LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Hasil perhitungan neraca massa pra rancangan pabrik pembuatan polihidroksibutirat pada bakteri Alcaligenes Eutrophus dengan substrat glukosa adalah sebagai berikut: Kapasitas produksi : 4.500 ton/tahun Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu kerja per tahun : 330 hari Satuan operasi : kg.jam -1 Kapasitas produksi per jam = ) ton 1 kg 1.000 ( x ) jam 24 hari 1 ( ) hari 330 tahun 1 ( ) tahun ton 500 . 4 ( x x = 568.182 kg.jam -1 Kemurnian produk : 98% Perhitungan neraca massa dilakukan pada: - Fermentor (R-101) - Disk Centrifuge (CF-101) - Tangki Pencuci (V-105) - Disk Centrifuge (CF-102) - Tangki Ekstraksi (V-106) - Disk Centrifuge (CF-103) - Tangki Pengendapan (V-107) - Dekanter (DC-101) - Spray Dryer (SPD-101) Universitas Sumatera Utara
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAMPIRAN A
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pra rancangan pabrik pembuatan
polihidroksibutirat pada bakteri Alcaligenes Eutrophus dengan substrat glukosa
adalah sebagai berikut:
Kapasitas produksi : 4.500 ton/tahun
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Waktu kerja per tahun : 330 hari
Satuan operasi : kg.jam-1
Kapasitas produksi per jam = ) ton1
kg 1.000( x )jam 24
hari 1()hari 330
tahun1()tahunton500.4( xx
= 568.182 kg.jam-1
Kemurnian produk : 98%
Perhitungan neraca massa dilakukan pada:
- Fermentor (R-101)
- Disk Centrifuge (CF-101)
- Tangki Pencuci (V-105)
- Disk Centrifuge (CF-102)
- Tangki Ekstraksi (V-106)
- Disk Centrifuge (CF-103)
- Tangki Pengendapan (V-107)
- Dekanter (DC-101)
- Spray Dryer (SPD-101)
Universitas Sumatera Utara
1. Fermentor (R-101)
Udara
Alcaligenes Eutrophus
Kultur Medium PHB
(NH4)2SO4 Kultur Medium sisa
Non-PHB KOH Udara Dalam fermentor diketahui bahwa :
Perbandingan massa bakteri A. Eutrophus dengan glukosa pada umpan
masuk yaitu 7 : 10
(Sayed dkk, 2009)
Fermentasi berlangsung selama 50 jam.
Nutrisi pembatas (NH4)2SO4 dimasukkan mulai dari jam pertama hingga
24 jam.
Kg substrat / Kg PHB = 3,33 kg glukosa / kg PHB
Komposisi sel Bakteri A. Eutrophus pada alur keluar terdiri dari
Polihidroksibutirat (PHB) dan Non-PHB dimana persentase PHB pada sel
bakteri A. Eutrophus ialah 76% massa sel.
Glukosa yang tersisa 10% dari glukosa mula – mula
(Kim dkk, 1995)
Asumsi Kultur medium sisa kecuali glukosa dan air ialah 0,1% massa.
1
2
4
3
6
5
7
32±20 C 1 atm
Universitas Sumatera Utara
Tahapan pembentukan Polihidroksibutirat (PHB) ditunjukkan pada sintesa
enzimatis berikut:
Gambar L A-1. Biosintesis PHB pada A. Eutrophus
Laju alir masuk fermentor (R-101):
- Alcaligenes Eutrophus (F1):
Umpan masuk Alcaligens Eutrophus kedalam fermentor (R-101):
= 1 x (-6.890,602 kJ/mol) – 9.302 x ( -1,7187 kJ/mol)
= (-6.890,602 kJ/mol + 15.986,565 kJ/mol
= 9.095,963 kJ/mol
A. Eutrophus
Universitas Sumatera Utara
Nilai kapasitas panas (Cp) untuk masing-masing komponen :
1. Polihidroksibutirat = (C4H6O2)n
Dengan berat molekul PHB = 400.000 gram/mol (Bioprocess Technology,
1999) dan bentuk umum struktur PHB yaitu [ – O – CH(CH3) – CH2 – CO – ]n
Maka nilai n adalah : [ – O – CH(CH3) – CH2 – CO – ]n = 400.000 {(2 x 16) + (6 x 1) + (4 x 12)} x n = 400.000 (32 + 6 + 48) x n = 400.000 86 x n = 400.000 n = 4.651 sehingga, rumus molekul PHB adalah :
[ – O – CH(CH3) – CH2 – CO – ] 4.651
Maka, estimasi Cps PHB adalah:
Cps PHB = ∆EC (n . 4) + ∆EH (n . 6) + ∆EO (n. 2)
=10,89(4.651 x 4) + 7,56(4.651 x 6) + 13,42(4.651 x 2)
Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan :
De =3,9(Q)0,45( ρ )0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (7,570 ft3/detik)0,45(0,0026 lbm/ft3) 0,13
= 4,463 in
Dipilih material pipa commercial steel 5 inci Sch 40 :
Diameter dalam (ID) = 5,047 in = 0,420 ft
Diameter luar (OD) = 5,563 in = 0,463 ft
Luas penampang (A) = 0,1390 ft2 (Geankoplis, 1983)
L.C.20 Disk Centrifuge (CF-101)
Fungsi : memisahkan kultur medium sisa dari biomassa
Jenis : Nozzel discharge centrifuge
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Temperatur = 34°C
Tekanan = 1 atm = 14,696 psia
Tabel LC.6 Komposisi bahan masuk ke Disk Centrifuge (CF-101)
Bahan Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m3) Volume (m3/jam)
PHB 568,182 1200 0,473
Non-PHB 179,426 1110 0,161
Air Pengotor 95.561,438 995,68 95,561
Jumlah 96.309,049 96,196
ρ Camp = = = 1001,169 kg/m3
sg campuran = 1,107
Perhitungan :
Q = 96,196 m3/jam
= 26,492 l/s
Universitas Sumatera Utara
= 349,654 gal/min
Spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997).
Untuk harga Q (gal/min), diperoleh :
Tipe yang sesuai : Nozzel Discharge
Bowl Diameter = 30 in
Kecepatan = 3300 rpm
G/g = 4600
Menggunakan gambar 18-140 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997), diperoleh:
v = 500 ft/s
= 0,000559 N2 rp (Perry, 1997)
rp = 0,755 m
Daya centrifuge :
P = 5,984 . 10-10 .sg . Q. ( N. rp)2 (Perry,1997)
Dimana:
sg = spesific gravity campuran
Q = Laju alir volumetrik ( l/s)
N = Laju putar rotor (rpm)
rp = radius bucket (m)
Diameter bucket = 30 in
Radius bucket (rp) = 0,755 m
Laju putar rotor (N) = 3300 rpm
P = 5,984 . 10-10.( 1,107). (22,2593) .( 3300. 0,755)2
= 1,440 hp
Maka dipilih centrifuge dengan daya 1 1/4 hp.
L.C.21 Disk Centrifuge (CF-102)
Fungsi : memisahkan air pencuci dari biomassa
Jenis : Nozzel discharge centrifuge
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Universitas Sumatera Utara
Kondisi Operasi : Temperatur = 30°C
Tekanan = 1 atm = 14,696 psia
Tabel LC.7 Komposisi bahan masuk ke Disk Centrifuge (CF-102)
Bahan Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m3) Volume (m3/jam)
PHB 568,182 1200 0,473
Non-PHB 179,426 1110 0,161
Air 18.705,457 995,68 18,799
Jumlah 19.453,065 19,434
ρ Camp = = = 1000,951 kg/m3
sg campuran = 1,107
Perhitungan :
Q = 19,434 m3/jam
= 5,398 l/s
= 71,251 gal/min
Spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997).
Untuk harga Q (gal/min), diperoleh :
Tipe yang sesuai : Nozzel Discharge
Bowl Diameter = 30 in
Kecepatan = 3300 rpm
G/g = 4600
Menggunakan gambar 18-140 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997), diperoleh:
v = 500 ft/s
= 0,000559 N2 rp (Perry, 1997)
rp = 0,755 m
Daya centrifuge :
P = 5,984 . 10-10 .sg . Q. ( N. rp)2 (Perry,1997)
Dimana:
sg = spesific gravity campuran
Universitas Sumatera Utara
Q = Laju alir volumetrik ( l/s)
N = Laju putar rotor (rpm)
rp = radius bucket (m)
Diameter bucket = 30 in
Radius bucket (rp) = 0,755 m
Laju putar rotor (N) = 3300 rpm
P = 5,984 . 10-10.( 1,107). (5,398) .( 3300. 0,755)2
= 0,293 hp
Maka dipilih centrifuge dengan daya 1/2 hp.
L.C.22 Disk Centrifuge (CF-103)
Fungsi : memisahkan larutan CHCl3 dari biomassa
Jenis : Nozzel discharge centrifuge
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Temperatur = 60°C
Tekanan = 1 atm = 14,696 psia
Tabel LC.8 Komposisi bahan masuk ke Disk Centrifuge (CF-103)
Bahan Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m3) Volume (m3/jam)
PHB 568,182 1200 0,473
Non-PHB 179,426 1110 0,161
CHCl3 13.830,748 1370 10,095
Air 9.360,357 995,68 9,407
Jumlah 23.945,564 20,138
ρ Camp = = = 1.188,736 kg/m3
sg campuran = 1,107
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan :
Q = 20,138 m3/jam
= 5,594 l/s
= 73,830 gal/min
Spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997).
Untuk harga Q (gal/min), diperoleh :
Tipe yang sesuai : Nozzel Discharge
Bowl Diameter = 30 in
Kecepatan = 3300 rpm
G/g = 4600
Menggunakan gambar 18-140 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997), diperoleh:
v = 500 ft/s
= 0,000559 N2 rp (Perry, 1997)
rp = 0,755 m
Daya centrifuge :
P = 5,984 . 10-10 .sg . Q. ( N. rp)2 (Perry,1997)
Dimana:
sg = spesific gravity campuran
Q = Laju alir volumetrik ( l/s)
N = Laju putar rotor (rpm)
rp = radius bucket (m)
Diameter bucket = 30 in
Radius bucket (rp) = 0,755 m
Laju putar rotor (N) = 3300 rpm
P = 5,984 . 10-10.( 1,107). (5,594) .( 3300. 0,755)2
= 0,304 hp
Maka dipilih centrifuge dengan daya 1/2 hp.
L.C.23 Dekanter (DC-101)
Universitas Sumatera Utara
Fungsi : memisahkan kloroform (CHCl3) dan air dari PHB
Bentuk : Cylindrical - Conical
Jenis : Decanter Centrifuges (solid bowl centrifuge)
Bahan konstruksi : carbon steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
Temperatur = 30°C
Tekanan = 1 atm
Tabel LC.9 Komposisi bahan masuk ke Dekanter (DC-101)
Bahan Laju alir (kg/jam) ρ (kg/m3) Volume (m3/jam)
PHB 568,182 1200 0,473
Non-PHB 11,595 1110 0,010
CHCl3 13.830,748 1370 10,095
Air 37.025,278 995,68 37,211
Jumlah 50.435,803 47,790
ρ Camp = = = 1.076,272 kg/m3
sg campuran = 1,107
Perhitungan :
Universitas Sumatera Utara
Gambar LC.1 Prototipe Decanter Centrifuges (solid bowl centrifuge)
Desain Silinder Dekanter
Volume cairan = 1000
/803,025.37/ 1480
/ 13.830,7483
jamkgmkg
jamkg+
= 46,370 m3
Volume Padatan = 1110
/595,11/ 1200/ 568,182
3
jamkgmkg
jamkg+
= 0,483 m3
Berdasarkan spesifikasi dari Tabel 18-12 (Bab 18, Hal. 112, Perry. 1997), diperoleh:
Untuk umpan masuk solids = 0,5 – 1,5 ton/jam dan liquid = hingga 70 gal/menit
Tipe : Helical Conveyor
Bowl Diameter : 14 in
Kecepatan : 4.000 rpm
Daya Motor : 20 hp
Universitas Sumatera Utara
L.C.24 Spray Dryer (SPD-101)
Fungsi : Menguapkan H2O yang masih terikut pada produk PHB yang keluar dari
conveyor yang merupakan produk akhir
Jenis : Co-Current with Rotary Atomizer (FSD-4) Beban panas = 70.050,203 kJ/jam = 66.398,297 btu/jam Jumlah steam yang dibutuhkan = 32,226 kg/jam Jumlah campuran umpan = 591.609 kg/jam
Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar.
Jenis : Bar screen
Jumlah : 1
Bahan konstruksi : Stainless steel
Kondisi operasi:
- Temperatur = 300C
- Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 1997)
- Laju alir massa (F) = 64.000 kg/jam
- Laju alir volumetrik (Q) = = 0,01785 m3/s
(Dari tabel 5.1. Punmia & Ashok, Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater, 1991) Ukuran bar: Lebar bar = 5 mm; Tebal bar = 20 mm; Bar clear spacing = 20 mm; Slope = 300
Direncanakan ukuran screening: Panjang screen = 2 m Lebar screen = 2 m Misalkan, jumlah bar = x Maka, 20x + 20 (x + 1) = 64.000 40x = 63.980 x = 1599,5 ≈ 1600 buah Luas bukaan (A2) = 20(1600 + 1) (64.000) = 2.049.280.000 mm2 = 2.049 m2 Untuk pemurnian air sungai menggunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan 30% screen tersumbat. Head loss (Δh) = = = 2,96.10-11 m dari air
64.000 kg/jam x 1 jam/3600 s 995,68 kg/m3
Q2 2 g Cd
2 A22
0,01785 2 2 x 9,8 x 0,62 x 2.049
2
Universitas Sumatera Utara
20 mm
20 mm
2 m
2 m
Gambar LD – 1. Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas)
D.2 Bak Sedimentasi (BS) Fungsi : Untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air.
Jumlah : 1
Jenis : Grift Chamber Sedimentation
Aliran : Horizontal sepanjang bak sedimentasi.
Bahan kontruksi : Beton kedap air
Kondisi operasi: - Temperatur = 300C
- Tekanan = 1 atm
- Laju alir massa (F) = 64.000 kg/jam
- Densitas air = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 1997)
- Laju alir volumetrik, Q = =
= 0,0179 m3/jam = 37,83 ft3/mnt
Desain Perancangan: Bak dibuat dua persegi panjang untuk desain efektif. (Kawamura, 1991)
Perhitungan ukuran tiap bak:
Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir adalah:
0υ = 1,57 ft/min atau 8 mm/s (Kawamura, 1991)
Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi:
Kedalaman tangki = 15 ft
Lebar tangki = 1 ft 37,83 ft3/mnt
15 ft x 1 ft
F ρ
64000 kg/jam 995,68 kg/m3
Universitas Sumatera Utara
Kecepatan aliran, v = = 2,52 ft/mnt
Desain panjang ideal bak : L = K
0υh v (Kawamura, 1991)
dengan : K = faktor keamanan = 1,25
h = kedalaman air efektif ( 10 – 16 ft); diambil 10 ft.
Maka : L = 1,25 × (15/1,57) × 2,52 = 30,12 ft
Diambil panjang bak = 31 ft
Uji desain: Waktu retensi, t = = = 8,19 menit Desain diterima, dimana t diizinkan 6 – 15 menit (Kawamura, 1991)
Surface loading : airmasukan permukaan luas
etriklaju volumAQ=
= = 9,13 gpm/ft2
Desain diterima, dimana surface loading diizinkan diantara 4 – 10 gpm/ft2 Headloss (∆h); bak menggunakan gate valve, full open (16 in) :
Δh = K =1,25
= 9,6.10-5ft
D.3 Klarifier (CL) Fungsi : Memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena
penambahan alum dan soda abu.
Tipe : External Solid Recirculation Clarifier
Bentuk : Circular desain
Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C
Kondisi operasi: Temperatur = 300C
Tekanan = 1 atm
Laju massa air (F1) = 64000 kg/jam Laju massa Al2(SO4)3 (F2) = 0,115 kg/jam (Perhitungan BAB VII) Laju massa Na2CO3 (F3) = 0,061 kg/jam (Perhitungan BAB VII)
Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 × 1,79 m = 0,6 m = 1,96 ft E/Da = 1 ; E = 0,60 m L/Da = 1/4 ; L = 1/4 × 0,60 m = 0,15 m W/Da = 1/5 ; W = 1/5 × 0,60 m = 0,12 m J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 × 1,79 m = 0,15 m dengan: Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det Viskositas Al2(SO4)3 30% = 6,72⋅10-4 lbm/ft⋅detik (Othmer, 1968) Bilangan Reynold,
( )μDNρ
N2
aRe = (Geankoplis, 1997)
= =1,46.106 = 1.460.000 NRe > 10.000, maka perhitungan daya menggunakan rumus:
c
5a
3T
gρ.D.nK
P = (McCabe,1999)
KT = 6,3 (McCabe,1999) P = x = 2,6 Hp Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak = = 3,27 hp
Digunakan motor dengan daya 3 3/4 hp D.11 Tangki Pelarutan Soda Abu (Na2CO3) (TP – 02)
Fungsi : Membuat larutan soda abu (Na2CO3).
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C.
Kondisi operasi :
Temperatur = 300C
Tekanan = 1 atm
Na2CO3 yang digunakan = 27 ppm
Na2CO3 yang digunakan berupa larutan 30% (% berat)
Laju massa Na2CO3 = 1,728 kg/jam (Perhitungan BAB VII)
Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller. Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 1,47 m = 0,49 m = 1,61 ft E/Da = 1 ; E = 0,49 m L/Da = 1/4 ; L = 1/4 x 0,49 m = 0,12 m W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 0,49 m = 0,1 m J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 1,47 m = 0,12 m dengan : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det Viskositas Na2CO3 30 % = 3,69⋅10-4 lbm/ft⋅detik (Othmer, 1968) Bilangan Reynold,
( )μDNρ
N2
aRe = (Geankoplis, 1997)
= = 1,74.106 = 1.740.00 NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
c
5a
3T
gρ.D.nK
P = ( McCabe, 1999)
KT = 6,3 (McCabe, 1999) P = x = 0,954 hp Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak = = 1,19 hp Maka daya motor yang dipilih 1 1/4 hp.
= 0,00149 m = 0,0587 in Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,012 in + 1/8 in = 0,1837 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/4
in (Brownell,1959)
c. Daya Pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah
Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 x 1,52 m = 0,51 m = 1,66 ft E/Da = 1 ; E = 0,51 m L/Da = 1/4 ; L = 1/4 x 0,51 m = 0,13 m W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 0,51 m = 0,1 m J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 0,51 m = 0,13 m dengan : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle
Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det Viskositas NaCl 50% = 4,1175⋅10-3 lbm/ft⋅detik (Kirk Othmer, 1968) Bilangan Reynold,
( )μDNρ
N2
aRe = (Geankoplis, 1997)
= = 1,97 . 105
NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
c
5a
3T
gρ.D.nK
P = ( McCabe,1999)
KT = 6,3 (McCabe,1999) P = x = 1,318 Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak = = 1,648 hp Maka daya motor yang dipilih 1 3/4 hp
D.13 Tangki Pelarutan NaOH (TP – 04)
Fungsi : Tempat membuat larutan NaOH.
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C.
Kondisi operasi:
Temperatur = 300C
Tekanan = 1 atm
NaOH yang dipakai berupa larutan 50% (% berat) (Perry, 1997)
Laju alir massa NaOH = 1,5 kg/jam (Perhitungan BAB VII)
Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,041 in + 1/8 in = 0,1661 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/4
in (Brownell,1959) c. Daya Pengaduk
Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 1999), diperoleh: Da/Dt = 1/3 ; Da = 1/3 × 1,13 m = 0,38 m = 1,24 ft
E/Da = 1 ; E = 1,24 m L/Da = 1/4 ; L = 1/4 × 1,24 m = 0,09 m W/Da = 1/5 ; W = 1/5 × 1,24 m = 0,08 m J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 × 1,13 m = 0,09 m dengan : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det Viskositas NaOH 4% = 4,302 . 10-4 lbm/ft.det ( Kirk Othmer, 1968) Bilangan Reynold,
( )μDNρ
N2
aRe = (Geankoplis, 1997)
= = 1,01.106 = 1.010.000 NRe > 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
c
5a
3T
gρ.D.nK
P = ( McCabe,1999)
KT = 6,3 (McCabe,1999) P = x = 0, 294 hp Efisiensi motor penggerak = 80 % Daya motor penggerak = = 0,367 hp Maka daya motor yang dipilih 3/4 hp.
D.14 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TP – 05) Fungsi : Membuat larutan kaporit [Ca(ClO)2].
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar.
Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 283, Grade C.
Kondisi operasi:
Temperatur = 300C
Tekanan = 1 atm
Ca(ClO)2 yang digunakan = 2 ppm
Ca(ClO)2 yang digunakan berupa larutan 70% (% berat)
Laju massa Ca(ClO)2 = 0,0028 kg/jam (Perhitungan BAB VII)
Faktor korosi = 1/8 in Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,00592 in + 1/8 in = 0,1309 in Tebal shell standar yang digunakan = 1/4
in (Brownell,1959)
c. Daya Pengaduk Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah Untuk turbin standar (McCabe, 1993), diperoleh: Da/Dt = 1/3; Da = 1/3 × 0,19 m = 0,06 m = 0,21 ft E/Da = 1; E = 0,06 m L/Da = 1/4; L = 1/4 × 0,06 m = 0,02 m
W/Da = 1/5 ; W = 1/5 × 0,06 m = 0,01 m J/Dt = 1/12; J = 1/12× 0,19 m = 0,02 m dengan : Dt = diameter tangki Da = diameter impeller E = tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle
Kecepatan pengadukan, N = 3 putaran/det Viskositas kaporit = 6,7197⋅10-4 lbm/ft⋅detik (Kirk Othmer, 1967) Bilangan Reynold,
( )µ
ρ 2
ReaDN
N = (Pers. 3.4–1, Geankoplis, 1997)
= = 5.170 NRe < 10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus:
cRe
5a
3T
gNρ.D.nK
P =
KT = 63 P = x = 2,19.10-9 hp Efisiensi motor penggerak = 80% Daya motor penggerak = = 2,73.10-9 hp Maka daya motor yang dipilih 1 3/4 hp
D.15 Deaerator (DE) Fungsi : Menghilangkan gas–gas yang terlarut dalam air umpan ketel.
Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 Grade C.
Kondisi operasi :
Temperatur = 300C
Tekanan = 1 atm
Laju massa air = 34.158,615 kg/jam
Densitas air = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 1997) Kebutuhan perancangan = 1 hari
Menghitung Jumlah Tube Luas permukaan perpindahan panas, A = P × 10 ft2/hp = 60 hp × 10 ft2/hp
= 600 ft2
Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi : - Panjang tube = 30 ft - Diameter tube = 3 in - Luas permukaan pipa, a’= 0,917 ft2 / ft (Kern, 1965)
Sehingga jumlah tube = Nt= 'axLA = = 21,8= 22 buah
D.17 Menara Air (MA) Fungsi : Menampung air untuk didistribusikan.
1.722,562 x 1164,598 34,5 x 970,3
600 ft2 30 ft x 0,917 ft2/ft
Universitas Sumatera Utara
Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 53 Grade B.
Data:
Kondisi penyimpanan : Temperatur = 300C
Tekanan = 1 atm
Laju massa air = 64.000 kg/jam
Densitas air = 995,68 kg/m3 (Geankoplis, 1997)
Kebutuhan perancangan = 6 jam
Faktor keamanan = 20 %
Perhitungan:
Ukuran Menara Air Volume air, Va = = 385,666 m3 Volume tangki, Vt = 1,2 × 385,666 m3 = 462,799 m3
Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder, D : H = 5 : 6
V = ¼πD2H
= ¼πD2(6D/5)
= 3(πD3)/10
D = (10V/3π)1/3
= (10 x 14,5/3. 3,14)1/3
= 7,89 m
H = 9,5 m
Tinggi cairan dalam tangki = x 2,98 m = 7,89 m
Tebal Dinding Menara Air Tekanan hidrostatik P = ρ × g × l = 995,68 kg/m3 × 9,8 m/det2 × 7,89 m = 76,995 kPa Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa P = 76,995 kPa + 101,325 kPa = 178,32 kPa Faktor kelonggaran = 5% Maka, Pdesign = (1,05) × (178,32 kPa) = 187,24 kPa
Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,06 in = 0,505 ft Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,5521 ft Inside sectional area : 0,206 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 3,1433 ft/s
Bilangan Reynold : NRe = µ
ρ Dv××
= = 183.372,983 Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan 6 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 183.372,983 dan D
ε = 0,00009108,
diperoleh : f = 0,003
Friction loss :
1 Sharp edge entrance= hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5(1 – 0) = 0,0768 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,2303 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,307 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,003) = 0,1824 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,1535 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0,9501 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :
Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η x Wp 50,95 = 0,8 x Wp
Wp = 63,688 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = = 4,538 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 4 3/4 hp
D.20 Pompa Clarifier (PU – 02)
Fungsi : Memompa air dari bak pengendapan ke klarifier.
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi:
P = 1 atm T = 30 oC
Laju alir massa (F) = 2000 kg/jam = 1,2248 lbm/s Densitas air (ρ) = 955,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s
Laju alir massa (F) = 64.000 kg/jam = 39,1935 lbm/s Laju alir volumetrik, Q = = = 0,63 ft3/s = 0,0179 m3/s Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 × (0,63 ft3/s )0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13
= 5,42 in
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,06 in = 0,505 ft Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,5521 ft Inside sectional area : 0,206 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 3,1433 ft/s
Bilangan Reynold : NRe = µ
ρ Dv××
= = 183.372,983 Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan 6 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046
= 0,0569 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,269 in = 0,0224 ft Diameter Luar (OD) : 0,405 in = 0,0337 ft Inside sectional area : 0,0004 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 0,0576 ft/s
Bilangan Reynold : NRe = µ
ρ Dv×× =
= 243.196,0421 (turbulen) Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/8 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046
Pada NRe = 243.196,0421 dan ε/D = 0,002 maka harga f = 0,006 (Geankoplis,1997) Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 2,575.10-5 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 7,7277.10-5 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 1,006.10-7 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,0085) = 1,65.10-3 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 5,152.10-5 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 1,912.10-3 ft.lbf/lbm
0,002 lbm/s 85,0898 lbm/ft3
2,303.10-5 ft3/s 0,0004 ft2
(85,0898)(0,0576)(0,0224) 4,5158.10-7
0,0576 2 2(1)(32,174) 0,0576 2
2(32,174)
0,00182 2(32,174)
30 x 0,0576 2 (0,0224)(2)(32,174)
0,0576 2 2(1)(32,174)
Universitas Sumatera Utara
Dari persamaan Bernoulli:
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2
P1 = P2 = 1 atm; ρP∆ = 0 ft.lbf/lbm
∆Z = 30 ft Ws = 0 + 1,912.10-3 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,002 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η x Wp 30,002 = 0,8 x Wp Wp = 37,502 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
= 1,33.10-4 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1/4 hp
D.22 Pompa Soda Abu (PU – 04) Fungsi : Memompa air dari tangki pelarutan soda abu ke klarifier.
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
P = 1 atm T = 30 oC
Laju alir massa (F) = 1,728 kg/jam = 82,843 lbm/s Densitas soda abu (ρ) = 1.327 kg/m3 = 82,8423 lbm/ft3 (Othmer, 1967) Viskositas soda abu (µ) = 3,69 10-4 cP = 2,4797.10-7 lbm/ft.s (Othmer,1967) Laju alir volumetrik (Q) = = 1,277.10-5 ft3/s
Laju alir massa (F) = 64.000 kg/jam = 39,1935 lbm/s Laju alir volumetrik, Q = = = 0,63 ft3/s = 0,0179 m3/s Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 × (0,63 ft3/s )0,45 × (62,1586 lbm/ft3)0,13
= 5,42 in
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,06 in = 0,505 ft Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,5521 ft Inside sectional area : 0,206 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 3,1433 ft/s
Bilangan Reynold : NRe = µ
ρ Dv××
= = 183.372,983 Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan 6 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 183.372,983 dan D
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,06 in = 0,51 ft Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,55 ft Inside sectional area : 0,2006 ft
Kecepatan linear, v = Q/A = = 3,1433 ft/s
Bilangan Reynold : NRe = µ
ρ Dv××
= = 183.372,983 Karena NRe > 4000, maka aliran turbulen. Untuk pipa commercial steel dan pipa 6 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 183.372,983 dan D
ε = 9,108. 10-5,
diperoleh : f = 0,003
Friction loss :
1 Sharp edge entrance= hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5(1 – 0) = 0,0768 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,2303 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,3071 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,005) = 0,1095 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,1535 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0,8722 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :
∆Z = 30 ft Maka : Ws = 0,8722 ft.lbf/lbm + 0 + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 80,877 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η x Wp 80,877 = 0,8 x Wp
Wp = 101,0965 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = = 7,204 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor 7 ¼ hp
D.25 Pompa Kation (PU – 07) Fungsi : Memompa air dari menara air ke tangki kation.
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1
Kondisi operasi: P = 1 atm
T = 300C Laju alir massa (F) = 63.009 kg/jam = 0,599 lbm/s Densitas air (ρ) = 955,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = = 0,6208 ft3/s
Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,6208 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13
= 5,38 in
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,06 in = 0,0505 ft Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,551 ft Inside sectional area : 0,2006 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 3,0946 ft/s
64.000 (0,45359)(3600)
1 hp 550 ft.lbf/lbm
63,009 lbm/s 62,1586 lbm/ft3
0,6208 ft3/s 0,00233 ft2
Universitas Sumatera Utara
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 180.533,567 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 3 in Sc.40 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 180.533,567, diperoleh : f = 0,004
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 0,0744 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,2232 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,2976 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,0048) = 0,2358 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,1488 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0,9799 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
∆Z = 50 ft, maka: Ws = 0 + 0,9799 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0 = 50,0626 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 50,98 = 0,8 × Wp Wp = 63,725 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
= 7,068 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 7 ¼ hp
D.26 Pompa NaCl (PU – 08)
Fungsi : Memompa air dari tangki pelarutan NaCl ke tangki kation.
= 0,06 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,269 in = 0,0224 ft Diameter Luar (OD) : 0,405 in = 0,0337 ft Inside sectional area : 0,0004 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 0,0583 ft/s
Bilangan Reynold : NRe = µ
ρ Dv×× =
= 45.778,5585 (turbulen) Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis, 1997 untuk NRe = 45.778,5585 diperoleh : f = 0,002
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 2,64. 10-5ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 7,9 . 10-5ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 1,056. 10-4ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,021) = 1,979 . 10-3ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 5,28. 10-5 ft.lbf/lbm
0,00229 lbm/s 98,3246 lbm/ft3
(98,3246)(0,0583)(0,0224) 2,8073.10-6
2,33 . 10-5 ft3/s 0,00044 ft2
0,05832 2(1)(32,174) 0,05832
2(32,174)
0,05832 2(32,174)
30 x 0,05832 (0,0224)(2)(32,174)
0,05832 2(1)(32,174)
Universitas Sumatera Utara
Total friction loss : ∑ F = 2,244. 10-3 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
∆Z = 30 ft, maka: Ws = 0 + 2,244. 10-3 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,0022 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 30,022 = 0,8 × Wp Wp = 37,503 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
= 1,56 . 10-4 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp
D.27 Pompa NaOH (PU – 09)
Fungsi : Memompa air dari tangki pelarutan NaOH ke tangki anion.
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : P = 1 atm
T = 30 oC Laju alir massa (F) = 1.4992 kg/jam = 0,0009 lbm/s Densitas NaOH (ρ) = 1.518 kg/m3 = 94,7662 lbm/ft3(Othmer, 1967) Viskositas NaOH (µ) = 0,0004302 cP = 2,8909.10-7lbm/ft.s(Othmer,1967) Laju alir volumetrik (Q) = = 9,688.10-6 ft3/s
= 0,04 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,269 in = 0,0224 ft Diameter Luar (OD) : 0,405 in = 0,0337 ft Inside sectional area : 0,0004 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 0,0242 ft/s
3,7446 (0,45359)(3600) 1 hp
550 ft/lbf/lbm
0,0009 lbm/s 94,7662 lbm/ft3
(94,7662)(0,0242)(0,0224) 2,8909.10-7
9,688.10-6 ft3/s 0,0016 ft2
Universitas Sumatera Utara
Bilangan Reynold : NRe = µ
ρ Dv×× =
= 177.980,4859 (turbulen) Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/8 in Sc.40, diperoleh Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 177.980,4859, diperoleh : f = 0,007
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 4,55.10-6 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 1,36.10-5 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 1,823.10-5 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,005) = 3,42.10-4 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 9,11.10-6 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 3,872.10-4 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
∆Z = 30 ft, maka: Ws = 0 + 3,872.10-4 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 30,00039 = 0,8 × Wp Wp = 37,5 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
= 6,26.10-5 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp
D.28 Pompa Anion (PU – 10) Fungsi : Memompa air dari tangki kation ke tangki anion.
Jenis : Pompa sentrifugal
0,02422 2(1)(32,174) 0,02422
2(32,174) 0,02422
2(32,174)
30 x 0,02422 (0,0224)(2)(32,174)
0,02422 2(1)(32,174)
1,499 (0,45359)(3600) 1 hp
550 ft/lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
Jumlah : 1
Kondisi operasi: P = 1 atm
T = 300C Laju alir massa (F) = 63.009kg/jam = 38,587lbm/s Densitas air (ρ) = 955,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = = 0,62 ft3/s
Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,62 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13
= 5,38 in
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 6 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 6,06 in = 0,5 ft Diameter Luar (OD) : 6,625 in = 0,55 ft Inside sectional area : 0,2006 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 3,0946 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 180.533,567 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 6 in Sc.40 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 180.533,567, diperoleh : f = 0,004
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 7,411 .10-2 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 2,232. 10-1 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 2,976 .10-1 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,0048) = 2,357 .10-1 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
38,587 lbm/s 62,1586 lbm/ft3
(62,1586)(3,0946)(0,51) 0,0005
0,62 ft3/s 0,2006 ft2
3,0946 2 2(1)(32,174) 3,09462
2(32,174)
3,09462 2(32,174)
50 x 3,09462 (0,2557)(2)(32,174)
Universitas Sumatera Utara
= (1 – 0) = 1,488 .10-1 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 9,798 .10-1 ft.lbf/lbm
Dari persamaan Bernoulli :
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
∆Z = 50 ft, maka: Ws = 0 + 9,798 .10-1 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0 = 50,98 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 50,98 = 0,8 × Wp Wp = 63,725 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
= 4,47 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 4 1/2 hp
D.29 Pompa Deaerator (PU – 11) Fungsi : Memompa air dari tangki anion ke deaerator.
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
P = 1 atm T = 300C
Laju alir massa (F) = 34.158,615 kg/jam = 20,918 lbm/s Densitas air (ρ) = 955,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = = 0,336 ft3/s
Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,336 ft3/s )0,45 ( 62,1586 lbm/ft3)0,13
= 4,09 in
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,42 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,46 ft
20,918 lbm/s 62,1586 lbm/ft3
3,09462 2(1)(32,174)
63.009 (0,45359)(3600)
1 hp 550 ft/lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
Inside sectional area : 0,139 ft2
Kecepatan linear, v = Q/A = = 2,421 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 117.633,844 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 5 in Sc.40 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 117.633,844, diperoleh : f = 0,004
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 0,0455 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,205 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,182 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,02) = 0,104ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,0911 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0,6278 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
∆Z = 30 ft, maka: Ws = 0 + 0,6278 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,628 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 30,628 = 0,8 × Wp Wp = 38,285 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
= 1,456 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 1/2 hp
(62,1586)( 2,421)(0,42) 0,0005
0,336 ft3/s 0,139 ft2
2,4212 2(1)(32,174)
2,4212 2(32,174)
2,4212 2(32,174)
30 x 2,4212 (0,42)(2)(32,174)
2,4212 2(1)(32,174)
34.158,615 (0,45359)(3600) 1 hp
550 ft/lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
D.30 Pompa Ketel Uap (PU – 12) Fungsi : Memompa air dari deaerator ke ketel uap
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
P = 1 atm T = 300C
Laju alir massa (F) = 781,337 kg/jam = 0,4785 lbm/s Densitas air (ρ) = 955,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = = 0,00769 ft3/s
Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,00769 ft3/s )0,45 ( 62,1586 lbm/ft3)0,13
= 0,75 in
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 3/4 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,0824 in = 0,07 ft Diameter Luar (OD) : 1,05 in = 0,09 ft Inside sectional area : 0,00371 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 2,075 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 16.459,073 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 3/4 in Sc.40 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 16.459,073 diperoleh : f = 0,006
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 0,0335 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,1505 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,1338 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,02) = 0,7015 ft.lbf/lbm
0,4785 lbm/s 62,1586 lbm/ft3
(62,1586)( 2,075)(0,07) 0,0005
0,00769 ft3/s 0,00371 ft2
2,0752 2(1)(32,174)
2,0752 2(32,174)
2,0752 2(32,174)
30 x 2,0752 (0,07)(2)(32,174)
Universitas Sumatera Utara
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,0669 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 1,0862 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 1/4 in
2,0752 2(1)(32,174)
781,337 (0,45359)(3600) 1 hp
550 ft/lbf/lbm
0,03 lbm/s 55,5656 lbm/ft3
Universitas Sumatera Utara
Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,364 in = 0,0303 ft Diameter Luar (OD) : 0,54 in = 0,045 ft Inside sectional area : 0,00072 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 0,602 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 1.372,694 (laminar)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/4 in Sc.40 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 1.372,694 diperoleh : f = 0,015
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 0,0028 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,0042 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,0113 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 20 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,015) = 0,2229 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,0056 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0, 2468 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :
Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp D.32 Pompa Solar ke Generator (PU – 14)
Fungsi : Memompa Solar dari tangki bahan bakar ke Generator
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : P = 1 atm
T = 300C Laju alir massa (F) = 21,81 kg/jam = 0,0134 lbm/s Densitas solar (ρ) = 890 kg/m3 = 55,5656 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 1,1 cP = 0,0007 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = = 0,00024 ft3/s
Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,00024 ft3/s )0,45 ( 55,5656 lbm/ft3)0,13
= 0,1546 in
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 0,25 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,364 in = 0,0303 ft Diameter Luar (OD) : 0,54 in = 0,045 ft Inside sectional area : 0,00072 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 0,3339 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 761,237 (laminar)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 1/4 in Sc.40 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 761,237 diperoleh : f = 0,07
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 0,0009 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,0026 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,0035 ft.lbf/lbm
0,0134 lbm/s 55,5656 lbm/ft3
(55,5656)(0,3339)(0,0303) 0,0007
0,00024 ft3/s 0,00072 ft2
0,33392 2(1)(32,174) 0,33392
2(32,174) 0,33392
2(32,174)
Universitas Sumatera Utara
Pipa lurus 50 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,02) = 0,7996 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,0017 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0,8082 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
∆Z = 50 ft, maka: Ws = 0 + 0,8082 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(50 ft) + 0 = 50,8082 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 50,8082 = 0,8 × Wp Wp = 64,521 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
= 0,0015 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp
D.33 Pompa Air Panas (PU – 15) Fungsi : Memompa air dari deaerator ke distribusi air panas
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
P = 1 atm T = 900C
Laju alir massa (F) = 33.377,278 kg/jam = 20,44 lbm/s Densitas air (ρ) = 955,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = = 0,329 ft3/s
Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,329 ft3/s )0,45 ( 62,1586 lbm/ft3)0,13
= 4,04 in
20,44 lbm/s 62,1586 lbm/ft3
20 x 0,33392 (0,0303)(2)(32,174)
0,33392 2(1)(32,174)
21,8102 (0,45359)(3600) 1 hp
550 ft/lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 5 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 5,047 in = 0,42 ft Diameter Luar (OD) : 5,563 in = 0,46 ft Inside sectional area : 0,00371 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 2,366 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 114.943,152 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 5 in Sc.40 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 114.943,152 diperoleh : f = 0,006
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 0,0435 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,1305 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,174 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,02) = 0,1489 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,087 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0,5838 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :
= 30,584 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 30,584 = 0,8 × Wp Wp = 38,23 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
(62,1586)( 2,366)(0,42) 0,0005
0,329 ft3/s 0,00371 ft2
2,3662 2(1)(32,174)
2,3662 2(32,174)
2,3662 2(32,174)
30 x 2,3662 (0,42)(2)(32,174)
2,3662 2(1)(32,174)
33.377,278 (0,45359)(3600) 1 hp
550 ft/lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
= 1,42 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = 1 1/2 hp
D.34 Pompa Air Proses (PU – 16) Fungsi : Memompa air dari deaerator ke distribusi air panas
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
P = 1 atm T = 300C
Laju alir massa (F) = 28035,3 kg/jam = 17,1688 lbm/s Densitas air (ρ) = 955,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 0,8007cP = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = = 0,276 ft3/s
Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,276 ft3/s )0,45 ( 62,1586 lbm/ft3)0,13
= 3,74 in
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 4 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 4,026 in = 0,34 ft Diameter Luar (OD) : 4,5 in = 0,38 ft Inside sectional area : 0,0884 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 3,1245 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 121.098,9545 (turbulen)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 4 in Sc.40 Dari Fig. 2.10–3, Geankoplis,1997 untuk NRe = 121.098,9545 diperoleh : f = 0,004
Friction loss :
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 0,0759 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,228 ft.lbf/lbm
17,1688 lbm/s 62,1586 lbm/ft3
(62,1586)( 3,1245)(0,42) 0,0005
0,276 ft3/s 0,0884 ft2
3,12452 2(1)(32,174) 3,12452
2(32,174)
Universitas Sumatera Utara
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,303 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,02) = 0,2171 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,1517 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0,9757 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :
Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel:
Ukuran nominal : 1/8 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 0,269 in = 0,0224 ft Diameter Luar (OD) : 0,405 in = 0,0337 ft Inside sectional area : 0,0004 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 5,459.10-5 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 215,1947 (laminer)
Untuk pipa commercial steel dan pipa 1 in Sc.40 Pada NRe = 215,1947 harga f = 0,025 (Geankoplis,1997)
Friction loss:
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 2,31.10-11 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 6,947.10-11 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 9,26.10-11 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 30 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,025) = 6,197.10-9 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 4,63.10-11 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 6,43.10-9 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli:
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
∆Z = 30 ft, maka:
(79,4088)(5,459.10-5)(0,0224) 0,0005
2,25 . 10-8 ft3/s 0,0004 ft2
0,000054592 2(1)(32,174) 0,000054592
2(32,174) 0,000054592
2(32,174)
30 x 0,000054592 (0,0874)(2)(32,174)
0,000054592 2(1)(32,174)
Universitas Sumatera Utara
Ws = 0 + 6,43.10-9 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(30 ft) + 0 = 30,0000000643 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 30,0000000643 = 0,8 × Wp Wp = 37,5 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = lbm/s x 37,5 ft.lbf/lbm x
= 1,18.10-7 hp
Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp
D.36 Pompa Air Domestik Utilitas (PU – 18) Fungsi : Memompa air dari tangki utilitas TU – 03 ke distribusi domestik.
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit Kondisi operasi :
P = 1 atm T = 30 oC
Laju alir massa (F) = 991 kg/jam = 0,6069 lbm/s Densitas air (ρ) = 955,68 kg/m3 = 62,1586 lbm/ft3 Viskositas air (µ) = 0,8007 cp = 0,0005 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = = 0,00976 ft3/s
Desain pompa :
Di,opt = 3,9 (Q)0,45(ρ)0,13 (Timmerhaus,1991)
= 3,9 (0,00976 ft3/s )0,45 (62,1586 lbm/ft3)0,13
= 0,83 in Dari Appendiks A.5 Geankoplis,1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 1 in Schedule number : 40 Diameter Dalam (ID) : 1,049 in = 0,0874 ft Diameter Luar (OD) : 1,315 in = 0,1096 ft Inside sectional area : 0,006 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = = 1,6273 ft/s
Bilangan Reynold: NRe = µ
ρ Dv×× =
= 16.432,8 (turbulen) Untuk pipa commercial steel dan pipa 1 in Sc.40, diperoleh : ε = 0,000046 Pada NRe = 16.432,8 dan ε/D = 0,000526 maka harga f = 0,0065 (Geankoplis,1997)
0,6069 lbm/s 62,1586 lbm/ft3
(62,1586)(1,6273)(0,0874) 0,0005
0,00976 ft3/s 0,006 ft2
0,0028 (0,45359)(3600) 1 hp
550 ft/lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
Friction loss:
1 Sharp edge entrance = hc = 0,5cg
vAA
.21
2
1
2
α
−
= 0,5 (1 – 0) = 0,0206 ft.lbf/lbm
2 elbow 90° = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 2(0,75) = 0,0617 ft.lbf/lbm
1 check valve = hf = n.Kf.cg
v.2
2
= 1(2,0) = 0,0823 ft.lbf/lbm
Pipa lurus 40 ft = Ff = 4fcgD
vL.2.. 2∆
= 4(0,008) = 0,4896 ft.lbf/lbm
1 Sharp edge exit = hex = cg
vAA
..21
22
2
1
α
−
= (1 – 0) = 0,0412 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 0,6953 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli:
( ) ( ) 021 12
122
12
2 =+∑+−
+−+− sWFPPzzgvvρα
(Geankoplis,1997)
dimana : v1 = v2 P1 = P2
∆Z = 40 ft, maka: Ws = 0 + 0,6953 ft.lbf/lbm + (1 lbf/lbm)(40 ft) + 0 = 40,6953 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 80 % Ws = η × Wp 40,6953 = 0,8 × Wp Wp = 50,869 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp =
= 0,056 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp
1,62732 2(1)(32,174) 1,62732
2(32,174)
1,62732 2(32,174)
40 x 1,62732 (0,0874)(2)(32,174)
1,62732 2(1)(32,174)
991 (0,45359)(3600) 1 hp
550 ft/lbf/lbm
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN E
PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
Dalam rencana pra rancangan pabrik pembuatan polihidroksibutirat ini
digunakan asumsi sebagai berikut:
Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun.
Kapasitas maksimum adalah 5.000 ton/tahun.
Perhitungan didasarkan pada harga peralatan tiba di pabrik atau purchased-
equipment delivered (Peters, 2004).
Harga alat disesuaikan dengan nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah :
US$ 1 = Rp 9.056,- (www.bi.go.id, 2010).
1 Modal Investasi Tetap (Fixed Capital Investment)
1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)
1.1.1 Modal untuk Pembelian Tanah Lokasi Pabrik Luas tanah seluruhnya = 21.500 m2
Biaya tanah pada lokasi pabrik berkisar Rp 120.000,-/m2
Harga tanah seluruhnya = 21.500 m2 × Rp.120.000,- /m2 = Rp 2.580.000.000,-
Biaya perataan tanah diperkirakan 5%
Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp. 2.700.000.000,- = Rp 129.000,000-
Maka modal untuk pembelian tanah (A) adalah Rp. 2.709.000.000,-
1.1.2 Harga Bangunan dan Sarana Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya
No Nama Bangunan Luas (m2) Harga (Rp/m2) Jumlah (Rp)
1 Pos jaga 20 500.000 10.000.000
2 Rumah timbangan 20 1.000.000 20.000.000
3 Parkir* 250 500.000 125.000.000
4 Taman* 100 500.000 50.000.000
5 Area bahan baku 2000 1.250.000 2.500.000.000
Universitas Sumatera Utara
6 Ruang kontrol 100 1.700.000 175.000.000
7 Area proses 7000 1.000.000 7.000.000.000
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ................. (lanjutan)
No Nama Bangunan Luas (m2) Harga (Rp/m2) Jumlah (Rp)
8 Area produk 1500 1.250.000 1.875.000.000
9 Perkantoran 100 1.250.000 125.000.000
10 Laboratorium (R&D) 100 1.250.000 125.500.000
11 Quality Control Dept 100 1.250.000 125.500.000
12 Poliklinik 55 750.000 41.250.000
13 Kantin 50 750.000 37.500.000
14 Ruang Ibadah 55 1.000.000 55.000.000
15 Perpustakaan 50 750.000 37.500.000
16 Gudang peralatan 100 1.250.000 125.000.000
17 Bengkel 100 1.250.000 125.000.000
18 Unit pemadam kebakaran 100 500.000 50.000.000
19 Unit pengolahan air 2000 250.000 500.000.000
20 Pembangkit listrik 500 2.000.000 1.000.000.000
21 Pembangkit uap 400 2.000.000 800.000.000
22 Unit pengolahan limbah 300 1.200.000 360.000.000