = 527,5136

Indeks harga tahun 2010 adalah:

2010 = 0881.1953 + 1022,0 . X

Y = 556,8679

2. Harga Peralatan

Dengan menggunakan rumus-rumus pada metode penafsiran harga

didapatkan harga peralatan proses seperti tabel App D.2 dan peralatan utilitas

pada tabel App D.3.

Contoh perhitungan peralatan:

Nama alat : Pompa sentrifugal (L-211)

Type : Pompa Reciprocation

Daya : 3,5 Hp

Bahan kontruksi : Carbon steel SA 283 Grade C

Dari fig. 4-49 hal 310 Ulrich diperoleh:

FBM : 1

Cp : $ 2,500

CBM : FBM Cp = $ 2,500

Jadi harga pada tahun 2010 adalah:

= 2007 tahun Harga2007 tahun a harg Indeks

2010 tahun a harg Indeks

App E-5

= 2,500 $527,5136

556,8679

= $ 2639,1163

Tabel App E.2 Harga peralatan proses

No Nama Alat Kode Harga/Unit ($) Jumlah Harga Total

1 Gedung Penampung 14040,0988 1 14040,0988

2 Belt Conveyor 30613,7493 1 30613,7493

3 Piller 8972,9955 38 340973,8282

4 Pencucian 4478,0526 6 26868,3156

5 Mesin Penggiling 5847,2261 1 5847,2261

6 Pompa 2639,1163 1 2639,1163

7 Reaktor Liquifikasi 66400,1666 2 132800,3331

8 Pompa 2639,1163 1 2639,1163

9 Reaktor Sakarifikasi Awal 30191,4907 2 58271,6883

10 Bin Glukoamylase 1319,5582 1 1319,5582

11 Bin Amylase 1319,5582 1 1319,5582

12 Bin Inokolum 1319,5582 1 1319,5582

13 Reaktor Sakarifikasi Lanjut 30191,4907 1 30191,4907

14 Destilasi 24807, 6934 1 24807, 6934

15 Condensor 21640,7538 1 21640,7538

16 Acumulator 19001,6375 1 19001,6375

17 Pompa 2639,1163 1 2639,1163

18 Reboiler 2650517,3 1 2650517,3

App E-6

19 Pompa 2639,1163 1 2639,1163

20 Tangki Dehidrasi 29558,1028 1 29558,1028

21 Decanter 22168,5771 1 22168,5771

22 Pompa 2639,1163 1 2639,1163

23 Pemisahan Serat (RVF) 450,7611 1 450,7611

24 Storage Etanol 13723,4049 3 41170,2146

Total 3441268,333

3. Harga Peralatan Utilitas

Tabel App E.3 Harga peralatan utilitas

No Nama Alat Kode Harga/Unit ($) Jumlah Harga total

1 Pompa Air Sungai L-211 10656,7517 2 21313,5034

2 Bak Skimer F-212 36947,6284 2 73895,2568

3 Pomba Bak Skimer L-213 24239,7555

2 48479,511

4 Bak Sedimentasi F-214 43769,2163 2 87538,4326

5 Pompa Bak Sedimentasi L-215 2639,1163 2 5278,2326

6 Tangki Clarifer F-216 79344,5043

2 158689,0086

7 Sand Filter F-217 47991,8024 2 95983,6048

8 Bak Air Bersih F-218 47989,6911 2 95983,6048

9 Pompa Demineralizer L-219 2639,1163 2 5278,2326

10 Kation Exchanger D-210A 38531,0982 1 38531,0982

11 Anion Exchanger D-210B 38531,0982 1 38531,0982

12 Bak Air Lunak F-221 47926,3523

2 95852,7046

13 Pompa Deaerator L-222 10053,9775 1 10053,9775

App E-7

14 Tangki Deaerator F-223 37876,5974 1 37876,5974

15 Tangki Umpan Boiler F-224 37475,4517 1 37475,4517

16 Pompa Air Boiler L-225 2639,1163 1 2639,1163

17 Pompa Klorinasi L-231 2639,1163 1 2639,1163

18 Bak Klorinasi F-230 84873,9808 1 84873,9808

19 Pompa Bak Air Sanitasi L-232 2639,1163 1 2639,1163

20 Bak Air Sanitasi F-233 84873,9808 1 84873,9808

Total 1028425,625

Harga Peralatan total = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas

= $ 3441268,333 + $ 1028425,625

= $ 4469693,958

Asumsi: $1 = Rp.12.000,00

Dengan faktor keamanan (safety factor) sebesar 20%, maka:

Harga peralatan total = 1,2 4469693,958

= $ 5363632,75 = Rp. 64.363.593.000

4. Biaya Bahan Baku

Tabel App E.4 Biaya bahan baku

No Bahan Baku Harga/Kg (Rp) Kebutuhan /Hari Biaya 1 Thn (Rp)

1 Ubi Kayu 1000 16320094,61 1.632.009.461

2 Amylase 5.500 1139,4504 6266977,2

3 Glukoamylase 5.500 136,8288 752558,4

4 CaO 300 10648 3194400

App E-8

5 H2N.CN.NH2 1200 2,589 3106,8

6 Nutrisi 6.500 2,589 16828,5

Total 1.642.243.332

5. Perhitungan Biaya Utilitas

Tabel App E.5 Harga bahan utilitas

No Bahan Baku Hagra (Rp) Kebutuhan/Hari Biaya 1 Thn (Rp)

1 Bahan Bakar 6.000 1.259 kg/hari 2.266.200.000

2 Listrik 750 515 KW 115.875.000

3 Resin 6.000 37,8255 kg/hari 68.085.900

4 Alum 6.000 1574,076 kg/hari 2.833.336.800

Total 5.283.497.700

6. Harga Tanah Dan Bangunan

Luas tanah = 8.040 m2

Luas bangunan pabrik = 7.040 m2

Harga tanah/m2 = Rp.100.000

Harga bangunan/m3 = Rp.150.000

Harga tanah dan bangunan = (8.040 100.000) + (7.040 150.000)

= Rp.1.860.000.000

App E-9

7. Gaji Pegawai

Tabel App E.6 Gaji pegawai

No Jabatan Jumlah Gaji/Bln (Rp) Total (RP)

1 Dewan Komisaris 2 9.000.000 18.000.000

2 Direktur Utama 1 8.000.000 8.000.000

3 Litbang 1 5.000.000 5.000.000

4 Direktur Teknik & Produksi 1 7.000.000 7.000.000

5 Direktur Administrasi & Keuangan 1 7.000.000 7.000.000

6 Kabag. Produksi 1 5.000.000 5.000.000

7 Kabag. Produksi 1 5.000.000 5.000.000

8 Kabag. Quality Control 1 5.000.000 5.000.000

9 Kabag. SDM 1 5.000.000 5.000.000

10 Kabag. Pemasaran 1 5.000.000 5.000.000

11 Kabag. Keuangan & Adminisrtasi 1 5.000.000 5.000.000

12 Kabag.Umum 1 5.000.000 5.000.000

13 Kasie. Proses 1 2.000.000 2.000.000

14 Karyawan Proses 112 600.000 67.200.000

15 Kasie. Penyadiaan 1 2.000.000 2.000.000

16 Karyawan Penyadiaan 4 600.000 2.400.000

17 Kasie. Pengendalian Mutu 1 2.500.000 2.500.000

18 Karyawan Pengendalian Mutu 4 600.000 2.400.000

19 Kasie. Gudang 1 2.000.000 2.000.000

20 Karyawan Gudang 8 600.000 4.800.000

App E-10

21 Kasie. Utilitas 1 2.000.000 2.000.000

22 Karyawan Utilitas 8 600.000 4.800.000

23 Kasie. Pemeliharaan & Perbaikkan 1 2.000.000 2.000.000

24 Karyawan Pemeliharan & Perbaikan 8 600.000 4.800.000

25 Kasie. Lingkungan 1 1.500.000 1.500.000

26 Karyawan Lingkungan 4 600.000 2.400.000

27 Kasie. Jaminan Mutu 1 1.500.000 1500.000

28 Karyawan Jaminan Mutu 8 600.000 4.800.000

29 Kasie. Pengendalian Proses 1 2.500.000 2.500.000

30 Karyawan Pengendalian Proses 5 600.000 3.000.000

31 Kasie. Kesehatan 1 2.000.000 2.000.000

32 Karyawan Kesehatan 2 1.000.000 2.000.000

33 Kasie. Ketenagakerjaan 1 1.500.000 1.500.000

34 Karyawan Ketenagakerjaan 2 600.000 1.200.000

35 Kasie. Pembelian 1 2.500.000 2.500.000

36 Karyawan Pembelian 3 1.000.000 1.000.000

37 Kasie. Penjualan 1 2.000.000 2.000.000

38 Karyawan Penjualan 2 600.000 1.200.000

39 Kasie. Promosi & Periklanan 1 2.000.000 2.000.000

40 Karyawan Promosi & Periklanan 3 600.000 1.800.000

41 Kasie. Riset & Marketing 1 2.500.000 2.500.000

42 Karyawan Riset & Marketing 3 600.000 1.800.000

App E-11

43 Kasie. Keuangan 1 2.500.000 2.500.000

44 Karyawan Keuangan 2 600.000 1.200.000

45 Kasie. Akuntansi 1 2.500.000 2.500.000

46 Karyawan Akuntansi 2 600.000 1.200.000

47 Kasie. Humas 1 2.500.000 2.500.000

48 Karyawan Humas 2 600.000 1.200.000

49 Kasie. Personalia 1 2.500.000 2.500.000

50 Karyawan Personalia 1 600.000 600.000

51 Kasie. Keamanan 1 2.000.000 2.000.000

52 Karyawan Keamanan 10 600.000 6.000.000

53 Kasie. Kebersihan 1 1.000.000 1.000.000

54 Karyawan Kebersihan 10 400.000 4.000.000

55 Kasie. Transportasi 1 2.000.000 2.000.000

56 Karyawan Transportasi 8 600.000 4.800.000

Total 266.900.000

Total gaji pegawai = Rp. 266.900.000 12

= Rp. 3.202.800.000

8. Pengemasan

Pengemasan porduk utama

Kapasitas = 2777,7777 kg/jam = 19.999.999,44 L/tahun

Harga satuan per barang = Rp.14000

App E-12

= 1000

,4419.999.999 = 19.999,999 tab/tahun

Biaya pengemasan dalam 1 tahun = 19.999,999 Rp.14000

= Rp. 279.999.992

9. Harga Penjualan

- Etanol

Produksi/tahun = 19.999.999,44 L/thn

Harga jual/L = Rp. 9500

Total penjualan = Rp. 9500 19.999.999,44 = Rp.189.999.994.700

10. Penentuan Total Capital Investment (TCI)

a. Biaya Langsung (DC)

Tabel App E.7 Biaya langsung (DC)

Harga Peralatan E Rp. 64.363.593.000

Instalasi Alat 57% E Rp. 36.687.248.010

Instrumentasi Dan Kontrol 18% E Rp. 11. 585.446.740

Perpipaan 66% E Rp. 42.479.971.380

Listrik 15% E Rp. 9.654.538.950

Bangunan + Tanah 30% E Rp. 19.309.077.900

Fasilitas Layanan 75% E Rp. 48.272.694.750

Pengembangan Lahan 10% E Rp. 6.436.359.300

Total Direct Cost (DC) Rp. 162.839.890.290

App E-13

b. Biaya Tak Langsung (IC)

Tabel App E.8 Biaya tak langsung (IC)

Engineering 35% E Rp. 22.527.257.550

Biaya Konstruksi 45% E Rp. 28.963.616.850

Total Indirect Cost (IC) Rp. 51.490.874.400

c. Fix Capital Investment (FCI)

Tabel App E.9 Fix capital investment (FCI)

Biaya langsung (DC) + Biaya tak langsung (IC) Rp. 214.330.764.690

Biaya Kontraktor 20% (DC + IC) Rp. 42.886.152.938

Biaya Tak Terduga 25% (DC + IC) Rp. 53.582.691.172

Total Fix Capital Investment (FCI) Rp. 96.468.844.110

d. Modal Kerja (WC)

Work Capital Investment (WCI) = 20% TCI

Total Capital Investment (TCI) = WCI + FCI

TCI = 20% TCI + Rp. 96.468.844.110

80% TCI = Rp. 96.468.844.110

TCI = Rp. 120.586.055.138

WCI = 20% Rp. 120.586.055.138

= Rp.24.117.211.028

App E-14

11. Penentuan Total Product Cost (TPC)

a. Biaya Produksi Langsung (Direct Production Cost/DPC)

Tabel App E.10 Biaya produksi langsung (Direct Production

Cost/DPC)

Pemeliharaan 10% FCI Rp. 9.646.884.411

Laboratorium 15% Gaji Rp. 40.035.000

Paten & Royalti 3% TPC 0,03 TPC

Supervisi 15% Gaji Rp. 40.035.000

Total DPC Rp. 9.726.954.411 + 0,03 TPC

b. Biaya Tetap (Fixed Production Cost/FPC)

Tabel App E.11 Biaya tetap (Fixed Production Cost/FPC)

Depresiasi Alat 15% E Rp. 9.654.538.950

Pajak Kekayaan 5% FCI Rp. 4.823.442.206

Asuransi 5% FCI Rp. 4.823.442.206

Bunga Pinjaman 15% Modal Pinjaman Rp. 7.235.163.308

Depresiasi Bangunan 3% Bangunan Rp. 55.800.000

Total FPC Rp. 26.592.386.670

c. Biaya Overhead

Biaya Overhead = 50% (Gaji + Supervisi + Pemeliharaan)

= 50% Rp. 9.953.819.411

= Rp. 4.967.909.706

App E-15

d. Biaya Umum (General Expenses/GE)

Tabel App E.12 Biaya umum

Administrasi 15% TPC 0,1 TPC

Distribusi 2% TPC 0,02 TPC

R & D 5% TPC 0,05 TPC

Total GE 0,17 TPC

TPC = DPC + GE + FPC + Biaya Overhead

TPC = Rp. 9.726.954.411 + 0,03 TPC + 0,14 TPC +

Rp. 26.592.386.670 + Rp. 4.967.909.706

TPC = Rp. 41.287.250.787 + 0,17 TPC

0,83 TPC = Rp. 41.287.250.787

TPC = Rp. 49.743.675.647

GE = 0,17 TPC 49.743.675.647

= Rp. 8.456.424.860

12. Analisa Profitabilitas

Asumsi yang diambil:

a. Modal yang digunakan terdiri dari:

1. Modal sendiri 60% TCI = Rp. 72.351.633.083

2. Modal pinjaman 40% TCI = Rp. 48.234.422.055

App E-16

b. Bunga kredit = 15% per tahun

c. Masa konstruksi:

Tahun I = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman

Tahun II = 60% modal sendiri + 40% modal pinjaman

d. Pengembalian pinjaman dalam waktu 10 tahun

e. Umur pabrik 5 tahun

f. Kapasitas produksi:

Tahun I = 60% dari produksi total

Tahun II = 100% dari produksi total

g. Pajak penghasilan = 30% per tahun

Menghitung Total Investasi:

Masa Konstruksi Tahun I:

Modal sendiri = 60% TCI = Rp. 72.351.633.083

Modal pinjaman = 40% TCI = Rp. 48.234.422.055

Masa Konstruksi Tahun II:

Modal sendiri = 60% Tahun I = Rp. 43.410.979.850

Modal pinjaman = 40% Tahun I = Rp. 19.293.768.822

App E-17

Menghitung Biaya Variabel (VC):

Tabel App E.13 Biaya variabel (VC)

Bahan Baku Rp. 1.642.243.332

Pengemasan Rp. 279.999.992

Gaji Rp. 266.900.000

Utilitas Rp. 5.283.497.700

Total VC Rp. 7.472.641.024

Menghitung Biaya Semi Variabel (SVC):

Tabel App E.14 Biaya semi variabel (SVC)

Biaya Overhead Rp. 4.967.909.706

Pemeliharan Rp. 9.646.884.411

Laboratorium Rp. 40.035.000

Biaya Umum Rp. 8.456.424.860

Total SVC Rp. 23.111.253.977

Laba Untuk Kapasitas Pabrik 100%

Pajak = 35% per tahun

Laba Kotor = Total penjualan – Biaya produksi total

= Rp. 189.999.994.700 – Rp. 120.586.055.138

= Rp.69.413.939.562

Laba Bersih = Laba kotor (1-0,35)

= Rp. 69.413.939.562 0,65

= Rp. 45.119.060.715

App E-18

Nilai Penerimaan Cash Floe Setalah Pajak (CA)

CA = Laba bersih + Depresiasi

= Rp. 45.119.060.715 + Rp. 9.654.538.950

= Rp. 54.773.599.665

Menghitung Penilaian Investasi:

1. POT

FCI = Rp. 96.468.844.110

TCI = Rp. 120.586.055.138

CA = Rp. 54.773.599.665

POT = tahun1FlowCash

FCI

= tahun1599.665Rp.54.773.

.11096.468.844 Rp.

= 1,76 tahun

2. ROI

Pajak = 35%

Laba kotor = Rp. 69.413.939.562

Laba bersih = Rp. 45.119.060.715

FCI = Rp. 96.468.844.110

ROIBT = %100FCI

Kotor Laba

= %100.11096.468.844 Rp.

939.562Rp.69.413.

= 71,96 %

App E-19

ROIAT = %100FCI

bersih Laba

= %100.11096.468.844 Rp.

060.715Rp.45.119.

= 46,77%

3. BEP

FPC = Rp. 26.592.386.670

SVC = Rp. 23.111.253.977

VC = Rp. 7.472.641.024

S = Rp.189.999.994.700

BEP = %100VC - SVC 0,7 - S

SVC 0,3 FPC

= %1000247.472.641.).97723.111.2537,0(4.700189.999.99

).97723.111.2533,0(.67026.592.386

= 38,53%

Titik BEP terjadi pada kapasitas produksi:

= 38,53% 20.000 ton/tahun

= 7766 ton/tahun

Nilai BEP untuk pabrik Etanol berada diantara 30-60%, maka nilai BEP

memadai. Untuk produksi Tahun I kapasitas pabrik 80% dari kapasitas

sesungguhnya, sehingga keuntungannya adalah:

BEP-100

) kapasitas-(100-BEP)100(

PB

PBi

App E-20

Dimana:

PBi = Keuntungan pada % kapasitas yang tercapai (dibawah 100%)

PB = Keuntungan pada kapasitas 100%

% Kap = % kapasitas yang tercapai

060.715Rp.45.119.

PBi =

)38,53100(

)80100()38,53100(

PBi = Rp.30.439.034.417

Sehingga Chas Flow setelah pajak untuk Tahun I:

CA = Laba bersih Tahun I + Depresiasi

= Rp. 30.439.034.417 + Rp. 9.710.338.950

= Rp. 40.149.373.367

4. Shut Down Point

SDP adalah suatu titik yang merupakan kapasitas minimal pabrik yang masih

boleh beroperasi.

SDP = %100VC-SVC-S

SVC 0,3

= %1000247.472.641.-.97723.111.253-4.700189.999.99

.97723.111.2533,0

= 4,35%

Titik Shut Down Point terjadi pada kapasitas:

= 4,35% 20.000 ton/tahun

= 870 ton/tahun

App E-21

5. Net Present Value

Metode ini digunakan untuk menghitung selisih dari nilai penerimaan kas

bersih dengan nilai investasi sekarang.

Langkah-langkah menghitung NPV:

a. Menghitung CA0 (tahun Ke-0) untuk masa konstruksi 2 tahun

CA-2 = 40% CA (1 + i)2

= 40% Rp. 54.773.599.665 (1 + 0,2)2

= Rp.31.549.593.407

CA-1 = 60% CA (1 + i)2

= 60% Rp. 54.773.599.665 (1 + 0,2)2

= Rp. 47.324.390.111

CA-O = (CA-2 - CA-1)

= Rp. 31.549.593.407 - Rp. 47.324.390.111

= Rp. -157.747.96.704

b. Menghitung NPV tiap tahun

NPV = CA Fd

Fd = 2)1(

1

i

Dimana:

NPV = Net Preaent Value

CA = Cash Flow setalah pajak

Fd = Faktor diskon

i = Tingkat bunga bank

n = Tahun ke-n

App E-22

Tabel App E.15 Cash flow untuk NPV selama 10 tahun

Tahun Cash Flow/CA (Rp) Fd (i = 0,15) NPV

0 -157.747.96.704 1 -157.747.96.704

1 47.324.390.111 0,8696 41.153.289.640,5256

2 31.549.593.407 0,7561 23.854.647.575,0327

3 31.549.593.407 0,6575 20.743.857.665,1025

4 31.549.593.407 0,5718 18.040.057.510,1226

5 31.549.593.407 0,4972 15.686.457.841,9604

6 31.549.593.407 0,4323 13.638.889.229,8461

7 31.549.593.407 0,3759 11.859.492.161,6913

8 31.549.593.407 0,3269 10.284.141.084,7483

9 31.549.593.407 0,2843 8.943.962.405,6101

10 31.549.593.407 0,2472 7.776.811.490,2104

Nilai Sisa 0 0,2472 0

WCI 31.549.593.407 0,2472 7.776.811.490,2104

Total 165.763.018.459

Karena harga NPV positif, maka pabrik layak didirikan.

6. Internal Rate Of Return (IRR)

Metode yang digunakan untuk menghitung tingkat bunga pada investasi.

Harga IRR harus lebih tinggi dari tingkat bunga bank sehingga harus dipenuhi

persamaan dibawah ini dengan cara trial.

IRR = i2 + )(NPV NPV

NPV12

21

1 ii

App E-23

Dimana:



Tabel App E.16 Cash flow untuk IRR selama 10 tahun

Tahun

Cash Flow/CA

(Rp)

Fd (i = 0,15) PV1 FD (0,24) PV2

0 -157.747.96.704 1 -15.774.796.704 1 -15.774.796.704

1 47.324.390.111 0,8696 41.153.289.640,5256 0,650364 26.764.618.063,7708

2 31.549.593.407 0,7561 23.854.647.575,0327 0,422974 10.089.895.703,4019

3 31.549.593.407 0,6575 20.743.857.665,1025 0,275087 5.706.365.573,5201

4 31.549.593.407 0,5718 18.040.057.510,1226 0,178907 3.227.492.568,9635

5 31.549.593.407 0,4972 15.686.457.841,9604 0,116354 1.825.182.115,7435

6 31.549.593.407 0,4323 13.638.889.229,8461 0,075673 1.032.095.664,6901

7 31.549.593.407 0,3759 11.859.492.161,6913 0,049215 583.664.906,7376

8 31.549.593.407 0,3269 10.284.141.084,7483 0,032008 329.174.787,8406

9 31.549.593.407 0,2843 8.943.962.405,6101 0,020817 186.186.465,3976

10 31.549.593.407 0,2472 7.776.811.490,2104 0,013538 105.282.473,9545

Nilai Sisa 0 0,2472 0 0,0135 0

WCI 31.549.593.407 0,2472 7.776.811.490,2104 0,013538 105.282.473,9545

Total NPV1= 165.763.018.459 NPV2= 34.180.444.094

IRR = %)15%24(.09434.180.444-8.459165.763.01

8.459165.763.01%15

= 26.34%

Dengan besarnya IRR = 26.34% maka pabrik layak didirikan, karena IRR > bunga

bank (15%).

pra rencana pabrik etanol dari ubi kayu dengan proses fermentasi

Documents