Prarancangan Pabrik

Tugas Akhir

Prarancangan Pabrik Margarin dari Crude Palm Oil (CPO) dengan Kapasitas Produksi 180.000 Ton/Tahun

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Kurikulum pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala Disusun oleh: Dewi Yulianti 1104103010008 Siti Sarah 1104103010018

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2015

ABSTRAK

Prarancangan Pabrik Margarin ini menggunakan Crude Palm Oil sebagai bahan baku. Kapasitas produksi pabrik Margarin ini adalah 180.000 ton/tahun dengan hari kerja 330 hari/tahun. Bentuk perusahaan yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan menggunakan metode struktur garis dan staf. Kebutuhan tenaga kerja untuk menjalankan perusahaan ini berjumlah 200 orang. Lokasi pabrik direncanakan didirikan di di daerah Tanjung Seumentoh Kecamatan Karang Baru Kabupaten Aceh Tamiang Provinsi Aceh dengan luas tanah 67.388 m2. Sumber air Pabrik Margarin ini berasal dari sungai Krueng Tamiang, Kabupaten Aceh Tamiang, dan untuk memenuhi kebutuhan listrik seluruh pabrik sebesar

5 MW, maka pabrik margarin ini memiliki PLTD sendiri dengan

menggunakan bahan bakar solar.

Hasil analisa ekonomi yang diperoleh adalah: 1. Fixed Capital Investment

= Rp. 458.059.817.700.-

2. Working Capital Investment

= Rp.

80.834.085.500.-

3. Total Capital Investment

= Rp.

538.893.903.200.-

4. Total Biaya Produksi

= Rp. 6.543.568.386.600.-

5. Hasil Penjualan

= Rp. 7.093.793.896.200.-

6. Laba Bersih

= Rp.

7. Pay Out Time (POT)

= 3 tahun 5 bulan

8. Break Event Point (BEP)

= 37,1 %

xiv

314.141.950.800.-

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBARAN PENGESAHAN JURUSAN ..................................................... i LEMBARAN PENGESAHAN PANITIA SIDANG .................................... ii LEMBARAN PENGESAHAN PEMBIMBING ........................................... iii KATA PENGANTAR .............................................................................. iv ABSTRAK ................................................................................................. vi DAFTAR ISI ..... ........................................................................................ vii DAFTAR TABEL ..................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... I-1 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ........................................................ I-1 1.2 Margarin ....................................................................................... I-3 1.3 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku ................................................. I-5 1.3.1 Bahan Baku Utama ......................................................... I-5 1.3.2 Bahan Baku Pendukung.................................................... I-6 1.4 Rencana Kapasitas ........................................................................... I-8 1.5 Tempat dan Lokasi Pabrik ............................................................... I-10 1.6 Jadwal Pendirian Pabrik .................................................................. I-10 1.7 Tujuan Rancangan ............................................................................... I-10

BAB II PEMILIHAN DAN DESKRIPSI PROSES.................................... II-1 2.1 Proses Hidrogenasi............................................................................ II-1 2.2 Proses Blending ................................................................................ II-3 2.3 Proses Interesterifikasi ...................................................................... II-4 2.4 Seleksi Proses ............................................................................ II-5 2.5 Uraian Proses Produksi..................................................................... II-7 2.5.1 Proses Degumming .................................................................. II-8 2.5.2 Proses Netralization ................................................................. II-8

vii

2.5.3 Proses Bleaching...................................................................... II-9 2.5.4 Proses Interesterifikasi Enzimatik .................................... II-10 2.5.5 Deodorisasi ....................................................................... II-11 2.5.6 Emulsifikasi ...................................................................... II-12 2.5.7 Kristalisasi......................................................................... II-14

BAB III LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.................................

III-1

3.1 Lokasi Pabrik ...............................................................................

III-1

3.2 Tata Letak Pabrik ........................................................................

III-5

3.2.1 Layout Pabrik ..............................................................

III-9

BAB IV ORGANISASI PERUSAHAAN ................................................

IV-1

4.1 Bentuk Perusahaan ......................................................................

IV-1

4.2 Struktur dan Organisasi Perusahaan ......................................

IV-2

4.3 Pembagian Tugas dan Wewenang .......................................

IV-4

4.3.1 Pemegang Saham .................................................................

IV-4

4.3.2 Dewan Komisaris .............................................................

IV-4

4.3.3 General Manajer....................................................................

IV-5

4.3.3.1 Manajer Administrasi dan Umum ...................

IV-6

4.3.3.2 Manajer Pemasaran..........................................

IV-6

4.3.3.3 Manajer Keuangan...........................................

IV-6

4.3.3.4 Manajer Teknik dan Produksi .........................

IV-7

4.3.4 Staf Ahli ................................................................................

IV-8

4.3.5 Sekretaris ...................................................................

IV-8

4.4 Manajemen ..........................................................................

IV-8

4.5 Sistem Ketenaga Kerjaan.....................................................

IV-8

4.6 Karyawan .............................................................................

IV-9

4.6.1 Status Karyawan .........................................................

IV-9

4.6.1.1 Karyawan Tetap ....................................................

IV-9

4.6.1.2 Karyawan Harian ..................................................

IV-9

4.6.1.3 Karyawan Borongan .................................................

IV-10

viii

4.7 Jadwal Kerja Karyawan.............................................................

IV-10

4.8 Kesejahteraan Karyawan dan Keluarga .............................

IV-11

4.9 Pengaturan Gaji Karyawan ................................................

IV-12

4.10 Tingkat Pendidikan dan Tenaga Kerja ...............................

IV-12

BAB V NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI .......................... V-1 5.1 Neraca Massa ....................................................................... V-1 5.1. 1 Langkah-Langkah Perhitungan Neraca Massa ................. V-2 5.2 Neraca Energi ........................................................................................ V-3 5.3 Hasil Perhitungan Neraca Massa ................................................... V-5 5.3.1 Degumming Tank (D-101) ................................................. V-5 5.3.2 Centrifuge I (CF-101) ........................................................ V-5 5.3.3 Tangki Netralisasi (R-101) ................................................. V-7 5.3.4 Centrifuge II (CF-102)........................................................ V-8 5.3.5 Bleaching Tank (T-106)...................................................... V-9 5.3.6 Filter Press (F-101) ................................................... V-10 5.3.7 Tangki Regenerasi Bleaching Earth (RE-101)......... V-11 5.3.8 Centrifuge III (CF-103) ............................................ V-11 5.3.9 Tangki Interesterifikasi (R-102)........................................ V-12 5.3.10 Tangki Regenerasi Enzim (RE-102) ........................

V-13

5.3.11 Distilasi n-Heksana (D-102).....................................

V-14

5.3.12 Deodorizer (D-102)............................................................. V-14 5.3.13 Air ejector pump (P-110) .......................................... V-15 5.3.14 Mixer I (M-101) ........................................................

V-16

5.3.15 Mixer II (M-102).......................................................

V-17

5.3.16 EmulsifierTank (M-103) ...........................................

V-18

5.3.17 Tangki Votator I dan II (V-101 dan V-102).............

V-19

5.4 Hasil Perhitungan Neraca Energi ................................................... V-14 5.4.1 Heater I (HE-101) ............................................................... V-20

ix

5.4.2 Tangki Netralisasi (R-101) ................................................ V-21 5.4.3 Tangki Bleaching (BL-101)............................................... V-22 5.4.4 Cooler I (CO-101)............................................................... V-23 5.4.5 Heater II (HE-102) ............................................................. V-23 5.4.6 Cooler III (CO-103) ...................................................... V-24 5.4.7 Mixer I (M-101) .................................................................. V-25 5.4.8 Tangki Emulsifikasi (M-103) .......................................... V-26 5.4.9 Votator I (V-101)................................................................ V-27 5.4.10 Votator II (V-102) .............................................................. V-28 5.4.11 Distilasi (D-102) ....................................................... V-29

BAB VI SPESIFIKASI PERALATAN ....................................................... VI-1 6.1

Tangki Penyimpanan CPO (T-101) ........................................... VI-1

6.2

Pompa CPO (P-101)............................................................ VI-1

6.3

Tangki Penampung Asam Posphat H3PO4 (T-102)............... VI-2

6.4

Pompa Asam Phosfat (P-102).............................................. VI-2

6.5

Tangki Degumming (D-101) ..................................................... VI-3

6.6

Pompa Tangki Degumming (P-103) ......................................... VI-4

6.7

Centrifuge 1 (CF-101) ................................................................. VI-4

6.8

Heater (HE-101) ................................................................ VI-4

6.9

Gudang Penyimpanan NaOH Kristal (G-101) ......................... VI-5

6.10 Hopper (HO-101) .............................................................. VI-5 6.11 Belt Conveyor NaOH Kristal (BC-101).................................... VI-6 6.10 Tangki Penampung NaOH (T-104) ........................................... VI-6 6.12 Pompa Larutan NaOH (P-104) .............................................. VI-7 6.13 Tangki Refining/Reaktor I (R-101) .......................................... VI-7 6.14 Pompa Refining (P-105)......................................................... VI-8 6.15 Centrifuge II (CF-102) ........................................................... VI-8 6.16 Tangki Sabun (T-104)........................................................ VI-9 6.17 Gudang Penyimpanan Bleaching Earth (G-102) .................... VI-9 6.18 Hopper (HO-102)............................................................... VI-10

x

6.19 Belt Conveyor Bleaching Earth (BC-102)................................ VI-10 6.20 Tangki Bleaching (T-106)........................................................... VI-11 6.21 Pompa Bleaching (P-106).................................................... VI-11 6.22 Cooler (CO-101)................................................................ VI-12 6.23 Filter Press (F-101)............................................................. VI-13 6.24 Pompa Filter Press (P-107) ................................................. VI-13 6.25 Tangki Penyimpanan n-Heksana (T-105) ......................... VI-14 6.26 Pompa Tangki Heksana (P-111)........................................ VI-14 6.27 Pompa Tangki Heksana (P-112)........................................ VI-15 6.28 Tangki Regenerator Bleaching Earth (RE-101)................ VI-15 6.29 Pompa Regenerasi BE (P-108) .......................................... VI-16 6.30 Centrifuge III (CF-103) ..................................................... VI-16 6.31 Pompa Centrifuge III (P-109)............................................ VI-16 6.32 Bucket Elevator (BE-101) ................................................. VI-17 6.33 Tangki Kondensat (T-107) ................................................ VI-17 6.34 Tangki Produk Samping (T-108)....................................... VI-18 6.35 Tangki Minyak Kelapa (T-108) .......................................... VI-18 6.36 Pompa minyak kelapa (P-114)............................................. VI-19 6.37 Tangki Penyimpanan Enzim (T-117) ............................... VI-19 6.38 Pompa Tangki Penyimpanan Enzim (T-112) .................... VI-20 6.39 Tangki Enteresifikasi Enzimatis/Reaktor II (R-102) ............ VI-20 6.40 Pompa Enteresifikasi Enzimatis (P-115) .................................. VI-21 6.41 Heater (E-201).............................................................................. VI-21 6.42 Tangki Regenerator Enzim (RE-102)............................... VI-22 6.43 Pompa Tangki Regenerator Enzim (P-119) ...................... VI-23 6.44 Deodorizer (D - 201) ................................................................... VI-23 6.45 Pompa Devolatilizer (P-115)....................................................... VI-24 6.46 Cooler (CO-103)................................................................ VI-24 6.47 Gudang Penyimpanan Bahan Pendukung (G-103) ........... V1-25 6.48 Belt Conveyor β-Caroten (BC-103) .................................. VI-26 6.49 Belt Conveyor Lechitine (BC-104).................................... VI-26

xi

6.50 Belt Conveyor Vitamin A (BC-105).................................. VI-26 6.52 Belt Conveyor NaCl (BC-106) .......................................... VI-27 6.53 Belt Conveyor Skim Milk (BC-107)................................... VI-27 6.54 Belt Conveyor Na2CO3 (BC-108) .................................... VI-28 6.55 Belt Conveyor Asam Sitrat (BC-109)................................ VI-28 6.56 Belt Conveyor Votator II (BC-110)................................... VI-28 6.57 Tangki Pencampuran I (M-101) ........................................ VI-29 6.58 Pompa Pencampuran I (P-122).......................................... VI-29 6.59 Tangki Pencampuran II (M-102)...................................... VI-30 6.60 Pompa Pencampuran II (P-117) ........................................ VI-31 6.61 Tangki Emulsifier (M-103)................................................ VI-31 6.62 Pompa Tangki Emulsifier (P-123)..................................... VI-32 6.63 Votator (VT-101) ............................................................... VI-32 6.64 Filling Machine (FM-101)................................................. VI-33 6.65 Gudang Penyimpanan Produk/Packing (G-104) ............... VI-33

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KONTROL ...................................... VII-1 7.1 Instrumentasi ......................................................................................... VII-1 7.1.1 Tujuan Sistem Pengontrolan ................................................. VII-1 7.1.2 Pengelompokkan Sistem Kontrol ......................................... VII-2 7.1.3 Elemen-Elemen Sistem Kontrol ........................................... VII-3 7.1.4 Instrumentasi Alat pada Prarancangan Pabrik ..................... VII-3 7.2 Teknik Keselamatan Kerja ...................................................... VII-4 7.2.1 Penanggulangan Preventif ..................................................... VII-4 7.2.2 Penanggulangan Curative ..................................................... VII-6

BAB VIII UTILITAS ................................ ........................ VIII-1 8.1 Unit Pengadaan Air ...................................................................... VIII-1 8.1.1 Kebutuhan Air ......................................................................... VIII-1 8.1.2 Pengolahan Air ........................................................................ VIII-3 8.2 Unit Pengadaan Steam ................................................................. VIII-9

xii

8.3 Unit Pengadaan Tenaga Listrik .................................................. VIII-9 8.4 Unit PengadaanBahan Kimia ............................................... VIII-10 8.5 Unit PengadaanBahan Bakar ....................................................... VIII-11 8.6 Unit Penyedia Udara Tekan ............................................... VIII-12 8.7 Unit Pengolahan Limbah .................................................... VIII-12 8.7.1 Limbah Cair Domestik ............................................ VIII-12 8.7.2

Limbah Cair Utilitas dan Laboratorium ....................... VIII-13

8.8 Laboratorium ...................................................................... VIII-15 8.8.1 Peran Laboratorium ....................................................... VIII-15 8.8.2

Program Laboratorium ..................................................... VIII-15

8.9 Spesifikasi Peralatan Utilitas ............................................... VIII-16 8.9.1

Bangunan pengumpul air baku (Water Intake) .......... VIII-16

8.9.2

Screening (SC-401) ....................................................... VIII-17

8.9.3

Bak Pengendapan (T-402) ............................................ VIII-17

8.9.4

Tangki Pelarutan Alum (T-403) ................................... VIII-17

8.9.5

Tangki Dosis Soda Abu (T-404) .................................. VIII-18

8.9.7

Clarifier (CL-401) ......................................................... VIII-18

8.9.8

Sand Filter (T-405 A/B) ............................................... VIII-19

8.9.9 Activated Carbon Filter (T-406 A/B) ......................... VIII-19 8.9.10 Tangki Penampung Air Bersih (T-407) ....................... VIII-20 8.9.11 Tangki Penampung Air Sanitasi (T-409) ..................... VIII-20 8.9.12 Tangki Penampung Air Pendingin (T-411) ................ VIII-20 8.9.13 Tangki Penampung Air Demin (T-412) ........................ VIII-20 8.9.14 Tangki Umpan Boiler (T-414) ....................................... VIII-21 8.9.15 Cation Exchanger (C-401 A/B) ................................... VIII-21 8.9.16 Anion Exchanger (C-402 A/B) ................................... VIII-22 8.9.17 Tangki Pelarutan Desinfektan (T-408) ........................ VIII-22 8.9.18 Tangki Pelarutan Natrium Clorida (T-410) ............... VIII-23 8.9.19 Tangki Pelarutan Kaustik Soda (T-414) ..................... VIII-23 8.9.20 Tangki Hydrazin (T-413) .............................................. VIII-23 8.9.21 Deaerator (D-401) ......................................................... VIII-24

xiii

8.9.22 Boiler (B-401) ................................................................ VIII-24 8.9.23 Pompa I (P-401 A/B) ...................................................... VIII-25 8.9.24 Pompa II (P-402 A/B) .................................................... VIII-25 8.9.25 Pompa III (P-403 A/B) ................................................... VIII-26 8.9.26 Pompa IV (P-404 A/B) .................................................. VIII-26 8.9.27 Pompa V (P-405 A/B) .................................................... VIII-26 8.9.28 Pompa VI (P-406 A/B) .................................................. VIII-27 8.9.29 Pompa VII (P-407 A/B) ................................................. VIII-27 8.9.30 Pompa VIII (P-401 A/B) ................................................ VIII-28 8.9.31 Pompa IX (P-401 A/B) .................................................. VIII-28 8.9.32 Pompa X (P-401 A/B) .................................................... VIII-28 8.9.33 Pompa XI (P-401 A/B) .................................................. VIII-29 8.9.34 Pompa XII (P-402 A/B) ................................................. VIII-29 8.9.35 Pompa XIII (P-402 A/B) ................................................ VIII-29 8.9.36 Pompa XIV (P-402 A/B) ............................................... VIII-30 8.9.37 Pompa XV (P-402 A/B) ................................................. VIII-30 8.9.38 Pompa XVI (P-402 A/B) ............................................... VIII-31 8.9.39 Pompa XVII (P-402 A/B) .............................................. VIII-31 8.10 Kebutuhan Listrik Pabrik ................................................... VIII-31 8.10.1 Peralatan Proses ............................................................. VIII-31 8.10.2 Peralatan Unit Utilitas ................................................... VIII-33 8.10.3 Kebutuhan Listrik untuk Penerangan .......................... VIII-34 BAB IX ANALISA EKONOMI............................................................. IX-1 9.1 Modal yang di Investasikan (Capital Investment) .................. IX-1 9.2 Biaya Produksi (Production Cost) ............................................. IX-1 9.3 Analisa Keuntungan dan Kerugian ........................................... IX-1 9.3.1 Laba Kotor dan Laba Bersih ................................................... IX-2 9.3.2 Internal Rate of Return (IRR) ............................................ IX-2 9.3.3 Pay Out Time (POT) ........................................................ IX-2 9.3.4 Break Event Point (BEP) ........................................................ IX-3 9.4 Hasil Perhitungan Analisa Ekonomi........................................ IX-3

xiv

BAB X KESIMPULAN ............................................................... X-1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Diagram alur proses hidrogenasi ............................................ II-2 Gambar 2.2 Diagram alur Proses Interesterifikasi Kimia .......................... II-4 Gambar 2.3 Diagram Alur Interesterifikasi Enzimatik ............................... II-5 Gambar 2.4 Blok diagram proses degumming ............................................ II-8 Gambar 2.5 Blok diagram proses bleaching ............................................... II-9 Gambar 2.6 Blok diagram Deodorisasi ....................................................... II-12 Gambar 2.7 Blok diagram Emulsifikasi...................................................... II-13 Gambar 2.8 Blok diagram Kristalisasi ........................................................ II-14 Gambar 3.1 Lokasi Pabrik Margarin (Sumber: Google Earth, 2014) ......... III-1 Gambar 3.2 Layout Pabrik Margarin .......................................................... III-9 Gambar 5.1 Alur neraca massa pada Tangki Degumming (D-101) ............ V-5 Gambar 5.2 Neraca massa pada Centrifuge I (CF-101).............................. V-6 Gambar 5.3 Alur neraca massa pada tangki netralisasi (R-101)................. V-7 Gambar 5.4 Alur neraca massa pada centrifuge II (CF-102) ...................... V-8 Gambar 5.5 Neraca massa pada tangki bleaching (BL-101)....................... V-9 Gambar 5.6 Neraca massa pada filter press (F-101) ................................... V-10 Gambar 5.7 Neraca massa pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101)................................................................................... V-11 Gambar 5.8 Alur neraca massa pada centrifuge III (CF-103)..................... V-12 Gambar 5.9 Alur neraca massa pada tangki interesterifikasi enzimatik (R-102) .................................................................................... V-12 Gambar 5.10 Alur neraca massa pada tangki regenerasi enzimatik (RE-102) ............................................................................... V-13 Gambar 5.11 Alur neraca massa pada distilasi n-Heksana (D-102) ........... V-14 Gambar 5.12 Alur neraca massa pada devolatilizer (D-103)...................... V-14 Gambar 5.13 Alur neraca massa pada pompa Air ejector (P-118) ............. V-15 Gambar 5.14 Alur neraca massa pada tangki pencampur I (M-101) .......... V-16

Gambar 5.15 Alur neraca massa pada tangki pencampur II (M-102)......... V-17 Gambar 5.16 Alur neraca massa pada tangki emulsifikasi (M-103)........... V-18 Gambar 5.17 Alur neraca massa pada tangki votator I dan II..................... V-19 Gambar 5.18 Alur neraca energi pada heater I (HE-101).......................... V-20 Gambar 5.19 Alur Neraca Energi pada Tangki Netralisasi (R-101)........... V-21 Gambar 5.20 Alur Neraca energi pada tangki bleaching (BL-101) ............ V-22 Gambar 5.21 Alur neraca energi pada cooler I (CO-101) ......................... V-23 Gambar 5.22 Alur neraca energi pada heater II (HE-102) ......................... V-23 Gambar 5.23 Alur neraca energi pada cooler III (CO-103)........................ V-24 Gambar 5.24 Alur neraca energi pada mixer I (M-101) ............................. V-25 Gambar 5.25 Alur Neraca Energi pada tangki emulsifikasi (M-103)......... V-26 Gambar 5.26 Alur Neraca Energi pada Votator I (V-101).......................... V-27 Gambar 5.27 Alur Neraca Energi pada Votator II (V-102) ........................ V-28 Gambar 9.1 Kurva break even point metode cash flow ............................. IX-3 Gambar A.1 Alur neraca massa pada Tangki Degumming (D-101) ........... A-2 Gambar A.2 Neraca massa pada Centrifuge I (CF-101) ............................. A-6 Gambar A.3 Alur neraca massa pada tangki netralisasi (R-101) ................ A-9 Gambar A.4 Alur neraca massa pada centrifuge II (CF-102) ..................... A-15 Gambar A.5 Neraca massa pada tangki bleaching (BL-101)...................... A-18 Gambar A.6 Neraca massa pada filter press (F-101) .................................. A-21 Gambar A.7 Neraca massa pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101) ................................................................................ A-24 Gambar A.8 Alur neraca massa pada centrifuge III (CF-103).................... A-26 Gambar A.9 Alur neraca massa pada tangki interesterifikasi enzimatik (R-102)................................................................................... A-28 Gambar A.10 Alur neraca massa pada tangki regenerasi enzimatik (RE-102) ................................................................................ A-31 Gambar A.11 Alur neraca massa pada distilasi n-Heksana (D-102) .......... A-33 Gambar A.12 Alur neraca massa pada devolatilizer (D-103) ..................... A-36 Gambar A.13 Alur neraca massa pada pompa Air ejector (P-118)............. A-39 Gambar A.14 Alur neraca massa pada tangki pencampur I (M-101) ......... A-41

Gambar A.15 Alur neraca massa pada tangki pencampur II (M-102)........ A-44 Gambar A.16 Alur neraca massa pada tangki emulsifikasi (M-103).......... A-47 Gambar A.17 Alur neraca massa pada tangki votator I dan II.................... A-50 Gambar B.1 Alur neraca energi pada heater I (HE-101) ........................... B-3 Gambar B.2 Alur Neraca Energi pada Tangki Netralisasi (R-101) ............ B-6 Gambar B.3 Alur Neraca energi pada tangki bleaching (BL-101) ............. B-10 Gambar B.4 Alur neraca energi pada cooler I (CO-101)........................... B-13 Gambar B.5 Alur neraca energi pada heater II (HE-102)........................... B-16 Gambar B.6 Alur neraca energi pada cooler III (CO-103) ......................... B-19 Gambar B.7 Alur neraca energi pada mixer I (M-101)............................... B-22 Gambar B.8 Alur Neraca Energi pada tangki emulsifikasi (M-103) .......... B-25 Gambar B.9 Alur Neraca Energi pada Votator I (V-101)........................... B-29 Gambar B.10 Alur Neraca Energi pada Votator II (V-102)........................ B-32 Gambar C.1 Tangki Penyimpanan CPO ..................................................... C-1 Gambar C.2 Tangki Penampung H3PO4 ..................................................... C-5 Gambar C.3 Tangki Degumming................................................................ C-9 Gambar C.4 Tutup tangki (Ellipsoidal Head)............................................. C-13 Gambar C.5 Design Pengaduk .................................................................... C-14 Gambar C.6 Gudang Penyimpanan NaOH Kristal ..................................... C-23 Gambar C.7 Belt Conveyor......................................................................... C-27 Gambar C.8 Tangki Larutan NaOH ............................................................ C-30 Gambar C.9 Tangki Netralisasi................................................................... C-35 Gambar C.10 Tutup tangki (Ellipsoidal Head)........................................... C-39 Gambar C.11 Tangki sabun ........................................................................ C-44 Gambar C.12 Belt Conveyor....................................................................... C-52 Gambar C.13 Filter Press ........................................................................... C-73 Gambar C.14 Tangki Larutan n-Heksana ................................................... C-76 Gambar C.15 Tutup tangki (Ellipsoidal Head)........................................... C-84 Gambar C.16 Tangki Kondensat................................................................. C-90 Gambar C.17 Tangki Produk Samping ....................................................... C-95 Gambar C.18 Tangki penyimpanan minyak kelapa .................................... C-99

Gambar C.19 Tangki Penyimpanan Enzim................................................. C-103 Gambar C.20 Tangki Enteresifikasi............................................................ C-107 Gambar C.21 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) .......................................... C-111 Gambar C.22 Heater ................................................................................... C-114 Gambar C.23 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) .......................................... C-127 Gambar C.24 Devolatilizer ......................................................................... C-129 Gambar C.25 Belt Conveyor....................................................................... C-138 Gambar C.26 Tangki Pencampuran ............................................................ C-155 Gambar C.27 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) .......................................... C-158 Gambar C.28 Tangki Emulsifier ................................................................. C-168 Gambar C.29 Tutup tangki (Ellipsoidal Head)........................................... C-171 Gambar C.30 Belt Conveyor....................................................................... C-175 Gambar D.1 Sketsa sebagian bar screen (tampak atas).............................. D-1 Gambar D.2 Water intake (T-401) .............................................................. D-3 Gambar D.3 Bak pengendapan (T-402) ...................................................... D-5 Gambar D.4 Tangki pelarutan alum (T-403) .............................................. D-7 Gambar D.5 Clarifier (CL-401).................................................................. D-12 Gambar D.6 Sand filter (T-405 A/B) .......................................................... D-17 Gambar D.7 Tangki penampung air bersih (T-407).................................... D-22 Gambar D.8 Cation exchanger (C-401 A/B) .............................................. D-26 Gambar D.9 Deaerator (D-401) ................................................................. D-33 Gambar D.10 Boiler (B-401) ...................................................................... D-38 Gambar D.11 Pompa (P-401 A/B) .............................................................. D-45 Gambar E.1 Kurva break even point metode cash flow.............................. E-23

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 1.1 Komposisi margarin .............................................................. I-4 Tabel 1.2 Komposisi asam lemak dari CPO............................................... I-5 Tabel 1.3 Sifat fisika-kimia dari crude palm oil ....................................... I-6 Tabel 1.4 Data Impor Margarin ................................................................. I-9 Tabel 1.5 Data kebutuhan margarin............................................................ I-9 Tabel 2.1 Pemilihan Proses Pembuatan Margarin Berdasarkan Keuntungan dan Kerugian .......................................................................... II-5 Tabel 4.1 Jadwal Kerja shift ....................................................................... IV-11 Tabel 4.2 Golongan, jumlah dan gaji karyawan ........................................ IV-13 Tabel 4.3 Jabatan Karyawan Berdasarkan Tingkat Pendidikan ................. IV-14 Tabel 5.1 Neraca massa pada tangki degumming (D-101) ........................ V-5 Tabel 5.2 Neraca massa pada centifuge I (CF-101) ................................... V-6 Tabel 5.3 Neraca massa pada tangki netralization (R-101) ....................... V-7 Tabel 5.4 Neraca massa pada centrifuge II (CF-102) ................................ V-8 Tabel 5.5 Neraca massa pada tangki bleaching (T-106) ............................ V-9 Tabel 5.6 Neraca massa pada filter press (F-101) ...................................... V-10 Tabel 5.7 Neraca massa pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101) .................................................................................... V-11 Tabel 5.8 Neraca massa pada centrifuge III (CF-103) ............................... V-12 Table 5.9 Neraca massa pada tangki Interesterifikasi Enzimatik (R-102) ...................................................................................... V-13 Table 5.10 Neraca massa pada tangki regenerasi enzim (RE-102) ............ V-13 Table 5.11 Neraca massa pada distilasi n-heksana (D-102) ...................... V-14 Table 5.12 Neraca massa pada devolatilizer (D-103) ................................ V-15 Table 5.13 Neraca massa pada pompa Air ejector (P-118) ........................ V-15 Table 5.14 Neraca massa pada tangki pencampur I (M-101) .................... V-16 Table 5.15 Neraca massa pada tangki pencampur II (M-102) ................... V-17 Table 5.16 Neraca massa pada tangki emulsifikasi (M-103) ..................... V-18

xii

Table 5.17 Neraca massa pada tangki votator I dan II (V-101 dan V-102) .................................................................... V-19 Tabel 5.18 Neraca energi pada heater I (HE-101) ..................................... V-20 Tabel 5.19 Neraca energi pada tangki netralisasi (R-101) ......................... V-21 Tabel 5.20 Panas energi pada tangki bleaching (BL-101) ......................... V-22 Tabel 5.21 Panas energi pada Cooler I (CO-101) ...................................... V-23 Tabel 5.22 Neraca panas pada heater II (HE-102) .................................... V-24 Tabel 5.23 Neraca panas pada cooler III (CO-103) ................................... V-24 Tabel 5.24 Panas panas pada mixer I (M-101) .......................................... V-25 Tabel 5.25 Neraca panas pada Emulsifier Tank (M-103) .......................... V-26 Tabel 5.26 Neraca panas pada votator I (V-101) ....................................... V-27 Tabel 5.27 Neraca panas pada Votator II (V-102) ..................................... V-28 Tabel 5.28 Neraca panas pada distilasi (D-102) ........................................ V-29 Tabel 8.1 Total kebutuhan air pendingin ................................................... VIII-2 Tabel 8.2 Kualitas air Sungai Krueng Tamiang ......................................... VIII-4 Tabel 8.3 Karakteristik kimia fisika resin Dowex Marathon ..................... VIII-8 Tabel 8.4 Karakteristik limbah cair .......................................................... VIII-13 Tabel 8.5 Kebutuhan listrik pada peralatan proses .................................. VIII-32 Tabel 8.6 Kebutuhan listrik pada peralatan unit utilitas .......................... VIII-34 Tabel 8.7 Perincian kebutuhan listrik untuk penerangan ......................... VIII-34 Tabel A.1 Komposisi Crude Palm Oil (CPO) ........................................... A-1 Tabel A.2 Komposisi Free Fatty Acid (FFA) pada CPO ........................... A-2 Tabel A.3 Neraca massa pada tangki degumming (D-101) ........................ A-5 Tabel A.4 Neraca massa pada centifuge I (CF-101) .................................. A-9 Tabel A.5 Neraca massa pada tangki netralization (R-101) ...................... A-14 Tabel A.6 Neraca massa pada centrifuge II (CF-102) ............................... A-17 Tabel A.7 Neraca massa pada tangki bleaching (T-106) ........................... A-20 Tabel A.8 Neraca massa pada filter press (F-101) ..................................... A-23 Tabel A.9 Neraca massa pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101) .................................................................................... A-26 Tabel A.10 Neraca massa pada centrifuge III (CF-103) ............................ A-28

xiii

Tabel A.11 Komponen trigliserida yang terdapat didalam minyak kelapa (TGMK) ....................................................................... A-29 Table A.12 Neraca massa pada tangki Interesterifikasi Enzimatik (R-102) ...................................................................................... A-31 Table A.13 Neraca massa pada tangki regenerasi enzim (RE-102) ........... A-33 Table A.14 Neraca massa pada distilasi n-heksana (D-102) ...................... A-36 Table A.15 Neraca massa pada devolatilizer (D-103) ............................... A-39 Table A.16 Neraca massa pada pompa Air ejector (P-118) ....................... A-41 Table A.17 Neraca massa pada tangki pencampur I (M-101) ................... A-44 Table A.18 Neraca massa pada tangki pencampur II (M-102) .................. A-47 Table A.19 Neraca massa pada tangki emulsifikasi (M-103) .................... A-49 Table A.20 Neraca massa pada tangki votator I dan II (V-101 dan V-102) .................................................................................. A-50 Tabel B.1 Konstanta untuk mencari Cp cairan masing-masing komponen ...................................................................................

B-2

Tabel B.2 Panas masuk (Q6) pada Heater I (HE-101) ............................... B-4 Tabel B.3 Panas keluar (Q10) pada Heater I (HE-101) .............................. B-4 Tabel B.4 Neraca panas pada heater I (HE-101) ....................................... B-5 Tabel B.5 Energi masuk (Q10) pada tangki netralisasi (R-101) ................. B-7 Tabel B.6 Energi keluar (Q12) dari tangki netralisasi (R-101) ................... B-7 Tabel B.7 Neraca Panas pada tangki netralisasi (R-101) ........................... B-9 Tabel B.8 Panas masuk (Q13) pada tangki bleaching (BL-101) ................. B-11 Tabel B.9 Energi Masuk (Q14) pada tangki bleaching (BL-101) ............... B-11 Tabel B.10 Panas keluar (Q15) pada tangki bleaching (BL-101) ............... B-12 Tabel B.11 Neraca panas pada tangki bleaching (BL-101) ....................... B-13 Tabel B.12 Panas masuk (Q15) pada Cooler I (CO-101) ........................... B-14 Tabel B.13 Panas keluar (Q16) pada Cooler I (CO-101) ............................ B-15 Tabel B.14 Neraca panas pada cooler I (CO-101) ..................................... B-16 Tabel B.15 Panas masuk (Q31) pada Heater II (HE-102) .......................... B-17 Tabel B.16 Panas keluar (Q36) pada Heater II (HE-102) ........................... B-17 Tabel B.17 Neraca panas pada heater II (HE-102) .................................... B-18

xiii

Tabel B.18 Panas masuk (Q38) pada Cooler III (CO-103) ......................... B-20 Tabel B.19 Panas keluar (Q40) pada Cooler III (CO-103) ......................... B-20 Tabel B.20 Neraca panas pada cooler III (CO-103) .................................. B-21 Tabel B.21 Panas masuk (Q40) pada mixer I (M-101) ............................... B-23 Tabel B.22 Energi masuk (Q41) pada mixer I (M-101) .............................. B-23 Tabel B.23 Panas keluar (Q42) pada mixer I (M-101) ................................ B-24 Tabel B.24 Neraca panas pada mixer I (M-101) ........................................ B-25 Tabel B.25 Panas masuk (Q42) pada Emulsifier Tank (M-103) ................. B-26 Tabel B.26 Panas masuk (Q45) pada Emulsifier Tank (M-103) ................. B-27 Tabel B.27 Panas keluar (Q46) pada Emulsifier Tank (M-103) ................. B-28 Tabel B.28 Neraca panas pada Emulsifier Tank (M-103) ......................... B-29 Tabel B.29 Panas masuk (Q34) pada votator I (V-101) .............................. B-30 Tabel B.30 Panas keluar (Q47) pada votator I (V-101) .............................. B-31 Tabel B.31 Neraca panas pada votator I (V-101) ...................................... B-32 Tabel B.32 Panas masuk (Q47) pada Votator II (V-102) ............................ B-33 Tabel B.33 Panas keluar (Q48) pada votator II (V-102) ............................. B-34 Tabel B.34 Neraca panas pada votator II (V-102) ..................................... B-35 Tabel B.35 Panas umpan masuk (QF) pada distilasi (D-102) .................... B-37 Tabel B.36 Panas umpan masuk (QD) pada distilasi (D-102)..................... B-38 Tabel B.37 Panas umpan masuk (QB) pada distilasi (D-102) .................... B-39 Tabel B.38 Neraca panas pada distilasi (D-102) ....................................... B-40 Tabel C.1 Tabel Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran ............. C-4 Tabel C.2 Panjang Ekivalen total pipa, ∑L ................................................ C-4 Tabel C.3 Komposisi aliran filtrat centrifuge 1 ......................................... C-4 Tabel C.4 Komposisi aliran presipitat centrifuge 1 ................................... C-4 Tabel C.5 Perhitungan densitas campuran ................................................. C-4 Tabel C.6 Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran ....................... C-4 Tabel C.7 Komposisi aliran filtrat centrifuge II (CF-102) ......................... C-4 Tabel C.8 Komposisi aliran presipitat centrifuge II (CF-102) ................... C-4 Tabel C.9 Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran ....................... C-4 Tabel C.10 Perhitungan Densitas Campuran ............................................. C-4

xiii

Tabel C.11 Komposisi aliran filtrat centrifuge II (CF-102) ....................... C-4 Tabel C.12 Komposisi aliran presipitat centrifuge III (CF-103) ................ C-4 Tabel C.13 Perhitungan Densitas campuran .............................................. C-4 Tabel C.14 Perhitungan Densitas campuran .............................................. C-4 Tabel C.15 Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran ..................... C-4 Tabel C.16 Perhitungan Densitas Campuran pada regenerator enzim ....... C-4 Tabel C.17 Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran pada mixer II .................................................................................... C-4 Tabel C.18 Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran pada emulsifier tank ......................................................................... C-4 Tabel E.1 Daftar indeks harga peralatan .................................................... E-1 Tabel E.2 Penaksiran indeks harga dengan metode least square ............... E-2 Tabel E.3 Daftar harga peralatan proses .................................................... E-4 Tabel E.4 Harga peralatan utilitas .............................................................. E-6 Tabel E.6 Gaji untuk golongan karyawan .................................................. E-13 Tabel E.7 Biaya Langsung (Direct Cost) ................................................... E-14 Tabel E.8 Biaya Tidak Langsung (Indirect Cost) ...................................... E-15 Tabel E.9 Biaya Produksi Langsung/ Total Direct Production Cost (TDPC) .............................................................................. E-16 Tabel E.10 Biaya Total Fixed Cost (TFC) ................................................. E-16 Tabel E.11 Data-data untuk menghitung analisa ekonomi secara linear ............................................................................. E-17 Tabel E.12 Laju pengembalian modal ....................................................... E-21 Tabel E.13 Cumulative net cash flow ......................................................... E-22 Tabel E.14 Data-data untuk grafik BEP ..................................................... E-23

xiii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Kemakmuran masyarakat disuatu daerah dapat dilihat dari hasil pembangunan yang tercapai pada daerah tersebut. Hasil pembangunan sangatlah dipengaruhi oleh pertumbuhan ekonomi. Salah satu indikator penting untuk menganalisa pertumbuhan ekonomi yang terjadi dapat diukur dengan Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) tahun tertentu dengan tahun sebelumnya. Peningkatan PDRB akan sangat berdampak positif pada semua sektor. Pertumbuhan negatif pada sektor industri pengolahan sangat dipengaruhi oleh menurunnya produktivitas migas yang merupakan kontributor terbesar terhadap penyumbang dari sektor ini. Ketergantungan yang tinggi dari migas dapat menyebabkan lambatnya pertumbuhan perekonomian di Aceh. Untuk mengatasi pertumbuhan negatif pada sektor pengolahan industri maka diperlukan perhatian khusus dari pemerintah untuk menghidupkan kembali industri non migas (Supriadi, 2007). Menghidupkan industri non migas sangat didukung dengan kondisi Aceh yang beriklim tropis, tanah yang subur dan curah hujan yang tinggi. Hal ini cocok untuk pengembangan lahan pertanian dan perkebunan, hasil dari pertanian menjadi bahan baku industri non migas. Sehingga kebutuhan bahan baku dapat dipenuhi oleh petani, maka akan meningkatkan perekonomian rakyat Aceh. Kelapa sawit merupakan komoditi non-migas yang telah ditetapkan sebagai salah satu komoditi yang dikembangkan menjadi produk lain untuk ekspor. Produksi kelapa sawit ini menempati urutan pertama produksi dunia. Perkebunan kelapa sawit tersebar hampir diseluruh bagian barat Sumatera, termasuk di Provinsi Aceh. Data Ditjen Perkebunan Kementerian Pertanian (Kementan) menyebutkan, luas areal lahan kelapa sawit di Indonesia pada 2011 mencapai 8.908.000 hektare, sementara di 2012 angka sementara mencapai 9.271.000 hektare, padahal target Renstra Kementan hanya 8.557.000 hektare. Itu berarti, luas lahan sawit Indonesia saat ini telah meningkat dibanding 2011 dan

I-1

I-2

melebihi target Renstra Kementan. Produksi Crude Palm Oil tahun 2012 adalah sebanyak 26,5 juta ton dan diprediksi produksinya terus mengalami peningkatan hingga 34 juta ton di tahun 2016. Tahun 2014 total produksi Crude Palm Oil di prediksi sebesar 28 juta ton dengan devisa yang dihasilkan mencapai US$ 25 milyar (Anonim1,2004). Sampai saat ini Aceh belum memiliki pabrik margarin, karena pengelolaan sawit di Aceh selama ini belum cukup konsisten dalam pengelolaannya. Pada tahun 2013 minyak sawit di Provinsi Aceh menghasilkan devisa 19 miliar dolar dan volume ekspor kurang lebih 21 juta ton (Anonim2,2004). Kondisi ini sangat memungkinkan untuk mendirikan suatu pabrik margarin yang diproduksi dari hasil olahan kelapa sawit seperti Crude Palm Oil dan didukung oleh beberapa faktor penting lainnya, yaitu:

1. Bahan baku tersedia dalam jumlah besar 2. Meningkatkan nilai tambah hasil pertanian 3. Ikut menyerap tenaga kerja lokal.

Minyak kelapa sawit adalah minyak nabati yang dihasilkan oleh tanaman kelapa sawit. Tanaman ini umumnya tumbuh di daerah tropis basah seperti Asia Tenggara, Amerika Selatan dan Afrika Barat. Minyak nabati yang dihasilkan dari pengolahan buah kelapa sawit berupa minyak sawit mentah (Crude Palm Oil) yang berwarna kuning dan minyak inti sawit (Palm Kernel Oil) yang tidak berwarna (jernih). Crude Palm Oil dan Palm Kernel Oil

banyak digunakan

sebagai bahan indutri pangan (minyak goreng dan margarin), industri tekstil, kosmetik, dan sebagai bahan bakar alternatif (minyak diesel). Crude Palm Oil atau biasa di singkat dengan CPO terus mengalami peningkatan produksi dari tahun ke tahun di Indonesia (Darnoko, 2003). Kelapa sawit sebagai tanaman penghasil minyak sawit dan inti sawit merupakan salah satu primadona tanaman perkebunan yang menjadi sumber penghasil devisa non-migas bagi Indonesia. Cerahnya prospek komoditi minyak kelapa sawit dalam perdagangan minyak nabati dunia telah mendorong

I-3

Pemerintah Indonesia untuk memacu perkembangan areal perkebunan kelapa sawit. Berkembangnya sub-sektor perkebunan kelapa sawit di Indonesia tidak lepas dari adanya kebijakan pemerintah yang memberikan berbagai insentif, terutama kemudahan dalam hal perizinan dan bantuan subsidi investasi untuk pembangunan perkebunan rakyat dalam pembukaan wilayah baru untuk areal perkebunan besar.

1.2 Margarin Margarin pertama kali ditemukan oleh Mege Mouries di Perancis pada tahun 1870 dalam suatu sayembara yang diadakan Kaesar Napoleon III. Mege Mouries membuat dan mengembangkan margarin dengan menggunakan lemak sapi. Pada tahun 1872 margarin mulai dikenal luas di seluruh Eropa dan di sebagian benua Amerika (Anonim1, 2002). Margarin dimaksudkan sebagai pengganti mentega dengan rupa, bau konsistensi rasa dan nilai gizi yang hampir sama dengan mentega. Margarin mengandung 80 % lemak, 16 % air dan beberapa zat lain (Wahyuni, dkk, 1988). Menurut SNI (1994), margarin adalah produk makanan berbentuk emulsi padat atau semi padat yang dibuat dari lemak nabati dan air, dengan atau tanpa penambahan bahan lain yang diizinkan. Margarin dimaksudkan sebagai pengganti mentega dengan rupa, bau, konsistensi rasa, dan nilai gizi yang hampir sama dengan mentega. Margarin merupakan emulsi dengan tipe emulsi water in oil (w/o), yaitu fase air berada dalam fase minyak atau lemak. Margarin merupakan emulsi dengan tipe emulsi air dalam minyak (water in oil emulsion – W/O), berbentuk semi padat, dan bersifat plastis. Minyak yang digunakan dalam pembuatan margarin dapat berasal dari lemak hewan seperti babi (lard) atau sapi, dan lemak nabati seperti minyak kelapa, minyak sawit, kedelai, jagung, biji bunga matahari, dan lain-lain (Anonim2, 2002). Minyak nabati yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan margarin harus memenuhi persyaratan sebagai berikut, (Kataren, 1986) :

I-4

1. Bilangan Iod yang rendah. 2. Warna minyak kuning muda. 3. Flavor minyak yang baik. 4. Titik beku dan titik cair disekitar suhu kamar. 5. Asam lemak yang stabil. 6. Jenis minyak yang digunakan sebagai bahan baku harus banyak terdapat di suatu daerah.

Komposisi margarin terdiri dari crude palm oil, Minyak kelapa, vitamin A, lechitin, natrium benzoat, garam dapur (NaCl), β – karoten, skim milk dan air dengan masing-masing persentase sebagai berikut:

Tabel 1.1 Komposisi margarin No Komposisi margarin

Persentase (%)

1

Crude Palm Oil

76

2

Minyak kelapa

4,80

3

Lechitin

0,67

4

Natrium benzoat

0,21

5

Skim milk

0,04

6

Garam

10

7

Vitamin A

0,02

8

-Carotene

0,04

9

Lat. Asam sitrat

0,02

10

Air

8,22

Total

100

(Sumber: PT. Pamina, 2007)

Sifat-sifat dari margarin adalah: - Penurunan bilangan ion

:6

- Bilangan ion

: 76

- Asam lemak bebas

: 0,158 %

I-5

- Warna, skala Lovibon

: 2,0 Y – 2,2 Y

- Keeping Time Metode Swift, jam : 28 - Kadar air

: 16,2 %

- Titik leleh

: 42 0C

- Kandungan lemak padat (40 0C) : 0,5 % - Ukuran kristal lemak

: 5-30μm

1.3 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku 1.3.1 Bahan Baku Utama 1. Crude Palm Oil Crude Palm Oil (CPO) mempunyai karakteristik yang khas dibandingkan dengan minyak nabati lainnya seperti minyak kacang kedelai, minyak biji kapas, minyak jagung dan minyak biji bunga matahari. Komposisi asam lemak dari CPO dapat dilihat pada Tabel 1.2: Tabel 1.2 komposisi asam lemak dari CPO Asam Lemak

Jumlah (%) Range

Rata-rata

Laurat

0,1 – 1,0

0,2

Miristat

0,9 – 1,5

1,1

Palmiat

41,8 – 46,8

44,0

Stearat

4,2 – 4,1

4,5

Arakhidoat

0,2 – 0,7

0,4

0,1 – 0,3

0,1

Oleat

37,3 – 40,8

39,2

Linoleat

9,1 – 11,0

10,1

Linolenat

0 – 0,6

0,4

Asam Lemak Jenuh

Asam Lemak Tak Jenuh Palmitoleat

(Sumber : Hamilton, 1995)

I-6

CPO mengandung karotenoida mencapai 1000 ppm, tetapi dalam minyak dari jenis tenera ±500 ppm dan kandungan tokoferol bervariasi karena dipengaruhi oleh penanganan selama produksi (Ketaren, 1986). Sifat fisik-kimia CPO meliputi warna, kelarutan, titik cair, titik didih, bobot jenis, indeks bias, titik kekeruhan (turbidity point) dan lain-lain. Beberapa sifat fisika-kimia dapat dilihat pada Tabel di bawah:

Tabel 1.3 Sifat fisika-kimia dari crude palm oil (Krischenbauer, 1960) Sifat

Crude Palm Oil

Bobot jenis pada suhu kamar Indeks bias pada 40°C

0,9 1,4565 – 1,4585

Bilangan Iod

48 - 56

Bilangan penyabunan

196 - 205

Titik leleh

25 - 50°C

1.3.2 Bahan Baku Pendukung 1. Bahan yang digunakan sebagai pengemulsi  Lechitin Bahan pengemulsi yang digunakan dalam proses pembuatan margarin ini adalah lechitin. Lechitin berfungsi untuk mendispersikan molekul-molekul air ke dalam minyak atau lemak sehingga terbentuklah suatu emulsi air dalam minyak (w/o) yang berbentuk gel (Sikorki, dkk, 2003). Sifat-sifat dari lechitin (Anonim, 2007; Yaws, 2008) - Nama kimia

: Phosphatidylcholine

- Sinonim

: Lechitin

- Rumus bangun

: C5H13N

- Berat molekul

: 87,17

- Kenampakan

: Berbentuk powder, berwarna kuning

I-7

2. Bahan yang digunakan sebagai pemberi rasa (Flavour)  Skim Milk Skim milk digunakan sebagai perasa sehingga menimbulkan aroma susu dalam margarin. Sifat-sifat dari skim milk (Geankoplis, 2003; Faridah, dkk, 2008): - Kenampakan

: Berbentuk powder

- Densitas pada 25 0C

: 1041 kg/m3

- Viskositas pada 25 0C

: 1,4 .103 Paskal.det

- Berat molekul

: 1176

- Cp

: 3,90 - 4,02 kj/kmol °K

 Garam Dapur (NaCl) Sifat-sifat dari garam dapur (Patnaik, 2003) : - Nama kimia

: Natrium klorida

- Sinonim

: Garam dapur

- Rumus molekul

: NaCl

- Bobot molekul

: 58,443

- Densitas

: 2,165 gr/ml

- Titik lebur

: 801 °C - Titik didih : 1413 °C

- Kelarutan

: Larut dalam air, metanol dan gliserol

- Struktur

: Berbentuk kubus

- Rasa

: Bersifat garam

- Kenampakan

: Butiran kristal putih atau powder

- Cp (liquid)

: 12,07 kal/mol °K

 β - karoten Sifat-sifat dari β - karoten (Yaws, 2008): - Nama Kimia

: β - karoten

- Sinonim

: Provitamin A dan Kuning alami

- Rumus Bangun

: C40H56

- Berat molekul

: 536,87

I-8

- Densitas

: 1,0 kg/l

- Titik lebur

: 180 – 182 °C

- Kelarutan

: Larut dalam lemak dan Tidak larut dalam air

- Kenampakan

: Butiran kristal merah gelap (cokelat)

 Vitamin A Sifat-sifat dari Vitamin A (Dwiari, dkk, 2008; Yaws, 2008): - Nama kimia

: All Trans Retinol

- Sinonim

: Vitamin A

- Rumus bangun

: C22H32O2

- Berat molekul

: 286,44

- Densitas

: 1,2081 kg/l

- Titik lebur

: 62 – 64°C

- Kenampakan

: Kristal berwarna kuning pucat

- Kelarutan

: Larut dalam lemak

3. Bahan yang digunakan sebagai pengawet Bahan pengawet berfungsi untuk menjaga margarin dari proses pembusukan, sehingga mutu, rasa, warna dan bau margarin tetap terjaga meskipun dalam waktu yang cukup lama. Zat pengawet yang digunakan adalah natrium benzoat.  Natrium Benzoat Sifat-sifat dari natrium benzoat (Patnaik, 2003) : - Rumus molekul

: Na2CO3

- Berat molekul

: 105,99

- Kenampakan

: Butiran kristal putih atau powder

- Densitas

: 2,54 gram/ml

- Titik lebur

: 851 °C

- Kelarutan

: Larut dalam air dan tidak larut dalam etanol

- Cp

: 26,84 kal/mol °K

I-9

1.4 Rencana Kapasitas Indonesia hingga saat ini masih mengimpor margarin dari negara lain untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan demikian perlu didirikan pabrik margarin tambahan agar permintaan dalam negeri dapat terpenuhi dan dapat di ekspor keluar negeri serta dapat menghemat devisa negara. Tingkat perkembangan impor yang masuk ke Indonesia periode 2007 sampai 2013 disajikan pada tabel berikut: Tabel 1.4 Data Impor Margarin Tahun

Impor (Kg)

2007

1.024.454

2008

956.499

2009

1.006.089

2010

901.521

2011

1.516.947

2012

1.518.553

2013

2.094.604

(Sumber : Badan Pusat Statistika, 2014) Tabel 1.5 Data kebutuhan margarin Tahun

Kebutuhan (Ton)

2008

160.540

2009

169.664

2010

172.780

2011

176.754

2012

180.550

2013

187.411

(Sumber: Badan Pusat Statistika, 2014)

Dari data kebutuhan margarin diatas dapat dilihat bahwa kebutuhan margarin di Indonesia setiap tahun meningkat, dapat diprediksikan bahwa kebutuhan margarin pada tahun 2018 mencapai 224.000 ton. Oleh karena itu

I-10

untuk dapat memenuhi sebagian kecil kebutuhan nasional pada tahun 2018, maka pabrik ini direncanakan berkapasitas 180.000 ton per tahun.

1.5 Tempat dan Lokasi Pabrik Lokasi pendirian pabrik pembuatan margarin dari CPO ini direncanakan di daerah Tanjung Seumentoh Kecamatan Karang Baru Kabupaten Aceh Tamiang Provinsi Aceh. Hal ini didasarkan atas kriteria-kriteria berikut:

1. Tersedianya bahan baku dipabrik, 2. Lokasi tersebut mempunyai sarana perhubungan yang cukup umtuk keperluan pabrik seperti dekat dengan jalan. 3. Bila ditinjau dari segi pengadaan tenaga kerja, bahan bakar, persediaan sumber air, instalasi pabrik serta karakteristik lokasi wilayah yang dipilih cukup mamadai.

1.6 Jadwal Pendirian Pabrik Pengoperasian pabrik ini direncanakan pada tahun 2021 dan pemasaran produknya direncanakan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Oleh karena itu pendirian pabrik ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan pasar dalam negeri sehingga angka impor yogurt dapat diminimalkan serta meningkatkan investasi dalam negeri.

1.7 Tujuan Pra Rancangan Pabrik Pabrik ini direncanakan memproduksi

margarin untuk memenuhi

permintaan dalam negeri sehingga dapat mengurangi impor. Dengan demikian diharapkan

pembangunan pabrik margarin dapat meningkatkan kemandirian

perekonomian dan memajukan sektor Industri Indonesia, serta membuka lapangan pekerjaan baru bagi masyarakat Indonesia guna meningkatkan kesejahteraan masyarakat dan menambah pendapatan negara berupa pajak penghasilan.

BAB II DESKRIPSI PROSES

Lemak margarin merupakan lemak yang digunakan dalam proses pembuatan margarin dan merupakan bahan baku utama dalam pembuatan margarin (minimal 80%). Lemak margarin dapat berasal dari lemak hewani maupun minyak nabati. Minyak dan lemak yang berasal dari alam mempunyai keterbatasan dalam hal penggunaannya. Minyak nabati misalnya, mempunyai keterbatasan dalam aplikasi disebabkan karena komposisinya yang spesifik. Agar dapat dimaanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan margarin, maka minyak nabati yang akan digunakan harus terlebih dahulu dimodifikasi untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan seperti sifat pencairan, stabilitas terhadap oksidasi, kandungan asam lemak ganda yang tidak jenuh dan sebagainya. Modifikasi minyak dan lemak dapat menyebabkan perubahan komposisi dan distribusi asam lemak dalam molekul trigliserida menjadi bentuk minyak dan lemak yang baru sehingga menghasilkan sifat-sifat yang berbeda dengan sifat sebelumnya. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk mengubah minyak cair menjadi lemak padat atau lemak setengah padat. Macam-macam metode tersebut ada tiga, yaitu (Willis dkk., 1998; Silalahi, 1999): a. Hidrogenasi b. Blending c. Interesterifikasi

2.1 Proses Hidrogenasi Proses hidrogenasi merupakan proses adisi hidrogen pada ikatan rangkap dengan menggunakan katalis logam biasanya Nikel (Swern, 1982; Gunstone dan Norris, 1983). Adapun tahap-tahap proses hidrogenasi untuk menghasilkan margarin:

II-1

II-2

Crude Palm Oil

Netralisasi (Penetralan)

Bleaching (Pemucatan)

Hidrogenasi (Modifikasi Minyak)

Deodorisasi (Pemurnian)

Emulsifikasi (Pengemulsian)

Produk Margarin Gambar 2.1 Diagram alur proses hidrogenasi

Reaksi pada proses hidrogenasi terjadi pada permukaan katalis yang mengakibatkan reaksi antara molekul-molekul minyak dengan gas hidrogen. Nikel merupakan katalis yang sering digunakan dalam proses hidrogenasi daripada katalis yang lain (palladium, platina, copper dan chromite). Hal ini karena nikel lebih ekonomis dan lebih efisien daripada logam lainnya (Ariyani, 2006). Diskripsi Proses Hidrogenasi 

CPO yang diperoleh dari pabrik CPO disimpan pada tangki penyimpanan pada kondisi tekanan 1 atm dan temperatur 30oC.

II-3



Gas hidrogen yang diperoleh dari pabrik disimpan pada tangki penyimpanan dengan kondisi temperatur 30oC dan tekanan 1 atm. Kemudian gas hidrogen dipanaskan dengan menggunakan heater hingga temperatur menjadi 150oC.



Gas hidrogen dan CPO dikontakkan dalam suatu titik kontak dan kemudian dialirkan ke reaktor. Di reaktor terjadi reaksi pemutusan ikatan rangkap yang bertujuan untuk mengurangi ketidakjenuhan CPO sehingga CPO yang dihasilkan lebih stabil terhadap oksidasi dan tahan untuk diproses lebih lanjut (Kataren, 1986). Reaksi berlangsung pada temperatur 270oC dan tekanan 1 atm (O’Brien, 2009). Adapun reaksinya sebagai berikut : Ni R-CH=CH-CH2-COOH + H2

R-CH2-CH2-CH2-

COOH Asam lemak tidak jenuh 

Gas hidrogen

Asam lemak jenuh

Hasil hidrogenasi merupakan CPO yang telah dimodifikasi dengan proses hidrogenasi dalam fasa gas dan gas hidrogen sisa yang kemudian diumpankan menuju cooler berfungsi untuk mengubah fasa CPO menjadi liquid pada temperatur 70oC dan tekanan 1 atm.

2.2 Proses Blending Blending (pencampuran) merupakan metode dalam memodifikasi minyak dan lemak yang didasarkan atas persamaan sifatnya serta mudah dan ekonomis, karena dapat dilakukan dengan mencampur secara fisik menggunakan kecepatan yang tinggi antara dua jenis minyak atau lebih untuk membentuk molekul minyak atau lemak yang baru. Dengan cara blending, tujuan peningkatan titik cair dapat tercapai dengan menambahkan minyak yang mempunyai titik cair tinggi ke dalam campuran minyak yang memiliki titik cair rendah (Moussata dan Akoh, 1998). Perubahan nilai akibat pencampuran ini dikarenakan kandungan asam lemak dari minyak yang dicampurkan mempunyai komposisi asam lemak yang titik cairnya

II-4

tinggi. Namun demikian menurut Moussata dan Akoh (1998), metode blending banyak memiliki kelemahan. karena perbedaan ukuran molekuler dua jenis minyak dan kemungkinan tidak kompatibel satu sama lainnya dan dapat membentuk campuran eutektik.

2.3 Proses Interesterifikasi Interesterifikasi merupakan reaksi suatu ester dengan ester lainnya atau ester interchange yaitu perpindahan secara acak dan pertukaran asam lemak diantara molekul-molekul trigliserida hingga tercapai keseimbangan dengan semua kombinasi (Gandhi, 1997; Silalahi, 1999). Interesterifikasi dapat terjadi dengan adanya katalis kimia (interesterifikasi kimia) atau dengan adanya biokatalis enzim (interesterifikasi enzimatik).

a. Interesterifikasi Kimia Interesterifikasi secara kimiawi dilakukan dengan menggunakan katalis kimia dan pada temperatur tinggi, namun temperatur tinggi ini dapat berakibat turunnya kualitas minyak. Intersterifikasi kimia biasa diaplikasikan dalam memproduksi margarin dan spread tanpa proses hidrogenasi untuk menghindari terbentuknya trans asam lemak (Willis dkk, 1998). Adapun tahapan proses interesterifikasi kimia dalam menghasilkan produk margarin yaitu : CPO

Pengeringan Minyak

Produk Margarin

Interesterifikasi Kimia

Emulsifikasi (Pengemulsian)

Bleaching (Pemucatan)

Deodorisasi (Pemurnian)

Gambar 2.2 Diagram alur Proses Interesterifikasi Kimia

b. Interesterifikasi Enzimatik Interesterifikasi secara enzimatik banyak menggunakan enzim lipase (protease amilase) yang mengkatalisis reaksi hidrolisis trigliserida menjadi

II-5

digliserida, monogliserida, gliserol dan asam-asam lemak dengan adanya sejumlah air (Willis dkk., 1998). Adapun tahapan proses interesterifikasi kimia dalam menghasilkan produk margarin yaitu : Bleaching (Pemucatan)

CPO

Produk Margarin

Interesterifikasi Enzimatik

Deodorisasi (Pemurnian)

Emulsifikasi (Pengemulsian)

Votator (Pengkristalan)

Gambar 2.3 Diagram Alur Interesterifikasi Enzimatik

2.4 Seleksi Proses Berdasarkan jenis pemakaian bahan baku dan pertimbangan keuntungan dan kerugian, maka dilakukan seleksi ataupun pemilihan proses. Tabel 2.1 Pemilihan Proses Pembuatan Margarin Berdasarkan Keuntungan dan Kerugian No. Proses Keuntungan Kerugian 1

Hidrogenasi

 Lebih stabil terhadap proses

 Rasa

oksidasi  Minyak

yang

dihasilkan

berbentuk padat  Bilangan

 Dilakukan pada suhu tinggi dan

bau

spesifik

minyak akan hilang dan nilai gizi akan turun

merupakan

 Jumlah asam lemak tidak

parameter untuk menentukan

jenuh akan berkurang dan

ketidakjenuhan dan kejenuhan

jumlah asam lemak jenuh

dari hasil hidrogenasi

akan meningkat

iod

 Dapat meningkatkan sifat fisika dan kimia dari minyak dan

 Dapat

memberikan

hasil

ikutan isomer bentuk trans

lemak 2

Interesterifikasi

 Bilangan iod tidak berpengaruh  Nilai

ketidakjenuhan

atau

 Untuk memodifikasi minyak atau

lemak

biasanya

II-6

kejenuhan minyak (lemak) tidak

dilakukan

mengalami perubahan (konstan)

pencampuran

 Proses ini dilakukan pada suhu

dengan bahan

dari

proses lain  kurang popular digunakan

rendah

dalam memodifikasi minyak atau lemak  Kimia

 Diaplikasikan

untuk

dengan

menghindari terbentuknya trans

menggunakan katalis kimia

asam lemak

dan pada suhu tinggi, namun

 Potensial dalam

untuk

diterapkan

memperbaiki

nutrisi

 Dapat

berakibat turunnya kualitas minyak  Menghasilkan limbah kimia

minyak dan lemak  Enzimatik

 Dilakukan

digunakan

berulang

sehingga lebih hemat

 Proses

interesterifikasi

kurang popular

 Enzim dapat terurai di alam  Enzim berfungsi pada kondisi reaksi yang ringan  Reaksinya efesien dan mudah dikontrol  Sifat

spesifitas

dari

lipase

terhadap substratnya. 3

Blending

 Mudah dan ekonomis

 Adanya perbedaan ukuran molekuler antara dua jenis minyak

(Sumber : O’Brien, 2008)

Berdasarkan Tabel 2.1 dipilih proses Interesterifikasi Enzimatis dalam menghasilkan produk margarin yang berkualitas. Karena proses interesterifikasi

II-7

enzimatis akan menghindari terbentuknya lemak trans yang dapat menyebabkan gangguan pada kesehatan. Sistem reaksi interesterifikasi enzimatis melibatkan reaktan, lipase dengan sejumlah kecil air dan reaksinya terjadi pada interface. Berdasarkan penelitian Ellaiah dkk (2004), lipase yang diperoleh dari mikroorganisme selain lebih murah juga lebih stabil terhadap lingkungan dengan demikian mempunyai spektrum yang lebih luas untuk diaplikasikan di industri, diantaranya industri lemak, minyak, susu dan obat-obatan. Enzim memiliki keunggulan sifat, antara lain mempunyai aktivitas yang tinggi, efektif, spesifik dan ramah lingkungan (Lidya dan Djenar, 2000), sedangkan menurut (Saktiwansyah, 2001), enzim memiliki sifat yang khas, yaitu sangat aktif walaupun konsentrasinya amat rendah, sangat selektif dan bekerja pada kondisi yang ramah (mild), yaitu tanpa temperatur atau tekanan tinggi dan tanpa logam yang umumnya beracun. Hal inilah yang menyebabkan reaksi yang dikatalisis secara enzimatik menjadi lebih efisien dibandingkan dengan reaksi yang dikatalisis oleh katalis kimia (August, 2000). Interesterifikasi secara enzimatik banyak menggunakan enzim lipase (protease amilase) yang mengkatalisis reaksi hidrolisis trigliserida menjadi digliserida, monogliserida, gliserol dan asam-asam lemak dengan adanya sejumlah air (Willis dkk, 1998).

2.5 Uraian Proses Produksi Untuk menghasilkan produk margarin maka dapat dilakukan dengan beberapa tahap sebagai berikut : 

Tahap Degumming



Tahap Netralization



Tahap Bleaching



Tahap Interesterifikasi Enzimatik



Tahap Deodorisasi



Tahap Emulsifikasi



Tahap Kristalisasi



Tahap Pengemasan

II-8

2.5.1 Proses Degumming Crude Palm Oil umumnya mengandung phospolipid yang memiliki viskositas tinggi dan bertekstur lengket, material ini sering disebut getah atau gums. Proses degumming bertujuan untuk menghilangkan getah tersebut. Penghilangan getah pada CPO dapat dilakukan dengan cara mencampur bahan ini dengan asam encer. Getah atau gums dari CPO dapat terikat pada kedua bahan ini membentuk material padat. Proses degumming ini dilakukan secara kontinu dengan menggunakan alat centrifuge atau filter press sebagai alat pemisahannya sehingga efesiensi waktu lebih optimal dan bahan yang diperoleh dari pemisahan berkualitas (Othmer, 2007). Asam phosfat

CPO

Degumming Oil

Degumming Tank

Gambar 2.4 Blok diagram proses degumming

2.5.2 Proses Netralization Proses netralization bertujuan untuk menghilangkan asam lemak bebas (FFA) di dalam minyak. Kandungan asam lemak bebas di dalam minyak akan mengganggu reaksi interesterifikasi karena membentuk sabun jika bereaksi dengan katalis seperti reaksi di bawah ini: C3H5(OOCR)3 + 3NaOH

RCOONa + 3C3H5(OH)3 Reaksi 2.1

(Trigliserida)

(Katalis)

(Sabun)

(Gliserol)

Sabun yang terbentuk akan mempersulit pemisahan gliserol dari metil ester. Pencegahan dapat dilakukan dengan menambahkan larutan alkali untuk menghilangkan FFA (free fatty acid) pada CPO sebelum mengalami proses interesterifikasi. Proses netralization dilakukan dengan cara menambahkan larutan kaustik soda (NaOH) yang kemudian akan bereaksi dengan asam lemak

II-9

bebas menghasilkan sabun. CPO dipanaskan sampai 90oC dan dicampur dengan larutan NaOH pada suhu yang sama. Pengotor yang terbentuk pada proses netralization dipisahkan menggunakan centrifuge.

2.5.3 Proses Bleaching Pemucatan (bleaching) bertujuan untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak diinginkan dalam minyak. Pemucatan ini dilakukan dengan cara fisika yang menggunakan adsorben bleaching earth. Selain warna, pemucatan juga berperan mengurangi komponen minor lainnya seperti aroma, senyawa bersulfur dan logam-logam berat. Selain itu, pemucatan juga dapat mengurangi produk hasil oksidasi lemak seperti peroksida, aldehida dan keton. Jumlah adsorben yang dibutuhkan untuk menghilangkan warna minyak tergantung dari macam dan tipe warna dalam minyak dan sampai berapa jauh warna tersebut akan dihilangkan. Daya pemucat bleaching clay (bleaching earth) disebabkan karena ion Al3+ pada permukaan partikel adsorben, yang dapat mengadsorbsi partikel zat warna. Daya pemucat tersebut tergantung dari perbandingan komponen SiO2 dan Al2O3 dalam bleaching clay. Blok diagram proses bleaching dapat digambarkan sebagai berikut :

Bleaching Earth

CPO

Bleaching Tank

Filter Press

BPO

Bleaching Earth

Gambar 2.5 Blok diagram proses bleaching

Umpan berupa CPO masuk ke dalam alat bleaching tank untuk proses bleaching. Didalam bleaching tank tersebut ditambah bleaching earth sebagai adsorben yang berfungsi menghilangkan impuritis yang tidak diinginkan (semua

II-10

pigment, trace metals, produk oksidasi) dari CPO yang akan memperbaiki rasa aslinya, bau akhir dan kestabilan oksidasi produk. Kemudian didalam bleacher di aduk sampai CPO tersebut bercampur merata dengan adsorben bleaching earth yang telah ditambahkan. Pada alat bleacher tersebut temperatur yang digunakan sekitar 100 – 130oC untuk mendapatkan proses bleaching yang optimum untuk periode bleaching 60 menit. Kemudian setelah bleacher, CPO dan adsorben yang telah bercampur dipisahkan melalui filter press. Temperatur dijaga pada 30oC untuk proses filtrasi yang baik. Pada filter press, slurry (CPO dan bleaching earth) melewati filter press dan bleaching earth terjebak dalam filter press. Adanya bleaching earth dapat mencemari pada proses deodorisasi, mengurangi stabilitas oksidasi dan berlaku sebagai katalis untuk aktifitas polimerisasi. Setelah dipisahkan akan terbentuk BPO (Bleached palm oil).

2.5.2 Proses Interesterifikasi Enzimatik Interesterifikasi merupakan salah satu proses modifikasi untuk mengubah karakteristik fisika kimiawi lemak dan minyak. Reaksi interesterifikasi pada lemak dan minyak akan menyebabkan pertukaran antara satu asam lemak dengan asam lemak yang lain didalam molekul trigliserida atau antara trigliserida yang dapat mengubah sifat kimia dan fisika pada lemak. Interesterifikasi dapat digambarkan

sebagai

pertukaran

gugusan

antara

dua

buah ester dimana hal ini hanya dapat terjadi apabila terdapat katalis. Katalis yang sering digunakan untuk reaksi ini adalah enzim lipase. Reaksi interesterifikasi merupakan reaksi penyusunan kembali asam-asam lemak ke dalam molekul trigliserida. Reaksi ini tidak mengubah sifat dan profil dari asam lemak tetapi mengubah profil dari lemak atau minyak karena memiliki susunan trigliserida yang berbeda dari trigliserida awalnya (Tombs, 1995). Proses penggantian asam lemak itu sendiri meliputi tiga tipe reaksi yaitu asidolisis, alkoholisis dan transesterifikasi (Huyghebaert dkk, 1994). Reaksi interesterifikasi yang utama dalam pembuatan margarin adalah transesterifikasi. Produksi margarin dengan interesterifikasi enzimatik dilakukan dengan menggunakan dua jenis minyak yang mempunyai slip melting point (SMP) yang

II-11

berbeda. Minyak pertama mempunyai SMP yang tinggi (Crude Palm Oil), sedangkan minyak lain mempunyai SMP yang rendah (Coconut Oil). Kedua jenis minyak tersebut kemudian dialirkan kedalam suatu reaktor berpengaduk yang berisi enzim lipase dengan temperatur ruangan (30oC) pada tekanan atmosfer (1 atm). Enzim lipase pada kadar air yang rendah akan mengkatalisis reaksi interesterifikasi, sehingga dihasilkan produk (margarin) yang mempunyai SMP dan solid fat content (SFC) yang diharapkan. SMP merupakan selang temperatur pada saat minyak berubah dari padat menjadi cair, sedangkan SFC merupakan total lemak padat pada temperatur tertentu. SMP dan SFC merupakan dua parameter yang sangat penting untuk produk margarin. Reaksi ini akan berlangsung selama 60 menit (waktu optimum). 2.5.3 Deodorisasi Deodorisasi adalah suatu tahap proses pemurnian minyak yang bertujuan untuk menghilangkan bau dan rasa (flavor) yang tidak enak dalam minyak. Prinsip proses deodorisasi yaitu deodorisasi minyak pada temperatur tinggi dan proses destilasi vakum. Proses deodorisasi perlu dilakukan terhadap minyak yang akan digunakan untuk bahan pangan. Dalam alat devolatilizer, dilakukan proses deodorisasi minyak yang dipanaskan kira-kira 200–250oC di bawah tekanan vakum. Proses deodorisasi dilakukan dengan cara memompakan minyak ke dalam alat devolatilizer. Kemudian minyak tersebut dipanaskan pada suhu 200–250oC pada tekanan vakum (dibawah 1 atm) sambil dialiri dengan uap panas selama 1-3 jam untuk mengangkut senyawa yang dapat menguap. Pada proses deodorisasi, hidrokarbon dan zat warna terutama karotenoid dapat terpisah dalam jumlah besar. Peroksida dan peroksidan yang terdapat pada minyak akan turut terpisah, dan jumlah yang tertinggal lebih kurang 0,015 – 0,030% sehingga menambah daya tahan minyak dan lemak terhadap proses oksidasi. Pada suhu yang lebih tinggi, komponen yang menimbulkan bau dalam minyak akan lebih mudah menguap, sehingga komponen tersebut diangkut dari minyak bersama-sama uap panas. Penggunaan steam langsung (direct steam)

II-12

menjamin pembuangan residu FFA, aldehida dan keton yang tidak diharapkan rasa dan baunya. Berat molekul yang lebih rendah dari fatty acid (asam lemak bebas) yang teruapkan naik ke atas dan tertarik keluar oleh sistem yang vakum. Uap fatty acid meninggalkan devolatilizer yang kemudian didinginkan dan dijadikan limbah fatty acid. Fatty acid kemudian dikeluarkan menuju tangki sabun dengan temperatur 60oC sebagai produk samping dari proses ini. Produk bawah (bottom product) dari devolatilizer adalah netralization, bleached, deodorized palm oil (NBDPO). Setelah itu, NBDPO panas (200oC) dipompa menuju cooler yang menurunkan panas (60oC) untuk dilanjutkan ke tahap proses selanjutnya. Air EjectorPump Fatty Acid Tank

Deodorizer

NBDPO Gambar 2.6 Blok diagram Deodorisasi

2.5.4 Emulsifikasi Proses Emulsifikasi ini bertujuan untuk mengemulsikan minyak dengan cara pencampuran emulsifier fase air dan fase minyak pada suhu 80oC dengan tekanan 1 atm selama 60 menit. Terdapat dua tahap pada proses emulsifikasi yaitu:  Pencampuran bahan fasa minyak Emulsifier fase minyak merupakan campuran bahan tambahan yang dapat larut dalam minyak. Minyak dari proses deodorisasi dimasukkan kedalam tangki pencampuran I yang berpengaduk. Kemudian bahan lain seperti β–Caroten, Lechitine dan Vitamin A dicampurkan juga dalam tangki pencampuran I. Pencampuran ini disertai pengadukan selama 60 menit sampai semua bahan

II-13

bercampur secara merata dalam minyak. Tangki ini dipertahankan pada temperatur 60oC.  Pencampuran bahan fasa air Emulsifier fase air merupakan campuran bahan tambahan yang tidak larut dalam minyak. Bahan-bahan yang tidak larut dalam minyak seperti Natrium Benzoat, Skim Milk, Asam Sitrat dan Natrium Klorida dilarutkan terlebih dahulu ke dalam air yang akan dipakai untuk membuat emulsi dengan minyak. Pencampuran ini dilakukan dalam tangki pencampuran II yang berpengaduk. Selanjutnya hasil pencampuran dari tangki I yang berupa fasa minyak dimasukkan langsung ke dalam tangki emulsi sedangkan hasil pencampuran dari tangki II yang berupa fasa air dimasukkan secara perlahan sambil diaduk. Pada tangki emulsi dilakukan pengadukan selama 60 menit untuk memperoleh campuran yang lebih homogen. Tangki ini dilengkapi dengan dua buah batang pemukul yang berputar berlawanan arah dan mencampur cairan sehingga terbentuk emulsi yang stabil berupa krim kental.

NBDPO

Mixer Fasa Minyak

Mixer Fasa Air

Tangki Emulsi

Gambar 2.7 Blok diagram Emulsifikasi

2.5.5 Kristalisasi Pada proses pembuatan margarin ini digunakan dua votator. Votator I berfungsi untuk pembentukan kristal. Mula-mula bahan yang berasal dari tangki emulsi didinginkan di votator unit I sampai temperatur 17oC menggunakan amonia cair kemudian dialirkan ke votator unit II untuk menyempurnakan dan menghaluskan kristal emulsi. Suhu margarin yang keluar dari votator II ini akan

II-14

naik menjadi 30oC, hal ini terjadi karena adanya panas kristalisasi. Kristalisasi adalah peristiwa pembentukan partikel-partikel zat padat di dalam suatu fasa homogen. Tujuan kristalisasi adalah mendapatkan kondisi margarin yang memenuhi syarat untuk pengemasan dan penyimpanan.

Tangki Votator I

Tangki Votator II

Cooler

Heater

Produk Margarin

Gambar 2.8 Blok diagram Kristalisasi

2.5.6 Packaging Setelah produk margarin selesai sesuai dengan standar pangan yang telah diterapkan, dilanjutkan ke proses packaging (pengemasan). Pengemasan produk yang telah sesuai dengan standar margarin akan dimasukkan ke mesin pengemasan untuk mengurangi kemungkinan kontaminasi dan dipasarkan.

BAB III LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK

3.1 Lokasi pabrik Penentuan

lokasi

pabrik

sangat

mempengaruhi

kemajuan

serta

kelangsungan suatu industri. Hal ini dikarenakan menyangkut dengan faktor produksi dan distribusi produk dari pabrik yang akan didirikan. Lokasi pabrik juga harus memperhitungkan perhitungan biaya transportasi dan produksi seminimal mungkin. Dampak sosial masyarakat dan lingkungan juga harus menjadi perhatian penting saat menentukan lokasi pendirian pabrik. Prarancangan pabrik margarin dari Crude Palm Oil ini direncanakan didirikan di daerah Tanjung Seumentoh Kecamatan Karang Baru Kabupaten Aceh Tamiang Provinsi Aceh. Gambar 3.1 merupakan peta lokasi perencanaan pabrik margarin.

Gambar 3.1 Lokasi Pabrik Margarin (Sumber: Google Earth, 2014)

Untuk mendapatkan dan menentukan lokasi pabrik yang tepat, perlu diperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan lokasi. Faktor-faktor

III-1

III-2

tersebut antara lain penyediaan bahan baku, daerah pemasaran, transportasi, ketersediaan energi listrik dan bahan bakar, persediaan air, perluasan dan ekspansi, kondisi lingkungan, buangan pabrik (limbah), serta peraturan dan perundang-undangan.

1. Penyediaan Bahan Baku Sumber bahan baku merupakan salah satu faktor penentu dalam penempatan dan pemilihan lokasi pabrik. Dimana dekat dengan bahan baku dapat menurunkan biaya transportasi dan penyimpanan. Hal-hal yang perlu ditinjau mengenai bahan baku yaitu:

a. Letak sumber bahan baku; b. Kapasitas dan kualitas bahan baku; c. Cara mendapatkan bahan baku dan cara transportasinya hingga sampai ke plant site; d. Lama waktu yang diperkirakan dari pengadaan bahan baku yang berasal dari sumber; e. Harga dan ongkos pengangkutan bahan baku sampai di plant site; f. Kemungkinan-kemungkinan untuk mendapatkan sumber lain.

2. Pemasaran Daerah pemasaran hasil produksi pabrik juga merupakan sutau hal yang penting dalam menentukan lokasi pabrik. Hal ini disebabkan perkembangan pemasaran hasil produksi diusahakan sebaik mungkin sehingga seluruh hasil produksi dapat dipasarkan. Lokasi pemasaran produk margarin meliputi wilayah Aceh dan sebagian Sumatera Utara. Hal yang perlu diperhatikan adalah: a. Lokasi pemasaran; b. Jarak pasaran dengan pabrik harus berdekatan; c. Kebutuhan konsumen terhadap hasil produksi;

III-3

d. Banyaknya produksi jenis lain yang beredar di pasaran dan perkembangan pada masa yang akan datang.

3. Persediaan Air Kebutuhan air pada pabrik direncanakan diperoleh dari sungai yang berada di sekitar lokasi pabrik. Persediaan air yang cukup besar mengingat sumber air tersebut dapat mencukupi untuk kebutuhan pabrik dalam jangka waktu yang panjang dengan kualitas air yang dapat disediakan. Air yang digunakan dimaksudkan untuk air pendingin, steam, sarana utilitas dan domestik.

4. Transportasi Lokasi yang dipilih dalam rancangan pabrik ini merupakan kawasan yang berdampingan langsung dengan kawasan industri, dimana telah tersedia sarana pengangkutan darat sehingga pembelian bahan baku dan pemasaran produk dapat dilakukan melalui jalan darat sebagai salah satu alternatif transportasi. Pemasaran untuk keperluan dalam negeri dapat dilakukan melalui jalur darat dan laut, sedangkan untuk tujuan ekspor dapat dilakukan melalui jalur laut.

5. Tenaga Kerja Dalam memilih tenaga kerja harus diperhatikan beberapa faktor penting yaitu tenaga kerja yang terampil, tenaga kerja yang dapat diserap dari sekitar lokasi pabrik dan peraturan-peraturan terhadap tenaga kerja/buruh dan asuransi tenaga kerja.

6. Ketersediaan Energi Listrik dan Bahan Bakar Sumber tenaga listrik untuk keperluan proses dan perumahan serta penerangan memakai jasa Perusahaan Listrik Negara (PLN) setempat, dan generator diesel sebagai cadangan dimana kebutuhan bahan bakarnya diperoleh dari unit pemasaran pertamina setempat.

III-4

7. Perluasan dan Ekspansi Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah yang tersedia cukup luas dan disekeliling pabrik belum banyak berdiri pabrik serta tidak menganggu pemukiman penduduk.

8. Kondisi Lingkungan Faktor lokasi yang berjauhan dengan pemukiman padat penduduk dan jauh dari kawasan sensitif lingkungan menjadikan lokasi tersebut sangat layak untuk didirikannya suatu pabrik. Untuk kondisi cuaca dan iklim dilokasi tersebut relatif stabil seperti kebanyakan daerah yang ada di Indonesia.

9. Buangan/Limbah Industri Air buangan industri sangat berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup sekitarnya, oleh sebab itu buangan pabrik direncanakan dengan baik sehingga tidak membawa dampak negatif pada lingkungan. Hal-hal ini perlu diperhatikan dalam buangan industri:

a. buangan cair, gas atau padat; b. cara pengolahan; c. peraturan-peraturan buangan pabrik.

Sehubungan dengan hal ini maka perlu dilakukan penanggulangan buangan atau limbah industri, untuk menjaga dan mempertahankan kelestraian lingkungan hidup. Pada pabrik ini secara teoritis tidak membuang bahan kimia yang berbahaya, sehingga tidak akan mengancam kehidupan sekitarnya.

10. Peraturan dan perundang-undangan Peraturan dan undang-undang yang telah ditetapkan suatu daerah harus dieprhatikan antara lain adanya zona industri, bangunan dan jalan serta limbah pabrik. Berdasarkan segi-segi peninjauan tersebut, maka lokasi pabrik margarin

III-5

yang akan direncanakan ini dipilih di daerah Aceh Tamiang. Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik ini adalah :

a. Aceh Tamiang merupakan salah satu daerah produksi Crude Palm Oil terbesar di Provinsi Aceh; b. Dekat dengan sumber air (Sungai Tamiang) sebagai penunjang utilitas pabrik; c. Transportasi bahan baku dan pemasaran produk mudah terjangkau dan terdistribusi; d. Sasaran pemasaran adalah Aceh dan Sumatera Utara karena pabrik berada dekat daerah tersebut; e. Tenaga kerja mudah diperoleh; f. Masih mungkin dilakukan pengembangan di daerah Aceh sendiri.

3.2 Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah pengaturan penyusunan peralatan proses dan fasilitas pabrik sedemikian rupa sehingga pabrik berfungsi dengan efektif, efisien, dan aman. Oleh karena itu, tata letak pabrik harus disusun secara cermat untuk menghindari kesulitan dikemudian hari. Dalam merancang tata letak suatu pabrik maka harus mencakup penyusunan area penyimpanan, area proses dan area pemindahan hasil produksi dalam koordinasi yang efisien dengan memperhatikan beberapa faktor berikut :

1. Pengembangan lokasi baru atau penambahan/perluasan lokasi yang telah ada sebelumnya, 2. Urutan proses produksi dan kemudahan/aksesibilitas operasi, 3. Distribusi ekonomis dari fasilitas logistik (bahan baku dan bahan pelengkap), fasilitas utilitas (sanitasi, air pendingin, steam, air proses, tenaga listrik), bengkel untuk pemeliharaan/perbaikan alat serta perlatan pendukung lainnya, 4. Tipe, luas bangunan dan ketentuan konstruksi bangunan,

III-6

5. Pertimbangan

kesehatan

dan

keselamatan,

seperti

kemungkinan

kebakaran/peledakan, 6. Area servis, seperti kantin, tempat parkir, tempat ibadah, poliklinik, kamar kecil (WC), dan sebagainya diatur sebagian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tenpat kerja, 7. Masalah pembuangan limbah, 8. Alat-alat yang harus dibersihkan/dilepas pada saat shut down harus disediakan ruang yang cukup sehingga tidak mengganggu peralatan lainnya, dan 9. Kemungkinan perluasan/ekspansi.

Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti: 1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produk sehingga mengurangi material handling, 2. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan-peralatan yang rusak, 3. Menurunkan biaya produksi, 4. Meningkatkan keselamatan kerja, 5. Mengurangi kecelakaan kerja seminimum mungkin, dan 6. Memungkinkan pengawasan operasi dan proses yang lebih baik. Secara umum, garis besar tata letak pabrik margarin ini dibagi menjadi beberapa daerah utama sebagai berikut :

1. Daerah Administrasi/Perkantoran Daerah administrasi/perkantoran merupakan pusat kegiatan administrasi perusahaan yang mengatur kelancaran operasi dan kegiatan-kegiatan lainnya. Daerah ini ditempatkan dibagian depan pabrik agar kegiatan administrasi tidak mengganggu kegiatan dan keamanan pabrik serta harus terletak jauh dari areal proses yang berbahaya.

III-7

2. Daerah Fasilitas Umum Daerah fasilitas umum merupakan daerah penunjang segala aktivitas pabrik dalam pemenuhan kepentingan pekerja, seperti tempat parkir, tempat ibadah, pustaka dan pos keamanan.

3. Daerah Proses Daerah proses merupakan pusat proses produksi dimana alat-alat proses dan pengendali proses ditempatkan. Letak aliran proses direncanakan sedemikian rupa sehingga memudahkan pemindahan bahan baku dari tangki penyimpanan dan pengiriman produk ke daerah penyimpanan serta memudahkan pengawasan dan pemeliharaan terhadap alat-alat proses. Daerah ini iletakkan minimal 15 meter dari bangunan-bangunan atau unit-unit lain.

4. Daerah Laboratorium dan Ruang Kontrol Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendali proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang akan dijual. Daerah laboratorium merupakan pusat kontrol kualitas bahan baku, produk dan limbah proses. Sedangkan daerah ruang kontrol merupakan pusat kontrol berjalannya proses yang diinginkan (kondisi operasi baik tekanan, temperatur dan kondisi operasi lain-lain yang diinginkan). Laboratorium dan ruang kontrol diletakkan dekat daerah proses, sehingga apabila terjadi suatu masalah didaerah proses dapat segera diatasi.

5. Daerah Gudang Daerah gudang merupakan tempat penyimpanan suku cadang alat proses dan untuk melakukan perbaikan, pemeliharan atau perawatan semua peralatan yang dipakai dalam proses.

6. Daerah Penyimpanan Bahan Baku dan Produk Daerah ini terdiri dari area tangki penyimpanan bahan baku dan produk yang dapat terjangkau oleh angkutan pembawa bahan baku dan produk. Daerah

III-8

ini biasanya ditempatkan di dekat areal proses supaya suplai bahan baku proses dan penyimpanan produk lebih mudah.

7. Daerah Utilitas Daerah utilitas merupakan tempat untuk penyediaan keperluan yang menunjang berjalannya proses produksi berupa penyediaan air, steam dan listrik. Daerah ini ditempatkan dekat dengan daerah proses agar sistem perpipaan lebih ekonomis, tetapi mengingat bahaya yang akan ditimbulkan maka jarak antara areal utilitas dengan areal proses harus diatur.

III-9

3.2.1 Layout Pabrik Jalan

1

3

1

2

7 5 4 6 10 8

3

11

16

12

14

13

9

17

Gambar 3.2 Layout Pabrik Margarin

15

III-10

Keterangan: 1. Pos Keamanan 2. Parkir 3. Taman 4. Kantor Administrasi 5. Kantin 6. Pustaka 7. Poliklinik 8. Laboratorium 9. Ruang kontrol 10. Bengkel 11. Gudang peralatan 12. Safety fire 13. Areal proses 14. Gudang penyimpanan 15. Area utilitas 16. Mushalla 17. Perluasan pabrik

BAB IV ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN Suatu usaha industri, dalam mencapai keberhasilan untuk menghasilkan produk seperti yang diharapkan sangat bergantung pada koordinasi dan kerjasama yang saling mendukung dan berkaitan dalam hal bahan baku, tenaga kerja, modal dan penguasaan teknologi proses. Untuk menjamin keberhasilan diadakan pembagian tugas dan wewenang secara teratur dan berencana. Tugas dan wewenang ini dinamakan sistem organisasi. Dengan sisitem organisasi ini akan memudahkan pengawasan dan memperlancar jalannya operasi perusahaan. Bab ini akan menjelaskan bentuk badan usaha yang dipilih pada perecanaan pabrik margarin, juga akan ditinjau struktur organisasi perusahaan, jadwal kerja karyawan, jumlah karyawan dan sistem penggajian karyawan.

4.1

Bentuk Perusahaan Sebelum mendirikan suatu bentuk badan usaha, haruslah terlebih dahulu

dipertimbangkan sabik-baiknya agar tujuan dari pendirian pabrik tersebut dapat terpenuhi secara maksimal. Adapun pengertian dari badan usaha adalah suatu lembaga berbadan hukum yang merupakan tempat bagi pengusaha untuk melaksanakan tugasnya, yaitu mengelola suatu perusahaan secara teratur agar dapat mencapai tujuan. Berdasarkan status kepemilikannya, bentuk badan usaha dapat dibedakan atas:

1. Perusahaan Perorangan, 2. Persekutuan Firma/Fa (Partnership). 3. Persekutuan Komanditer/CV (Commanditaire Verrotschap), 4. Persseroan Terbatas (PT), 5. Koperasi, 6. Uasaha Daerah, dan 7. Perusahaan Negara

IV-1

IV-2

Pabrik margarin ini direncanakan mempunyai bentuk badan hukum Perseroan Terbatas (PT), yaitu persekutuan untuk melaksanakan suatu perusahaan dimana modal terbagi dalam beberapa saham dan tiap sekutu satu saham atau lebih. Perseroan Terbatas (PT) merupakan salah satu bentuk usaha berbadan hukum yang pendiriannya disahkan dengan akte notaris dan Menteri Kehakiman Republik Indonesia dan dicantumkan dalam lembaran berita Negara Indonesia. Ditinjau dari berbagai segi seperti sumber investasi dan bentuk perjanjian kerja sama antara pemegang saham yang ada, maka bentuk badan hukum inilah yang dipilih dalam menjalankan manajemen perusahaan. Modal untuk mendirikan perusahaan pabrik pembuatan margarin ini terdiri dari 40% berasal dari pinjaman dari Bank dan sisanya modal penanaman saham oleh investor. Dipilihnya bentuk perusahaan Perseroan Terbatas (PT), karena untuk perusahaan ini mempunyai keuntungan-keuntungan dengan didasarkan kepada beberapa hal:

1. Sumber modal mudah didapat, yaitu selain dari Bank, juga dapat diperoleh dengan menjual saham, 2. Kekayaan perusahaan terpisah dari kekayaan pemegang saham, 3. Kelangsungan hidup perusahaan lebih terjamin karena kekuasaan tertinggi dalam perusahaan tidak dipegang oleh direktur, seorang pemilik ataupun anggota komisaris, tetapi terletak pada keputusan bersama dalam rapat untuk pemegang saham, 4. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, karena sesuatu yang menyangkut dengan aktivitas perusahaan dipegang oleh pimpinan, dan 5. Efisiensi di dalam perusahaan, dengan kecenderungan menempatkan orang yang tepat pada posisinya. 4.2

Struktur Organisasi Perusahaan Suatu

perusahaan

harus

mempunyai

struktur

organisasi

agar

dapat

melaksanakan segala fungsi dan kegiatan dalam perusahaan itu. Dalam hal ini bentuk-bentuk perusahaan dapat dibedakan atas:

IV-3

1. Bentuk organisasi garis, 2. Bentuk organisasi fungsional, 3. Bentuk organisasi garis dan staf, dan 4. Bentuk organisasi staf dan fungsional. Dalam pengertian bagan atau struktur, organisasi dapat diartikan sebagai suatu gambaran secara sistematis tentang hubungan kerjasama orang-orang yang terdapat dalam suatu badan dalam rangka usaha mencapai visi yang diinginkan dengan misi yang mendukung pencapaian tujuan tersebut. Organisasi dan manajemen yang baik akan dapat memberikan keseimbangan pada tugas, pendelegasian kekuasaan, kesatuan perintah, tanggung jawab serta wewenang. Hal tersebut dapat memberikan dampak yang positif kepada perusahaan terutama dalam peningkatan produktivitas perusahaan. Struktur organisasi perusahaan untuk pabrik pembuatan margarin yang direncanakan ini adalah berbentuk struktur organisasi garis dan staf (Skema struktur organisasi dapat dilihat pada Gambar 4.1). Pemilihan ini dilakukan berdasarkan kebaikan untuk bentuk organisasi garis dan staf ini adalah:

1. Adanya pembagian tugas pokok dan kelompok staf yang melaksanakan tugas penunjang. 2. Keahlian yang berbeda-beda dari para anggota organisasi dapat berkembang menjadi spesialisasi. 3. Koordinasi mudah dijalankan dalam setiap kelompok kerja dengan karyawan. 4. Disiplin dan moral biasanya tinggi, karena tugas yang dilaksanakan karyawan sesuai keahlian, pendidikan dan pengalaman. 5. Bentuk organisasi dapat digunakan oleh organisasi bagaimanapun besarnya, apapun tujuannya, dan betapapun kompleks struktur organisasinya. Disamping kebaikan tersebut diatas, terdapat juga kelemahan sistem organisasi garis dan staf ini antara lain:

IV-4

1. Karyawan tidak saling mengenal sehingga solidaritas sangat sukar diharapkan, dan 2. Dengan rumit dan kompleksnya susunan organisasi perusahaan, koordinasi kerja kadang-kadang sukar diharapkan. Kelemahan tersebut diatas masih dapat dinetralkan dengan melakukan kegiatan-kegiatan yang berguna, misalnya dalam bidang olahraga, kesenian, dan kerohanian sehingga solidaritas kekompakkan antar karyawan pun dapat cukup terbina.

4.3

Pembagian Tugas dan Wewenang Adanya uraian yang jelas tentang tugas, wewenang dan tanggung jawab

masing-masing fungsional organisasi dalam suatu perusahaan akan mendorong kegiatan organisasi dan manajemen berjalan dengan efektif dan efisiensi. Untuk itu tugas dan tanggung jawab dari masing-masing jabatan atau dapat dijelaskan sebagai berikut:

4.3.1 Pemegang Saham Pemegang saham merupakan sekumpulan orang yang mengumpulkan modal untuk mendirikan pabrik dan menjalankan aktivitas perusahaan. Dengan demikian pemegang saham adalah pemilik perusahaan. Secara umum tugas dan tanggung jawab pemegang saham adalah sebagai berikut: 1. Menetapkan kebijaksanaan perusahaan dalam masa satu tahun. 2. Meminta pertanggung jawaban direksi dan komisaris atas mandat yang telah diberikan, dan 3. Memilih dan memberhentikan direksi dan dewan komisaris.

4.3.2 Dewan komisaris Pemegang saham biasanya diwakili oleh dewan komisaris dalam pelaksanaan tugasnya, yang ditunjuk pada rapat tahunan pemegang saham. Dewan komisaris

IV-5

adalah badan kekuasaan yang tertinggi dan merupakan mandataris pemegang saham. Adapun tugas dan wewenang Dewan komisaris adalah:

1. Mengawasi pelaksanaan kebijaksanaan perusahaan yang telah ditetapkan pada rapat tahunan pemegang saham, 2. Menentukan siapakah yang menjabat sebagai direktur utama, 3. Mengawasi kerja direktur utama, 4. Mengadakan evaluasi tentang hasil-hasil yang diperoleh perusahaan, 5. Menyetujui rencana yang diajukan direktur, 6. Memberikan nasehat kepada direktur utama bila direktur utama ingin mengadakan perubahan dalam perusahaan, dan 7. Menetapkan besarnya laba tahunan yang diperoleh untuk dibagikan, dicadangkan atau ditanam kembali untuk kemajuan perusahaan.

4.3.3 General Manajer General manajer merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat oleh dewan komisaris untuk menjalankan perusahaan dengan wewenang sebagai berikut:

1. Merencanakan

dan

menetapkan

kebijaksanaan

perusahaan,

memberikan

bimbingan serta petunjuk pelaksanaan, 2. Mengadakan hubungan kerja pada pihak luar, 3. Mengkoordinasi tugas-tugas yang didelegasikan kepada tiap-tiap manajer, 4. Mengambil keputusan-keputusan dan tindakan-tindakan yang tepat demi kepentingan, kelangsungan dan kelancaran jalannya perusahaan, 5. Menetapkan besarnya deviden perusahaan, dan 6. Mengangkat memberhentikan karyawan.

Dalam melaksanakan tugas-tugasnya, General Manajer dibantu oleh empat (4) orang manajer, yaitu:

IV-6

1. Manajer Administrasi/Umum, 2. Manajer Pemasaran, 3. Manajer Keuangan, dan 4. Manajer Tejnik dan Produksi.

4.3.3.1 Manajer Administrasi dan Umum Tanggung jawab manajer administrasi/umum adalah: a) Membantu dan bertanggung jawab kepada General Manajer atas segala kegiatan yang menyangkut pembelajaan, pembiayaan, administrasi, kebijaksaan keuangan, personalia, kesejahteraan karyawan, keamanan pabrik, dan b) Mengkoordinir, memimpin, dan mengawasi bagian-bagian yang dibawahnya. Manajer administrasi/umum dibantu oleh kepala bagian administrasi dan kepala bagian umum kemudian kepala bagian administrasi dibantu oleh kepala seksi administrasi dan kepala seksi personlia serta kepala bagian umum dibantu oleh kepala seksi umum, kepala seksi humas dan diklat, kepala seksi kesehatan serta kepala seksi keamanan.

4.3.3.2 Manajer Pemasaran Manajer pemasaran bertanggung jawab atas seluruh koordinasi dan pengawasan komersial perusahaan, tanggung jawab manajer pemasaran adalah: a) Membantu dan bertanggung jawab kepada direktur atas segala kegiatan yang menyangkut pemasaran dan distribusi produk yang dihasilkan perusahaan, dan b) Mengkoordinir, memimpin dan mengawasi bagian-bagian yang dibawahinya, yaitu bagian pemasaran yang mencakup pergudangan, pembelian bahan baku, distribusi dan seterusnya. Dalam melaksanakan tugasnya manajer pemasaran dibantu oleh satu orang kepala bagian pemasaran dan kepala bagian pemasaran dibantu oleh kepala seksi yang meliputi kepala seksi penjualan dan pengadaan dan kepala seksi distribusi dan promosi.

IV-7

4.3.3.3 Manajer Keuangan Manajer keuangan bertanggung jawab atas seluruh pengaturan segala urusan yang berhubungan dengan keuangan perusahaan serta kesejahteraan karyawan. Manajer keuangan dibantu oleh satu orang kepala bagian keuangan dan kepala bagian dibantu oleh Kepala seksi akuntansi dan Kepala seksi keuangan.

4.3.3.4 Manajer Teknik dan Produksi Manajer teknik dan produksi adalah pembantu General Manajer untuk menangani permasalahan keteknikan dan proses produksi. Tugas dan wewenang manajer teknik dan produksi adalah:

1. Menjalankan seluruh program dan kebijakan yang telah digariskan oleh dewan komisaris, 2. Mengadakan pengawasan dan penelitian untuk melaksanakan program kerja bagian teknik dan produksi, 3. Membantu dan bertanggung jawab kepada direktur utama atas segala sesuatu yang menyangkut tugasnya, dan 4. Mengkoordinasi dan mengarahkan kegiatan bagian teknik dan produksi, rekayasa, dan keselamatan kerja. Dalam menjalankan tugasnya manjer teknik dan produksi dibantu oleh 2 orang kepala bagian, yaitu: 1. Kepala Bagian Teknik Tugas dan wewenangnya adalah bertanggung jawab atas bidang keteknikan agar proses produksi berjalan lancar. Kepala bagian teknik ini dibantu oleh beberapa kepala seksi yaitu: a. Kepala seksi laboratorium, b. Kepala seksi pengendalian kualitas, dan c. Kepala seksi pengendalian lingkungan.

IV-8

2. Kepala Bagian Produksi Tugas dan wewenangnya adalah pengaturan dan pengawasan jalannya proses dari bahan baku sampai produk serta sarana yang berhubungan dengan proses. Kepala bagian produksi dibantu oleh: a. Kepala seksi proses, b. Kepala seksi instrumental, c. Kepala seksi mesin, d. Kepala seksi listrik, dan e. Kepala seksi utilitas.

4.3.4 Staf Ahli Staf ahli bertugas memberikan masukan berupa saran, nasehat dan pandangan terhadap segala aspek operasional perusahaan.

4.3.5 Sekretaris Tugas sekretaris antara lain: 1. Membuat surat-surat untuk pihak luar manapun dalam perusahaan, 2. Mencatat dan mengarsipkan jalannya rapat/sidang dewan komisaris, 3. Membantu direktur utama menyusun program pertemuan dengan tamu-tamu perusahaan maupun dengan manajer-manajer perusahaan, dan 4. Membnatu direktur dalam menangani administrasi perusahaan.

4.4

Manajemen Manajemen merupakan suatu faktor yang sangat menentukan keberhasilan

suatu perusahaan. Pengertian manajemen meliputi tugas dan fungsi yang berhubungan mulai dari saat pembentukkan perusahaan sampai perusahaan tersebut beroperasi, serta menyangkut semua kebijakan yang penting dalam pengambilan keputusan yang tepat. Manajemen memiliki 3 pengertian yaitu: 1. Manajemen sebagai suatu proses, 2. Manajemen sebagai kumpulan orang yang melakukan aktivitas, dan

IV-9

3. Manajemen sebagai suatu seni dan ilmu perencanaan yang berfungsi untuk memimpin, mengarahkan, mendorong, mengawasi serta meniliti hasil dari suatu pekerjaan.

4.5

Sistem Kerja Pabrik pembuatan margarin ini direncanakan akan beroperasi 24 jam kerja

perhari atau 330 hari pertahun. Berdasarkan pengaturan jam dan hari kerjanya, karyawan dibagi atas dua kelompok, yaitu: 1. Karyawan nonshift, dan 2. Karyawan shift.

4.6

Karyawan Karyawan merupakan satuan terkecil dari organisasi perusahaan. Tugas

karyawan adalah melaksanakan seluruh kebijaksanaan perusahaan yang dibebankan kepadanya secara baik dan benar.

4.6.1 Status Karyawan Status karyawan pabrik yang direncanakan dapat dibagi atas tiga golongan, yaitu: 1. Karyawan tetap, 2. Karyawan harian, dan 3. Karyawan borongan.

4.6.1.1 Karyawan Tetap Karyawan tetap adalah karyawan yang diangkat dan diberhentikan berdasarkan surat keputusan dari direksi, mendapat gaji bulanan yang dimaksukkan dalam skala gaji berdasarkan keahlian, masa kerja dan kedudukannya dalam perusahaan.

IV-10

4.6.1.2 Karyawan Harian Karyawan harian adalah karyawan yang diangkat dan diberhentikan oleh dewan direksi tanpa Surat Keputusan (SK) dan mendapat upah dihitung perhari kerja (upah harian), yang termasuk karyawan (buruh) harian adalah karyawan yang tidak mempunyai hubungan langsung dengan kegiatan produksi, mempunyai tingkat resiko kerja yang kecil dibandingkan dengan resiko pekerja lain, sehingga sifat kerjanya hanya sebagai pendukung saja, yang termasuk karyawan harian disini adalah karyawan yang kegiatannya tidak permanen seperti cleaning service dan pesuruh atau kurir.

4.6.1.3 Karyawan Borongan Karyawan borongon adalah karyawan yang bekerja di pabrik jika diperlukan saja, sifatnya borongan, waktu kerja tidak ditentukan pabrik, dan mendapat upah yang sesuai dengan borongan yang diberikan oleh pabrik. Karyawan borongan ini sifatnya musiman, yang dibutuhkan pabrik pada saat pabrik sedang tidak menjalankan proses (shut down) seperti perawatan dan peremajaan. Biasanya dalam hal ini pihak perusahaan bekerja sama dengan para kontraktor yang langsung membawahi para karyawan ini.

4.7

Jadwal Kerja Karyawan Pabrik direncanakan beroperasi selam 300 hari per tahun selama 24 jam per

hari, sedangkan sisa waktu yang ada dalam setahun digunakan untuk shut down, perbaikan dan pemeliharaan pabrik. Waktu kerja karyawan dibagi dalam dua golongan sebagai berikut: 1. Karyawan shift, yaitu meliputi karyawan produksi dan keamanan yang mempunyai jam kerja sebagai berikut: Shift pagi (I)

: 08.00 – 16.00 WIB;

Shift siang (II)

: 16.00 – 24.00 WIB;

Shift malam (III)

: 24.00 – 08.00 WIB;

2. Karyawan non shift, yaitu selain karyawan produksi dan keamanan, mempunyai jam kerja sebagai berikut:

IV-11

Senin – Jum’at

: 08.00 – 17.00 WIB;

Sabtu

: 08.00 – 16.00 WIB;

Untuk kebutuhan pabrik karyawan shift dibagi menjadi empat regu kerja dan satu regu istirahat. Tabel 4.1 berikut ini menunjukkan jadwal kerja bagi masingmasing regu.

Tabel 4.1 Jadwal Kerja shift Hari Regu 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

I

P

P

P

L

M

M

M

L

S

S

S

L

II

S

S

L

P

P

P

L

M

M

M

L

S

III

M

L

S

S

S

L

P

P

P

L

M

M

IV

L

M

M

M

L

S

S

S

L

P

P

P

Keterangan: S= Siang M= Malam

4.8

P= Pagi L= Libur

Kesejahteraan Karyawan dan Keluarga Didalam suatu pabrik atau perusahaan keselamatan dan kesejahteraan

karyawan serta keluarganya mendapat perhatian yang cukup besar. Lingkungan kerja yang baik dan keluarga yang sejahtera akan memberi dorongan serta semangat kerja yang tinggi bagi semua karyawan. Selain gaji, perusahaan memberikan dan menyediakan fasilitas bagi para karyawan. Untuk membina kesejahteraan karyawan dan keluarganya perusahaan menyediakan berbagai sarana seperti: 1. Mess karyawan, 2. Klinik kesehatan, 3. Transportasi untuk karyawan, 4. Rumah ibadah, dan

IV-12

5. Sarana tambahan selanjutnya akan dibangun secara bertahap sejalan dengan bertambah berkembangnya suatu pabrik atau perusahaan. Disamping penyediaan sarana-sarana seperti diatas, perusahaan juga memberikan berbagai kemudahan dan fasilitas lain bagi karyawan, seperti: 1. Uang makan, 2. Cuti dan tunjangan cuti, 3. Tunjangan Hari Raya/Tahun Baru, 4. Tunjangan untuk kecelakaan kerja, seperti mengikut sertakan karyawan dalam Jaminan Sosial Tenaga Kerja (JAMSOSTEK), 5. Tunjangan kematian, dan 6. Pesangon.

4.9

Pengaturan Gaji Karyawan Penggajian karyawan pada suatu perusahaan didasarkan pada beberapa

kriteria yaitu: a. Jabatan, b. Tingkat pendidikan, c. Pengalaman kerja, keahlian, dan lama bekerja, dan d. Tingkat resiko dan keselamatan kerja. Penggajian untuk karyawan strata terbawah diberi lebih tinggi dari keputusan Menteri Tenaga Kerja RI tentang Upah Minimum Regional (UMR) yang berlaku diseluruh Indonesia, dimana UMR yang berlaku sebesar Rp. 55.000,- per hari atau Rp. 1.800.000,- per bulan untuk 8 jam sehari atau 40 jam seminggu. Adapun perincian gaji karyawan yang direncanakan dapat dilihat pada Tabel 4.2.

4.10

Tingkat Pendidikan dan Tenaga Kerja Untuk meningkatkan efisiensi kerja maka penempatan tenaga kerja harus

berdasarkan tingkat pendidikan, disiplin ilmu, dan pengalaman. Hubungan tingkat pendidikan terhadap jabatan karyawan diperlihatkan pada Tabel 4.3.

IV-13

Tabel 4.2 Golongan, jumlah dan gaji karyawan No Jabatan Jumlah Gaji/bln/org (org) (Rp) 1 Dewan komisaris 3 25.000.000 2 Direktur utama 1 20.000.000 3 Staff ahli 3 17.000.000 4 Manager 4 15.000.000 5 Sekretaris 1 5.000.000 6 Kepala bagian (kabang) 6 12.000.000 7 Kepala Seksi (Kasie) 12 8.000.000 8 Karyawan proses 28 4.000.000 9 Foreman proses 8 6.000.000 10 Foreman laboratorium 4 6.000.000 11 Karyawan laboratorium 8 4.000.000 12 Karyawan pengendalian kualitas 4 4.000.000 13 Karyawan utilitas 24 4.000.000 14 Karyawan keamanan 15 4.000.000 15 Foreman utilitas 4 6.000.000 16 Karyawan penjualan / pemasaran 4 5.000.000 17 Karyawan keuangan 4 5.000.000 18 Karyawan personalia 3 5.000.000 19 Karyawan administrasi 4 5.000.000 20 Karyawan humas/diklat 4 5.000.000 21 Karyawan mesin 8 4.000.000 22 Karyawan listrik 6 4.000.000 23 Foreman mesin 4 6.000.000 24 Dokter 2 7.000.000 25 Perawat 6 4.000.000 26 Supir 10 2.000.000 27 Pesuruh dan petugas kebersihan 12 2.000.000 28 Karyawan gudang/logistik 8 3.000.000 TOTAL Maka, dalam setahun dibutuhkan gaji karyawan sebesar: = 12 bulan x Total Gaji/Bulan = 12 bulan x Rp. 1.072.000.000 = Rp. 12.864.000.000,-

Total/bulan (Rp) 75.000.000 20.000.000 51.000.000 60.000.000 5.000.000 72.000.000 96.000.000 112.000.000 48.000.000 24.000.000 32.000.000 16.000.000 96.000.000 60.000.000 24.000.000 20.000.000 20.000.000 15.000.000 20.000.000 20.000.000 32.000.000 24.000.000 24.000.000 14.000.000 24.000.000 20.000.000 24.000.000 24.000.000 1.072.000.000

IV-14

Tabel 4.3 Jabatan Karyawan Berdasarkan Tingkat Pendidikan No Jabatan Pendidikan Disiplin Ilmu 1 Dewan komisaris S1 Teknik Kimia/Teknik 2 Direktur utama S1 Teknik Kimia 3 Staff ahli S1 Teknik Kimia 4 Manager S1 Teknik 5 Sekretaris S1 Akademi Sekretaris 6 Kepala bagian (kabang) S1 Teknik 7 Kepala Seksi (Kasie) S1 Teknik 8 Karyawan proses S1 Teknik Kimia/Teknik 9 Foreman proses S1 Teknik kimia 10 Foreman laboratorium S1 MIPA/Teknik Kimia 11 Karyawan laboratorium S1 MIPA 12 Karyawan pengendalian kualitas S1 Teknik Kimia 13 Karyawan utilitas D3 Teknik Kimia/Teknik 14 Karyawan keamanan SMA/SMK Semua Jurusan 15 Foreman utilitas S1 Teknik 16 Karyawan penjualan / pemasaran S1 Ekonomi Marketing 17 Karyawan keuangan S1 Ekonomi Akuntansi 18 Karyawan personalia D3 Hukum 19 Karyawan administrasi S1 Ekonomi 20 Karyawan humas/diklat S1 Hukum/Ekonomi 22 Karyawan mesin S1/D3 Teknik Mesin/Teknik 23 Karyawan listrik S1/D3 Teknik Elektro/Teknik 24 Foreman mesin S1 Teknik Mesin 25 Dokter S1 Kedoteran 26 Perawat D3 Akademi Keperawatan 27 Supir SMP/SMA Semua Jurusan 28 Pesuruh dan petugas kebersihan SMP/SMA Semua Jurusan 29 Karyawan gudang/logistik D3 Semua Jurusan

IV-15

Gambar 4.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Margarin

BAB V NERACA MASSA DAN ENERGI

5.1 Neraca Massa Untuk penentuan kapasitas peralatan pabrik serta kebutuhan energi suatu pabrik, maka perlu ditinjau keseimbangan massa dan energi yang masuk dan keluar dari peralatan. Kedua neraca ini sangat diperlukan untuk mendapatkan spesifikasi setiap peralatan proses. Jumlah energi yang dibutuhkan tergantung pada jumlah bahan (massa) yang diproses, demikian juga ukuran peralatan ditentukan oleh jumlah bahan yang harus ditangani. Metode perhitungan neraca massa dan neraca energi dilakukan dengan sistem maju, dimana kapasitas bahan baku Crude Palm Oil ditentukan sebesar 68.470 Ton per tahun. Seluruh perhitungan didasarkan pada asumsi bahwa tidak ada akumulasi massa dan energi pada tiap peralatan. Neraca massa merupakan penerapan hukum kekekalan massa terhadap suatu proses. Dalam penentuan neraca massa dari suatu sistem atau peralatan diperlukan adanya batasan-batasan dari sistem yang ditinjau. Aliran proses yang mempunyai lebih dari satu komponen, perhitungan neraca massanya dilakukan pada masing-masing komponen disamping perhitungan neraca massa total. Berdasarkan hukum kekekalan massa, banyaknya bahan yang masuk sama dengan yang keluar ditambah dengan akumulasi dalam alat proses, atau dapat dirumuskan sebagai berikut (Himmelblau, 1982) : mi

=

mo + ma

dimana : mi

= massa masuk,

mo

= massa keluar,

ma

= massa akumulasi.

Proses dalam keadaan steady adalah proses dimana semua laju aliran dan komposisi yang masuk dan keluar tetap (tidak tergantung pada waktu). Pada keadaan seperti ini jumlah massa yang terakumulasi juga tetap (laju akumulasi

V-1

V-2

akan sama dengan nol) dan tidak turut diperhitungkan. Pada keadaan steady ini persamaan neraca massa dapat dirumuskan sebagai berikut : mi

=

mo

dimana : mi

= massa masuk,

mo

= massa keluar.

5.1.1 Langkah-langkah Perhitungan Neraca Massa Langkah-langkah yang ditempuh dalam perhitungan neraca massa adalah sebagai berikut (Himmelblau, 1982): 1. Menggambarkan diagram proses dengan aliran-aliran yang diperlukan. 2. Menuliskan besaran, data yang diketahui dan data yang diperlukan pada diagram tersebut seperti massa tiap aliran (total maupun komponen) serta asumsi-asumsi yang diperoleh dari literatur (efisiensi alat, konversi reaksi dan lain-lain). 3. Memeriksa apakah ada komposisi atau massa pada setiap aliran yang langsung dapat diketahui atau dihitung. 4. Membuat persamaan atau formula sesuai dengan data-data atau asumsi yang telah didapat. 5. Menyelesaikan persamaan tersebut untuk memperoleh data atau massa yang belum diketahui dari tiap aliran. 6. Jika jumlah persamaan neraca bahan yang diketahui melebihi, perlu dipilih persamaan- persamaan yang digunakan untuk menyelesaikan persoalan. 7. Khusus untuk perhitungan yang melibatkan massa recycle maka dilakukan perhitungan secara simultan terhadap beberapa alat yang terlibat dan massa akhir diiterasi sampai mencapai kondisi konvergen (tidak ada perubahan massa terhadap waktu). Disamping itu juga dikenal cara perhitungan neraca massa menurut Reklaitis, yaitu dengan langkah-langkah sebagai berikut (Reklaitis, 1983):

V-3

1. Menggambarkan diagram proses dengan aliran-aliran yang diperlukan 2. Menuliskan besaran, data yang diketahui dan data yang diperlukan dalam diagram tersebut. 3. Menentukan derajat kebebasan atau degree of freedom dari masing-masing proses dan proses secara keseluruhan. 4. Menyusun persamaan untuk menyelesaikan persoalan. 5. Menyelesaikan

persamaan

yang

dimulai

dari

proses

yang

derajat

kebebasannya sama dengan nol. 6. Selanjutnya disusun tabel derajat kebebasan yang baru untuk menyelesaikan persamaan yang derajat kebebasannya sama dengan nol. Begitu seterusnya sehingga semua persamaan dapat diselesaikan.

5.2 Neraca Energi Neraca energi merupakan persamaan matematika yang menyatakan hubungan antara energi masuk dan energi keluar sistem. Prinsip dasar yang digunakan sesuai dengan prinsip dasar kekekalan energi, yaitu ”energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan”. Konsep neraca energi menurut Himmeblau (1982) pada dasarnya sama dengan konsep neraca massa, yaitu : E = E1 – E0

(5.3)

Keterangan: E = akumulasi energi E1 = energi masuk E0 = energi keluar Persamaan

energi

pada

proses-proses

industri

biasanya

dapat

disederhanakan untuk proses-proses tanpa akumulasi (steady state), sehingga persamaan 5.3 diatas menjadi lebih sederhana, yaitu: E1 = E0

(5.4)

Istilah-istilah yang sering dijumpai pada perhitungan neraca energi adalah: 1. Entalpi (H), merupakan jumlah energi dalam dan perkalian antara tekanan dan volume, perubahan entalpi merupakan panas yang diserap atau panas yang dikeluarkan oleh dan dari sistem;

V-4

2. Kapasitas panas (Cp), merupakan energi yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu 10C, energi ini dapat diberikan dengan cara pemindahan panas dalam suatu proses tertentu; 3. Panas reaksi dan panas standar, merupakan perubahan entalphi sebelum dan sesudah reaksi terjadi, panas reaksi terjadi pada tekanan 1 atm dan temperatur 250C; 4. Panas pembentukan standar, merupakan panas reaksi yang khusus, panas yang diperlukan untuk pembentukan senyawa dari unsurnya; 5. Panas sensibel, merupakan panas yang dibutuhkan untuk menaikkan atau menurunkan temperatur suatu zat tanpa merubah fasanya; 6. Panas laten, merupakan panas yang dibutuhkan untuk merubah fasa suatu zat tanpa menaikkan atau menurunkan temperaturnya.

Untuk hasil perhitungan neraca massa dan energi pada tiap alat dapat dilihat pada Tabel 5.1 sampai Tabel 5.13, sedangkan contoh perhitungan neraca massa dan energi untuk masing-masing peralatan disajikan pada Lampiran A dan Lampiran B. Perhitungan neraca massa pada prarancangan pabrik Margarin dari CrudePalm Oil seperti perhitungan dibawah ini: Basis perhitungan

: 1 jam

Satuan

: Kilogram (kg)

Waktu produksi

: 330 hari

Kapasitas produksi

: 180.000 Ton/tahun

Kapasitas produksi dalam 1 jam operasi:

180.000

ton 180.000 ton 1000 kg 1 tahun 1 hari = × × × tahun 1 tahun 1 ton 330 hari 24 jam = 22.727,273 kg/jam

V-5

5.3 Hasil Perhitungan Neraca Massa 5.3.1 Degumming Tank (D-101) Fungsi: Sebagai tempat pencampuran H3PO4 dan CPO untuk menggumpalkan dan mengendapkan zat-zat seperti posfatida, gums dan resin. Trigliserida Zat warna Impuritis Gums FFA

F1

Larutan H3PO4 - H3PO4

F3

F4

- Air

Trigliserida Zat warna Air Impuritis Gums FFA H3PO4

Gambar 5.1 Alur neraca massa pada Tangki Degumming (D-101) Tabel 5.1 Neraca massa pada tangki degumming (D-101) Aliran masuk Komponen F1 X1 F3 (kg/jam) X3 (kg/jam) Trigliserida 8212,997 0,95 Zat warna 8,645 0,01 Impuritis 8,645 0,01 FFA 302,584 0,035 Gums 112,388 0,013 H3PO4 6,916 0,8 Air 1,729 0,2 Subtotal 8.645,25 1 8,645 1 Total 8.653,905

Aliran Keluar F4 (kg/jam) X4 8212,997 0,9491 8,645 0,001 8,645 0,001 302,584 0,035 112,388 0,013 6,916 0,0008 1,729 0,0002 8.653,905 1 8.653,905

5.3.2 Centrifuge I (CF-101) Fungsi : Untuk memisahkan air, impuritis, H3PO4 dan gums dari crude palm oil.

V-6

Trigliserida Zat warna Impuritis FFA Air

F6 F5

4

F

Trigliserida Zat warna Impuritis Gums FFA H3PO4 Air

Gums Impuritis H3PO4 Air

Gambar 5.2 Neraca massa pada Centrifuge I (CF-101)

Tabel 5.2 Neraca massa pada centifuge I (CF-101) Aliran masuk 4 Komponen F (kg/jam) X4 F5 (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,9491 Zat warna 8,645 0,001 Impuritis 8,645 0,001 8.637 FFA 302,584 0,035 Gums 112,388 0,013 112,388 H3PO4 6,916 0,0008 6,916 Air 1,729 0,0002 1,556 Subtotal 8.653,905 1 117,431 Total 8.653,905

Aliran Keluar X5 F6 (kg/jam) 8.212,997 8,645 0,067 0,009 302,584 0,868 0,053 0,012 0,173 1 8.524,408 8.653,905

X6 0,963468 0,001014 0,000001 0,035496 0,00002 1

V-7

5.3.3 Tangki Netralisasi (R-101) Fungsi : Menghilangkan FFA pada degumming oil. Larutan NaOH

F9 TG FFA ZW Imp Air

F6

F11

TG ZW Imp Sabun Air NaOH GL

Gambar 5.3 Alur neraca massa pada tangki netralisasi (R-101)

Tabel 5.3 Neraca massa pada tangki netralization (R-101) Aliran masuk Komponen F6 X6 F9 X9 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,963468 Zat warna 8,645 0,001014 Impuritis 0,009 0,000001 FFA 302,584 0,035496 Air 0,173 0,00002 13,162 0,05 NaOH 250,086 0,95 Sabun Gliserol Subtotal 8.524,408 1 263,248 1 Total 8.787,656

Aliran Keluar F11 X11 (kg/jam) 8.212,997 0,93461 8,645 0,00098 0,009 0,000001 0,173 0,00002 222,597 0,02533 311,998 0,0355 31,166 0,00355 8.787,656 1 8.787,656

V-8

5.3.4 Centrifuge II (CF-102) Fungsi : Memisahkan sejumlah pengotor dalam netralization oil. F13 Air TG ZW Imp F12

F11 TG ZW Imp Air NaOH Sabun GL

NaOH Sabun GL

Gambar 5.4 Alur neraca massa pada centrifuge II (CF-102)

Tabel 5.4 Neraca massa pada centrifuge II (CF-102) Aliran masuk Aliran Keluar Komponen F11 X11 F13 X13 F12 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,93461 8.212,997 0,99893 Zat warna 8,645 0,00098 8,645 0,00105 Impuritis 0,009 0,000001 0,009 0,000001 Air 0,173 0,00002 0,173 0,00002 NaOH 222,597 0,02533 222,597 Sabun 311,998 0,0355 311,998 Gliserol 31,166 0,00355 31,166 Subtotal 8.787,656 1 8.221,824 1 565,76 Total 8.787,656 8.787,656

X12 0,393 0,551 0,055 1

V-9

5.3.5 Bleaching Tank (BL-101) Fungsi : Untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak diinginkan dalam minyak. Air TG ZW Imp

F13

F14

BE

TG ZW Imp 15 Air F BE Gambar 5.5 Neraca massa pada tangki bleaching (BL-101)

Tabel 5.5 Neraca massa pada tangki bleaching (T-106) Aliran masuk 13 Komponen F X13 F14 X14 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,99893 Zat warna 8,645 0,00105 Impuritis 0,009 0,000001 Air 0,173 0,00002 BE 164,436 1 Subtotal 8.221,824 1 164,436 1 Total 8.386,26

Aliran Keluar F15 X15 (kg/jam) 8.212,997 0,97934 8,645 0,00103 0,009 0,000001 0,173 0,00002 164,436 0,01961 8.386,26 1 8.386,26

V-10

5.3.6 Filter Press (F-101) Fungsi : Memisahkan bleaching earth dan zat warna dari minyak. TG Air Zat warna Impuritis BE

F18

F16

Filter Press

TG Air Impuritis

F17 Zat warna BE TG Gambar 5.6 Neraca massa pada filter press (F-101)

Tabel 5.6 Neraca massa pada filter press (F-101) Aliran masuk Komponen F16 X16 F17 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,97934 1.888,989 Zat warna 8,645 0,00103 8,645 Impuritis 0,009 0,000001 Air 0,173 0,00002 BE 164,436 0,01961 164,436 Subtotal 8.386,26 1 2.062,071 Total 8.386,26

Aliran Keluar X17 F18 (kg/jam) 0,916 6.324,008 0,004 0,009 0,173 0,08 1 6.324,189 8.386,26

X18 0,99997 0,000001 0,00003 1

V-11

5.3.7 Tangki Regenerasi Bleaching Earth (RE-101) Fungsi : Untuk tempat meregenerasi bleaching earth sehingga dapat di recycle kembali ke dalam proses bleaching. TG ZW BE

F17

F19

n-Heksana

TG ZW n-Heksana F20 BE Gambar 5.7 Neraca massa pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101)

Tabel 5.7 Neraca massa pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101) Aliran masuk Aliran Keluar 17 17 19 19 Komponen F X F X F20 X20 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 1.888,989 0,916 1.888,989 0,898 Zat warna 8,645 0,004 8,645 0,004 n-Heksana 41,241 1 41,241 0,078 BE 164,436 0,08 164,436 0,02 Subtotal 2.062,071 1 41,241 1 2.103,312 1 Total 2.103,312 2.103,312

5.3.8 Centrifuge III (CF-103) Fungsi : Untuk memisahkan antara bleaching earth yang telah teregenerasi dengan komponen minyak pada bleaching oil.

V-12

F22

TG ZW n-Hexsana

F21

F20

BE

TG ZW BE n-Heksana

Gambar 5.8 Alur neraca massa pada centrifuge III (CF-103)

Tabel 5.8 Neraca massa pada centrifuge III (CF-103) Aliran masuk Aliran Keluar 20 20 21 Komponen F X F X21 F22 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 1.888,989 0,898 1.888,989 Zat warna 8,645 0,004 8,645 BE 164,436 0,078 164,436 1 n-Heksana 41,241 0,02 41,241 Subtotal 2.103,312 1 164,436 1 1.938,876 Total 2.103,312 2.103,312

X22 0,974 0,004 0,021 1

5.3.9 Tangki Interesterifikasi Enzimatik (R-102) Fungsi : Untuk mengubah karakteristik fisika kimiawi lemak dan minyak. TGMK

F29 TG Impuritis Air

Enzim TG

F30

Enzim

F18

F32 F31

TG Impuritis Air

V-13

Gambar 5.9 Alur neraca massa pada tangki interesterifikasi enzimatik (R-102)

Komponen Trigliserida Impuritis Air Enzim Subtotal Total

Table 5.9 Neraca massa pada tangki Interesterifikasi Enzimatik (R-102) Aliran masuk Aliran Keluar F18 X18 F30 X30 F31 X31 F32 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) 14.969,268 0,999988 14.669,882 0,49202 299,385 0,009 0,000001 0,009 0,00001 0,173 0,000012 17,577 0,023 1,173 0,00008 17,577 753,34 0,977 0,5079 753,34 14.696,449 1 770,917 1 14.670,064 1 1.070,303 15.740,367 15.740,367

5.3.10 Tangki Regenerasi Enzim (RE-102) Fungsi : Untuk tempat meregenerasi enzim sehingga dapat di recycle kembali ke dalam proses interesterifikasi enzimatik. 33

TG Air Enzim

n-Heksana

F F32

F32 Enzim 35

F

TG Air n-Heksana

Gambar 5.10 Alur neraca massa pada tangki regenerasi enzimatik (RE-102) Table 5.10 Neraca massa pada tangki regenerasi enzim (RE-102) Aliran masuk Aliran Keluar Komponen F32 X32 F33 X33 F34 X34 F35 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 299,385 0,28 299,385 n-Heksana 753,34 1 753,34 Air 17,577 0,016 17,577 Enzim 753,34 0,704 753,34 1 Subtotal 1.070,303 1 753,34 1 753,34 1 1.070,303 Total 1.823,643 1.823,643

X35 0,28 0,704 0,016 1

X32 0,28 0,016 0,704 1

V-14

5.3.11 Distilasi n-Heksana (D-102) Fungsi : Memperoleh n-heksana untuk direcycle kedalam proses regenerasi.

TG ZW n-Heksana TG Air n-Heksana

FD

F22

n-Heksana Air

Distilasi

F35

FB

TG ZW Air

Gambar 5.11 Alur neraca massa pada distilasi n-Heksana (D-102)

Table 5.11 Neraca massa pada distilasi n-heksana (D-102) Aliran masuk 22 Komponen F X22 F35 X35 FD (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 1.888,989 0,974 299,385 0,28 n-Heksana 41,241 0,021 753,34 0,704 794,582 Air 17,577 0,016 16,216 ZW 8,645 0,004 Subtotal 1.938,876 1 1.070,303 1 810,798 Total 3.009,179

Aliran Keluar XD FB (kg/jam) 2.188,488 0,98 0,2 1,099 8,794 1 2.198,381 3.009,179

5.3.11 Devolatilizer (D-103) Fungsi: untuk menghilangkan bau dan rasa (flavor) yang tidak diinginkan dalam minyak. F37 TG Air Impuritis

Air

F36

38

F

TG Air Impuritis

XB 0,996 0,001 0,004 1

V-15

Gambar 5.12 Alur neraca massa pada devolatilizer (D-103)

Table 5.12 Neraca massa pada devolatilizer (D-103) Aliran masuk Komponen F36 X36 F37 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 0,99999 Impuritis 0,009 0,0000001 Air 0,173 0,000001 0,172 Subtotal 14.670,064 1 0,172 Total 14.670,064

Aliran Keluar X37 F38 (kg/jam) 14.669,882 0,009 1 0,0008 1 14.669,892 14.670,064

X38 0,999999 0,000001 0,0000001 1

5.3.12 Pompa Air ejector (P-118) Fungsi: Menghisap zat volatil pada deodorizer sehingga beroperasi pada tekanan vacuum.

F69

F39

Udara

Udara Air

37

F

Air Gambar 5.13 Alur neraca massa pada pompa Air ejector (P-118)

Table 5.13 Neraca massa pada pompa Air ejector (P-118) Aliran masuk 37 Komponen F X37 F69 X69 (kg/jam) (kg/jam) Air 0,172 1 udara 3,52 1 Subtotal 1,132 1 3,52 1 Total 3,692

Aliran keluar F39 X39 (kg/jam) 0,172 0,047 3,52 0,953 4,652 1 3,692

V-16

5.3.13 Tangki Pencampuran I (M-101) Fungsi : Untuk mencampur bahan tambahan yang dapat larut dalam fasa minyak. TG Impuritis Air

F40

F41

F42

β – caroten Lechitine Vit.A

TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A

Gambar 5.14 Alur neraca massa pada tangki pencampur I (M-101)

Table 5.14 Neraca massa pada tangki pencampur I (M-101) Aliran masuk Aliran Keluar 40 40 41 41 Komponen F X F X F42 X42 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) TG 14.669,882 0,9999994 14.669,882 0,995716 Air 0,0008 0,0000001 0,0008 0,0000001 Impuritis 0,009 0,0000006 0,009 0,000001 β - Caroten 3,458 0,55 3,458 0,00235 Lechitine 57,923 0,918 57,923 0,003932 Vitamin A 1,729 0,022 1,729 0,000117 Subtotal 14.669,892 1 63,11 1 14.733,002 1 Total 14.733,002 14.733,002

V-17

5.3.14 Tangki Pencampuran II (M-102) Fungsi : Untuk mencampur bahan tambahan yang dapat larut dalam fasa air. NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3

Air

F43

F44

F45

NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3 Air

Gambar 5.15 Alur neraca massa pada tangki pencampur II (M-102)

Table 5.15 Neraca massa pada tangki pencampur II (M-102) Aliran masuk Aliran Keluar 43 43 44 44 Komponen F X F X F45 X45 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) NaCl 864,526 0,974 864,526 0,1080 Skim milk 3,458 0,004 3,458 0,0004 Na2CO3 18,155 0,02 18,155 0,0023 As.Sitrat 1,729 0,002 1,729 0,0002 Air 7.106,404 1 7.106,404 0,8889 Subtotal 887,868 1 7.106,404 1 7.994,272 1 Total 7.994,272 7.994,272

V-18

5.3.15 Tangki Emulsifikasi (M-103) Fungsi : Untuk mengemulsikan minyak dengan cara pencampuran emulsifier fase air dan fase minyak. TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A

F42

F45

F46

NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3 Air

TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3

Gambar 5.16 Alur neraca massa pada tangki emulsifikasi (M-103) Table 5.16 Neraca massa pada tangki emulsifikasi (M-103) Aliran masuk 42 Komponen F X42 F45 X45 (kg/jam) (kg/jam) TG 14.669,882 0,995716 Air 0,0008 0,0000001 7.106,404 0,8889 Impuritis 0,009 0,000001 β - Caroten 3,458 0,00235 Lechitine 57,923 0,003932 Vitamin A 1,729 0,000117 Skim Milk 3,458 0,1080 Asam Sitrat 1,729 0,0004 NaCl 864,526 0,0023 Na2CO3 18,155 0,0002 Subtotal 14.733,002 1 7.994,272 1 Total 22.727,273

Aliran keluar F46 X46 (kg/jam) 14.669,882 0,6454748 7.106,404 0,3126818 0,009 0,0000004 3,458 0,0001522 57,923 0,0025486 1,729 0,0000761 3,458 0,0001522 1,729 0,0000761 864,526 0,0380391 18,155 0,0007988 22.727,273 1 22.727,273

V-19

5.3.16 Tangki Votator I dan II (V-101 dan V-102) Fungsi : Untuk pembentukan kristal. 46

F TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3

Tangki Votator I

Tangki Votator II

F48 TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3

Gambar 5.17 Alur neraca massa pada tangki votator I dan II

Table 5.17 Neraca massa pada tangki votator I dan II (V-101 dan V-102) Aliran masuk Aliran keluar Komponen 46 46 48 F (kg/jam) X F (kg/jam) X48 TG 14.669,882 0,6454748 14.669,882 0,6454748 Air 0,0008 0,3126818 0,0008 0,3126818 Impuritis 0,009 0,0000004 0,009 0,0000004 β - Caroten 3,458 0,0001522 3,458 0,0001522 Lechitine 57,923 0,0025486 57,923 0,0025486 Vitamin A 1,729 0,0000761 1,729 0,0000761 Skim Milk 3,458 0,0001522 3,458 0,0001522 Asam Sitrat 1,729 0,0000761 1,729 0,0000761 NaCl 864,526 0,0380391 864,526 0,0380391 Na2CO3 18,155 0,0007988 18,155 0,0007988 Subtotal 22.727,273 1 22.727,273 1 Total 22.727,273 22.727,273

V-20

5.4 Hasil Perhitungan Neraca Energi 5.4.1 Heater I (HE-101) Fungsi : Menaikkan temperatur keluar centrifuge I (CF-101) dan tangki NaOH (T-105) dari 30oC menjadi 90oC.

10

Q

Q6

Q50Steam

Q51Kondensat

Gambar 5.18 Alur neraca energi pada heater I (HE-101)

Tabel 5.18 Neraca energi pada heater I (HE-101) Komponen Panas masuk (kJ/jam) Trigliserida 10,92 Impuritis 0,000001 Larutan NaOH 2.866,637 Zat warna 82,094 FFA 0,053 Air 3,63 50 Q 43.650,854 51 Q Total 46.614,188

Panas keluar (kJ/jam) 146,009 0,00002 37.227,365 1.067,218 0,704 47,638 8.125,253 46.614,188

V-21

5.4.2 Tangki Netralisasi (R-101) Fungsi:

Menghilangkan

FFA

yang

terkandung

didalam

CPO

menggunakan temperatur 90 oC. Q53Steam TG Imp Lar.NaOH ZW FFA

Q12

Q10 Netralisasi

TG Imp Air Lar.NaOH ZW FFA

Q54Kondensat Gambar 5.19 Alur Neraca Energi pada Tangki Netralisasi (R-101) Tabel 5.19 Neraca energi pada tangki netralisasi (R-101) Komponen Panas masuk (kJ/jam) Trigliserida 146,009 Impuritis 0,00002 Larutan NaOH 37.227,365 Zat warna 1.067,218 FFA 0,704 Air 47,638 Sabun Gliserol Qreaksi 53 Q 48.049,857 54 Q Total 86.538,791

Panas keluar (kJ/jam) 146,009 0,00002 31.478,663 1.067,218 47,638 39.333,655 5.867,541 - 346,024 8.944,092 86.538,791

dengan

V-22

5.4.3 Tangki Bleaching (BL-101) Fungsi : Untuk proses bleaching dengan menggunakan temperatur 120 oC. Q55Steam

BE Q14

TG Imp Air ZW

Q13 Bleaching Q15

TG Imp Air ZW BE

Q56Kondensa t

Gambar 5.20 Alur Neraca energi pada tangki bleaching (BL-101)

Tabel 5.20 Panas energi pada tangki bleaching (BL-101) Komponen Panas masuk (kJ/jam) Trigliserida 146,009 Impuritis 0,00002 Air 47,638 Zat warna 1.067,218 Bleaching earth 36.437,373 Q55 22.170,551 56 Q Total 59.868,789

Panas keluar (kJ/jam) 216,356 0,00003 69,955 1.559,78 52.918,158 5.104,54 59.868,789

V-23

5.4.4 Cooler I (CO-101) Fungsi: Menurunkan temperatur keluar tangki bleaching (BL-101) dari 120 oC menjadi 30 oC. Q58Cooling water

TG Imp Air ZW BE

Q

Q15

16

COOLER II

TG Imp Air ZW BE

Q59Kondensat Gambar B.3 Alur neraca energi pada cooler II (CO-102) Gambar 5.21 Alur neraca energi pada cooler I (CO-101)

Tabel 5.21 Panas energi pada Cooler I (CO-101) Komponen Panas masuk (kJ/jam) Trigliserida 216,356 Impuritis 0,00003 Air 69,955 Zat warna 1.559,78 Bleaching earth 52.918,158 Q58 - 54.508,946 Q59 Total 255,302

Panas keluar (kJ/jam) 10,92 0,000001 3,63 82,094 2.838,902 - 2.680,244 255,302

5.4.5 Heater II (HE-102) Fungsi : Menaikkan temperatur bleaced oil hingga 200oC.

Q36

Q31

Q64Steam

Q65kondensat

V-24

Gambar 5.22 Alur neraca energi pada heater II (HE-102)

Tabel 5.22 Neraca panas pada heater II (HE-102) Komponen Panas masuk (kJ/jam) Trigliserida 19,505 Impuritis 0,000001 Air 3,63 Q64 1.308,473 Q65 Total 1.331,608

Panas keluar (kJ/jam) 737,835 0,0001 131,325 462,449 1.331,608

5.4.6 Cooler III (CO-103) Fungsi: Menurunkan temperatur keluar tangki devolatilizer (D-103) dari 200oC menjadi 60oC. Q67Cooling water

TG Imp Air

Q38

Q40 COOLER III

TG Imp Air

Q68Kondensat Gambar 5.23 Alur neraca energi pada cooler III (CO-103)

Tabel 5.23 Neraca panas pada cooler III (CO-103) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 737,835 Impuritis 0,0001 Air 0,594 67 Q - 630,85 Q68 Total 107,58

Panas (kJ/jam) 138,483 0,00001 0,116 - 31,019 107,58

V-25

5.4.7 Mixer I (M-101) Fungsi: Untuk proses pencampuran bahan dalam fasa minyak dengan menggunakan temperatur 60oC.

Q56Steam

Lechitine Vit.A β-car

Q41 TG Imp Air

Q40

Mixer I Q42

TG Imp Air Lechitine Vit.A β-car

Q57Kondensat Gambar 5.24 Alur neraca energi pada mixer I (M-101)

Tabel 5.24 Panas panas pada mixer I (M-101) Komponen Panas masuk (kJ/jam) Trigliserida 138,483 Impuritis 0,00001 Air 0,116 Lechitine 0,445 β-caroten 0,0003 Vitamin A 0,001 Q56 3,353 57 Q Total 142,399

Panas keluar (kJ/jam) 138,483 0,00001 0,116 0,445 0,0003 0,001 0,673 142,399

V-26

5.4.8 Tangki Emulsifikasi (M-103) Fungsi : Untuk proses pencampuran bahan dalam fasa minyak dan fasa air dengan menggunakan temperatur 80oC. NaCl As.Sitrat Skim milk

Q65Steam TG Imp Air TGMK Lechitine Vit.A B-car

Na2CO3 Q45

Q42

Q46 Emulsifikasi

Q66Kondensat

TG Imp Air TGMK Lechitine Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk

Gambar 5.25 Alur Neraca Energi pada tangki emulsifikasi (M-103)

Tabel 5.25 Neraca panas pada Emulsifier Tank (M-103) Komponen Panas masuk (kJ/jam) Trigliserida 138,483 Impuritis 0,00001 Air 1.049.549,104 Lechitine 0,445 β-caroten 0,0003 Vitamin A 0,001 NaCl 28,218 Na2CO3 0,144 Asam Sitrat 108,358 Skim milk 7,665 65 Q 870.550,184 Q66 Total 1.920.385,168

Panas keluar (kJ/jam) 219,656 0,00001 1.654.249,172 4,897 0,013 0,003 44,343 0,227 173,692 12,046 265.681,12 1.920.385,168

V-27

5.4.9 Votator I (V-101) Fungsi : Membentuk kristal dengan temperatur 17oC. TG Imp Air Lechitine Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk Na2CO3

Q70Amonia

Q47

Q46

Votator I

71

TG Imp Air Lechitine Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk Na2CO3

Gambar Q B.3Kondensat Alur neraca energi pada Votator I (V-101)

Gambar 5.26 Alur Neraca Energi pada Votator I (V-101)

Tabel 5.26 Neraca panas pada votator I (V-101) Komponen Panas masuk (kJ/jam) Trigliserida 219,656 Impuritis 0,00001 Air 1.654.249,172 Lechitine 4,897 β-caroten 0,013 Vitamin A 0,003 NaCl 44,343 Na2CO3 0,227 Asam Sitrat 173,692 Skim milk 12,046 Q70 -812.908,511 Q71 Total 841.795,537

Panas keluar (kJ/jam) -31,016 -0,000001 -238.123,139 -0,712 -0,0004 -0,002 -6,45 -0,033 -23,562 -1,752 1.079.982,203 841.795,537

V-28

5.4.10 Votator II (V-102) Fungsi : Menyempurnakan pembentukan kristal dengan menggunakan temperatur 30oC.

TG Imp Air Na2CO3 Lechitine Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk

Q51Steam

Q48

Q47

Votator II

Q52Kondensat

TG Imp Air Na2CO3 Lechitine Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk

Gambar 5.27 Alur Neraca Energi pada Votator II (V-102)

Tabel 5.27 Neraca panas pada Votator II (V-102) Komponen Panas (kJ/jam) Trigliserida -31,016 Impuritis -0,000001 Air -238.123,139 Lechitine -0,712 β-caroten -0,0004 Vitamin A -0,002 NaCl -6,45 Na2CO3 -0,033 Asam Sitrat -23,562 Skim milk -1,752 51 Q 451.379,249 Q52 Total 213.192,583

Panas (kJ/jam) 19,505 0,000001 149.194,821 0,445 0,0003 0,001 4,031 0,021 14,967 1,095 63.957,696 213.192,583

V-29

5.2.11 Distilasi (D-102) Fungsi : Untuk mendapatkan kemurnian n-heksana hingga 98%.

Tabel 5.28 Neraca panas pada distilasi (D-102) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) QF 175.655,811 QD 169.770,049 B Q 2.883,608 Qsteam 1.449.746,054 QC 1.076.155,635 Qkondensat 376.592,574 Total 1.625.401,866 Total 1.625.401,866

BAB VI SPESIFIKASI PERALATAN

Peralatan-peralatan yang digunakan pada prarancangan pabrik Margarin dari Crude Plam Oil baik sebagai proses maupun sebagai utilitas, direncanakan dengan ukuran dan kapasitas yang sesuai dengan kebutuhan. Untuk recirculating dan size reduction equipment, seperti pompa dalam spesifikasinya diambil kapasitas standar yang ada di pasaran. Pemberian kode pada masing-masing alat disesuaikan dengan nama alat-alat dan urutan masing-masing. Kode dengan huruf pada alat menunjukkan nama dari alat tersebut, sedangkan kode angka pertama menunjukkan lokasi area peralatan dan kode angka terakhir menunjukkan nomor urutan dari alat yang bersangkutan. Kode A/B pada alat pompa menunjukkan bahwa alat

tersebut memiliki cadangan.

Spesifikasi dari masing-masing

peralatan dapat dilihat dalam bab ini, sedangkan perhitungannya terdapat pada Lampiran C.

6.1

Tangki Penyimpanan CPO (T-101)

Kode

: T-101

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup atas dan alas bawah datar

Fungsi

: Menyimpan bahan baku CPO selama 7 hari

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 2 unit

Volume bahan

: 745,767 m3

Diameter Tangki

: 8,288 m

Tinggi tangki

: 16,577 m

Tebal dinding tangki : 1/2 in

6.2

Pompa CPO (P-101)

Kode

: P-101A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki penampung CPO ke tangki

VI-1

VI-2

Degumming (M-101) Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 45,995 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 2 in Schedule

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.3

Tangki Penampung Asam Posphat (H3PO4) (T-102)

Kode

: T-102

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup bagian atas dan alas datar.

Fungsi

: Menampung H3PO4 sebelum dimasukkan ke dalam tangki Degumming (D-101)

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 0,666 m3

Diameter Tangki

: 0,798 m

Tinggi tangki

: 1,579 m

Tebal dinding tangki : 3/16 in

6.4

Pompa Asam Phosfat (P-102)

Kode

: P-102A/B

Fungsi

: Memompakan Asam Phosfat dari tangki penampung Asam Phosfat ke tangki Degumming (D-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

VI-3

Kapasitas

: 0,006 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 0,125 in Schedule number : 40 ID pipa

: 0,269 in

OD pipa

: 0,405 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.5

Tangki Degumming (D-101)

Kode

: (D-101)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Tempat pencampuran H3PO4 dan CPO untuk penghilangan gums dan impuritis

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 9,155 m3

Diameter Tangki

: 1,912 m

Tinggi tangki

: 4,78 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 2 hp

Diameter pengaduk

: 0,631 m

Lebar pengaduk

: 0,126 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,473 m Panjang daun pengaduk

: 0,158 m

VI-4

6.6

Pompa Tangki Degumming (P-103)

Kode

: P-103A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki Degumming (M-101) ke Centrifuge I (CF-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 46,021 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 2 hp

Diameter nominal : 2,5 in Schedule number : 40 ID pipa

: 2,469 in

OD pipa

: 2,875 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.7

Centrifuge 1 (CF-101)

Kode

: CF-101

Fungsi

: Untuk memisahkan air, impuritus, H3PO4 dari minyak.

Tipe

: Disk bowl

Konstruksi

: Carbon steel

Kapasitas

: 43,04 gpm

Diameter

: 13 in

Kecepatan putar

: 7500 rpm

Daya motor

: 6 hp

Jumlah

: 1 unit

VI-5

C.8 Heater (HE-101) Rangkuman Spesifikasi Heater (HE-101) Kode

: HE-101

Fungsi

: Menaikkan temperatur keluar Centrifuge I (CF-101) dari 30 oC menjadi 90oC

Tipe

: shell and tube exchanger

Data performance : Fluida

: shell side, fluida dingin (TG, Air, ZW) : tube side, fluida panas (steam)

Laju alir fluida masuk

: fluida dingin : 18.793,08 lb/jam fluida panas : 35,56 lb/jam

Temperatur masuk

: shell side, 86 oF tube side, 248 oF

Temperatur keluar

: shell side, 194 oF tube side, 244,2 oF

Tekanan

: 1 atm

Jumlah passes

: shell side, 4 pass tube side, 4 passes

Pressure drop

: shell side, 5,54x10-4 Psi tube side, 1,3x10-4 Psi

Data konstruksi Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 515 70

Shell Side ID

: 10 in

Baffle spaces

: 2 in

Tube Side Number, Length

: 51,6’

OD, BWG

: 3/4 in, 16 BWG

VI-6

Pitch

6.9

: 1,56 in square pitch

Gudang Penyimpanan NaOH Kristal (G-101)

Kode

: G-101

Tipe

: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang dinding beton dan atap seng

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi : Beton Volume gudang

: 30,239 m3

Panjang

: 5,144 m

Tinggi

: 1,715 m

Lebar

: 3,429 m

6.10 Hopper (HO-101) Kode

: HO-101

Konstruksi

: Carbon Steel SA 516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis

Volume hopper

: 32,24 m3

Diameter

: 2,95 m

Tinggi silo

: 4,425 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Sudut konis

: 60o

Jenis sambungan

: Double welded butt joint

6.11 Belt Conveyor NaOH Kristal (BC-101) Kode

: BC-101

Fungsi

: Mengangkut NaOH dari gudang ke Tangki Penyimpanan

VI-7

NaOH (T-104) Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan : 226,647 kg/jam (0,227 ton/jam) Panjang Conveyor : 58,48 ft = 17,82 m Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual : 1,419 ft/menit Daya Motor

: 0,2 hp

Jumlah

: 1 unit

6.12 Tangki Penampung NaOH (T-104) Kode

: T-104

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung NaOH sebelum dimasukkan kedalam tangki netralisasi

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 27,2046 m3

Diameter Tangki

: 2,749 m

Tinggi tangki

: 6,185 m

Tebal dinding tangki : 1/4 in Tebal head tangki

: 1/4 in

6.13 Pompa Larutan NaOH (P-104) Kode

: P-104A/B

Fungsi

: Memompakan larutan NaOH dari tangki penampung NaOH ke Heater (HE-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 0,773 gallon/menit

VI-8

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 2 in Schedule number : 40 ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.14 Tangki Netralisasi/Reaktor I (R-101) Kode

: (R-101)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mereaksikan minyak dan natrium hidroksida menjadi sabun dan air

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 90oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 9,296 m3

Diameter Tangki

: 1,922 m

Tinggi tangki

: 4,385 m

Tebal dinding tangki : 3/16 in Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1,5 hp

Diameter pengaduk

: 0,576 m

Lebar pengaduk

: 0,1165 m

Jarak Pengaduk dari dasar

: 0,634 m

Panjang daun pengaduk

: 0,144 m

6.15 Pompa Netralisasi (P-105) Kode

: P-105A/B

VI-9

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki Refining (T-104) ke Cooler (CO-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 53,548 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 3 in Schedule number : 40 ID pipa

: 3,068 in

OD pipa

: 3,500 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.16 Centrifuge II (CF-102) Kode

: CF-102

Fungsi

: Memisahkan sejumlah pengotor dalam refined oil.

Tipe

: Disk bowl

Konstruksi

: Carbon steel

Kapasitas

: 43,756 gpm

Diameter

: 13 in

Kecepatan putar

: 7500 rpm

Daya motor

: 6 hp

Jumlah

: 1 unit

6.17 Tangki Sabun (T-104) Kode

: T-104

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung Sabun yang keluar dari Centrifuge II (CF102)

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

VI-10

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 54,599 m3

Diameter Tangki

: 3,467 m

Tinggi tangki

: 7,80 m

Tebal dinding tangki

: 1/4 in

Tebal head tangki

: 1/4 in

6.18 Gudang Penyimpanan Bleaching Earth (G-102) Kode

: G-102

Tipe

: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang dinding beton dan atap seng

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi : Beton Volume gudang

: 32,58 m3

Panjang

: 5,273 m

Tinggi

: 1,757 m

Lebar

: 3,515 m

6.19 Hopper (HO-102) Kode

: HO-102

Konstruksi

: Carbon Steel SA 516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis

Volume hopper

: 32,659 m3

Diameter

: 2,965 m

Tinggi silo

: 4,448 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

VI-11

: 60o

Sudut konis Jenis sambungan

: Double welded butt joint

6.20 Belt Conveyor Bleaching Earth (BC-102) Kode

: BC-102

Fungsi

: Mengangkut Bleaching Earth dari gudang ke Tangki Penyimpanan Bleaching Earth (T-106)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan : 153,528 kg/jam (0,154 ton/jam) Panjang Conveyor : 58,48 ft = 17,82 m Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual : 0,959 ft/menit Daya Motor

: 0,205 hp

Jumlah

: 1 unit

6.21 Tangki Bleaching (T-106) Kode

: (T-106)

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mereaksikan minyak dan natrium hidroksida menjadi sabun dan air

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 8,449 m3

Diameter Tangki

: 1,862 m

Tinggi tangki

: 4,635 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: Jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1 hp

VI-12

Diameter pengaduk

: 0,548 m

Lebar pengaduk

: 0,109 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,603 m Panjang daun pengaduk

: 0,603 m

6.22 Pompa Bleaching (P-106) Kode

: P-106A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki Bleaching (T-107) ke Cooler (CO-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 45,965 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 3 in Schedule number : 40 ID pipa

: 3,068 in

OD pipa

: 3,500 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.23 Cooler (CO-101) Rangkuman Spesifikasi Cooler (CO-101) Kode

: CO-101

Fungsi

: mendinginkan umpan keluaran dari bleaching tank (BL-101) dari 120 oC menjadi 30 oC dengan bantuan air pendingin

Tipe

: shell and tube exchanger

Data performance : Fluida

: shell side, fluida panas (TG, BE, Air, ZW)

VI-13

: tube side, fluida dingin (air pendingin) Laju alir fluida masuk

: fluida panas : 18.850,68 lb/jam air pendingin : 92,37 lb/jam : shell side, 248 oF

Temperatur masuk

tube side, 84,2 oF : shell side, 86 oF

Temperatur keluar

tube side, 212 oF Tekanan

: 1 atm

Jumlah passes

: shell side, 2 pass tube side, 2 pass

Pressure drop

: shell side, 0,0026 Psi tube side, 0,496 Psi

Data konstruksi Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 515 70

Shell Side ID

: 21 in

Baffle spaces

: 2 in

Tube Side Number, Length

: 84’

OD, BWG

: 1 in, 16 BWG

Pitch

: 1 in triangular pitch

6.24 Filter Press (F-101) Kode

: FP-101

Fungsi

: Untuk memisahkan BE, zat warna dan sabun dari minyak hasil pemucatan

Jumlah frame : 5 buah Tebal Frame : 0,0508 m Panjang filter : 2,806 m Lebar filter

: 1,403 m

VI-14

Jumlah

: 1 unit

6.25 Pompa Filter Press (P-110) Kode

: P-110A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Filter Press (F-101) ke Tangki Enteresifikasi Enzimatis (T-201)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 44,568 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,469 in

OD pipa

: 2,875 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.26 Tangki Penyimpanan n-Heksana (T-105) Kode

: T-105

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung n-Heksana sebelum dimasukkan kedalam tangki Regenerasi Enzim dan Regenerasi Bleaching Earth

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 204,707 m3

Diameter Tangki

: 245,648 m

Tinggi tangki

: 12,12 m

Tebal dinding tangki

: 1/4 in

Tebal head tangki

: 1/4 in

VI-15

6.27 Pompa Tangki Heksana (P-111) Kode

: P-111A/B

Fungsi

: Memompakan larutan heksana dari tangki Penyimpanan n-Heksana (T-105) ke Tangki Regenerator Bleaching Earth (RE-101) dan Tangki Regenerator Enzim (RE-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 7,809 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 1 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 1,049 in

OD pipa

: 1,315 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.28 Pompa Tangki Heksana (P-112) Kode

: P-112A/B

Fungsi

: Memompakan larutan heksana dari tangki Penyimpanan nHeksana (T-105) ke Tangki Regenerator Bleaching Earth (RE-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 0,359 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 0,25 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 0,364 in

OD pipa

: 0,54 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

VI-16

6.29 Tangki Regenerator Bleaching Earth (RE-101) Kode

: (RE-101)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Tempat Regenerasi Bleaching Earth

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 2,578 m3

Diameter Tangki

: 1,253 m

Tinggi tangki

: 3,132 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

6.30 Pompa Regenerasi BE (P-108) Kode

: P-108A/B

Fungsi

: Memompakan Bleaching Earth dari tangki Regenerasi BE (P-108) ke Gudang Penyimpanan Bleaching Earth (G-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 13,620 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan

6.31 Centrifuge III (CF-103) Kode

: CF-103

Fungsi

: Memisahkan Bleaching Earth dari heksana dan komponen

VI-17

minyak lainnya Tipe

: Disk bowl

Konstruksi

: Carbon steel

Kapasitas

: 18,788 gpm

Diameter

: 13 in

Kecepatan putar

: 7500 rpm

Daya motor

: 6 hp

Jumlah

: 1 unit

6.32 Pompa Centrifuge III (P-109) Kode

: P-109A/B

Fungsi

: Memompakan larutan heksana dari Centrifuge III (CF103) ke Distilasi (D-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 21,638 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan

6.33 Bucket Elevator (BE-101) Kode

: BE-101

Tipe

:Centrifugal discharge

Fungsi

: Mengangkut Bleahing Earth dari Centrifuge III (CF103) menuju gudang penyimpanan Bleahing Earth (G-102)

Laju angkut bahan : 164,433 kg/jam

VI-18

Lebar bucket

: 6 in

Projection bucket

: 4 in

Kedalaman bucket: 4,15 in Jarak antar bucket

: 12 in

Jumlah bucket

: 96 buah

Kecepatan bucket

: 225 ft/menit

Lebar belt

: 7 in

Daya motor

: 3 Hp

6.34 Tangki Kondensat (T-107) Kode

: T-107

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung heksana dan air hasil dari proses distilasi

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 1,237 m3

Diameter Tangki

: 0,981 m

Tinggi tangki

: 2,207 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

6.35 Tangki Produk Samping (T-108) Kode

: T-108

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung Produk Samping

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

VI-19

Volume bahan

: 2,668 m3

Diameter Tangki

: 1,268 m

Tinggi tangki

: 2,852 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

6.36 Tangki Minyak Kelapa (T-106) Kode

: T-106

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup dan alas bawah datar

Fungsi

: Untuk menyimpan minyak kelapa

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 1.491,535 m3

Diameter Tangki

: 10,443 m

Tinggi tangki

: 20,886 m

Tebal dinding tangki : 3/4 in

6.37 Pompa minyak kelapa (P-114) Kode

: P-114A/B

Fungsi

: Memompakan minyak kelapa dari tangki Minyak Kelapa (T-109) ke Tangki Enteresifikasi Enzimatis (T-201)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 44,568 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,469 in

VI-20

OD pipa

: 2,875 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.38 Tangki Penyimpanan Enzim (T-117) Kode

: T-117

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menyimpan Enzim selama 7 hari

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 253,122 m3

Diameter Tangki

: 5,782 m

Tinggi tangki

: 13,009 m

Tebal dinding tangki

: 1/4 in

Tebal head tangki

: 1/4 in

6.39 Pompa Tangki Penyimpanan Enzim (T-112) Kode

: P-112A/B

Fungsi

: Memompakan Enzim dari tangki penyimpanan Enzim (T109) ke Tangki Enteresifikasi Enzimatis/Reaktor II (R-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 7,960 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

VI-21

6.40 Tangki Enteresifikasi Enzimatis/Reaktor II (R-102) Kode

: R-102

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mengubah karakteristik fisika kimiawi lemak dan minyak.

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 8,460 m3

Diameter Tangki

: 1,863 m

Tinggi tangki

: 4,657 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1 hp

Diameter pengaduk

: 0,559 m

Lebar pengaduk

: 0,112 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,615 m Panjang daun pengaduk

: 0,139 m

6.41 Pompa Enteresifikasi Enzimatis (P-115) Kode

: P-115A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Enteresifikasi Enzimatis (T-201) ke Heater (HE-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 44,568 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

VI-22

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,469 in

OD pipa

: 2,875 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.42 Heater (HE-102) Rangkuman Spesifikasi Heater (HE-102) Kode

: HE-102

Fungsi

: Menaikkan temperatur keluar Interesterifikasi Tank (R-102) dari 30 oC menjadi 200oC

Tipe

: shell and tube exchanger

Data performance : Fluida

: shell side, fluida dingin (TG, Air, TGMK) : tube side, fluida panas (steam)

Laju alir fluida masuk

: fluida dingin : 32.341,6 lb/jam fluida panas : 0,889 lb/jam

Temperatur masuk

: shell side, 86 oF tube side, 446 oF

Temperatur keluar

: shell side, 392 oF tube side, 442,4 oF

Tekanan

: 1 atm

Jumlah passes

: shell side, 4 pass tube side, 4 passes

Pressure drop

: shell side, 3,07x10-6 Psi tube side, 9,8x10-4 Psi

Data konstruksi Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 515 70

Shell Side ID

: 10 in

VI-23

Baffle spaces

: 2 in

Tube Side Number, Length

: 1,28’

OD, BWG

: 3/4 in, 16 BWG

Pitch

: 1,56 in square pitch

6.43 Tangki Regenerator Enzim (RE-102) Kode

: (RE-102)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Tempat Regenerasi enzim lipase

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 2,888 m3

Diameter Tangki

: 1,302 m

Tinggi tangki

: 3,253 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Tinggi bed katalis

: 2,170 m

6.44 Pompa Tangki Regenerator Enzim (P-119) Kode Fungsi

: P-119A/B : Memompakan CPO, heksana dan air dari Tangki Regenerator Enzim ke Distilasi (D-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 7,809 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 1 in Schedule number : 40

VI-24

ID pipa

: 1,049 in

OD pipa

: 1,315 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan

6.45 Devolatilizer (D-103) Kode

: D-103

Konstruksi

: Carbon Steel SA 515 grade 55

Kondisi operasi

: P = 0,5 atm dan T = 200 oC

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas berbentuk ellipsoidal dan tutup bawah berbentuk cone

Volume Tangki

: 20,56 m3

Diameter Tangki

: 2,35m

Tinggi tangki

: 5,27m

Tebal dinding tangki : 1/4 in Tebal ellipsoidal head : 1/4 in Tebal cone bottom

: 1/4 in

6.46 Pompa Devolatilizer (P-115) Kode

: P-115A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Devolatilizer (D-103) ke Cooler (CO-103)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 90,553 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 3,068 in

OD pipa

: 3,500 in

VI-25

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.47 Cooler (CO-103) Rangkuman Spesifikasi Cooler (CO-103) Kode

: CO-103

Fungsi

: mendinginkan umpan keluaran dari devolatilizer tank (D-103) dari 200oC menjadi 60oC dengan bantuan air pendingin

Tipe

: shell and tube exchanger

Data performance : Fluida

: shell side, fluida panas (TG, Air) : tube side, fluida dingin (air pendingin)

Laju alir fluida masuk

: fluida panas : 32.341,53 lb/jam air pendingin : 0,54 lb/jam

Temperatur masuk

: shell side, 392 oF tube side, 86 oF

Temperatur keluar

: shell side, 140 oF tube side, 356 oF

Tekanan

: 1 atm

Jumlah passes

: shell side, 4 pass tube side, 4 pass

Pressure drop

: shell side, 0,00025 Psi tube side, 0,95 Psi

Data konstruksi Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 515 70

Shell Side ID

: 10 in

Baffle spaces

: 2 in

Tube Side

VI-26

Number, Length

: 20,16’

OD, BWG

: 1 in, 16 BWG

Pitch

:1

in triangular pitch

6.48 Gudang Penyimpanan Bahan Pendukung (G-103) Kode

: G-103

Tipe

: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang dinding beton dan atap seng

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi

: Beton

Volume gudang

: 75,674 m3

Panjang

: 0,222 m

Tinggi

: 2,327 m

Lebar

: 4,656 m

6.49 Belt Conveyor β-Caroten (BC-103) Kode

: BC-103

Fungsi

: Mengangkut β-Caroten dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 3,134 kg/jam (0,003134 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,0196 ft/menit

Daya Motor

: 0,2 hp

Jumlah

: 1 unit

6.50 Belt Conveyor Lechitine (BC-104) Kode

: BC-104

Fungsi

: Mengangkut Lechitine dari gudang penyimpanan bahan

VI-27

baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102) Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 52,495 kg/jam (0,0525 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,3280 ft/menit

Daya Motor

: 0,2 hp

Jumlah

: 1 unit

6.51 Belt Conveyor Vitamin A (BC-105) Kode

: BC-105

Fungsi

: Mengangkut Vitamin A dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 1,567 kg/jam (0,00157 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,0098 ft/menit

Daya Motor

: 0,2 hp

Jumlah

: 1 unit

6.52 Belt Conveyor NaCl (BC-106) Kode

: BC-106

Fungsi

: Mengangkut NaCl dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 783,5 kg/jam (0,7835 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 4,896 ft/menit

Daya Motor

: 0,227 hp

VI-28

Jumlah

: 1 unit

6.53 Belt Conveyor Skim Milk (BC-107) Kode

: BC-107

Fungsi

: Mengangkut Skim Milk dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 3,134 kg/jam (0,00313 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,0196 ft/menit

Daya Motor

: 0,20 hp

Jumlah

: 1 unit

6.54 Belt Conveyor Na2CO3 (BC-108) Kode

: BC-108

Fungsi

: Mengangkut Na2CO3 dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 16,454 kg/jam (0,01645 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,1028 ft/menit

Daya Motor

: 0,20 hp

Jumlah

: 1 unit

6.55 Belt Conveyor Asam Sitrat (BC-109) Kode

: BC-109

Fungsi

: Mengangkut Asam Sitrat dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

VI-29

Laju angkut bahan

: 1,567 kg/jam (0,001567 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,0098 ft/menit

Daya Motor

: 0,20 hp

Jumlah

: 1 unit

6.56 Belt Conveyor Votator II (BC-110) Kode

: BC-110

Fungsi

: Mengangkut margarin dari votator II ke tempat Packing

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 22.727,279 kg/jam (22,72797 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 142,046 ft/menit

Daya Motor

: 0,99 hp

Jumlah

: 1 unit

6.52 Tangki Pencampuran I (M-101) Kode

: M-101

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Tempat pencampuran CPO dan bahan baku pendukung dalam bentuk fasa minyak

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 60oC

Jumlah

: 1 unit

Volu7e bahan

: 8,581 m3

Diameter Tangki

: 1,871 m

Tinggi tangki

: 4,676 m

Tebal dinding tangki : 3/16 in Tebal head tangki

: 3/16 in

VI-30

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1,5 hp

Diameter pengaduk

: 0,561 m

Lebar pengaduk

: 0,112 m

Jarak Pengaduk dari dasar

: 0,617 m

Panjang daun pengaduk

: 0,140 m

6.58 Pompa Pencampuran I (P-122) Kode

: P-122A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Pencampuran I (M-102) ke tangki Emulsifier (M-104)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 90,888 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 3,068 in

OD pipa

: 3,500 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.59 Tangki Pencampuran II (M-102) Kode

: M-102

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mencampur bahan tambahan yang dapat larut dalam fasa air

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

VI-31

Volume bahan

: 8,366 m3

Diameter Tangki

: 1,856 m

Tinggi tangki

: 4,639 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1,5 hp

Diameter pengaduk

: 0,557 m

Lebar pengaduk

: 0,111 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,612 m Panjang daun pengaduk

: 0,139 m

6.55 Pompa Pencampuran II (P-117) Kode

: P-117A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Pencampuran II (M-103) ke tangki Emulsifier (M-104)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 42,532 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.56 Tangki Emulsifier (M-103) Kode

: M-103

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

VI-32

Fungsi

: Untuk mengemulsikan minyak dengan cara pencampuran emulsifier fase air dan fase minyak.

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 80oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 7,973 m3

Diameter Tangki

: 1,826 m

Tinggi tangki

: 4,564 m

Tebal dinding tangki : 3/16 in Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1,5 hp

Diameter pengaduk

: 0,548 m

Lebar pengaduk

: 0,109 m

Jarak Pengaduk dari dasar

: 0,603 m

Panjang daun pengaduk

: 0,456 m

6.57 Pompa Tangki Emulsifier (P-122) Kode

: P-122A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Emulsifier (M-103) ke Votator I (V-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 133,420 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 5 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 6,065 in

OD pipa

: 6,625 in

VI-33

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

6.57 Votator (VT-101) Fungsi

: Untuk mengemulsi fasa cair dalam minyak menjadi temperatur 17oC sehingga dihasilkan dalam bentuk padat plastis (proses solidifikasi).

Tipe

: Votator scarped surface heat exchanger, Model LS182

Jumlah

: 2 buah

Bahan konstruksi : Stainless Steel

Diperoleh data (Shahidi, 2005): Kapasitas

: 1.361 – 9.072 kg/jam

Panjang

: 12,4 in = 0,31 m

Diameter

: 4 in = 0,1 m

Luas permukaan perpindahan panas : 0,84 m2

6.59 Filling Machine (FM-101) Fungsi : untuk pengemasan margarin dan siap untuk dipasarkan. Spesifikasi mesin : -

Model : FXJ6050

-

Conveyer speed : 0 – 20 m/min

-

Power consumtion : 180 Watt

-

Ukuran mesin : 166 x 74 x 195 cm

-

Berat mesin : 145 kg

6.60 Gudang Penyimpanan Produk/Packing (G-104) Kode

: G-104

Tipe

: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang dinding beton dan atap seng

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi

: Beton

VI-34

Volume gudang

: 5.090,91 m3

Panjang

: 28,401 m

Tinggi

: 9,467 m

Lebar

: 18,934 m

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

Instrumentasi dalam suatu pabrik adalah sebagai pengontrol jalannya proses sehingga dapat dikendalikan untuk menghasilkan efisiensi yang tinggi dan mutu yang optimum. Keadaan ini harus diimbangi dengan pemeliharaan dan keselamatan kerja yang merupakan kondisi yang harus dimiliki sedemikian rupa sehingga kemungkinan kecelakaan dapat dicegah pada pengoperasian pabrik. Instrumentasi biasanya dihubungkan dengan alat-alat kontrol, sedangkan keselamatan kerja dihubungkan dengan peralatan dan karyawan.

7.1 Instrumentasi Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu sistem kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar hasil yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Sedangkan sistem kontrol adalah proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel), sehingga berada pada suatu harga yang telah ditetapkan. Alat kontrol dalam proses instrumentasi dapat berupa indikator, pencatat atau sebagai alat yang dapat mengembalikan ke kondisi yang dikehendaki apabilaterjadi penyimpangan dari kondisi yang telah dikendalikan. Adapun penyimangan-penyimpangan yang umum terjadi dalam proses operasi adalah: a.

Temperatur

b.

Tekanan

c.

Tinggi permukaan fluida

d.

Laju alir fluida

Pengendalian proses bisa dilakukan secara manual atau otomatis. pengendalian proses secara manual ditangani oleh manusia dan pengendalian secara otomatis biasanya dilakukan apabila tidak memungkinkan dilakukan secara manual, ataupun karena biaya operasi alat kontrol lebih murah dibandingkan dengan tenaga manusia.

VII-1

VII-2

7.1.1 Pemilihan Instrumentasi Pemilihan instrumentasi sangat tergantung dari kondisi input, output dan kondisi operasi. Oleh karena itu, untuk memilih alat kontrol harus diketahui input apa saja yang tidak dapat dikontrol serta yang dapat dikontrol. Kriteria instrumentasi meliputi: a. Mudah dalam pengontrolan b. Mudah dalam perbaikan dan perawatan c. Mudah dalam mendapatkan suku cadang d. Harga peralatan relatif murah dengan kualitas produk yang memadai.

7.1.2 Tujuan Sistem pengontrolan Tujuan dari sistem pengontrolan dalam menjalankan operasi pada suatu pabrik menurut Manurung (2000) adalah sebagai berikut : 1. Keamanan (Safety) Keamanan dalam operasi suatu pabrik kimia merupakan kebutuhan primer untuk orang-orang yang bekerja di pabrik tersebut dan bagi kelangsungan perusahaan. Untuk menjaga keamanan tersebut, berbagai kondisi operasi pabrik seperti tekanan operasi, temperatur, konsentrasi bahan kimia dan lain-lain harus dijaga tetap dalam batasan-batasan tertentu yang diizinkan.

2. Spesifikasi produk (Production specification) Suatu pabrik harus menghasilkan produk dalam jumlah dan kualitas tertentu yang diinginkan, dengan demikian dibutuhkan suatu sistem pengendali untuk menjaga tingkat produksi dan kualitas produk yang diinginkan. a. Peraturan lingkungan (Environmental regulations) Terdapat berbagai peraturan lingkungan yang memberikan syarat-syarat tertentu bagi berbagai buangan pabrik kimia agar tidak mencemari lingkungan sekitar.

VII-3

b. Kendala-kendala operasi (Operational constraints) Peralatan-peralatan yang digunakan dalam operasi pabrik kimia memiliki kendala-kendala operasional tertentu yang harus dipenuhi, sebagai contoh pada kolom distilasi harus dijaga agar tidak terjadi flooding. c. Keekonomian (Economics) Operasi kimia ditujukan untuk memberikan keuntungan yang maksimum, sehingga pabrik harus dijalankan pada kondisi yang menyebabkan biaya bahan baku menjadi minimum dan laba yang diperoleh menjadi maksimum.

7.1.3 Pengelompokan Sistem Kontrol Menurut Marlin (1995) secara umum sistem pengontrolan dapat dikelompokkan sebagai berikut : a. Manual dan otomatik Pengontrolan secara manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator, sedangkan pengontrolan secara otomatis adalah

pengontrolan yang dilakukan oleh peralatan yang bekerja secara

otomatis. b. Feed-back dan feed-forward Feed-back control system adalah sistem pengontrolan di mana besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran masukan sehingga besaran yang dikontrol dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan melalui alat pencatatan (indikator atau recorder). Sedangkan feed-forward control system adalah sistem kontrol dimana keluaran tidak memberi efek terhadap besaran masukan, sehingga variabel yang dikontrol tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. c. Analog dan digital d. Menurut sumber penggerak, yaitu elektris, pneumatis dan mekanis.

VII-4

7.1.4 Elemen-elemen Sistem Kontrol Setiap sistem kontrol menurut Marlin (1995), terdiri dari unit yang membentuknya yang disebut elemen sistem yang selanjutnya elemen-elemen ini terdiri dari komponen-komponen diantaranya : a. set point; b. variable controller; c. manipulated variable; d. controller; e. system; f. feedback element; g. forward gain.

7.1.5 Instrumentasi Alat pada Prarancangan Jenis-jenis instrumentasi yang digunakan adalah sebagai berikut : a. Temperature controller (TC) Temperatur controller adalah instrumen pengatur suhu atau pengukur sinyal dalam bentuk panas menjadi sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan dengan mengatur laju alir pemanas maupun laju alir pendingin. b. Flow controller (FC) Flow controller adalah instrumensasi untuk mengukur kecepatan aliran fluida dalam pipa atau unit proses lainnya. Pengukuran aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengubah output dari alat yang menyebabkan fluida mengalir dalam sistem pipa. c. Level controller (LC) Level controller adalah instrumentasi yang dipakai untuk mengukur ketinggian permukaan cairan dalam suatu peralatan dengan mengatur laju fluida masuk atau keluar.

VII-5

7.2 Teknik Keselamatan Kerja Keselamatan kerja adalah suatu usaha untuk mencegah terjadinya kecelakaan, cacat ataupun kematian. Keselamatan kerja dan keamanan pabrik merupakan faktor yang perlu diperhatikan secara serius. Dalam hubungan ini bahaya yang ditimbulkan bisa berasal dari mesin, sifat zat dan keadaan tempat kerja. Apabila keselamatan kerja dan keamanan pabrik tidak mendapat perhatian dan tidak terjamin maka kenyamanan kerja tidak akan pernah terwujud sehingga akan menyebabkan proses produksi kurang berjalan lancar. Untuk

menghadapi

permasalahan

ini

maka

ada

dua

metode

penanggulangan yaitu penanggulangan secara preventif dan curative.

7.2.1 Penanggulangan Preventif Penanggulangan ini diarahkan pada penanggulangan sebelum bahaya atau masalah itu terjadi. Untuk menanggulangi permasalahan ini harus ditinjau terlebih dahulu bahaya yang mungkin muncul dalam pabrik, bahaya-bahaya tersebut diantaranya : a. chemical hazards (bahaya yang ditimbulkan oleh bahan kimia); b. mechanical hazards (bahaya yang disebabkan oleh mesin); c. electrical hazards (bahaya yang disebabkan oleh listrik); dan d. construction hazards (bahaya yang disebabkan oleh konstruksi).

Usaha-usaha yang dapat dilakukan dalam rangka penyelamatan preventif antara lain sebagai berikut : a. Pencegahan terhadap kebakaran dan peledakan, preventifnya berupa : 1) Penyediaan alat deteksi dan sistem alarm yang sensitif terhadap kebakaran pada daerah rawan api; dan 2) Penyediaan peralatan pemadam kebakaran. b. Peralatan perlindungan diri Selama berada dilokasi pabrik disediakan peralatan dan perlengkapan perlindungan diri bagi karyawan berupa :

VII-6

1) Pakaian kerja, masker, sarung tangan bagi karyawan yang bekerja berhubungan dengan bahan kimia, misalnya pekerja di laboratorium; 2) Helm, sepatu safety dan perlindungan mata bagi karyawan yang bekerja dibagian alat-alat berat; dan 3) Penutup telinga untuk karyawan bagian ketel.

c. Keselamatan kerja terhadap listrik Usaha-usaha yang dapat dilakukan untuk menjaga keselamatan kerja terhadap listrik, antara lain : 1) Setiap instalasi dan peralatan listrik harus diamankan dengan sekring pemutus arus listrik otomatis dan dirancangkan secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan kerja dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan; 2) Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi; 3) Penempatan dan pemasangan motor-motor

listrik tidak boleh

menganggu lalu lintas perkerja; 4) Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan; 5) Setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan penangkal petir yang dibumikan; 6) Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.

d. Keselamatan kerja terhadap sifat zat, preventifnya berupa : 1) Disediakan alat-alat yang dapat mencegah masuknya atau terhirupnya zat-zat kimia seperti masker penutup mulut; dan 2) Disediakan tabung oksigen sebagai alat pensuplai oksigen bila keadaan darurat sewaktu terjadi kebocoran alat proses yang mengeluarkan uap berbahaya yang dapat mengganggu pernafasan.

VII-7

e. Kesadaran dan pengetahuan yang memadai bagi karyawan Faktor yang penting sebagai usaha mencapai keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha mencapai keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain: 1) Melakukan pelatihan berkala bagi karyawan; 2) Membuat peraturan tata cara kerja dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi bagi karyawan yang tidak disiplin; dan 3) Membekali karyawan dengan ketrampilan menggunakan peralatanperalatan dengan benar dan cara-cara mengatasi keselamatan kerja.

7.2.2 Penanggulangan Curative Pencegahan secara curative dilakukan apabila bahaya sudah terjadi. Seperti penanganan bahaya kebakaran diatasi dengan penyediaan sarana pemadam kebakaran, disamping itu bangunan-bangunan yang penting harus dilengkapi dengan fasilitas jalan yang memadai. Apabila kebakaran terjadi yang dianggap peka terhadap kebakaran dilengkapi dengan parit-parit yang dialiri air bekas dari proses yang dianggap tidak menyebabkan polusi. Selain itu pada ruang-ruang kantor yang menyimpan arsip-arsip harus disediakan racun api (fire stop). Pada pabrik juga disediakan sarana pertolongan pertama pada kecelakaan (P3K) dan poliklinik sebagai langkah awal untuk menolong korban sebelum disalurkan ke rumah sakit. Keselamatan kerja dalam proses produksi dapat ditingkatkan dengan mengambil langkah-langkah sebagai berikut : 1) Tidak boleh merokok dan minum minuman beralkohol; 2) Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin; 3) Jarak antara mesin-mesin dan peralatan lainnya harus cukup luas; 4) Disediakan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran (assembly point); 5) Setiap proses yang berbahaya dan sensitif harus diisolasi pelaksanaannya; 6) Tanda-tanda gambar pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya.

BAB VIII UTILITAS

Utilitas merupakan unit penunjang utama untuk memperlancar jalannya proses produksi. Proses dan kesinambungan operasi harus didukung oleh sarana dan prasarana utilitas yang baik. Berdasarkan kebutuhannya, unit-unit utilitas pada pabrik Margarin ini terdiri atas: 1. Unit pengadaan air 2. Unit pengadaan steam 3. Unit pengadaan tenaga listrik 4. Unit pengadaan bahan kimia 5. Unit pengadaan bahan bakar 6. Unit penyedia udara tekan 7. Unit pengolahan limbah 8.1 Unit Pengadaan Air 8.1.1 Kebutuhan Air Air memiliki peranan penting di dalam proses produksi, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik Margarin adalah sebagai berikut: a.

Kebutuhan Air Sanitasi -

-

Kebutuhan karyawan

= 120 L/hari

Jumlah karyawan

= 200

Kebutuhan air karyawan

= 120 L/hari  200 x 4 = 96.000 L/hari

Laboratorium (30% dari air kebutuhan karyawan) 30%  96.000 L/hari = 28.800 L/hari

-

Mushalla (20% dari air kebutuhan karyawan) 20%  96.000 L/hari = 19.200 L/hari

-

Poliklinik (10% dari air kebutuhan karyawan) 10%  96.000 L/hari = 9.600 L/hari

VIII-1

VIII-2

-

Taman (20% dari air kebutuhan karyawan) 20%  96.000 L/hari = 19.200 L/hari

-

Kantin (20% dari air kebutuhan karyawan) 20%  96.000 L/hari = 19.200 L/hari

-

Pemadam (20% dari air kebutuhan karyawan) 20%  96.000 L/hari = 19.200 L/hari

Total kebutuhan air sanitasi = 211.200 L/hari Direncanakan berlebih 10% sehingga total kebutuhan air sanitasi = 232.320 L/hari

b. Kebutuhan Air untuk Steam Steam digunakan sebagai media pemanas umpan sebesar 449,74 kg/jam. c.

Pemanfaatan Kondesat Pemanfaatan kondensat bertujuan untuk penghematan. Kondensat yang

kembali diperkirakan 90% dari jumlah steam, sehingga jumlah kondensat yang dimanfaatkan adalah = 0,9  449,74 kg/jam = 404,76 kg/jam.

d. Kebutuhan Air Pendingin Berdasarkan perhitungan neraca massa, total kebutuhan air untuk air pendingin dapat dilihat pada Tabel 8.1. Tabel 8.1 Total kebutuhan air pendingin No Nama Alat 1 2 3

CO-101 CO-102 CO-103 Total

Jumlah air pendingin (kg/jam) 21,32 441,88 0,25 463,46

VIII-3

e.

Make-up Water Air yang hilang pada proses sebesar 44,97 kg/jam dan air yang hilang pada boiler sebesar 46,3 kg/jam sehingga dibutuhkan Make-up water sebesar 91,32 kg/jam. Kebutuhan Air Sungai Kebutuhan air yang disuplai dari sungai adalah: Fs = (air sanitasi + air proses + make-up water) + air backwash = (9.680 kg/jam + 7.121,3 kg/jam + 91,32 kg/jam) + 0,05 Fs Fs = 344.973,59 kg/jam

f.

Kebutuhan Air untuk Back Wash Kebutuhan air untuk backwash di sand filter adalah 1-5% (Perry, 2007) dari

jumlah air yang disuplai. Maka kebutuhan air untuk back wash sebesar: Air back wash = 0,05  344.973,59 kg/jam = 17.248,68 kg/jam

8.1.2 Pengolahan Air Dalam memenuhi kebutuhan air suatu industri pada umumnya menggunakan air sumur, air sungai, air danau maupun air laut sebagai sumber untuk mendapatkan air. Sumber air untuk pabrik berasal dari Sungai Krueng Tamiang, Provinsi Aceh. Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun bangunan pengumpul air baku (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu: 1. Screening 2. Klarifikasi 3. Filtrasi 4. Demineralisasi 5. Deaerasi

VIII-4

Tabel 8.2 Kualitas air Sungai Krueng Tamiang dengan debit aliran air sungai ratarata sebesar 7,74 m3/detik Parameter Satuan Kadar Suhu °C 27 s/d 28 COD mg/L 33,33 BOD mg/L 10 Nitrat (NO3-N) mg/L 0,03 Nitrit (NO2-N) mg/L 0,008 Pospat (PO4) mg/L 0,18 Amoniak (NH3) 1,42 Detergen pH 8,03 DO (Oksigen Terlarut) mg/L 4,08 TDS (Total Dissolved mg/L 1,82 Solid) Konduktivitas mg/L 142,9 Klorida (Cl ) mg/L 87 Sulfat (SO4) mg/L 12 Besi (Fe) mg/L 1,35 Mangan (Mn) mg/L 0,154 Tembaga (Cu) mg/L 0,113 Hardness mg/L 87 Kalsium (Ca) mg/L 43 Magnesium (Mg) mg/L 28 Sumber : Laporan wasdal pencemaran air dan laut, Bapedal Aceh, 2013

8.1.2.1 Screening Penyaringan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada screening, partikel-partikel padat yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya. 8.1.2.2 Klarifikasi Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari screening dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan larutan alum, Al2(SO4)3 dan larutan abu Na2CO3. Larutan Al2(SO4)3 berfungsi sebagai koagulan

VIII-5

utama dan larutan Na2CO3 sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Proses koagulasi merupakan proses yang kompleks dan melibatkan hidrolisis, polimerisasi, dengan nilai pH menjadi hal yang penting pada koagulasi kimia dan bergantung pada nilai alkalinitas, dengan reaksi sebagai berikut :

Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO3)2

2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 + 18H2O

Al2(SO4)3.18H2O + 3Na2CO3 + 3H2O

2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2 + 18H2O (Lin, 2001).

Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flokflok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.

8.1.2.3 Filtrasi Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu: a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) b. Lapisan II terdiri dari anterakit c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel) Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke Tangki Soft Water untuk penyimpanan air bersih. Untuk air pendingin tidak diperlukan pengolahan lebih lanjut, dikarenakan pendinginan pada unit proses tidak mengganggu alat dan bahan proses. Untuk air umpan boiler masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses demineralisasi dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses desinfektan, yaitu mereaksikan air

VIII-6

dengan klorin, yaitu kalsium hipoklorit (CaOCl2, mengandung 70 % Cl2) untuk membunuh

kuman-kuman

di

dalam

air

dan

sebagai

oksidan

untuk

penghilangan/mengurangi kandungan Fe dan Mn dari air, sehingga air terbebas dari bau, warna dan rasa.

8.1.2.4 Demineralisasi Air umpan boiler harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Proses demineralisasi bertujuan untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung dalam air yang dapat menyebabkan deposit pada dinding boiler dan perpipaan. Proses demineralisasi ini menggunakan resin penukar ion yang pada prinsipnya menukarkan ion H+ atau OH- dalam resin dengan ion positif atau negatif yang terkandung dalam air. Terdapat dua jenis resin penukar ion yang digunakan yaitu penukar kation dan penukar anion.

1) Penukar Kation (Cation Exchanger) Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca atau Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan resin yang bersifat asam, sehingga kation-kation tersebut akan membentuk garam dengan resin tersebut. Resin yang digunakan adalah strong acidic cation exchanger Dari Tabel 16-6 (Perry, 1997) diperoleh spsesifikasi sebagai berikut : Jenis

: Sulfonated phenolic resin

Bentuk

: Granular

Bulk density

: 0,74 – 0,85 kg/L

Temperatur operasi max

: 50 – 90oC

Range pH max

: 0 – 14

Dry density

: 2,0 – 2,5 equivalent/kg

Wet density

: 0,7 – 0,9 equivalent/L

VIII-7

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2RH + CaCO3

R2Ca + H2CO3

2RH + MgSO4

R2Mg + H2SO4

Garam-garam dalam air, ion positifnya akan bergabung dengan R (resin) menggantikan kedudukan H+, sehingga menjadi RNa, R2Ca, R2Mg. Karena kation menggantikan kedudukan H+, maka akan terbentuk asam yang encer. Untuk regenerasi dipakai NaCl berlebih dengan reaksi : R2Ca + 2NaCl R2Mg + 2NaCl

2RNa + CaCl2 2RNa + MgCl2

2) Penukar Anion (Anion Exchanger) Penukar anion berfungsi untuk menukar ion SO42- atau Cl- dan ion-ion lainnya yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin yang bersifat basa, sehingga akan membentuk garam. Penukar anion mengikat ion negatif seperti Cl-, SO42-, CO32-, dan HSiO3-. Resin yang digunakan adalah strong base anion exchanger. Dari Tabel 16-6 (Perry, 1997) diperoleh spesifikasi sebagai berikut : Jenis

: Acrylic-base, homogeneus (gel)

Bentuk

: Bola

Bulk density

: 0,72 kg/L

Temperatur operasi max

: 40 – 80oC

Range pH max

: 0 – 14

Dry density

: 5,0 equivalent/kg

Wet density

: 1,0 – 1,2 equivalent/L

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : ROH + HCl ROH + CO2

RCl + H2O RHCO3

ROH + HSiO3

RHSiO3 + H2O

2ROH + H2SO4

R2SO4 + 2H2O

VIII-8

Pada reaksi di atas terlihat bahwa penukar anion menetralkan asam yang dihasilkan oleh penukar kation dengan membentuk air. Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi : R2SO4 + 2NaOH

2ROH + Na2SO4

RCl + NaOH

ROH + NaCl

R2CO3 + 2NaOH

2ROH + Na2CO3

Resin yang digunakan untuk penukar kation adalah strong acidic cation exchanger dan untuk penukar anion adalah strong base anion exchanger. Direncanakan resin akan diorder dari perusahaan resin Dow Chemical. Spesifikasi resin dapat dilihat pada Tabel 8.3

Tabel 8.3 Karakteristik kimia fisika resin Dowex Marathon Dowex Marathon C Dowex Marathon A (Cation)

Karakteristik

Na+

(Anion) H+

Cl-

OH-

Tipe

Strong acid cation

Strong base anion

Matriks

Styrene-DVB, gel

Styrene-DVB, gel

SO3-

N+(CH3)3

Gugus Fungsional Kapasitas pertukaran total (eq/l)

2,0

1,8

1,3

1,0

(kgr/ft3 as CaCO3)

43,7

39,3

28,4

21,9

42-48

50-56

50-60

60-72

585  50

600  50

575  50

610  50

Densitas partikel (g/ml)

1,28

1,20

1,08

1,06

Berat pengiriman (g/l)

820

800

670

640

Temperatur operasi, maks. (oC)

120

120

100

60

Kisaran pH

0-14

0-14

0-14

0-14

Kadar air (%) Ukuran partikel rata-rata (  m)

Sumber : Dow Chemical Company, 1998

VIII-9

8.1.2.5 Deaerator Deaerator berfungsi untuk menghilangkan gas-gas terlarut dalam air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) dan kondensat yang dimanfaatkan kembali dari proses sebelum dikirim sebagai air umpan boiler. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 160°C dengan harapan gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Selain itu juga ditambahkan hidrazin (N2H4) untuk mengikat O2 yang terkandung dalam air sehingga dapat mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler. Pemanasan ini juga berfungsi untuk mencegah perbedaan temperatur yang besar antara air umpan dengan temperatur di dalam boiler, sehingga beban boiler dapat dikurangi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam deaerator. Adapun reaksi untuk hidrazin adalah : N2H4 + O2

2H2O + N2

8.2 Unit Pengadaan Steam Steam dibutuhkan dalam proses sebagai media untuk menghantarkan panas. Berdasarkan perhitungan neraca massa dan neraca energi kebutuhan steam untuk pabrik margarin, yaitu steam 170oC sebesar 304,932 kg/jam. Alat pembangkit steam yang digunakan adalah boiler jenis water tube boiler karena berkapasitas relatif kecil dengan bahan Carbon steel SA-129 Grade A. Berdasarkan Lampiran D untuk Boiler (R-201) diperoleh daya Boiler sebesar 311 hp untuk mentransfer panas sebesar 790.205,557 BTU/jam.

8.3 Unit Pengadaan Tenaga Listrik Kebutuhan daya listrik awal (start) diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN), tetapi sebagai cadangan dan untuk tidak bergantung sepenuhnya pada PLN, maka disediakan satu unit generator diesel (emergency generator diesel/EGD) yang mampu untuk memenuhi seluruh kebutuhan listrik, kebutuhan tersebut meliputi : 1. Penerangan ke seluruh area pabrik; 2. Listrik untuk keperluan proses dan pengolahan air; dan

VIII-10

3. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi.

EGD yang digunakan adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan : 1. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar; dan 2. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai dengan kebutuhan, menggunakan transformator.

EGD yang digunakan adalah jenis generator AC, tiga phase yang mempunyai keuntungan : 1. Tenaga listrik lebih stabil; 2. Daya kerja lebih besar; 3. Kawat penghantar yang digunakan lebih sedikit; dan 4. Harganya relatif murah dan sederhana.

Perincian kebutuhan listrik untuk pabrik Margarin diperkirakan sebagai berikut : 1. Unit proses

= 92,44 kW

2. Unit utilitas

= 202,06 kW

3. Penerangan

= 3.034,89 kW

Total kebutuhan listrik = 3.236,95 kW Efisiensi generator 80%, daya output generator = 3.236,95 kW/jam / 0,8 = 4.046,18 kW/jam = 13.818.436,78 BTU/jam 8.4 Unit Pengadaan Bahan Kimia 1. Larutan alum Al2(SO4)3 dan larutan soda abu Na2CO3 Pemakaian larutan alum umumnya 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan soda abu adalah 1: 0,54 (Baumann dalam Vonna, 2008). Total kebutuhan air

= 17.248,68 kg/jam

Pemakaian Al2(SO4)3 = (5 × 10-5) × 17.248,68 kg/jam / 0.3 = 0,86 kg/jam

VIII-11

Pemakaian Na2CO3

= 0,54 × 0,86 kg/jam = 0,46 kg/jam

2. Desinfektan kaporit (CaOCl2) Kebutuhan CaOCl2 untuk membunuh kuman = 2 ppm dari massa air masuk Kebutuhan CaOCl2 untuk mengikat Fe

= 0,89 mg/L untuk 1 mg/L Fe

Kebutuhan CaOCl2 untuk mengikat Mn

= 1,86 mg/L untuk 1 mg/L Mn

(Lin dalam Vonna, A., dkk., 2008). -

Kebutuhan CaOCl2 pada unit penyedia air sanitasi

Massa kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 9.680 kg/jam Untuk membunuh kuman-kuman dalam air = (2 × 10-6) × 9.680 kg/jam = 0,019 kg/jam Air Sungai Krueng Tamiang mengandung : Fe = 1,35 mg/L dan Mn = 0,154 mg/L sehingga : Untuk mengikat Fe

= 1,35 × 0,89 × 10-6 × 9.680 kg/jam = 0,0115 kg/jam

Untuk mengikat Mn

= 0,154 × 1,86  10-6 × 9.680 kg/jam = 0,00276 kg/jam

kebutuhan klorin (CaOCl2) = (0,019 +0,0115 + 0,00276) kg/jam = 0,0337 kg/jam 3. NaCl

=

94,71 kg/regenerasi = 94,71 kg/hari

4. NaOH

=

57,96 kg/regenerasi = 57,96 kg/hari

8.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar a. Bahan Bakar PLTD Heating value solar

= 15.269,87 Btu/lbm

Daya generator yang dihasilkan = 3.236,95 kW/jam/ 0,8 = 4.046,18 kW/jam = 13.818.436,78 BTU/jam Jumlah batu bara = (13.818.436,78 BTU/jam) / (15.269,87 Btu/lbm) = 904,95 lbm/jam = 410,47 kg/jam = 0,41 ton/hari

VIII-12

b. Bahan bakar boiler (solar) Untuk boiler (B-401)

= 31 L/Jam

8.6 Unit Pengolahan Limbah Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah. Pada pabrik margarin menghasilkan limbah cair, dan gas. Sumber-sumber limbah pada pabrik margarin meliputi: a. Limbah domestik Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat dan limbah cair. b. Limbah cair utilitas Limbah ini diperkirakan mengandung bahan organik dan bahan kimia yang berasal dari unit clarifier, air back wash dari unit sand filter dan activated carbon. c. Limbah laboratorium Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. 8.6.1 Limbah Cair Domestik Limbah domestik merupakan pembuangan air yang berasal dari perumahan karyawan, kantin, mushalla, keperluan kantor dan pabrik lainnya seperti pencucian, air masak dan lain-lain (Metcalf & Eddy, 2003). Penanganan limbah ini tidak memerlukan penanganan khusus karena seperti limbah rumah tangga dan lainnya, air buangan ini tidak mengandung

VIII-13

bahan-bahan kimia yang berbahaya, yang perlu diperhatikan disini adalah kapasitas buangan yang diijinkan dan kemana pembuangan air limbah ini.

8.6.2 Limbah Cair Utilitas dan Laboratorium Secara umum air limbah yang berasal dari setiap kegiatan di pabrik Margarin ini harus diolah agar dapat dibuang ke lingkungan dengan kisaran parameter air yang sesuai dengan peraturan pemerintah, yaitu :

Tabel 8.4 Karakteristik limbah cair No Parameter Satuan Fisika 1 2 3 Kimia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Temperatur TDS TSS

o

C mg/L µS/cm

Baku Mutu I II

Hasil Analisis

38 2000 200

40 4000 400

27 2410 720 4,94 10,05 0,11 0,121 0,305 0,003 0,002 < 0,06 0,03 0,173 < 0,02 0,051 0,1 0,03 0

pH Besi (Fe) Mangan (Mn) Tembaga (Cu) Seng (Zn) Kromium total (Cr) Kadmium (Cd) Air raksa Timbal (Pb) Stanum (Sn) Arsen Selenium (Se) Nikel (Ni) Kobalt (Co) Sulfida (H2S)

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L Ppb mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

5 2 2 5 0,5 0,05 1 0,1 2 0,1 0,05 0,2 0,4 0,05

6 s/d 9 10 5 3 10 1 0,1 2 1 3 0,5 0,5 0,5 0,6 0,1

16 17

Fluorida (F) Amoniak bebas (NH3-N)

mg/L mg/L

2 1

3 5

24,822

18

Nitrat, sebagai N (NO3)

mg/L

20

30

1,185

19

Nitrit, sebagai N (NO2)

mg/L

1

3

0

20

BOD

mg/L

50

150

1806

VIII-14

21 COD mg/L 22 Fenol mg/L 23 MBAS mg/L 24 Minyak & Lemak mg/L Biologis 1 Total Coliform /100 ml 2 Fecal Coliform /100 ml (Sumber : KEP-51/MENLH/10/2008)

100 0,5 5 10

300 1 10 50

4231 0,172 0,265 60 ≥2400 43

Adapun langkah-langkah proses waste water treatment adalah sebagai berikut: 1. Kolam Anaerobik Di dalam kolam Upflow Anaerobic Sludge Blanket (USAB) ini, air limbah dari dasar kolam naik melewati lumpur anaerobik dalam bentuk pellet/granular. Setelah itu, air limbah mengalir melalui separator 3 fasa (air-lumpur-biogas) yang ada pada bagian atas kolam untuk memisahkan larutan dengan biogas, sedangkan lumpur bakteri keluar dari blanket yang kemudian kembali ke kolam. Efluent kolam anaerobik mengalir ke unit fakultatif, dimana BOD dan COD air limbah diturunkan lebih lanjut sampai batas yang ditetapkan oleh pemerintah. Biogas yang terbentuk dari kolam anaerobik dibakar. 2. Kolam Fakultatif Unit proses fakultatif berfungsi untuk menguraikan kandungan bahan pencemar organik yang masih mengandung senyawa organik karbon (BOD dan COD) yang cukup tinggi yaitu 250–400 mg/L, sehingga memenuhi persyaratan influent untuk diolah pada unit proses fakultatif. Desain teknis unit proses fakultatif ini pada umumnya berbentuk kolam penampungan yang menerima influent leachate dari unit proses anaerobik. Desain untuk bak ini berupa kolam penampungan yang berbentuk persegi panjang dengan kedalaman 1–2 m. Dari unit ini selanjutnya leachate dialirkan ke unit proses pengolahan anaerobik dengan sistem pengaliran secara gravitasi.

VIII-15

3. Kolam Aerobik Kolam aerobik berfungsi menguraikan bahan organik yang terdapat pada lumpur tinja dengan menggunakan bakteri pengurai aerob yang dibiakkan dengan tekanan udara yang dihasilkan oleh komposer yang bertujun untuk memasukkan oksigen (secara mekanis maupun alami). Dalam kolam ini air limbah yang keluar dari kolam fakultatif diolah dengan menggunakan mikroorganisme aerobik. Aerasi diperlukan pada unit ini untuk keperluan mikroorganisme. Dalam unit ini senyawa-senyawa dalam air limbah diubah menjadi mikroba baru dan senyawa yang lebih sederhana.

8.7 Laboratorium 8.7.1 Peran Laboratorium Laboratorium merupakan bagian yang penting dalam menunjang kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produksi. Selain itu, laboratorium juga berperan dalam pengendalian pencemaran lingkungan, baik dari udara maupun limbah cair. Laboratorium kimia merupakan sarana untuk mengadakan penelitian bahan baku, proses maupun produksi. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan dan menjaga kualitas produksi. Tugas laboratorium antara lain : 1. Menganalisa bahan baku dan bahan penolong yang akan digunakan; 2. Menganalisa dan meneliti produk yang akan dipasarkan; 3. Melakukan penelitian yang ada kaitannya dengan proses produksi; dan 4. Menganalisa limbah atau buangan pabrik. 8.7.2 Program Laboratorium 1. Analisa mutu bahan baku Analisa dilakukan terhadap bahan baku yang digunakan, yaitu crude palm oil. Analisa dilakukan pada saat bahan masuk, sehingga pabrik dapat menolak bahan baku yang akan dibeli apabila hasil analisa tidak memenuhi syarat.

VIII-16

2. Analisa mutu produksi Analisa dilakukan setiap 4 jam sekali, yaitu analisa kemurnian margarin yang sesuai dengan standar yang berlaku.

3. Analisa utilitas Analisa laboratorium dilakukan terhadap : a) Resin penukar anion, yang dianalisa adalah kesadahan CaCO3 dan silikat sebagai SiO2. b) Air bebas mineral, yang dianalisa melalui pH, kesadahan, jumlah O2 terlarut dalam Fe c) Air dalam boiler, yang dianalisa meliputi pH, zat padat terlarut, kadar Fe, kadar CaCO3, SO2, PO4 dan SiO3. d) Air minum, yang dianalisa adalah pH, klor sisa dan kekeruhannya. e) Air buangan, yang dianalisa adalah pH, kekeruhan, COD, BOD dan kandungan logam Fe.

Standar pengendalian mutu produk yang digunakan adalah ISO 9001:2008. Sedangkan standar pengendalian lingkungan hidup yang digunakan adalah ISO 14001:2004.

8.8 Spesifikasi Peralatan Utilitas 8.8.1 Bangunan pengumpul air baku (Water Intake) Kode

: T-401

Fungsi

: Sebagai bangunan pertama pengumpul air baku sekaligus tempat pengolahan awal air sungai.

Tipe

: Sumuran dengan bentuk bak persegi

Bahan konstruksi

: Beton

Kapasitas

:

Tinggi

: 2,42 m

Panjang

: 7,26 m

Lebar

: 7,26 m

504,62 m3

VIII-17

Jumlah

: 2 unit

8.8.2 Screening (SC-401) Kode

: SC-401

Fungsi

: Menyaring partikel-partikel padat yang berukuran besar dari air sungai

Tipe

: Bar screen

Bahan konstruksi

: Stainless steel

Lebar bar

: 5 mm

Tebal bar

: 20 mm

Bar clear spacing

: 20 mm

Panjang screening

: 2m

Lebar screening

: 2m

Jumlah bar

: 50 buah

Jumlah

:

1 unit

8.8.3 Bak Pengendapan (T-402) Kode

: T-402

Fungsi

: Menampung air dari water intake dan mengendapkan kotoran serta padatan halus yang terbawa.

Tipe

: Bak dengan bentuk permukaan persegi

Bahan konstruksi

: Beton

Kapasitas

: 504,618 m3

Tinggi

: 2,42 m

Panjang

: 7,26 m

Lebar

: 7,26 m

Jumlah

: 2 unit

8.8.4 Tangki Pelarutan Alum (T-403) Kode

: T-403

Fungsi

: Sebagai tempat pelarutan dan penyimpanan Al2(SO4)3

VIII-18

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,43 m3

Tinggi

: 0,82 m

Diameter

: 0,82 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

8.8.5 Tangki Dosis Soda Abu (T-404) Kode

: T-404

Fungsi

: Sebagai tempat pelarutan dan penyimpanan soda abu

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,24 m3

Tinggi

: 0,67 m

Diameter

: 0,67 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

8.8.6 Clarifier (CL-401) Kode

: CL-401

Fungsi

: Mengendapkan flok yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu

Tipe

: Tangki dengan bagian bawah berbentuk konis

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 grade A

Kapasitas

: 280,44 m3

Tinggi

: 4,67 m

VIII-19

Diameter

: 8,77 m

Tebal shell

: 5/8 in

Tebal head

: 5/8 in

Jenis pengaduk

: flat six-blade turbinee with disk

Jumlah baffle

: 4 buah

Daya motor pengaduk : 50,38 hp Jumlah

: 1 Unit

8.8.7 Sand Filter (T-405 A/B) Kode

: T-405 A/B

Fungsi

: Menyaring kotoran-kotoran yang masih tertinggal di dalam air dari bak penampung air clarifier

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kapasitas

: 25,77 m3

Tinggi

: 5,08 m

Diameter

: 2,54 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

8.8.8 Activated Carbon Filter (T-406 A/B) Kode

: T-406 A/B

Fungsi

: Menyaring kotoran-kotoran yang masih terbawa dalam air keluaran dari sand filter dan mengurangi bau pada air

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kapasitas

: 12,94 m3

Tinggi

: 4,04 m

Diameter

: 2,02 m

VIII-20

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

8.8.9 Tangki Penampung Air Bersih (T-407) Kode

: T-407

Fungsi

: Tempat penampungan air bersih sebelum dilakukan pendistribusian untuk air sanitasi, air proses dan air pendingin

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 504,62 m3

Tinggi

: 8,63 m

Diameter

: 8,63 m

Tebal shell

: 3/4 in

Tebal head

: 3/4 in

Jumlah

: 1 unit

8.8.10 Tangki Penampung Air Sanitasi (T-409) Kode

: T-409

Fungsi

: Tempat penampungan air sanitasi

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 279,99 m3

Tinggi

: 7,09 m

Diameter

: 7,09 m

Tebal shell

: 7/16 in

Tebal head

: 7/16 in

Jumlah

: 1 unit

VIII-21

8.8.11 Tangki Penampung Air Demin (T-412) Kode

: T-412

Fungsi

: Tempat penampungan air demin/ air proses

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 205,09 m3

Tinggi

: 6,39 m

Diameter

: 6,39 m

Tebal shell

: 7/16 in

Tebal head

: 7/16 in

Jumlah

: 1 unit

8.8.12 Tangki Umpan Boiler (T-414) Kode

: T-414

Fungsi

: Mencampur aliran kondensat dengan make up water yang akan diumpankan ke boiler

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 12,95 m3

Tinggi

: 2,55 m

Diameter

: 2,55 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Jumlah

: 1 unit

8.8.13 Cation Exchanger (C-401 A/B) Kode

: C-401 A/B

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran kation

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-516 70 Volum resin

: 610,37 Liter

VIII-22

Tinggi bed resin

: 1,46 m

Diameter

: 0,73 m

Tinggi

: 2,12 m

Tebal shell

: 3/16 in

Bentuk head

: Ellipsoidal

Tebal head

: 3/16 in

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

8.8.14 Anion Exchanger (C-402 A/B) Kode

: C-402 A/B

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran anion

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Volum resin

: 628,6 Liter

Tinggi bed resin

: 1,47 m

Diameter

: 0,74 m

Tinggi

: 2,43 m

Tebal shell

: 3/16 in

Bentuk head

: Ellipsoidal

Tebal head

: 3/16 in

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

8.8.15 Tangki Pelarutan Desinfektan (T-408) Kode

: T-408

Fungsi

: Melarutkan dan menyimpan desinfektan

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,005 m3

Tinggi

: 0,19 m

Diameter

: 0,19 m

VIII-23

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

8.8.16 Tangki Pelarutan Natrium Clorida (T-410) Kode

: T-410

Fungsi

: Melarutkan dan menyimpan larutan NaCl

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 1,07 m3

Tinggi

: 1,11 m

Diameter

: 1,11 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

8.8.17 Tangki Pelarutan Kaustik Soda (T-411) Kode

: T-411

Fungsi

: Melarutkan dan menyimpan larutan NaOH

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,96 m3

Tinggi

: 1,07 m

Diameter

: 1,07 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

VIII-24

8.8.18 Tangki Hydrazin (T-413) Kode

: T-413

Fungsi

: Melarutkan dan menyimpan hydrazin

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,014 m3

Tinggi

: 0,22 m

Diameter

: 0,22 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

8.8.19 Deaerator (D-401) Kode

: D-401

Fungsi

: Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air umpan boiler

Tipe

: Silinder horizontal dengan kedua tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 13,41 m3

Panjang

: 3,51 m

Diameter

: 2,34 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Kebutuhan panas

: 42,5 hp

Jumlah

: 1 unit

8.8.20 Boiler (B-401) Kode

: B - 401

Fungsi

: Menyediakan uap 200oC untuk keperluan proses

Tipe

: Water tube boiler

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

VIII-25

Kapasitas

: 997.128,42 BTU/Jam

Heating surface

: 297,84 ft2

Kebutuhan diesel

: 31 L/Jam

Jumlah tube

: 95 pipa

Kebutuhan daya

: 30 hp

Jumlah

: 1 unit

8.8.21 Pompa I (P-401 A/B) Kode

: P-401 A/B

Fungsi

: Memompa air sungai dari water intake (T-401) menuju bak pengendapan (T-402)

Tipe

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 84,86 gal/menit

BHP

: 1 hp

Power aktual

: 1 hp

Power motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3,5 in

Schedule number

:

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

40

8.8.22 Pompa II (P-402 A/B) Kode

: P-402 A/B

Fungsi

: Memompa air dari bak pengendapan (T-402) menuju clarifier (CL-401)

Tipe

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

VIII-26

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.23 Pompa III (P-403 A/B) Kode

: P-403 A/B

Fungsi

: Memompa air dari water reservoir ke sand filter (T406)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 83,04 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.24 Pompa IV (P-404 A/B) Kode

: P-404 A/B

Fungsi

: Memompa air dari sand filter (T-405) menuju activated carbon filter (T-406)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.25 Pompa V (P-405 A/B) Kode

: P-405 A/B

Fungsi

: Memompa air dari activated carbon filter (T-406) ke tangki air bersih (T-407)

VIII-27

Bahan konstruksi

:

Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.26 Pompa VI (P-406 A/B) Kode

: P-406 A/B

Fungsi

: Memompa air backwash dari tangki air bersih (T-407) ke sand filter (T-405) dan activated carbon filter (T406)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.27 Pompa VII (P-407 A/B) Kode

: P-407 A/B

Fungsi

: Memompa air dari tangki air bersih (T-407) ke Cation Exchanger (C-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

VIII-28

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.28 Pompa VIII (P-408 A/B) Kode

: P-408 A/B

Fungsi

: Memompa air dari tangki air bersih (T-407) ke tangki air sanitasi (T-409)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.29 Pompa IX (P-409 A/B) Kode

: P-409 A/B

Fungsi

: Memompakan air untuk sanitasi

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 47,08 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.30 Pompa X (P-410 A/B) Kode

: P-410 A/B

Fungsi

: Memompa NaCl dari tangki natrium clorida (T-410) ke cation exchanger (C-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 4,3 gal/menit

VIII-29

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 0,375 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.31 Pompa XI (P-411 A/B) Kode

: P-411 A/B

Fungsi

: Memompa air dari cation exchanger (C-401) ke anion exchanger (C-402)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 42,83 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.32 Pompa XII (P-412 A/B) Kode

: P-412 A/B

Fungsi

: Memompa air dari anion exchanger (C-402) ke tangki air demin (T-412)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 42,83 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

VIII-30

8.8.33 Pompa XIII (P-413 A/B) Kode

: P-413 A/B

Fungsi

: Memompa air untuk proses

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 34,64 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.34 Pompa XIV (P-414 A/B) Kode

: P-414 A/B

Fungsi

: Memompa air dari deaerator (D-401) ke tangki umpan boiler (T-414)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 2,26 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 0,125 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.35 Pompa XV (P-415 A/B) Kode

: P-415 A/B

Fungsi

: Memompa air dari tangki air demin/proses (T-414) ke deaerator (D-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 34,64 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

VIII-31

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.36 Pompa XVI (P-416 A/B) Kode

: P-416 A/B

Fungsi

: Memompa air dari tangki air umpan boiler ke boiler (B-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 2,43 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 0,125 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.37 Pompa XVII (P-417 A/B) Kode

: P-417 A/B

Fungsi

: Memompa kondensat dari tangki kondensat (T-415) ke umpan boiler (B-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 2,03 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 0,125 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

8.8.38 Cooling Tower (CT-401) Kode

: CT-401

Fungsi

: Mendinginkan air sirkulasi dari pabrik agar dapat

VIII-32

digunakan kembali Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Induced draft cooling tower

Kapasitas

: 2,13 gpm

Temperatur air masuk : 50 oC Luas menara

: 0,13 m2

Tenaga kipas

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

8.9 Kebutuhan Listrik Pabrik 8.9.1 Peralatan Proses

Tabel 8.5 Kebutuhan listrik pada peralatan proses No

Kode

Nama Alat

Kebutuhan energi Hp

Watt

1

B-101

Reboiler

6

4.474,2

2

BL-101

Belt Conveyor

0,5

372,849

3

BC-102

Belt Conveyor

0,5

372,849

4

BC-103

Belt Conveyor

0,5

372,849

5

BC-104

Belt Conveyor

0,5

372,849

6

BC-105

Belt Conveyor

0,5

372,849

7

BC-106

Belt Conveyor

0,5

372,849

8

BC-107

Belt Conveyor

0,5

372,849

9

BC-108

Belt Conveyor

0,5

372,849

10

BC-109

Belt Conveyor

0,5

372,849

11

BC-110

Belt Conveyor

1

745,699

12

BC-111

Belt Conveyor

1

745,699

13

BE-101

Bucket Elevator

3

2.237,1

14

BL-101

Bleaching Tank

1

745,699

15

D-101

Degumming Tank

2

1.491,399

VIII-33

No

Kode

Nama Alat

Kebutuhan energi Hp

Watt

16

R-102

Interesterifikasi Tank

1

745,699

17

M-101

Mixer

1,5

1.118,549

18

M-102

Mixer

1,5

1.118,549

19

M-103

Mixer

1,5

1.118,549

20

P-101 A/B

Pompa

1

745,699

21

P-102 A/B

Pompa

1

745,699

22

P-103 A/B

Pompa

1

745,699

23

P-104 A/B

Pompa

1

745,699

24

P-105 A/B

Pompa

1

745,699

25

P-106 A/B

Pompa

1

745,699

26

P-107 A/B

Pompa

1

745,699

27

P-108 A/B

Pompa

1

745,699

28

P-109 A/B

Pompa

1

745,699

29

P-111 A/B

Pompa

1

745,699

30

P-112 A/B

Pompa

1

745,699

31

P-113 A/B

Pompa

1

745,699

32

P-114 A/B

Pompa

1

745,699

33

P-115 A/B

Pompa

1

745,699

34

P-116 A/B

Pompa

1

745,699

35

P-117 A/B

Pompa

1

745,699

36

P-118 A/B

Pompa

1

745,699

37

R-101

Netralization Tank

1,5

1.118,549

44,5

92.437,95

TOTAL Total kebutuhan listrik pada peralatan proses

= 44,5 hp

VIII-34

= 92.437,95 Watt = 92,44 kW 8.9.2 Peralatan Unit Utilitas Tabel 8.6 Kebutuhan listrik pada peralatan unit utilitas No.

Kode

Kebutuhan energi hp Watt 30 22.371 51 38.030,69 10 7.457 43 32.065,09

Nama Alat

B-401 Boiler CL-401 Clarifier CM-101 Kompresor D-401 Deaerator P-401 – 5 Pompa Utilitas 10 P-418 A/B T-403 7 Tangki Pelarutan Alum 0,5 T-404 8 Tangki Pelarutan Soda Abu 0,5 T-410 9 Tangki Pelarutan NaCl 0,5 T-411 10 Tangki Pelarutan NaOH 0,5 T-413 11 Tangki Pelarutan Hidrazin 0,5 T-408 12 Tangki Pelarutan Desinfektan 0,5 CT-401 13 Cooling Tower 0,5 TOTAL 147,5 Total kebutuhan listrik pada peralatan utilitas = 192 hp 1 2 3 4

7.457 372,849 372,849 372,849 372,849 372,849 372,849 372,849 109.990,73

= 202.428,68 Watt = 202,43 kW 8.9.3 Kebutuhan Listrik untuk Penerangan Tabel 8.7 Perincian kebutuhan listrik untuk penerangan Kebutuhan Ukuran Luas No Penggunaan Lahan daya (m) (m2) (Watt/m2) 1 2 3 4

Pos keamanan Musholla Area utilitas Diklat

5

Taman dan halaman

6 7

Bengkel Pemadam kebakaran Area proses dan penyimpanan

8

Kategori

Total daya (Watt)

2(3×3) 15×15 100x30 15x8 (5x10) (10x20) 20×8 2(15x8)

18 225 3.000 120

5 20 50 10

A C D B

90 4.500 150.000 1.200

250

20

C

5.000

160 240

10 10

B B

1.600 2.400

330x150

49.500

50

D

2.475.000

VIII-35

No

Penggunaan Lahan

9 10 11 12 14 15 16 17

Laboratorium Poliklinik Kantin Ruang kontrol Parkir truk Parkir kendaraan Unit tenaga listrik Gudang Peralatan Area perluasan pabrik Akses trasportasi di dalam pabrik TOTAL

18 19

15x8 15x15 15×10 30×10 40×25 10x8 20×15 10×10

120 225 150 300 1000 80 300 100

Kebutuhan daya (Watt/m2) 10 20 20 20 50 5 20 50

100×50

5.000 6.000

Ukuran (m)

Luas (m2)

67.388

Total penerangan listrik untuk penerangan pabrik adalah

B C C C D A C D

Total daya (Watt) 1.200 4.500 3.000 6.000 50.000 400 6.000 5.000

50

D

250.000

5

A

30.000

Kategori

505 = 3.034.890 W = 3.034,89 kW

Total kebutuhan listrik = 92,44 kW + 202,43 kW + 3.034,89 kW = 3.237,32 kW

3.034.890

BAB IX ANALISA EKONOMI

Kelayakan suatu pabrik selain mempertimbangkan faktor teknis juga harus ditinjau dari segi ekonomis, apakah menguntungkan atau tidak. Oleh sebab itu, maka perlu dilakukan perhitungan studi kelayakan (feasibility) atau analisa ekonomi terhadap pabrik tersebut. Faktor-faktor yang harus diperhatikan mencakup laju pengembalian modal dan titik impas produksi (Break Even Point).

9.1

Modal yang di Investasikan (Capital Investment) Capital investment adalah modal yang dibutuhkan untuk mendirikan pabrik dan

menjalankan pada masa start-up sampai diyakini pabrik berjalan dengan normal. Capital Investment terdiri dari biaya untuk mendirikan pabrik (Fixed Capital Investment) dan biaya untuk menjalankan pabrik dalam waktu tertentu (Working Capital Investment). Capital Investment yang diperlukan dalam perjalanan pabrik ini dilakukan dengan menggunakan studi pendekatan yaitu metoda, dimana Capital Investment dihitung berdasarkan harga peralatan pabrik. Sumber modal yang direncanakan berasal dari modal pinjaman sebesar 40% dan modal sendiri sebesar 60% dari total investasi.

9.2

Biaya Produksi (Production Cost) Biaya produksi yaitu biaya yang diperlukan untuk mengoperasikan pabrik. Biaya

produksi dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu Manufacturing Cost dan General Expenses. Manufacturing cost yaitu biaya yang berhubungan dengan produksi langsung, biaya tetap dan biaya overhead. General Expanses yaitu biaya yang dikeluarkan untuk keperluan administrasi, pembayaran gaji eksekutif, distribusi dan penjualan produk, serta penelitian dan pembiayaan lainnya.

9.3

Analisa Keuntungan dan Kerugian Analisa keuntungan (profitabilitas) dilakukan berdasarkan metode Cash flow. Analisa

laba dan rugi meliputi: a.

Laba kotor dan laba bersih

b.

Laju pengembalian modal (Internal Rate of Return)

c.

Waktu pengembalian modal (Pay Out Time)

d.

Titik impas (Break Event Point).

IX-1

IX-2

Pada perhitungan analisa laba dan rugi ini dilakukan beberapa asumsi dan ketentuan yang mendekati keadaan riil. a. Usia pabrik diperkirakan 20 tahun. Kapasitas produksi masing-masing adalah: -

Tahun ke-1

= 80 %

-

Tahun ke-2

= 90 %

-

Tahun ke-3 hingga ke-18

= 100 %

-

Tahun ke-19

= 90 %

-

Tahun ke-20

= 80 %

b. Bunga pinjaman sebesar 12 % per tahun. c. Masa konstruksi pabrik dan bangunan 2 tahun. d. Pengembalian pinjaman direncanakan dalam jangka waktu 10 tahun setelah pabrik berproduksi. e. Pajak penghasilan 25% per tahun.

9.3.1 Laba Kotor dan Laba Bersih Laba adalah hasil yang diperoleh dari total penjualan dikurangi total ongkos produksi. Laba yang diperoleh sebelum dikurangi pajak penghasilan disebut laba kotor, sedangkan laba yang diperoleh setelah dikurangi pajak penghasilan disebut dengan laba bersih.

9.3.2 Internal Rate of Return (IRR) Internal rate of return merupakan perbandingan antara laba yang diperoleh tiap tahun terhadap modal yang ditanamkan. Internal Rate of Return (IRR) dapat digunakan untuk mengetahui apakah suatu pabrik layak didirikan atau tidak. Apabila IRR yang diperoleh lebih besar dari laju bunga uang yang didepositokan di bank, maka pabrik dikatakan layak didirikan ditinjau dari segi ekonomis. Berdasarkan perhitungan pada Lampiran E, maka IRR untuk pabrik margarin diperoleh sebesar 68,21 % (berdasarkan Net Cash Flow).

9.3.3 Pay Out Time (POT) Pay out time adalah lamanya waktu yang diperlukan untuk mengembalikan modal yang dipinjamkan untuk mendirikan suatu pabrik. Untuk pabrik margarin yang direncanakan ini diperoleh POT selama 3 tahun 5 bulan (berdasarkan Net Cash Flow).

IX-3

9.3.4 Break Event Point (BEP) Break event point adalah titik impas dimana hasil penjualan sama dengan biaya yang dikeluarkan untuk produksi. Berdasarkan hasil perhitungan pada Lampiran E maka diperoleh BEP sebesar 37,1 % (berdasarkan Net Cash Flow).

9.4

Hasil Perhitungan Analisa Ekonomi Hasil perhitungan analisa ekonomi yang diperoleh pada Lampiran E adalah sebagai

berikut:

1.

Fixed Capital Investment

= Rp. 458.059.817.700.-

2.

Working Capital Investment = Rp.

3.

Total Capital Investment

= Rp. 538.893.903.200.-

4.

Total Biaya Produksi

= Rp. 6.543.568.386.600.-

5.

Hasil Penjualan

= Rp. 7.093.793.896.200.-

6.

Laba bersih

= Rp.

7.

IRR

= 68,21 %

80.834.085.500.-

314.141.950.800.-

80.000.000.000,00 70.000.000.000,00

Biaya (Rp)

60.000.000.000,00 50.000.000.000,00 40.000.000.000,00

37,1%

SC

30.000.000.000,00

TPC

20.000.000.000,00

FC

10.000.000.000,00 0,00

Kapasitas Gambar 9.1 Kurva break even point metode cash flow

BAB X KESIMPULAN

Dari hasil perhitungan prarancangan pabrik margarin, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1.

Pabrik direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun dalam 24 jam sehari dengan kapasitas produksi 180.000 ton/tahun.

2.

Jumlah Crude Palm Oil yang diperlukan sebagai bahan baku utama adalah 68.470,457 ton/tahun atau 8.645,26 kg/jam.

3.

Lokasi pabrik direncanakan didirikan di daerah Tanjung Seumentoh Kecamatan Karang Baru Kabupaten Aceh Tamiang Provinsi Aceh dengan luas tanah 67. 388 m2.

4.

Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan struktur organisasi yang direncanakan adalah garis dan staf dengan jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 200 orang.

5.

Dari hasil analisa ekonomi diperoleh, a. Fixed Capital Investment

= Rp.

458.059.817.700.-

b. Working Capital Investment

= Rp.

80.834.085.500.-

c. Total Capital Investment

= Rp.

538.893.903.200.-

d. Total Biaya Produksi

= Rp. 6.543.568.386.600.-

e. Hasil Penjualan

= Rp. 7.093.793.896.200.-

f. Laba bersih

= Rp.

g. Pay Out Time (POT)

= 3 tahun 5 bulan

h. Break Even Point (BEP)

= 37,1 %

314.141.950.800.-

i. Internal Rate of Return (IRR) = 68,21 %

6.

Berdasarkan data-data di atas dapat disimpulkan bahwa Prarancangan Pabrik margarin dengan kapasitas produksi 180.000 ton/tahun layak dilanjutkan ke tahap rancangan.

X-1

DAFTAR PUSTAKA

Akbar, M.A., 2012. Optimasi Ekstraksi Spent Bleaching Earth Dalam Recovery Minyak Sawit. Skripsi. Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Jakarta. Allen, R. R.1982. “Bailey’s industrial oil and fat products”. Vol. 2, 4th. ed. New York. John Wiley & Sons. Inc.1-95 Alonso, L., Fraga, M.J dan Juarez, M. 2000. Determination of Trans Fatty Acids and Fatty Acid Profiles in Margarines Marketed in Spain. J. Am. Oil Chem. Soc. 77, 2 : 131-135. Anggirasti. 2008. Gliserolisis RBDPO (Refined Bleached Deodorized Palm Oil) dengan lipase untuk sintesis MDAG (Mono-diasilgliserol). Tesis. Program Studi Ilmu Pangan. Institut Pertanian Bogor. Bogor. ASME. 2010. ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II. ASME Press. New York. ASME. 2010. ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII division 2. ASME Press. New York. August, E. G. 2000. Kajian lipase amobil dari Aspergillus niger pada pembuatan MAG yang bersifat antibakteri dati minyak kelapa. Tesis. Program Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. BAPEDAL. 2013. Data Base Sungai Krueng Aceh Tamiang. Aceh. Beliz, H. D dan Grosch, W. 1987. Food Chemistry. Springer-Verlay. Berlin. Heidelberg. Buthod, P. 1995. Pressure Vessel Handbook. Tenth Edition. Pressure Vessel Publishing. Inc. Tulsa. Oklahoma. Brown, G. G. 1978. Unit Operations. Modern Asia Editions. Brundrett, L., Liu, C. 2002. Sample Vessel 4 Pressure Calculations. XYZ Vessel Corp. Canada. Couper, R. J. 2005. Chemical Process Equipment: Selection and Design 2nd Edition. Gulf Professional Publishing. Linacre House Jordan Hill Oxford. UK. Crueger, W. dan Crueger, A. 1984. Biotechnology: A Textbook of Industrial Microbiology. Science Tech Inc. USA.

P-1

P-3

Direktorat Jenderal Perkebunan. 2014. Statistik Komoditas Kelapa Sawit. Departemen Pertanian RI. Jakarta. Dow Chemical Company. 1998. Dow’s Fire and Explosion Index Hazard Classification Guide 7th edition. American Institute of Chemical Engineering (AIChE). New York. Elizabeth, J., Jatmika, A dan Sinaga, K. 1999. Synthesis of n-3 PUFA-Rich Palm Oil Lipase Catalyzed Acidolysis, J. Penelitian Kelapa Sawit. 87(1): 4356. Elisabeth, J dan Siahaan, D. 2000. Spesifisitas Lipase Dedak Padi Terhadap Jenis Substrat dan Aplikasi Potensialnya untuk Biotransformasi Fluida. Jurnal Penelitian Kelapa Sawit. 8(3): 167-184. Ellaiah, P., Prabhakar, T., Ramakrishna, T, A., dan Adinarayana, K. 2004. Production of lipase by immobilized cells of Aspergillus niger. Process Biochem, 39.525-528. Falony,G., Armas, J.C., Mendoza, J.C.D dan Hernandez, J.L.M. 2006. Production of Extracellular Lipase from Aspergillus niger by Solid-State Fermentation. Food Technol. Biotechnol. 44 (2) 235–240. Forssell, P., Kerniven, R., Lappi, M., Linko, P., Suortti, T., dan Poutanen, K. 1992. Effect of Enzymatic Interesterification on The Melting Point of Tallow-Rapeseed Oil (LEAR) mixture. Journal of The American Oil Chemists Society. 69: 126-129. Fox, B. A dan Cameron, A.G. 1982. Food Science. A Chemical Approach. Hodder and Stoughton. London. Gandhi, N. N. 1997. Application of Lipase. J. Am. Oil Chem. Soc. 74, 6:621-634. Geankoplis, C. J. 1997. Transport Processes and Unit Operation. 3th Edition. Prentice Hall. Inc, USA. Gunstone, F. D dan Norris, F.A. 1983. Lipids in Foods Chemistry, Biochemistry and Technology. Pergamon Press. Oxford New York. Toronto Sydney, Paris Frankfurt. Hamilton dan Feona. 1995. Current Awareness. Current Techniques. England: Gower. Hamilton, P. 1995. Dasar-dasar Keperawatan Maternitas. Edisi 2. Jakarta: EGC. Hardianto. 2007. Prarancangan Pabrik Margarin dari Palm Olein dan Palm Sterin

P-1

P-3

dengan Kapasitas Produksi 180.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir Teknik Kimia Universitas Syiah Kuala. Banda Aceh

Himmelblau, D.M., 1982. Basic Principle and Calculation in Chemical Engineering. 4th edition. New Jersey: Retice-Holl Inc, Engkwood Cliffs. Huang dan Yi-Pin., 2009. Biodiesel Production from Residual Oils Recovered from Spent Bleaching Earth. Renewable Energy 35. 269-274. Huyghebaert, A.,Verhaeghe, D dan Moor, H.D., 1994. Fat Product Using Chemical and Enzymatic interesterification. Di dalam: Moran DPJ dan KK Rajah, editors. Fats in Food Products. London: Blackie Academic dan Proffersional. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor Kep 51/MENLH/10/2008. Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri. Kementerian Lingkungan Hidup. Jakarta. Kern, D.Q., 1965. Process Heat Transfer. McGraw-Hill Book Company. Singapore. Ketaren, S., 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan, Edisi Pertama, UI-Press, Jakarta. Kristanti, N. D., 2001, Pemurnian Parsial dan Karakterisasi Lipase Ekstraseluler dari Kapang Rhizopus oryzae TR 32, Tesis, Program Pascasarjana, IPB, Bogor. Lehninger, A.H., 1995. Dasar – dasar Biokimia. Erlangga. Jakarta. Lidya, B dan Djenar, N.S., 2000. Dasar Bioproses. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi DEPDIKNAS, Jakarta. Liu, K.J., Chang, H.M., dan Liu, K.M. 2007, Enzymatic Synthesis of Cocoa Butter Analog Through Interesterification of Lard and Tristearin in Supercritical Carbon Dioxide by Lipase, J. Food Chem, 100: 1303-1311. Martin, J.C., Nour. M., Lavillonniere. F., and Sebedio. J.L., 1998. Effect of Fatty Acid Positional Distribusi and Triacylglycerol Composition on Lipid by Product Formation During Heat Treatment : II. Trans Isomers. JAOCS Soc 75(9): 1073-78. Eddy dan Metcalf, 2003. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. Edisi IV. McGraw Hill Inc. New York.

P-1

P-3

Mhetras, N. B., 2009. Purification and Characterization of Acidic Lipase from Aspergillus niger NCIM 1207. Bioresource Technology, 100, 1486-1490.

P-1

P-4

Mousata, C.O dan Akoh., 1998. Influence of Lipase-Catalized Interesterifikasi on the Oxidative Stability of Melon Seed Oil Triacylglycerol. J. Am. Oil Chem. Soc. 75, 9:1155-1159. Nurhayati, D dan Rahmah, J., 2014. Prarancangan Pabrik High Impact Polystyrene (HIPS) dari Styrene Monomer dengan Kapasitas Produksi 50.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir Teknik Kimia Universitas Syiah Kuala. Banda Aceh. O’Brien, R.D., 2008, Fats and Oils, Formulating and Processing For Aplication, Edition second, Technomic Publishing Company, Inc. USA. Osborn, H. T., C.C. Akoh, 2002, Enzymatically Modified Beef Tallow as a Subtitute for Cocoa Butter, J. Of Food Science, 67(7): 2480-2485. Othmer, D.F. dan Kirk, R.E. 2007. Encyclopedia of Chemical Engineering Technology. New York: John Wiley and Sons Inc. Pandiangan, P., 2008. Studi Proses Interesterifikasi Enzimatik (EIE) Campuran Minyak Sawit dan Minyak Kelapa untuk Produksi Bahan Baku Margarin Bebas Asam Lemak Trans, Institut Teknologi Bogor. Bogor. Pera, L. R., 2006. Catalytic Properties of Lipase Extracts from Aspergillus niger. Food Technol , 44 (2). 247-252. Perry, R.H and Green, D.W., 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. 7th Edition, McGraw-Hill Book Company, New York. Perry, R.H., 1999, Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, Mc-Graw Hill Companies, New York. Petrauskaite, V., Greyt, W.D., Kellens, M dan Huyghebaert, A., 1998. Physical and Chemical Properties of Trans – Free Fats Produced by Chemical Interesterification of Vegetable Oil Blends. J. Am, Oil Chem. Soc. 75, 4:489 – 493. Pore, J. 1993. Oil and Fat Manual. New York: Intercept. Ltd. J.Surfactants and Detergents,Vol. 9, No. 2 (quarterly 2). 161-167. PT. Pasifik Palmindo Indonesia, 2013, Perusahaan Pengolahan Minyak Sawit, Medan. Rasimah, 2011. Prarancangan Pabrik Margarin Bebas Lemak Trans dengan Proses Interesterifikasi Enzimatik dengan Kapasitas Bahan Baku 100.000 Ton/Tahun. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala. Banda Aceh.

P-1

P-4

Reklaitis, G.V., 1983. Introduction to Material and Energy Balance. John Wiley and Sons, Inc., New York.

P-1

P-5

Saktiwansyah, E., 2001. Karakterasi Enzim Lipase Intraseluler Dengan Aktivitas Esterifikasi Dari Kapang Rhizopus Oryzae TR 32. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Sebedio, J.L and Chardigny, J.M., 1996. Physiological Affect of trans and Cyclic Fatty Acid In : Perkins, E.G. and Erickson, M.D. (eds). Deep Frying, Chemistry, Nutrition and Practical Application. P 181-209. AOCS Press Campaign. Illinois. Seribury, V dan Akoh, C.C., 1998. Enzymatic Transesterification of Triolein and Stearic Acids and Solid Fat Content of Their Product. J. Am. Oil Chem. Soc. 75, 4 : 511-516. Shahidi, F., 2005. Oil and Fat Product Sixth Edition, Volume 3. New Jersey, Canada. Silalahi, J. 1999. Modification of Fats and Oils. Media Farmasi Vol. 7 No. 1:1-16. Silalahi, J. 2000. Hypocholesterolemic Factors in Foods : A Review. Indonesian food and Nutrition Progress Vol. 7 No. 1 : 26-35. Smith. R., 2005. “Chemical Process Design and Integration” 5rd Edition. Mc Graw Hill. Inc. New York. p. 157 – 177 Sreenivasan, B., 1978. Interesterification of Fats. J. Am. Oil Chem. Soc. 55, 11:796-805. Supriadi, 2007. Prarancangan Pabrik Margarin dari Palm Olein dan Palm Stearin dengan Kapasitas Produksi 180.000 ton/tahun. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala. Aceh. Swern, D. 1982. Bayley’s Industrial Oil and Fat Products. Vol . 2 4th Ed. John Wiley and Sons Inc., New York. Syaubari dan Mahidin, 2009. Azas Teknik Kimia. Syiah Kuala University Press. Banda Aceh. Timmerhaus, K.D., Peter, M.S and West, R.E., 2002, Plant Design and Economics for Chemical Engineers. 6th Edition, McGraw Hill International Editions, Singapore. Tombs, M.P., 1995. Enzymes in The Processing of Fats and Oils. Di dalam: Tucker GA dan LFJ Woods, editors. Enzymes in Food Processing. London, Glasgow, Weinheim, New York, Tokyo, Melbourne, Madras: Blackie Academic dan Professional.

P-1

P-2

Tsanev, R., Russeva, A., Rizov, T dan Dontcheva, I., 1998. Content of Trans Fatty Acids in Edible Margarines. J. Am. Oil Chem. Soc. 75, 2 : 143145. United States Patent, Patent Number 5,929,205, 1999, “Method of Continuously Dissolving Rubber”, Washington DC. Willis, M. W., Lencki, R.W dan Marangoni, A.G., 1998. Lipid Modification Strategies in The Production of Nutritionally Functional Fats and Oils. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 38(8) : 639-674. Wong, D.W.S. 1989. Mechanism and Theory in Food Chemistry. Van – Nostrand Reinhold. New York. Vonna, Y.S.L and Egon G.G., 2008, Naturalistic Inquiry, Beverly Hill, California:Sage Publication Yaws, C.L., 1999. Chemical Propertie’s Handbook. McGraw-Hill. Texas, USA.

P-6

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Perhitungan neraca massa didasarkan pada tetapan sebagai berikut: Kapasitas produksi

: 180.000 Ton/tahun

Jumlah hari produksi : 330 Hari/Tahun Basis perhitungan

: kg/jam

Bahan Baku

: CPO (Crude Palm Oil)

Produk

: Margarin

Kapasitas Produksi

Kg 180.000 ton 1 tahun 1000 kg 1 hari = × × × Jam 1 tahun 330 hari 1 ton 24 jam = 22.727,273 kg/jam

Tebakan awal kapasitas bahan baku : 79.200 Ton/tahun 79.200

ton 79.200 ton 1 tahun 1000 kg 1 hari = × × × tahun 1 tahun 330 hari 1 ton 24 jam = 10.000 kg/jam

Setelah dihitung ternyata produk margarin yang dihasilkan sebesar 208.206,583 ton/tahun. Sehingga bahan baku perlu dikalikan dengan faktor koreksi agar target produksi terpenuhi. Faktor koreksi = Kapasitas bahan baku sebenarnya

180.000 ton/tahun 208.206,583 ton/tahun

= 0,8645

= 10.000 kg/jam x 0,8645 = 8645,26 kg/jam = 68.470,457 ton/tahun

Tabel A.1 Komposisi Crude Palm Oil (CPO) Komponen Komposisi (%) Trigliserida 95 FFA 3,5 Impuritis 0,1 Zat warna 0,1 Gums 1,3 Total 100 (Sumber: Pasifik Palmindo Indonesia, 2013)

A-1

A-2

Tabel A.2 Komposisi Free Fatty Acid (FFA) pada CPO Senyawa (%) Rumus Molekul Laurat 0,2 C12H24O2 Miristat 1,1 C14H28O2 Palmiat 44 C16H32O2 Stearat 4,5 C18H36O2 Arakhidoat 0,4 C20H40O2 Palmitoleat 0,1 C16H14O2 Oleat 39,2 C18H34O2 Linoleat 10,1 C18H32O2 Linolenat 0,4 C18H30O2 (Sumber : Hamilton, 1995)

BM 200 228 256 284 312 238 282 280 278

Menghitung BM FFA rata-rata: = {[(%laurat . BMlaurat) + (%miristat . BMmiristat) + (%palmiat . BMpalmiat) + (%stearat . BMstearat) + (%Arakhidoat . BMarakhidoat) + (%palmitoleat . BMpalmitoleat) + (%oleat . BM oleat)

+ (%linoleat . BMlinoleat) + (%linolenat . BMlinolenat) / 100%]}

= {[(0,2% . 200) + (1,1% . 228) + (44% . 256) + (4,5% . 284) + (0,4% . 312) + (0,1% . 238) + (39,2% . 282) + (10,1% . 280) + (0,4% . 278)] / 100%]} BM FFA = 269,75 kg/mol

A.1 Tangki Degumming (D-101) Fungsi: Sebagai tempat pencampuran H3PO4 dan CPO untuk menggumpalkan dan mengendapkan zat-zat seperti posfatida, gums dan resin. Trigliserida Zat warna Impuritis Gums FFA

F1

F3

F4

Larutan H3PO4 - H3PO4

- Air

Trigliserida Zat warna Air Impuritis Gums FFA H3PO4

A-3

Gambar A.1 Alur neraca massa pada Tangki Degumming (D-101)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 7 – 9 = -2 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada Tangki Degumming (D-101), diperlukan beberapa asumsi: a. Kapasitas bahan baku sebenarnya, F1umpan masuk = 8645,26 kg/jam b. H3PO4 yang dibutuhkan sebesar 0,1% dari umpan masuk (Bailey’s Vol 2, 2005).

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = jumlah massa keluar F1 + F3 = F4 ................................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F1X1TG + F3X3TG = F4X4TG ........................................................................ (2) F1X1ZW + F3X3ZW = F4X4ZW ...................................................................... (3) F1X1FFA + F3X3FFA = F4X4FFA .................................................................... (4) F1X1Imp + F3X3Imp = F4X4Imp ..................................................................... (5) F1X1Gum + F3X3Gum = F4X4Gum .................................................................. (6) F1X1H3PO4 + F3X3H3PO4 = F4X4H3PO4 .......................................................... (7) Dari persamaan (2) diperoleh: F1X1TG = F4X4TG F4X4TG = 8.212,997 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F1X1ZW = F4X4ZW F4X4ZW = 8,645 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F1X1FFA = F4X4FFA F4X4FFA = 302,584 kg/jam

A-4

Dari persamaan (5) diperoleh: F1X1Imp = F4X4Imp F4X4Imp = 8,645 kg/jam Dari persamaan (6) diperoleh: F1X1Gum = F4X4Gum F4X4Gum = 112,388 kg/jam Dari persamaan (7) diperoleh: F3X3 Lar.H3PO4 = 0,1% F1umpan masuk = 0,001 x 8.645,26 kg/jam = 8,645 kg/jam Diketahui : Konsentrasi H3PO4 80% dan Air 20%  80% F3X3 H3PO4 = F4X4 H3PO4 8,645 kg/jam x 0,8 = F4X4 H3PO4 F4X4 H3PO4 = 6,916 kg/jam  20% F3X3 Air = F4X4 Air 8,645 kg/jam x 0,2 = F4X4 Air F4X4 Air = 1,729 kg/jam Total komponen F4 F4 = F4X4FFA+F4X4TG+F4X4Imp+F4X4ZW+F4X4Gum+F4X4H3PO4+ F4X4Air = (302,584 + 8212,997 + 8,645 + 8,645 + 112,388 + 6,916 + 1,729) kg/jam = 8.653,905 kg/jam Fraksi komponen masing-masing (X4):  H3PO4

: F4X4 H3PO4 = F4H3PO4 : X4 H3PO4=

6,916 kg/jam .

,

kg/jam

: X4 H3PO4 = 0,0008  Impuritis

: F4X4Imp = F4Imp : X4Imp =

8,645 kg/jam .

: X4Imp = 0,001

,

kg/jam

A-5

 Trigliserida : F4X4TG = F4TG : X4TG =

8.212,997 kg/jam .

,

kg/jam

: X4TG = 0,9491  Zat warna : F4X4ZW = F4ZW : X4ZW =

8,645 kg/jam .

: X4ZW = 0,001  Gums

,

: F4X4Gums = F4Gums 112,388 kg/jam

: X4Gums =

.

: X4Gums = 0,013  Air

kg/jam

,

kg/jam

: F4X4Air = F4Air : X4Air =

1,729 kg/jam .

,

kg/jam

: X4Air = 0,0002  FFA

: X4FFA = 1 – (X4H3PO4 + X4Imp + X4TG + X4ZW + X4Gums + X4Air) : X4FFA = 1 – (0,0008 + 0,001 + 0,9491 + 0,001 + 0,013 + 0,0002) : X4FFA = 0,035

Laju alir setiap komponen dalam tangki degumming (D-101) dapat dilihat pada Tabel A.3 dibawah ini: Tabel A.3 Neraca massa pada tangki degumming (D-101) Aliran masuk 1 Komponen F X1 F3 (kg/jam) X3 (kg/jam) Trigliserida 8212,997 0,95 Zat warna 8,645 0,01 Impuritis 8,645 0,01 FFA 302,584 0,035 Gums 112,388 0,013 H3PO4 6,916 0,8 Air 1,729 0,2 Subtotal 8.645,25 1 8,645 1 Total 8.653,905

Aliran Keluar F (kg/jam) X4 4

8212,997 0,9491 8,645 0,001 8,645 0,001 302,584 0,035 112,388 0,013 6,916 0,0008 1,729 0,0002 8.653,905 1 8.653,905

A-6

A.2 Centrifuge I (CF-101) Fungsi : Untuk memisahkan air, impuritis, H3PO4 dan gums dari crude palm oil. F6 F5

4

F

Trigliserida Zat warna Impuritis Gums FFA H3PO4 Air

Trigliserida Zat warna Impuritis FFA Air

Gums Impuritis H3PO4 Air

Gambar A.2 Neraca massa pada Centrifuge I (CF-101)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 7 – 9 = -2 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada Centrifuge I (CF-101), diperlukan asumsi: a. Bahwa fraksi impuritis dan air yang terpisah adalah 99% dari minyak. b. Bahwa fraksi H3PO4 dan gums yang terpisah adalah 100% dari minyak. Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F4 = F5 + F6 ................................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F4X4TG = F5X5TG + F6X6TG ........................................................................ (2) F4X4ZW = F5X5ZW + F6X6ZW ....................................................................... (3) F4X4Imp = F5X5Imp + F6X6Imp ...................................................................... (4) F4X4FFA = F5X5FFA + F6X6FFA .................................................................... (5)

A-7

F4X4Gum = F5X5Gum + F6X6Gum ................................................................... (6) F4X4H3PO4 = F5X5H3PO4 + F6X6H3PO4 ........................................................... (7) Dari persamaan (2) diperoleh: F4X4TG = F6X6TG F6X6TG = 8.212,997 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F4X4ZW = F6X6ZW F6X6ZW = 8,645 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F5X5Imp

= 99% . F4X4Imp = 0,99 x 8,645 kg/jam = 8,637 kg/jam

6

6

FX

Imp

= F4X4Imp – F5X5Imp

F6X6Imp = 8,645 kg/jam – 8,637 kg/jam F6X6Imp = 0,009 kg/jam Dari persamaan (5) diperoleh: F4X4FFA = F6X6FFA F6X6FFA = 302,584 kg/jam Dari persamaan (6) diperoleh: F4X4Gum = F5X5Gum F5X5Gum = 112,388 kg/jam Dari persamaan (7) diperoleh: F4X4H3PO4 = F5X5H3PO4 F5X5H3PO4 = 6,916 kg/jam Total komponen F4 F5

= F5X5Imp + F5X5Gum + F5X5 H3PO4 + F5X5 Air = (8,637 + 112,388 + 6,916 + 1,556) kg/jam = 129,497 kg/jam

A-8

Fraksi komponen masing-masing (X5):  H3PO4

: F5X5 H3PO4 = F5H3PO4 6,916 kg/jam

: X5 H3PO4=

129,497 kg/jam

: X5 H3PO4 = 0,053  Impuritis

: F5X5Imp = F5Imp 8,637 kg/jam

: X5Imp =

129,497 kg/jam

: X5Imp = 0,067 : F5X5Air = F5Air

 Air

: X5Air =

1,556 kg/jam 129,497 kg/jam

: X5Air = 0,012  Gums

: X5Gum = 1 – (X5H3PO4 + X5Imp + X5Air) : X5Gum = 1 – (0,053 + 0,067 + 0,012) : X5Gum = 0,868

Total komponen F6 F6

= F6X6TG + F6X6FFA + F6X6Imp + F6X6ZW + F6X6Air = (8.212,997 + 302,584 + 0,009 + 8,645 + 0,173) kg/jam = 8.524,408 kg/jam

Fraksi komponen masing-masing (X6):  Trigliserida : F6X6TG = F6TG : X6TG =

8.212,997 kg/jam 8.524,408 kg/jam

: X6TG = 0,963468  FFA

: F6X6FFA = F6FFA : X6FFA =

302,584 kg/jam

8.524,408 kg/jam

: X6FFA = 0,035496  Zat warna : F6X6ZW = F6ZW : X6ZW =

8,645 kg/jam

8.524,408 kg/jam

: X6ZW = 0,001014

A-9

: F6X6Air = F6Air

 Air

: X6Air =

0,173 kg/jam

8.524,408 kg/jam

: X6Air = 0,00002  Impuritis

: X6Imp = 1 – (X6TG + X6FFA + X6ZW + X6Air) : X6Imp = 1 – (0,963468 + 0,035496 + 0,001014 + 0,00002) : X6Imp = 0,000001

Laju alir setiap komponen dalam centifuge I (CF-101) dapat dilihat pada Tabel A.4 dibawah ini: Tabel A.4 Neraca massa pada centifuge I (CF-101) Aliran masuk Aliran Keluar Komponen F4 (kg/jam) X4 F5 X5 F6 X6 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,9491 8.212,997 0,963468 Zat warna 8,645 0,001 8,645 0,001014 Impuritis 8,645 0,001 8.637 0,067 0,009 0,000001 FFA 302,584 0,035 302,584 0,035496 Gums 112,388 0,013 112,388 0,868 H3PO4 6,916 0,0008 6,916 0,053 Air 1,729 0,0002 1,556 0,012 0,173 0,00002 Subtotal 8.653,905 1 117,431 1 8.524,408 1 Total 8.653,905 8.653,905 A.3 Tangki Netralisasi (R-101) Fungsi : Menghilangkan FFA pada degumming oil. F9 TG FFA ZW Imp Air

Larutan NaOH

F6

F11

TG ZW Imp Sabun Air NaOH GL

Gambar A.3 Alur neraca massa pada tangki netralisasi (R-101)

A-10

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 7 – 9 = -2 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada tangki netralisasi (R-101), diperlukan beberapa asumsi: a. Konversi reaksi saponifikasi untuk mengubah FFA menjadi sabun adalah sebesar 30,2% (Pore, 2006). b. Larutan NaOH yang dibutuhkan sebesar 87% dari umpan masuk.

Neraca massa total: F11 = F9 + F6 + σ.BM.r ................................................................................ (1) Neraca massa komponen: F11X11TG = F9X9TG + F6X6TG + σTGBMTG.r ................................................ (2) F11X11ZW = F9X9ZW + F6X6ZW + σZWBMZW.r ............................................. (3) F11X11Air = F9X9Air + F6X6Air + σAirBMAir.r ................................................. (4) F11X11NaOH = F9X9NaOH + F6X6NaOH + σNaOHBMNaOH.r ................................ (5) F11X11Sabun = F9X9Sabun + F6X6Sabun + σSabunBMSabun.r.................................. (6) F11X11GL = F9X9GL + F6X6GL + σGLBMGL.r ................................................. (7) Perhitungan: Reaksi saponifikasi yang terjadi adalah: C3H5(OOCR)3 + 3NaOH (Trigliserida)

(Basa)

3RCOONa + C3H5(OH)3 (Sabun)

(Reaksi A.1)

(Gliserol)

Laju pembentukan molar komponen (R) (Syaubari dan Mahidin, 2009): Rs = Nouts - Nins Laju Reaksi (r): r= Dimana: r

= laju reaksi (laju produksi molar, kmol/jam)

R

= laju pembentukan molar (kmol/jam)

A-11

N

= laju molar (kmol/jam)

σs

= koefisien reaksi

Diketahui: F6X6FFA = 302,584 kg/jam Diketahui : Konsentrasi NaOH 95% dan Air 5% F9Lar.NaOH

= 87% F6X6FFA = 0,87 x 302,584 kg/jam = 263,248 kg/jam

 F9NaOH = 95% x F9Lar.NaOH = 0,95 x 263,248 kg/jam = 250,086 kg/jam N9NaOH =

250,086 kg/jam 40kg / kmol

= 6,252 kmol/jam  F9air

= 5% x F9Lar.NaOH = 0,05 x 263,248 kg/jam = 13,162 kg/jam

N9air =

13,162 kg/jam 18kg / kmol

= 0,731 kmol/jam F inFFA

= 30,2% F6X6FFA = 0,302 x 302,584 kg/jam = 91,38 kg/jam

N inFFA

= =

,

,

/

/

= 0,339 kmol/jam

r=

=

,

/

= 0,339 kmol/jam

A-12

N outFFA

= N inFFA – r = 0,339 kmol/jam – 0,339 kmol/jam = 0 kmol/jam

F outFFA

= 0 kg/jam

N outLar.NaOH

= N inLar.NaOH – 3r =

,

/

/

– (3) x 0,339 kmol/jam

= 5,565 kmol/jam F outLar.NaOH

= N outLar.NaOH x BM NaOH = 5,565 kmol/jam x 40 kg/kmol = 222,597 kg/jam

N outRCOONa

= N inRCOONa + 3r = 0 + (3) 0,339 kmol/jam = 1,016 kmol/jam

F

out

RCOONa

= N outRCOONa x BM RCOONa = 1,016 kmol/jam x 307 kg/kmol = 311,998 kg/jam

N outGliserol

= N inGliserol + r = 0 + 0,339 kmol/jam = 0,339 kmol/jam

F outGliserol

= N inGliserol x BM Gliserol = 0,339 kmol/jam x 92 kg/kmol = 31,166 kg/jam

Dari persamaan (2) diperoleh: F11X11TG = F6X6TG + σTGBMTG.r F11X11TG = 8.212,997 kg/jam

A-13

Dari persamaan (3) diperoleh: F11X11Air = F6X6Air F11X11Air = 0,173 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F11X11ZW = F6X6ZW F11X11ZW = 8,645 kg/jam Dari persamaan (5) diperoleh: F11X11NaOH = F9X9NaOH + σNaOHBMNaOH.r F11X11NaOH = 222,597 kg/jam Dari persamaan (6) diperoleh: F11X11Sabun = σSabunBMSabun.r F11X11Sabun = 311,998 kg/jam Dari persamaan (7) diperoleh: F11X11GL = σGLBMGL.r F11X11GL = 31,584 kg/jam Total komponen F11 F11 = F11X11TG+F11X11Air+F11X11Imp+F11X11ZW+F11X11NaOH+F11X11Sabun+F11X11GL = (8.212,997 + 0,173 + 0,009 + 8,645 + 222,597+ 311,998 + 31,166) kg/jam = 8.787,829 kg/jam Fraksi komponen masing-masing (X11):  Trigliserida : F11X11TG = F11TG : X11TG =

8.212,997 kg/jam 8.787,829 kg/jam

: X11TG = 0,93461  Zat warna : F11X11ZW = F11ZW : X11ZW =

8,645 kg/jam

8.787,829 kg/jam

: X11ZW = 0,00098  Air

: F11X11Air = F11Air : X11Air =

0,173 kg/jam

8.787,829 kg/jam

: X11Air = 0,00002

A-14

 NaOH

: F11X11NaOH = F11NaOH : X11NaOH =

222,597 kg/jam

8.787,829 kg/jam

: X11NaOH = 0,02533  Sabun

: F11X11Sabun = F11Sabun : X11Sabun =

311,998 kg/jam

8.787,829 kg/jam

: X11Sabun = 0,0355  Gliserol

: F11X11GL = F11GL : X11GL =

31,166 kg/jam

8.787,829 kg/jam

: X11GL = 0,00355  Impuritis

: X11Imp = 1 – (X11TG + X11Air + X11ZW + X11NaOH + X11Sabun + X11GL) :X11Imp =1-(0,93461+0,00002+0,00098+0,02533+0,0355+0,00355) : X11Imp = 0,000001

Laju alir setiap komponen dalam tangki netralisasi (R-101) dapat dilihat pada tabel A.5 dibawah ini: Tabel A.5 Neraca massa pada tangki netralisasi (R-101) Aliran masuk 6 Komponen F X6 F9 X9 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,963468 Zat warna 8,645 0,001014 Impuritis 0,009 0,000001 FFA 302,584 0,035496 Air 0,173 0,00002 13,162 0,05 NaOH 250,086 0,95 Sabun Gliserol Subtotal 8.524,408 1 263,248 1 Total 8.787,656

Aliran Keluar F11 X11 (kg/jam) 8.212,997 0,93461 8,645 0,00098 0,009 0,000001 0,173 0,00002 222,597 0,02533 311,998 0,0355 31,166 0,00355 8.787,656 1 8.787,656

A-15

A.4 Centrifuge II (CF-102) Fungsi : Memisahkan sejumlah pengotor dalam netralization oil. F13 Air TG ZW Imp F12

F11 TG ZW Imp Air NaOH Sabun GL

NaOH Sabun GL

Gambar A.4 Alur neraca massa pada centrifuge II (CF-102)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 7 – 8 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada centrifuge II (CF-102), diperlukan beberapa asumsi: a. Bahwa fraksi produk hasil reaksi saponifikasi yang terpisah sebesar 100% dari minyak.

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F11 = F12 + F13 ............................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F11X11TG = F12X12TG + F13X13TG ................................................................. (2) F11X11ZW = F12X12ZW + F13X13ZW .............................................................. (3) F11X11Air = F12X12Air + F13X13Air ................................................................ (4) F11X11Imp = F12X12Imp + F13X13Imp .............................................................. (5) F11X11NaOH = F12X12NaOH + F13X13NaOH ...................................................... (6)

A-16

F11X11Sabun = F12X12Sabun + F13X13Sabun ....................................................... (7) Dari persamaan (2) diperoleh: F11X11TG = F13X13TG F13X13TG = 8.212,997 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F11X11ZW = F13X13ZW F13X13ZW = 8,645 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F11X11Air = F13X13Air F13X13Air = 0,173 kg/jam Dari persamaan (5) diperoleh: F11X11Imp = F13X13Imp F13X13Imp = 0,009 kg/jam Dari persamaan (6) diperoleh: F11X11NaOH = F12X12NaOH F12X12NaOH = 222,597 kg/jam Dari persamaan (7) diperoleh: F11X11Sabun = F12X12Sabun F12X12Sabun = 311,166 kg/jam Total komponen F13 F13

= F13X13TG + F13X13ZW + F13X13Imp + F13X13Air = (8.212,997 + 8,645 + 0,009 + 0,173) kg/jam = 8.221,824 kg/jam

Fraksi komponen masing-masing (X15):  Trigliserida : F13X13TG = F13TG : X13TG =

8.212,997 kg/jam 8.221,824 kg/jam

: X13 TG = 0,99893  Zat warna

: F13X13 ZW = F13ZW : X13ZW =

8,645 kg/jam

8.221,824 kg/jam

A-17

: X13 ZW = 0,00105  Impuritis

: F13X13 Imp = F13Imp : X13 Imp =

0,009 kg/jam

8.221,824 kg/jam

: X13Imp = 0,000001  Air

: X13Air = 1 – (X13TG + X13Imp + X13ZW ) : X13 Air = 1 – (0,99893 + 0,000001 + 0,00105) : X13Air = 0,00002

Total komponen F12 F12

= F12X12NaOH + F12X12Sabun + F12X12GL = ( 222,597 + 311,998 + 31,166 ) kg/jam = 565,76 kg/jam

Fraksi komponen masing-masing (X12):  NaOH

: F12X12NaOH = F12NaOH : X12NaOH =

222,597 kg/jam 565,76 kg/jam

: X12NaOH = 0,393  Sabun

: F12X12Sabun = F12Sabun : X12Sabun =

311,998 kg/jam 565,76 kg/jam

: X12Sabun = 0,551  Gliserol

: X12GL = 1 – (X12 NaOH + X12 Air + X12 Sabun) : X12GL = 1 – (0,393 + 0,55) : X12GL = 0,055

Laju alir setiap komponen dalam tangki centrifuge II (CF-102) dapat dilihat pada tabel A.6 dibawah ini: Tabel A.6 Neraca massa pada centrifuge II (CF-102) Aliran masuk Aliran Keluar Komponen F11 X11 F13 X13 F12 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,93461 8.212,997 0,99893 Zat warna 8,645 0,00098 8,645 0,00105 -

X12 -

A-18

Komponen Air NaOH Sabun Gliserol Subtotal Total

Aliran masuk F11 X11 F13 (kg/jam) (kg/jam) 0,173 0,00002 0,173 222,597 0,02533 311,998 0,0355 31,166 0,00355 8.787,656 1 8.221,824 8.787,656

Aliran Keluar X13 F12 (kg/jam) 0,00002 222,597 311,998 31,166 1 565,76 8.787,656

X12 0,393 0,551 0,055 1

A.5 Tangki Bleaching (BL-101) Fungsi : Untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak disukai dalam minyak. Air TG ZW Imp

F13

F14

BE

TG ZW Imp Air F15 BE Gambar A.5 Neraca massa pada tangki bleaching (BL-101)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 5 – 6 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada tangki bleaching (BL-101), diperlukan beberapa asumsi: a. Adanya penambahan bleaching earth (BE) sebanyak 2% dari laju alir minyak (Othmer, 2007).

A-19

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F13 + F14 = F15 ............................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F13X13TG + F14X14TG = F15X15TG ................................................................ (2) F13X13ZW + F14X14ZW = F15X15ZW .............................................................. (3) F13X13Air + F14X14Air = F15X15Air ................................................................ (4) F13X13BE + F14X14BE = F15X15BE ................................................................. (5) Dari persamaan (2) diperoleh: F13X13TG = F15X15TG F15X15TG = 8.212,997 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F13X13ZW = F15X15ZW F15X15ZW = 8,645 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F13X13Air = F15X15Air F15X15Air = 0,173 kg/jam Dari persamaan (5) diperoleh: F14X14BE

= 2% x F13Total = 0,02 x 8.221,824 kg/jam = 164,436 kg/jam

F14X14BE = F15X15BE F15X15BE = 164,436 kg/jam Total komponen F15 F15

= F15X15TG + F15X15ZW + F15X15Imp + F15X15Air + F15X15BE = (8.212,997 + 8,645 + 0,009 + 0,173 + 164,436) kg/jam = 8.386,26 kg/jam

Fraksi komponen masing-masing (X15): 

Trigliserida : F15X15 TG = F15TG

A-20

: X15 TG =

8.212,997 kg/jam 8.386,26 kg/jam

: X15TG = 0,97934  Zat warna

: F15X15 ZW = F15ZW : X15 ZW =

8,645 kg/jam

8.386,26 kg/jam

: X15ZW = 0,00103  Impuritis

: F15X15Imp = F15Imp : X15Imp =

0,009 kg/jam

8.386,26 kg/jam

: X15Imp = 0,000001  Bleaching Earth

: F15X15BE = F15BE : X15BE =

164,436 kg/jam

8.386,26 kg/jam

: X15BE = 0,01961

 Air : X15Air = 1 – (X15TG + X15Imp + X15ZW + X15BE) : X15Air = 1 – (0,97934 + 0,000001 + 0,00103 + 0,01961) : X15 Air = 0,00002 Laju alir setiap komponen dalam tangki bleaching (BL-101) dapat dilihat pada tabel A.7 dibawah ini: Tabel A.7 Neraca massa pada tangki bleaching (BL-101) Aliran masuk 13 Komponen F X13 F14 X14 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,99893 Zat warna 8,645 0,00105 Impuritis 0,009 0,000001 Air 0,173 0,00002 BE 164,436 1 Subtotal 8.221,824 1 164,436 1 Total 8.386,26

Aliran Keluar F15 X15 (kg/jam) 8.212,997 0,97934 8,645 0,00103 0,009 0,000001 0,173 0,00002 164,436 0,01961 8.386,26 1 8.386,26

A-21

A.6 Filter Press (F-101) Fungsi : Memisahkan bleaching earth dan zat warna dari minyak. TG Air Zat warna Impuritis BE

F18

F16

Filter Press

TG Air Impuritis

F17 Zat warna BE TG Gambar A.6 Neraca massa pada filter press (F-101)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 5 – 6 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada filter press (F-101), diperlukan beberapa asumsi: a. Diasumsikan bahwa fraksi trigliserida yang tidak terpisah dari bleaching earth sebesar 23% (Akbar, 2012).

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F16 = F17 + F18 ............................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F16X16TG = F17X17TG + F18X18TG ................................................................. (2) F16X16ZW = F17X17ZW + F18X18ZW ............................................................... (3) F16X16Air = F17X17Air + F18X18Air ................................................................. (4) F16X16BE = F17X17BE + F18X18BE .................................................................. (5) Dari persamaan (2) diperoleh: F17X17TG = 23% F16X16TG

A-22

= 0,01 x 8.212,997 kg/jam = 1.888,989 kg/jam 18

18

F X

TG

= F16X16TG + F17X17TG = 8.212,997 kg/jam – 1.888,989 kg/jam = 6.324,008 kg/jam

Dari persamaan (3) diperoleh: F16X16ZW = F17X17ZW F17X17ZW = 8,645 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F16X16Air = F18X18Air F18X18Air = 0,173 kg/jam Dari persamaan (5) diperoleh: F16X16BE = F17X17BE F17X17BE = 164,436 kg/jam Total komponen F17 F17

= F17X17BE + F17X17ZW + F17X17TG = (164,436 + 8,645 + 1.888,989) kg/jam = 2.062,071 kg/jam

Fraksi komponen masing-masing (X17):  Zat warna

: F17X17 ZW = F17ZW : X17 ZW =

8,645 kg/jam

2.062,071 kg/jam

: X17 ZW = 0,004

 Trigliserida : F17X17 TG = F17TG : X17 TG =

1.888,989 kg/jam 2.062,071 kg/jam

: X17TG = 0,916  Bleaching earth

: X17BE = 1 – X17ZW + X17TG : X17BE = 1 – (0,004 + 0,916) : X17 BE = 0,08

A-23

Total komponen F18 F18 = F18X18Air + F18X18TG + F18X18Imp = (0,173 + 6.324,008 + 0,009) kg/jam = 6.324,189 kg/jam Fraksi komponen masing-masing (X18):  Trigliserida : F18X18TG = F18TG : X18TG =

6.324,008 kg/jam 6.324,189 kg/jam

: X18TG = 0,99997  Air

: F18X18Air = F18Air : X18Air =

0,173 kg/jam

6.324,189 kg/jam

: X18Air = 0,00003  Impuritis

: X18Imp = 1 – (X18TG + X18Air ) : X18Imp = 1 – (0,99997 + 0,00003) : X18Imp = 0,000001

Laju alir setiap komponen pada filter press (F-101) dapat dilihat pada tabel A.8 dibawah ini: Tabel A.8 Neraca massa pada filter press (F-101) Aliran masuk Komponen F16 X16 F17 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 0,97934 1.888,989 Zat warna 8,645 0,00103 8,645 Impuritis 0,009 0,000001 Air 0,173 0,00002 BE 164,436 0,01961 164,436 Subtotal 8.386,26 1 2.062,071 Total 8.386,26

Aliran Keluar X17 F18 (kg/jam) 0,916 6.324,008 0,004 0,009 0,173 0,08 1 6.324,189 8.386,26

X18 0,99997 0,000001 0,00003 1

A-24

A.7 Tangki Regenerasi Bleaching Earth (RE-101) Fungsi : Untuk tempat meregenerasi bleaching earth sehingga dapat di recycle kembali ke dalam proses bleaching. TG ZW BE

F17

F19

n-Heksana

TG ZW n-Heksana 20 F BE Gambar A.7 Neraca massa pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 4 – 5 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101), diperlukan beberapa asumsi: a. Kebutuhan n-hexsana sebanyak 2% dari laju alir minyak (Huang dkk, 2009).

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F17 + F19 = F20 ............................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F17X17TG + F19X19TG = F20X20TG .................................................................. (2) F17X17n-Hex + F19X19n-Hex = F20X20n-Hex ........................................................ (3) F17X17BE + F19X19BE = F20X20BE .................................................................. (4)

A-25

Dari persamaan (2) diperoleh: F17X17TG = F20X20TG F20X20TG = 1.888,989 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F19X19n-Hex

= 2% F17Total = 0,02 x 2.062,071 kg/jam = 41,241 kg/jam

19

19

F X

n-Hex

20

= F X20n-Hex

F20X20n-Hex = 41,241 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F17X17BE = F20X20BE F20X20BE = 164,436 kg/jam Total komponen F20 F20 = F20X20BE + F20X20TG + F20X20n-Hex + F20X20ZW = (164,436 + 1.888,989 + 41,241 + 8,645) kg/jam = 2.103,312 kg/jam Fraksi komponen masing-masing (X20):  Trigliserida : F20X20TG = F20TG : X20TG =

1.888,989 kg/jam 2.103,312 kg/jam

: X20TG = 0,989  Bleaching earth

: F20X20BE = F20BE : X20BE =

0,173 kg/jam

2.103,312 kg/jam

: X20BE = 0,078  n-Heksana : F20X20n-Hex = F20n-Hex : X20n-Hex =

6.324,008 kg/jam 2.103,312 kg/jam

: X20n-Hex = 0,02

 Zat warna : X20ZW = 1 – (X20TG + X20BE + X20n-Hex ) : X20ZW = 1 – (0,898 + 0,078 + 0,02) : X18Imp = 0,004

A-26

Laju alir setiap komponen pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101) dapat dilihat pada tabel A.9 dibawah ini: Tabel A.9 Neraca massa pada tangki regenerasi bleaching earth (RE-101) Aliran masuk Aliran Keluar 17 17 19 19 Komponen F X F X F20 X20 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 1.888,989 0,916 1.888,989 0,898 Zat warna 8,645 0,004 8,645 0,004 n-Heksana 41,241 1 41,241 0,078 BE 164,436 0,08 164,436 0,02 Subtotal 2.062,071 1 41,241 1 2.103,312 1 Total 2.103,312 2.103,312 A.8 Centrifuge III (CF-103) Fungsi : Untuk memisahkan antara bleaching earth yang telah teregenerasi dengan komponen minyak pada bleaching oil. F22

TG ZW n-Hexsana

F21

F20

BE

TG ZW BE n-Heksana

Gambar A.8 Alur neraca massa pada centrifuge III (CF-103)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 4 – 5 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada centrifuge III (CF-103), diperlukan beberapa asumsi: a. Bahwa fraksi bleaching earth yang terpisah sebesar 100% dari minyak.

A-27

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F20 = F21 + F22 ............................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F20X20TG = F21X21TG + F22X22TG .................................................................. (2) F20X20n-Hex = F21X21n-Hex + F22X22n-Hex ........................................................ (3) F20X20BE = F21X21BE + F22X22BE .................................................................. (4) Dari persamaan (2) diperoleh: F20X20TG = F22X22TG F22X22TG = 1.888,989 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F20X20n-Hex = F22X22n-Hex F22X22n-Hex = 41,241 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F20X20BE = F21X21BE F21X21BE = 164,436 kg/jam Total komponen F22 F22 = F22X22TG + F22X22n-Hex + F22X22ZW = (1.888,989 + 41,241 + 8,645) kg/jam = 1.938,876 kg/jam Fraksi komponen masing-masing (X22):  Trigliserida : F22X22TG = F22TG : X22TG =

1.888,989 kg/jam 2.103,312 kg/jam

: X22TG = 0,974

 n-Heksana : F22X22n-Hex = F22n-Hex : X22n-Hex =

6.324,008 kg/jam 2.103,312 kg/jam

: X22n-Hex = 0,021

 Zat warna : X22ZW = 1 – (X22TG + X22n-Hex )

A-28

: X22ZW = 1 – (0,974 + 0,021) : X22ZW = 0,004 Laju alir setiap komponen dalam tangki centrifuge III (CF-103) dapat dilihat pada Tabel A.10 dibawah ini: Tabel A.10 Neraca massa pada centrifuge III (CF-103) Aliran masuk Aliran Keluar 20 20 21 Komponen F X F X21 F22 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 1.888,989 0,898 1.888,989 Zat warna 8,645 0,004 8,645 BE 164,436 0,078 164,436 1 n-Heksana 41,241 0,02 41,241 Subtotal 2.103,312 1 164,436 1 1.938,876 Total 2.103,312 2.103,312

X22 0,974 0,004 0,021 1

A.9 Tangki Interesterifikasi Enzimatik (R-102) Fungsi : Untuk mengubah karakteristik fisika kimiawi lemak dan minyak. TGMK

F29 TG Impuritis Air

Enzim TG

F30

Enzim

F18

F32 F31

TG Impuritis Air

Gambar A.9 Alur neraca massa pada tangki interesterifikasi enzimatik (R-102)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 4 – 7 = -3

A-29

Agar permasalahan dapat diselesaikan pada tangki interesterifikasi enzimatik (R102), diperlukan beberapa asumsi: a. Konversi reaksi interesterifikasi sebesar 100% (Pandiangan, 2008). b. Kebutuhan enzim lipase (protosease amilase) sebesar 5,15% dari umpan masuk (Pandiangan, 2008). c. Bahwa trigliserida yang terikut bersama enzim sebesar 2% dari umpan masuk (Rasimah, 2011).

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F18 + F29 + F30 = F31 + F32 ........................................................................... (1) Neraca massa komponen: F18X18TG + F29X29TG + F30X30TG = F31X31TG + F32X32TG .............................. (2) F18X18Air + F29X29Air + F30X30Air = F31X31Air + F32X32Air .............................. (3) F18X18EZ + F29X29EZ + F30X30EZ = F31X31EZ + F32X32EZ................................ (4) Tabel A.11 Komponen trigliserida yang terdapat didalam minyak kelapa (TGMK) Komponen Minyak Kelapa Kadar (%) Laju alir (kg/jam) Palmitat 8,5 734,847 Stearat 2 172,905 Oleat 6 518,716 Linoleat 2 172,905 Miristat 15 1.296,789 Kaproat 0,4 34,581 Kaprilat 6 518,716 Kaprat 45 3.890,367 Laurat 14 1.210,336 Arachidat 0,2 17,291 Palmitoleat 0,9 77,807 Total 100 8.645,260 (sumber : Ketaren, 1986).

Reaksi interesterifikasi menggunakan katalis enzim lipase, yaitu: Enzim lipase R1COOR2 + R3COOR4

R3COOR2+ R1COOR (Reaksi A. 2)

A-30

Diketahui: F18X18TG + F29X29TGMK

= 100% x 14.969,268 kg/jam = 14.969,268 kg/jam

Dari persamaan (2) diperoleh: F18X18TG + F29X29TG = F31X31TG + F32X32TG F31X31TG = 98% (F18X18TG + F29X29TGMK) = 0,98 x 14.969,268 kg/jam = 14.669,882 kg/jam\ F32X32TG = 2% (F18X18TG + F29X29TGMK) = 0,02 x 14.969,268 kg/jam = 299,385 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F18X18Air + F30X30Air = F31X31Air + F32X32Air F31X31Air = 0,173 kg/jam F32X32Air = 2,28% F30EZX30EZ = 0,228 x 770,917 kg/jam = 17,577 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F30X30EZ = F32X32EZ F30EZX30EZ

= 5,15% (F18X18TG + F29X29TGMK) = 0,515 x 14.969,268 kg/jam = 770,917 kg/jam

F30AirX30Air

= 2,28% F30EZX30EZ = 0,228 x 770,917 kg/jam = 17,577 kg/jam

32

32

F X

EZ

= 770,917 kg/jam - 17,577 kg/jam = 753,34 kg/jam

Total komponen F31 F31

= F31X31TG + F31X31Air + F31X31Imp = (14.669,882 + 0,173 + 0,009) kg/jam = 14.670,064 kg/jam

A-31

Fraksi komponen masing-masing (X31): : F31X31TG = F31TG

 TG

: X31TG =

14.669,882 kg/jam 14.670,064 kg/jam

: X31TG = 0,999988 : F31X31Air = F31Air

 Air

: X31Air =

0,173 kg/jam

14.670,064 kg/jam

: X31Air = 0,000012  Impuritis

: X31TG = 1 – (X31Air + X31TG) : X31TG = 1 – (0,000012 + 0,999988) : X31TG = 0,000001

Laju alir setiap komponen dalam tangki Interesterifikasi enzimatik (R-102) dapat dilihat pada tabel A.12 dibawah ini: Table A.12 Neraca massa pada tangki Interesterifikasi Enzimatik (R-102) Aliran masuk Aliran Keluar Komponen F18 X18 F30 X30 F31 X31 F32 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 14.969,268 0,999988 14.669,882 0,49202 299,385 Impuritis 0,009 0,000001 0,009 0,00001 Air 0,173 0,000012 17,577 0,023 1,173 0,00008 17,577 Enzim 753,34 0,977 0,5079 753,34 Subtotal 14.696,449 1 770,917 1 14.670,064 1 1.070,303 Total 15.740,367 15.740,367 A.10 Tangki Regenerasi Enzim (RE-102) Fungsi : Untuk tempat meregenerasi enzim sehingga dapat di recycle kembali ke dalam proses interesterifikasi enzimatik. 33

TG Air Enzim

n-Heksana

F F32

F32 Enzim 35

F

TG Air n-Heksana

Gambar A.9 Alur neraca massa pada tangki regenerasi enzimatik (RE-102)

X32 0,28 0,016 0,704 1

A-32

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 4 – 6 = -2 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada tangki regenerasi enzim (RE-102), diperlukan beberapa asumsi: a. Kebutuhan n-heksana sama dengan kebutuhan enzim (Rasimah, 2011). b. Bahwa enzim lipase yang direcycle sebesar 100%

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F32 + F33 = F34 + F35 .................................................................................... (1) Neraca massa komponen: F32X32TG + F33X33TG = F34X34TG + F35X35TG ................................................ (2) F32X32n-Hex + F33X33n-Hex = F34X34n-Hex + F35X35n-Hex .................................... (3) F32X32EZ + F33X33EZ = F34X34EZ + F35X35EZ ................................................. (4) Dari persamaan (2) diperoleh: F32X32TG = F35X35TG F32X32TG = 299,385 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F33X33n-Hex = F35X35n-Hex F33X33n-Hex = F32X32EZ = 753,34 kg/jam F35X35n-Hex = 753,34 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F32X32EZ = F34X34EZ F34EZX34EZ = 753,34 kg/jam Total komponen F35 F35

= F35X35TG + F35X35Air + F35X35n-Hex = (299,385 + 17,577 + 753,34) kg/jam = 1.070,303 kg/jam

A-33

Fraksi komponen masing-masing (X35):  TG

: F35X35TG = F35TG : X35TG =

299,385 kg/jam

1.070,303 kg/jam

: X35TG = 0,28  Air

: F35X35Air = F35Air : X35Air =

17,577 kg/jam

1.070,303 kg/jam

: X35Air = 0,016

 n-Heksana : X35n-Hex = 1 – (X35Air + X35TG) : X35n-Hex = 1 – (0,016 + 0,28) : X35n-Hex = 0,704 Laju alir setiap komponen dalam tangki regenerasi enzim (RE-102) dapat dilihat pada tabel A.13 dibawah ini: Table A.13 Neraca massa pada tangki regenerasi enzim (RE-102) Aliran masuk Aliran Keluar Komponen F32 X32 F33 X33 F34 X34 F35 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 299,385 0,28 299,385 n-Heksana 753,34 1 753,34 Air 17,577 0,016 17,577 Enzim 753,34 0,704 753,34 1 Subtotal 1.070,303 1 753,34 1 753,34 1 1.070,303 Total 1.823,643 1.823,643 A.11 Distilasi n-Heksana (D-102) Fungsi : Memperoleh n-heksana untuk direcycle kedalam proses regenerasi.

TG ZW n-Heksana TG Air n-Heksana

FD

F22

F35

n-Heksana Air

Distilasi FB

TG ZW Air

X35 0,28 0,704 0,016 1

A-34

Gambar A.11 Alur neraca massa pada distilasi n-Heksana (D-102)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 4 – 5 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada distilasi n-heksana (D-102), diperlukan beberapa asumsi: a. Diharapkan semua n-heksana dari umpan masuk diperoleh pada produk atas (distilat)

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F=D+B F22 + F35 = FD + FB ...................................................................................... (1) Neraca massa komponen: F22X22TG + F35X35TG = FDXDTG + FBXBTG ................................................... (2) F22X22n-Hex + F35X35n-Hex = FDXDn-Hex + FBXBn-Hex ....................................... (3) F22X22Air + F35X35Air = FDXDAir + FBXBAir ................................................... (4) Dari persamaan (2) diperoleh: F22X22n-Hex + F35X35n-Hex = FDXDn-Hex FD = (41,241 kg/jam + 753,34 kg/jam) / 0,98 = 810,798 kg/jam Dari persamaan (1) diperoleh: FB = (F22 + F35) - FD = 2.198,381 kg/jam Dari persamaan (2) diperoleh: FBXBTG

= 99,55% FB = 0,9955 x 2.198,381 kg/jam = 2.188,488 kg/jam

A-35

Dari persamaan (3) diperoleh: FDXDn-Hex = 98% FD = 0,98 x 810,798 kg/jam = 794,582 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: FBXBAir

= 0,05% FB = 1,099 kg/jam

D

D

F X

Air

= 2% FD = 16,216 kg/jam

Total komponen FD FD

= FDXDAir + FDXDn-Hex = (16,216 + 794,582) kg/jam = 810,798 kg/jam

Fraksi komponen masing-masing (XD):  Air

: FDXDAir = FDAir : XDAir =

16,216 kg/jam

810,798 kg/jam

: XDAir = 0,2

 n-Heksana : XDn-Hex = 1 – XDAir : XDn-Hex = 1 – 0,2 : XDn-Hex = 0,98 Total komponen FB FB

= FBXBTG + FBXBAir + FBXBZW = (2.188,488 + 1,099 + 8,794) kg/jam = 2.198,381 kg/jam

Fraksi komponen masing-masing (XB):  Trigliserida : FBXBTG = FBTG : XBTG =

2.188,488 kg/jam

2.198,381 kg/jam

: XBTG = 0,9955

A-36

: FBXBAir = FBAir

 Air

: XBAir =

1,099 kg/jam

2.198,381 kg/jam

: XBAir = 0,005

 Zat warna : XBZW = 1 – XBTG + XBAir : XBZW = 1 – (0,9955 + 0,005) : XBZW = 0,04 Laju alir setiap komponen dalam distilasi n-heksana (D-102) dapat dilihat pada tabel A.14 dibawah ini: Table A.14 Neraca massa pada distilasi n-heksana (D-102) Aliran masuk 22 Komponen F X22 F35 X35 FD (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 1.888,989 0,974 299,385 0,28 n-Heksana 41,241 0,021 753,34 0,704 794,582 Air 17,577 0,016 16,216 ZW 8,645 0,004 Subtotal 1.938,876 1 1.070,303 1 810,798 Total 3.009,179

Aliran Keluar XD FB (kg/jam) 2.188,488 0,98 0,2 1,099 8,794 1 2.198,381 3.009,179

A.12 Devolatilizer (D-103) Fungsi: untuk menghilangkan bau dan rasa (flavor) yang tidak diinginkan dalam minyak. F37 TG Air Impuritis

Air

F36

38

F

TG Air Impuritis

Gambar A.12 Alur neraca massa pada devolatilizer (D-103)

XB 0,996 0,001 0,004 1

A-37

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui =3–4=0 Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F36 = F37 + F38 ............................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F36X36TG = F37X37TG + F38X38TG

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

F36X36Air = F37X37Air + F38X38Air

.............................................................. (3)

Pemisahan zat volatil menggunakan deodorizer dilakukan pada temperatur ˂ 200oC pada tekanan vacuum berdasarkan data boiling point dari masing-masing bahan dan mampu menghasilkan produk trigliserida dengan kemurnian mencapai 80-100% (Alain, 2005).

Persamaan Antoine: Ln (pi) = A − Ki =

=

B (T + C)

Dimana:

xi =

T = Temperatur (K) Ln Pi = Tekanan parsial (mmHg) A, B, C = Konstanta Antoine Ki = Konstanta kesetimbangan zat i yi = fraksi mol zat i dalam fasa uap xi = fraksi mol zat i dalam fasa cair Zi = fraksi mol zat i dalam umpan L = fraksi mol umpan yang mencair P = tekanan total

Zi L + Ki (1 − L)

A-38

Konstanta Antoine : Komponen A Air 8,071

B 1.730,63

C 233,420

T min T max 1 100 (Coulson, 1983).

P operasi: 0,5 atm = 7,348 psia = 0,507 bar T operasi = 200oC = 473 K Dari persamaan Antoine pada suhu 473 K, didapatkan; -

P Air = 5,621 mmHg = 0,033 psia = 0,002 bar K Air = 0,005

Dari hasil trial nilai L/V diperoleh fraksi berikut: ai vi Komponen Ki Fzi = L/V × Ki = Fzi/(1+ai) Air 0,005 1 0,023 0,995 F37total umpan volatil

= F36Air X36Air = 0,173 kg/jam

Liquid = (Fzi – vi) x F37Air = (1 - 0,995) x 0,173 kg/jam = 0,0008 kg/jam Vapor = vi x F37Air = 0,995 x 0,173 kg/jam = 0,172 kg/jam

Dari persamaan (2) diperoleh: F36X36TG = F38X38TG F38X38TG = 14.669,882 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F37AirX37Air = Vapor = 0,172 kg/jam F38Air X38Air = Liquid = 0,0008 kg/jam Total komponen F38 F38 = F38X38TG + F38X38Imp + F38X38Air = (14.669,882 + 0,009 + 0,0008) kg/jam = 14.669,892 kg/jam

yi = vi/V 5,784

xi = (Fzi-vi)/L 5,784

A-39

Fraksi komponen masing-masing (X38):  Trigliserida : F38X38TG = F38TG : X38TG =

14.669,882 kg/jam 14.669,892 kg/jam

: X38TG = 0,999999  Impuritis

: F38X38Imp = F38Imp : X38Imp =

0,009 kg/jam

14.669,892 kg/jam

: X38Imp = 0,0000001

 Air : X38Air = 1 – (X38TG + X38Imp) : X38Air = 1 – (0,999999 + 0,0000001) : X38Air = 0,000001 Laju alir setiap komponen dalam devolatilizer (D-103) dapat dilihat pada tabel A.15 dibawah ini: Table A.15 Neraca massa pada devolatilizer (D-103) Aliran masuk Komponen F36 X36 F37 (kg/jam) (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 0,99999 Impuritis 0,009 0,0000001 Air 0,173 0,000001 0,172 Subtotal 14.670,064 1 0,172 Total 14.670,064

Aliran Keluar X37 F38 (kg/jam) 14.669,882 0,009 1 0,0008 1 14.669,892 14.670,064

X38 0,999999 0,000001 0,0000001 1

A.13 Pompa Air ejector (P-118) Fungsi: Menghisap zat volatil pada deodorizer sehingga beroperasi pada tekanan vacuum.

F69

F39

Udara

Udara Air

37

F

Air

A-40

Gambar A.13 Alur neraca massa pada pompa Air ejector (P-118)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 2 – 3 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada pompa Air ejector (P-118), diperlukan beberapa asumsi: a. Suction flow maximum untuk air ejector model ZH10D tipe L adalah 34 L/menit dan udara yang disuplai sebesar = 46 L/menit = 2,76 m3/jam pada tekanan 4 atm (Nurhayati, 2014).

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F37 + F69 = F39 ............................................................................................. (1) Neraca massa komponen: F37X37Udara + F69X69Udara = F39X39Udara ....................................................... (2) Dari persamaan (2) diperoleh: = 1,275

Diketahui:

/ 3

F69X69udara = 2,76 m3/jam  1,275 kg/m3 = 3,52 kg/jam F69X69udara = F39X39udara F39X39udara =3,52 kg/jam Total komponen F39 F39 = F39X39Air + F39X39udara = 0,172 kg/jam + 3,52 kg/jam = 3,692 kg/jam Fraksi komponen masing-masing (X39): 

Air

: F39X39Air = F39Air

A-41

: X39Air =

0,172 kg/jam 3,692 kg/jam

: X39Air = 0,047  Udara

: X39udara = 1 – X39Air : X39udara = 1 – 0,047 : X39udara = 0,953

Laju alir setiap komponen dalam pompa Air ejector (P-118) dapat dilihat pada Tabel A.16 dibawah ini: Table A.16 Neraca massa pada pompa Air ejector (P-118) Aliran masuk Aliran keluar 37 37 69 69 Komponen F X F X F39 X39 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) Air 0,172 1 0,172 0,047 udara 3,52 1 3,52 0,953 Subtotal 1,132 1 3,52 1 4,652 1 Total 3,692 3,692 A.14 Tangki Pencampuran I (M-101) Fungsi : Untuk mencampur bahan tambahan yang dapat larut dalam fasa minyak. TG Impuritis Air

F40

F41

F42

β – caroten Lechitine Vit.A

TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A

Gambar A.14 Alur neraca massa pada tangki pencampur I (M-101)

A-42

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 6 – 7 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada tangki pencampur I (M-101), diperlukan beberapa asumsi: a. β – Caroten yang dibutuhkan sebesar 0,04% , Lechitine 0,67% dan Vitamin A 0,02% dari umpan masuk (Hardianto, 2007).

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F40 + F41 = F42 .......................................................................................... (1) Neraca massa komponen: F40X40TG + F41X41TG = F42X42TG ................................................................ (2) F40X40Air + F41X41Air = F42X42Air ................................................................ (3) F40X40Lec + F41X41Lec = F42X42Lec ............................................................... (4) F40X40β – Car + F41X41β – Car = F42X42β – Car ................................................... (5) F40X40Vit.A + F41X41Vit.A = F42X42Vit.A ......................................................... (6) Dari persamaan (2) diperoleh: F40X40TG = F42X42TG F42X42TG = 14.669,882 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F40X40Air = F42X42Air F42X42Air = 0,0008 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F41X41 Lec = 0,67% F1umpan masuk = 0,0067 x 8.645,26 kg/jam = 57,923 kg/jam F41X41Lec = F42X42Lec F42X42Lec = 57,923 kg/jam

A-43

Dari persamaan (5) diperoleh: F41X41 β – Car

= 0,04% F1umpan masuk =0,0004 x 8.645,26 kg/jam = 3,458 kg/jam

F41X41β – Car = F42X42β – Car F42X42β – Car = 3,458 kg/jam Dari persamaan (6) diperoleh: F41X41 Vit.A = 0,02% F1umpan masuk = 0,0002 x 8.645,26 kg/jam = 1,729 kg/jam F41X41Vit.A = F42X42Vit.A F42X42Vit.A = 1,729 kg/jam Total komponen F42 F42 =F42X42Air+F42X42TG+F42X42Imp+F42X42β–Car+F42X42Lec+ F42X42Vit.A = (0,0008 + 14.669,882 + 0,009 + 3,458 + 57,923 + 1,729) kg/jam = 14.733,002 kg/jam Fraksi komponen masing-masing (X42):  Air

: F42X42Air = F42Air : X42Air =

0,0008 kg/jam

14.733,002 kg/jam

: X42Air = 0,0000001  Trigliserida : F42X42TG = F42TG : X42TG =

14.669,882 kg/jam 14.733,002 kg/jam

: X42TG = 0,995716  Impuritis

: F42X42Imp = F42Imp : X42Imp =

0,009 kg/jam

14.733,002 kg/jam

: X42Imp = 0,000001

 β – Caroten : F42X42β – Car = F42 β – Car : X42 β – Car =

3,458 kg/jam

14.733,002 kg/jam

A-44

: X42 β – Car = 0,000235  Lechitin

: F42 totalX42Lec = F42Lec : X42Lec =

52,927 kg/jam

14.733,002 kg/jam

: X42Lec = 0,003932

 Vitamin A : X42Lec = 1–(X42Air +X42TG +X42Imp+X42TGMK +X42β–Car+X42Lec) : X42Lec = 0,000117 Laju alir setiap komponen dalam tangki pencampur I (M-101) dapat dilihat pada tabel A.17 dibawah ini: Table A.17 Neraca massa pada tangki pencampur I (M-101) Aliran masuk Aliran Keluar 40 40 41 41 Komponen F X F X F42 X42 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) TG 14.669,882 0,9999994 14.669,882 0,995716 Air 0,0008 0,0000001 0,0008 0,0000001 Impuritis 0,009 0,0000006 0,009 0,000001 β - Caroten 3,458 0,55 3,458 0,00235 Lechitine 57,923 0,918 57,923 0,003932 Vitamin A 1,729 0,022 1,729 0,000117 Subtotal 14.669,892 1 63,11 1 14.733,002 1 Total 14.733,002 14.733,002 A.15 Tangki Pencampuran II (M-102) Fungsi : Untuk mencampur bahan tambahan yang dapat larut dalam fasa air. NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3

Air

F43

F44

F45

NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3 Air

A-45

Gambar A.15 Alur neraca massa pada tangki pencampur II (M-102)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 5 – 6 = -1 Agar permasalahan dapat diselesaikan pada tangki pencampur II (M-102), diperlukan beberapa asumsi: a. NaCl yang dibutuhkan sebesar 10%, Skim milk 0,04%, Na2CO3 0,21%, Asam sitrat 0,02% dan air yang dibutuhkan sebesar 8,22% dari umpan masuk (Hardianto, 2007).

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F43 + F44 = F45 .......................................................................................... (1) Neraca massa komponen: F43X43NaCl + F44X44NaCl = F45X45NaCl ........................................................... (2) F43X43SM + F44X44SM = F45X45SM ................................................................. (3) F43X43 Na2CO3 + F44X44 Na2CO3 = F45X45 Na2CO3 .............................................. (4) F43X43Air + F44X44Air= F45X45Air ................................................................... (5) Dari persamaan (2) diperoleh: F43X43NaCl = 10% F1umpan masuk = 0,1 x 8.645,26 kg/jam = 864,526 kg/jam 43

43

F X

NaCl

= F45X45NaCl

F45X45NaCl = 864,526 kg/jam Dari persamaan (3) diperoleh: F43X43SM = 0,04% F1umpan masuk = 0,0004 x 8.645,26 kg/jam = 3,458 kg/jam F43X43SM = F45X45SM

A-46

F45X45SM = 3,458 kg/jam Dari persamaan (4) diperoleh: F43X43Na2CO3

= 0,21% F1umpan masuk = 0,0021 x 8.645,26 kg/jam = 18,155 kg/jam

F43X43Na2CO3 = F45X45Na2CO3 F45X45Na2CO3 = 18,155 kg/jam Dari persamaan (5) diperoleh: F44X44Air = 8,22% F1umpan masuk = 0,822 x 8.645,26 kg/jam = 7.106,404 kg/jam F44X44Air = F45X45Air F45X45Air = 7.106,404 kg/jam Total komponen F45 F45

= F45X45Air+F45X45NaCl+F45X45SM+F45X45Na2CO3+F45X45As.sitrat =(7.106,404 + 864,526 + 3,458 + 18,155 + 1,729) kg/jam = 7.994,272 kg/jam

Fraksi komponen masing-masing (X45):  Air

: F45X45Air = F45Air : X45Air =

7.106,404 kg/jam 7.994,272 kg/jam

: X45Air = 0,8889  NaCl

: F45X45NaCl = F45NaCl : X45NaCl =

864,526 kg/jam

7.994,272 kg/jam

: X45NaCl = 0,1081  Skim Milk : F33X33SM = F33SM : X33SM =

3,458 kg/jam

7.994,272 kg/jam

: X33SM = 0,0004 

Na2CO3

: F33X33Na2CO3 = F33Na2CO3

A-47

: X33Na2CO3 =

18,155 kg/jam

7.994,272 kg/jam

: X33Na2CO3 = 0,0023

 Asam sitrat : X33As.sitrat = 1 – (X33Air + X33NaCl + X33SM +X33Na2CO3) : X33As.sitrat = 1 – (0,8889+0,1081+0,0004+0,0023) : X33As.sitrat = 0,0002 Laju alir setiap komponen dalam tangki pencampur II (M-102) dapat dilihat pada tabel A.18 dibawah ini: Table A.18 Neraca massa pada tangki pencampur II (M-102) Aliran masuk Aliran Keluar 43 43 44 44 Komponen F X F X F45 X45 (kg/jam) (kg/jam) (kg/jam) NaCl 864,526 0,974 864,526 0,1080 Skim milk 3,458 0,004 3,458 0,0004 Na2CO3 18,155 0,02 18,155 0,0023 As.Sitrat 1,729 0,002 1,729 0,0002 Air 7.106,404 1 7.106,404 0,8889 Subtotal 887,868 1 7.106,404 1 7.994,272 1 Total 7.994,272 7.994,272 A.16 Tangki Emulsifikasi (M-103) Fungsi : Untuk mengemulsikan minyak dengan cara pencampuran emulsifier fase air dan fase minyak. TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A

F42

F45

F46

NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3 Air

TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3

A-48

Gambar A.16 Alur neraca massa pada tangki emulsifikasi (M-103)

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 10 – 10 = 0

Neraca massa total: Jumlah massa masuk = Jumlah massa keluar F42 + F45 = F46 Neraca massa komponen: Total komponen F46 F46 =F46X46Air+F46X46TG+F46X46Imp+F46X46β–Car+F46X46Lec+F46X46Vit.A+F46X46NaCl +F46X46Na2CO3+F46X46As.Sitrat =(7.106,404+14.669,882+0,009+3,458+57,923+1,729+864,526+18,155 +1,729) kg/jam = 22.727,273 kg/jam Fraksi komponen masing-masing (X46):  Air

: F46X46Air = F46Air : X46Air =

7.106,404 kg/jam

22.727,273 kg/jam

: X46Air = 0,3126818  Trigliserida : F46X46TG = F46TG : X46TG =

14.669,882 kg/jam 22.727,273 kg/jam

: X46TG = 0,6454748  Impuritis

: F46X46Imp = F46Imp : X46Imp =

0,009 kg/jam

22.727,273 kg/jam

: X46Imp = 0,0000003

 β-Caroten : F46X46β-Car = F46β-Car : X46β-Car =

3,458 kg/jam

22.727,273 kg/jam

A-49

: X46β-Car = 0,0001522  Lechitin

: F46X46Lec = F46Lec : X46Lec =

52,923 kg/jam

22.727,273 kg/jam

: X46Lec = 0,0025486  Vitamin A : F46X46vit.A = F46vit.A : X46vit.A =

1,729 kg/jam

22.727,273 kg/jam

: X46vit.A = 0,0000761  NaCl

: F46X46NaCl = F46NaCl : X46NaCl =

864,526 kg/jam

22.727,273 kg/jam

: X46NaCl = 0,0380391  Skim Milk : F46X46SM= F46SM : X46SM =

3,458 kg/jam

22.727,273 kg/jam

: X46SM = 0,0001522  Na2CO3

: F46X46 Na2CO3 = F46 Na2CO3 : X46Na2CO3 =

18,155 kg/jam

22.727,273 kg/jam

: X46Na2CO3 = 0,0007988

 Asam sitrat : X46As.sitrat = 1 – (X46Air+X46TG+X46Imp+X46β –Car +X46Lec+X46NaCl +X46SM+X46Na2CO3) : X34As.sitrat = 0,0000761 Laju alir setiap komponen dalam tangki emulsifikasi (M-103) dapat dilihat pada Tabel A.19 dibawah ini: Table A.19 Neraca massa pada tangki emulsifikasi (M-103) Aliran masuk 42 Komponen F X42 F45 X45 (kg/jam) (kg/jam) TG 14.669,882 0,995716 Air 0,0008 0,0000001 7.106,404 0,8889 Impuritis 0,009 0,000001 β - Caroten 3,458 0,00235 -

Aliran keluar F46 X46 (kg/jam) 14.669,882 0,6454748 7.106,404 0,3126818 0,009 0,0000004 3,458 0,0001522

A-50

Komponen Vitamin A Skim Milk Asam Sitrat NaCl Na2CO3 Subtotal Total

F42 (kg/jam) 1,729 14.733,002

Aliran masuk X42 F45 (kg/jam) 0,000117 3,458 1,729 864,526 18,155 1 7.994,272 22.727,273

X45 0,1080 0,0004 0,0023 0,0002 1

Aliran keluar F46 X46 (kg/jam) 1,729 0,0000761 3,458 0,0001522 1,729 0,0000761 864,526 0,0380391 18,155 0,0007988 22.727,273 1 22.727,273

A.17 Tangki Votator I dan II (V-101 dan V-102) Fungsi : Untuk pembentukan kristal. F46 TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3

Tangki Votator I

Tangki Votator II

F48 TG Impuritis Air β – caroten Lechitine Vit.A NaCl Skim milk As.Sitrat Na2CO3

Gambar A.17 Alur neraca massa pada tangki votator I dan II

Menghitung Derajat Kebebasan Derajat kebebasan = Banyaknya persamaan yang dapat dibentuk – Banyaknya variabel yang tidak diketahui = 10 – 10 = 0

Neraca massa total: F46 = F48 Laju alir setiap komponen dalam tangki Votator I dan II (V-101 dan V-102) dapat dilihat pada tabel A.20 dibawah ini: Table A.20 Neraca massa pada tangki votator I dan II (V-101 dan V-102) Aliran masuk Aliran keluar Komponen F46 (kg/jam) X46 F48 (kg/jam) X48 TG 14.669,882 0,6454748 14.669,882 0,6454748 Air 0,0008 0,3126818 0,0008 0,3126818 Impuritis 0,009 0,0000004 0,009 0,0000004

A-51

Komponen Lechitine Vitamin A Skim Milk Asam Sitrat NaCl Na2CO3 Subtotal Total

Aliran masuk F46 (kg/jam) X46 57,923 0,0025486 1,729 0,0000761 3,458 0,0001522 1,729 0,0000761 864,526 0,0380391 18,155 0,0007988 22.727,273 1 22.727,273

Aliran keluar F48 (kg/jam) X48 57,923 0,0025486 1,729 0,0000761 3,458 0,0001522 1,729 0,0000761 864,526 0,0380391 18,155 0,0007988 22.727,273 1 22.727,273

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS

Perhitungan neraca energi didasarkan pada tetapan berikut : Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Temperatur referensi

: 298 K (25oC)

Tekanan referensi

: 1 atm

Waktu operasi

: 330 hari

B.1 Persamaan-persamaan yang digunakan dalam perhitungan Neraca Energi B.1.1 Panas Sensibel T

Q=H=m  cpdT

(B.1)

T0

Cp = a + bT + cT2 + dT3

Dimana :

(B-2)

Q = Jumlah energi dalam bahan (kJ/jam) m

= Massa (kmol)

To = Suhu referensi, 298 K T

= Suhu operasi (K)

Cp = Kapasitas panas dalam bahan (kJ/kmol K) H

= Besar entalpi (kJ)

B.1.2 Panas laten Q =m.λ

(B-3)

B.1.3 Perubahan panas a. Panas sistem tanpa proses reaksi kimia ∆H = Q = Qout  Qin

(B-4)

B-1

B-2

b. Panas sistem dengan adanya reaksi kimia o ∆H = Q = ΔHf 25o C + ( ΔHP  ΔHR )

Dimana :

(B-5)

ΔH of 25o C = Panas pembentukan pada suhu 25oC

ΔHP

= Panas produk

ΔHR

= Panas reaktan

B.1.4 Kapasitas Panas Cairan Kapasitas panas untuk cairan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan seperti yang ditunjukkan pada persamaan B-6 (Reklaitis, 1983). Cp = A + BT + CT2 + DT3

(B-6)

Sehingga, T



Cp dT = A (T-Tref) + (T2-Tref 2) + (T3- Tref 3) +

(T4- Tref 4)

(B-7)

Tref

Tabel B.1 Konstanta untuk mencari Cp cairan masing-masing komponen Komposisi a b c d -4 Trigliserida 0,451 6x10 FFA 6,93x10-3 9,15x10-6 -3 Air 18,2964 0,472 -1,33x10 1,31x10-6 -4 -6 NaOH 87,639 -4,84x10 -4,54x10 1,19x10-9 Gliserol 132,145 0,86 -1,97x10-3 1,81x10-6 -4 -6 Impuritis 9,24x10 1,22x10 Asam sitrat -248,283 3,47 -6,49x10-3 4,57x10-6 (Sumber: Yaws, 1999).

B.2 Perhitungan Neraca Energi pada Alat-alat B.2.1 Heater I (HE-101) Fungsi : Menaikkan temperatur keluar centrifuge I (CF-101) dan tangki NaOH (T-105) dari 30oC menjadi 90oC.

B-3

Q10

Q50Steam

Q51Kondensat

Q6

Gambar B.1 Alur neraca energi pada heater I (HE-101)

Kondisi operasi: T masuk = 30 oC = 303 K T keluar = 90 oC = 363 K T steam = 120 oC = 393 K a. Panas bahan baku masuk pada T = 303 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: Diketahui: m = 8.212,997 kg/jam = 3,459 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q6TG = 3,459 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q6TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q6TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (303 - 298) +

(T2 – T2ref) (3032 – 2982)

Q6TG = 3,459 kmol/jam x (2,255 + 0,9015) Q6TG = 10,92 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui.

B-4

Tabel B.2 Panas masuk (Q6) pada Heater I (HE-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 Impuritis 0,009 Larutan NaOH 263,248 Zat warna 8,645 FFA 302,584 Air 0,173 Total 8.787,656

Panas (kJ/jam) 10,92 0,000001 2.866,637 82,094 0,053 3,63 2.963,333

b. Panas bahan baku keluar pada T = 363 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: Diketahui: m = 8.212,997 kg/jam = 3,459 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q10TG = 3,459 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q10TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+

(T2 – T2ref)

Q10TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (363 - 298) +

(3632 – 2982)

Q10TG = 146,009 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.3 Panas keluar (Q10) pada Heater I (HE-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 Impuritis 0,009 Larutan NaOH 263,248 Zat warna 8,645 FFA 302,584 Air 0,173 Total 8.787,656

Panas (kJ/jam) 146,009 0,00002 37.227,365 1.067,218 0,704 47,638 38.488,935

B-5

c. Menghitung kebutuhan pemanas (steam) Pemanas yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 120 oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.706 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 503,7 kJ/kg

ΔQ = Qout - Qin

= 38.488,935 kJ/jam – 2.963,333 kJ/jam = 35.525,601 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.706 kJ/kg –503,7 kJ/kg = 2.202,3 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

35.525,601 kJ/jam 2.202,3 kJ/kg

= 16,131 kg/jam

Panas yang dibawa masuk steam: Q50 = m x HV = 16,131 kg/jam x 2.706 kJ/kg = 43.650,854 kJ/jam Panas yang dibawa keluar condensat : Q51 = m x HL = 16,131 kg/jam x 503,7 kJ/kg = 8.125,253 kJ/jam Tabel B.4 Neraca panas pada heater I (HE-101) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) Q6 2.963,333 Q10 38.488,935 50 51 Q 43.650,854 Q 8.125,253 Total 46.614,188 Total 46,614,188

B-6

B.2.2 Tangki Netralisasi (R-101) Fungsi:

Menghilangkan

FFA

yang

terkandung

didalam

CPO

o

menggunakan temperatur 90 C. Q53Steam TG Imp Lar.NaOH ZW FFA

Q12

Q10 Netralisasi

TG Imp Air Lar.NaOH ZW FFA

Q54Kondensat Gambar B.2 Alur Neraca Energi pada Tangki Netralisasi (R-101)

Kondisi operasi: T masuk

= 90 oC = 363 K

T keluar

= 90 oC = 363 K

T steam

= 120 oC = 393K

a. Panas bahan baku masuk ke tangki netralisasi (R-101) Contoh perhitungan untuk trigliserida: Diketahui: m = 8.645,26 kg/jam = 3,642 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q10TG = 3,642kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q10TG = 3,642kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q10TG = 3,642kmol/jam x 0,451 (363 - 298) + Q10TG = 146,009 kJ/jam

(T2 – T2ref) (3632 – 2982)

dengan

B-7

Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.5 Energi masuk (Q10) pada tangki netralisasi (R-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 Impuritis 0,009 Larutan NaOH 263,248 Zat warna 8,645 FFA 302,584 Air 0,173 Total 8.787,656

Panas (kJ/jam) 146,009 0,00002 37.227,365 1.067,218 0,704 47,638 38.488,935

b. Panas keluar dari tangki netralisasi (R-101) Contoh perhitungan untuk trigliserida: Diketahui: m = 8.645,26 kg/jam = 3,642 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

12

Q

T

TG

= 3,642 kmol/jam x



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q12TG = 3,642 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q12TG = 3,642 kmol/jam x 0,451 (363 - 298) +

(T2 – T2ref) (3632 – 2982)

Q12TG = 146,009 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.6 Energi keluar (Q12) dari tangki netralisasi (R-101) Komponen Laju Alir Massa Panas (kg/jam) (kJ/jam) Trigliserida 8.212,997 146,009 Impuritis 0,009 0,00002 Air 0,173 47,638 Larutan NaOH 222,597 31.478,663 Zat warna 8,645 1.067,218 Sabun 311,998 39.333,655 Gliserol 31,166 5.867,541 Total 8.787,584 77.940,724

B-8

c. Menghitung Panas Reaksi Reaksi B-1 : Trigliserida + 3Alkali

3Sabun + Gliserol

Panas Masuk = Panas keluar + Akumulasi Asumsi: keadaan steady state, sehingga akumulasi = 0 Maka: Panas Masuk = Panas keluar

dQ/dT

= r.ΔHr + Qout - Qin

r

= 0,339 kmol/jam

Enthalpi pembentukan reaktan pada temperatur 25oC : a). NaOH  HF NaOH

= -425,6 kJ/kmol

b). Trligliserida  HF Trigliserida

= -652,963 kJ/kmol

Enthalpi pembentukan produk pada temperatur 25oC : a). Sabun  HF Sabun

= -663,885 kJ/kmol

b). Gliserol  HF Gliserol

ΔHr

= 584,923 kJ/kmol

= (  HF Sabun +  HF Gliserol ) – (  HF Trigliserida +  HF NaOH) = (-652,963 + 584,923) – (-652,963 + (-425,6))

ΔHr

= - 1.021,445 kJ/kmol

Qrx = r. ΔHr

= 0,339 kmol/jam x (-1.021,445 kJ/kmol) = - 346,024 kJ/jam

Nilai di atas menunjukkan bahwa panas reaktor endotermis, sehingga diperlukan pemanas sebagai pemanas tambahan pada reaktor.

B-9

d. Menghitung Kebutuhan Pemanas (Steam) Pemanas yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 120oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.706 kJkg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 503,7 kJ/kg

dQ/dT = r.ΔHr + Qout - Qin = (-346,024) kJ/jam + (77.940,724 – 38.488,935) kJ/jam = 39.105,765 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.706 kJ/jam - 503,7 kJ/kg = 2.202,3 kJ/kg Jumlah steam (m) = =

ΔQ ΔH 39.105,765 kJ/jam 2.202,3 kJ/kg

m = 17,757 kg/jam Panas yang dibawa masuk steam: Q53

= m x HV = 17,757 kg/jam x 2.706 kJ/kg = 48.049,857 kJ/jam

Panas yang dibawa keluar condensat : Q54

= m x HL = 17,757 kg/jam x 503,7 kJ/kg = 8.944,092 kJ/jam

Tabel B.7 Neraca Panas pada tangki netralisasi (R-101) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) 10 12 Q 38.488,935 Q 77.940,724 Qreaksi - 346,024 Q53 48.049,857 Q54 8.944,092 Total 86.538,791 Total 86.538,791

B-10

B.2.3 Tangki Bleaching (BL-101) Fungsi : Untuk proses bleaching dengan menggunakan temperatur 120 oC. Q55Steam

BE Q14

TG Imp Air ZW

Q13 Bleaching Q15

TG Imp Air ZW BE

Q56Kondensa t

Gambar B.3 Alur Neraca energi pada tangki bleaching (BL-101)

Kondisi operasi: T masuk = 90 oC = 363 K T keluar = 120 oC = 393 K T steam = 150 oC = 423 K a. Panas bahan baku masuk pada T = 363 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: Diketahui: m = 8.212,997 kg/jam = 3,459 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

12

Q

T

TG

= 3,459 kmol/jam x



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q12TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q12TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (363 - 298) +

(T2 – T2ref) (3632 – 2982)

Q12TG = 146,009 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui.

B-11

Tabel B.8 Panas masuk (Q13) pada tangki bleaching (BL-101) Komponen Laju Alir Massa Panas (kg/jam) (kJ/jam) Trigliserida 8.212,997 146,009 Impuritis 0,009 0,00002 Air 0,173 47,638 Zat warna 8,645 1.067,218 Total 8.221,824 1.260,865 b. Panas bleaching earth masuk ke dalam tangki bleaching (BL-101) Panas air yang masuk ke dalam Bleaching Tank (T-104) pada suhu 30oC. Diketahui: m = 164,436 kg/jam = 0,161 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q14BE = 0,161 x

T



(401,249 - 0,177 T + 4,518 x 10-5 T2 - 3,099 x 10-9 T3)

Tref

Q14BE = 0,161 x 401,249 T -

0,177 2 4,518x 10-5 3 3,099x 10-9 4 T + T T 2 3 4

Q14BE = 0,161 x 401,249 (303 - 298)+ +

,

,

(3032 – 2982)+

,

(3033 – 2983)

(3034 – 2984)

Q14BE = 36.437,373 kJ/jam Tabel B.9 Energi Masuk (Q14) pada tangki bleaching (BL-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Energi (kJ/jam) BE 164,436 36.437,373 Total 164,436 36.437,373

c. Panas bahan baku keluar pada T = 393 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: Diketahui: m = 8.212,997 kg/jam = 3,459 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

B-12

Q15TG = 3,459 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q15TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q15TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (393 - 298) +

(T2 – T2ref) (3932 – 2982)

Q15TG = 216,356 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen yang keluar dari tangki bleaching (BL-101) dapat diketahui. Tabel B.10 Panas keluar (Q15) pada tangki bleaching (BL-101) Komponen Laju Alir Massa Panas (kg/jam) (kJ/jam) Trigliserida 8.212,997 216,356 Impuritis 0,009 0,00003 Air 0,173 69,955 Zat warna 8,645 1.559,78 Bleaching earth 164,436 52.918,158 Total 8.386,26 54.764,249 d. Menghitung kebutuhan pemanas (steam) Pemanas yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 150 oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.745,4 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 632,1 kJ/kg

ΔQ = Qout-Qin

= 54.764,249 kJ/jam – 37.698,238 kJ/jam = 17.066,011 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.745,4 kJ/kg – 632,1 kJ/kg = 2.113,3 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

17.066,011 kJ/jam 2.113,3 kJ/kg

= 8,076 kg/jam

Panas yang dibawa masuk steam: Q55

= m x HV

B-13

= 8,076 kg/jam x 2.745,4 kJ/kg = 22.170,551 kJ/jam

Panas yang dibawa keluar condensat : Q56

= m x HL = 8,076 kg/jam x 632,1 kJ/kg = 5.104,54 kJ/jam

Tabel B.11 Neraca panas pada tangki bleaching (BL-101) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) Q13 1.260,865 Q15 54.764,249 14 56 Q 36.437,373 Q 5.104,54 Q55 22.170,551 Total 59.868,789 Total 59.868,789 B.2.4 Cooler I (CO-101) Fungsi: Menurunkan temperatur keluar tangki bleaching (BL-101) dari 120 oC menjadi 30 oC. Q58Cooling water

TG Imp Air ZW BE

Q

Q15 COOLER II

16

TG Imp Air ZW BE

Q59Kondensat Gambar B.3 Alur neraca energi pada cooler II (CO-102) Gambar B.4 Alur neraca energi pada cooler I (CO-101)

Kondisi operasi: T masuk = 120 oC = 393 K T keluar = 30 oC = 303 K T cooling water = 30oC = 303 K

B-14

a. Panas bahan baku masuk pada T = 393K Contoh perhitungan untuk trigliserida: Diketahui: m = 8.212,997 kg/jam = 3,459 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q15TG = 3,459 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q15TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+

(T2 – T2ref)

Q15TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (393 - 298) +

(3932 – 2982)

Q15TG = 216,356 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.12 Panas masuk (Q15) pada Cooler I (CO-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 Impuritis 0,009 Air 0,173 Zat warna 8,645 Bleaching earth 164,436 Total 8.386,26

Panas (kJ/jam) 216,356 0,00003 69,955 1.559,78 52.918,158 54.764,249

b. Panas bahan baku keluar pada T = 303 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: Diketahui: m = 8.212,997 kg/jam = 3,459 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q16TG = 3,459 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q16TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q16TG = 3,459 kmol/jam x 0,451 (303 - 298) +

(T2 – T2ref) (3032 – 2982)

B-15

Q16TG = 10,92 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen yang keluar dari cooler I (CO-101) dapat diketahui. Tabel B.13 Panas keluar (Q16) pada Cooler I (CO-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 8.212,997 Impuritis 0,009 Air 0,173 Bleaching earth 8,645 Zat warna 164,436 Total 8.386,26

Panas (kJ/jam) 10,92 0,000001 3,63 2.838,902 82,094 2.935,546

c. Menghitung kebutuhan cooling water Pendingin yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 30oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.556,4 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 125,7 kJ/kg

ΔQ = Qout-Qin

= 2.935,546 kJ/jam – 54.764,249 kJ/jam = - 51.828,703 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.556,4 kJ/kg –125,7 kJ/kg = 2.430,7 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

- 51.828,703 kJ/jam 2.430,7 kJ/kg

= - 21,323 kg/jam

Pendingin yang dibawa masuk cooling water: Q58 = m x HV = - 21,323 kg/jam x 2.556,4 kJ/kg = - 54.508,946 kJ/jam Pendingin yang dibawa keluar condensat : Q59 = m x HL = - 21,323 kg/jam x 125,7 kJ/kg

B-16

= - 2.680,244 kJ/jam

Tabel B.14 Neraca panas pada cooler I (CO-101) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) 15 16 Q 54.764,249 Q 2.935,546 58 59 Q - 54.508,946 Q - 2.680,244 Total 255,302 Total 255,302 B.2.5 Heater II (HE-102) Fungsi : Menaikkan temperatur bleaced oil hingga 200oC.

Q36

Q31

Q64Steam

Q65kondensat

Gambar B.5 Alur neraca energi pada heater II (HE-102)

Kondisi operasi: T masuk = 30 oC = 303 K T keluar = 200 oC = 473 K T steam = 230 oC = 503 K

a. Panas bahan baku masuk pada T = 303 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q31TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q31TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+

(T2 – T2ref)

B-17

Q31TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (303 - 298) +

(3032 – 2982)

Q31TG = 19,505 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.15 Panas masuk (Q31) pada Heater II (HE-102) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 0,173 Total 14.670,064

Panas (kJ/jam) 19,505 0,000001 3,63 23,135

b. Panas bahan baku keluar pada T = 473 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q36TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q36TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+

(T2 – T2ref)

Q36TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (473 - 298) +

(4732 – 2982)

Q36TG = 737,835 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen yang keluar dari heater II (HE-102) dapat diketahui. Tabel B.16 Panas keluar (Q36) pada Heater II (HE-102) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 0,173 Total 14.670,064

Panas (kJ/jam) 737,835 0,0001 131,325 869,16

B-18

c. Menghitung kebutuhan pemanas (steam) Pemanas yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 230 oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.802 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 990,3 kJ/kg

ΔQ = Qout-Qin

= 869,16 kJ/jam – 23,135 kJ/jam = 846,025 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.802 kJ/kg –990,3 kJ/kg = 1.811,7 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

846,025 kJ/jam 1.811,7 kJ/kg

= 0,467 kg/jam

Panas yang dibawa masuk steam: Q64

= m x HV = 0,467 kg/jam x 2.802 kJ/kg = 1.308,473 kJ/jam

Panas yang dibawa keluar condensat : Q65

= m x HL = 0,467 kg/jam x 990,3 kJ/kg = 462,449 kJ/jam

Tabel B.17 Neraca panas pada heater II (HE-102) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) Q31 23,135 Q36 869,16 64 65 Q 1.308,473 Q 462,449 Total 1.331,608 Total 1.331,608

B-19

B.2.6 Cooler III (CO-103) Fungsi: Menurunkan temperatur keluar tangki devolatilizer (D-103) dari 200oC menjadi 60oC. Q67Cooling water

TG Imp Air

Q38

Q40 COOLER III

TG Imp Air

Q68Kondensat Gambar B.3 Alur neraca energi pada cooler III (CO-103) Gambar B.6 Alur neraca energi pada cooler III (CO-103)

Kondisi operasi: T masuk = 200 oC = 473 K T keluar = 60 oC = 333 K T cooling water = 30oC = 303 K

a. Panas bahan baku masuk pada T = 473K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

38

Q

T

TG

= 6,179 kmol/jam x



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q38TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q38TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (473 - 298) +

(T2 – T2ref) (4732 – 2982)

Q38TG = 737,835 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui.

B-20

Tabel B.18 Panas masuk (Q38) pada Cooler III (CO-103) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 0,00008 Total 14.669,892

Panas (kJ/jam) 737,835 0,0001 0,594 738,429

b. Panas bahan baku keluar pada T = 333 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q40TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q40TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q40TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (333 - 298) +

(T2 – T2ref) (3332 – 2982)

Q40TG = 138,483 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen yang keluar dari cooler III (CO-103) dapat diketahui. Tabel B.19 Panas keluar (Q40) pada Cooler III (CO-103) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 0,00008 Total 14.669,892

Panas (kJ/jam) 138,483 0,00001 0,116 138,599

c. Menghitung kebutuhan cooling water Pendingin yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 30oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.556,4 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 125,7 kJ/kg

ΔQ = Qout-Qin

= 138,599 kJ/jam – 738,429 kJ/jam

B-21

= - 599,83 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.556,4 kJ/kg –125,7 kJ/kg = 2.430,7 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

- 599,83 kJ/jam 2.430,7 kJ/kg

= - 0,247 kg/jam

Pendingin yang dibawa masuk cooling water: Q67 = m x HV = - 0,247 kg/jam x 2.556,4 kJ/kg = - 630,85 kJ/jam Pendingin yang dibawa keluar condensat : Q68 = m x HL = - 0,247 kg/jam x 125,7 kJ/kg = - 31,019 kJ/jam

Tabel B.20 Neraca panas pada cooler III (CO-103) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) 38 40 Q 138,599 Q 738,429 Q67 - 630,85 Q68 - 31,019 Total 107,58 Total 107,58

B-22

B.2.7 Mixer I (M-101) Fungsi: Untuk proses pencampuran bahan dalam fasa minyak dengan menggunakan temperatur 60oC.

Lechitine Vit.A β-car

Q56Steam

Q41 TG Imp Air

Q40

Mixer I Q42

TG Imp Air Lechitine Vit.A β-car

Q57Kondensat Gambar B.7 Alur neraca energi pada mixer I (M-101)

Kondisi operasi: T masuk (Q40) = 60 oC = 333 K T masuk (Q41) = 30 oC = 303 K T keluar (Q42) = 60 oC = 333 K T steam (Q65) = 130 oC = 403 K

a. Panas bahan baku masuk pada T = 333 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q40TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q40TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+

(T2 – T2ref)

B-23

Q40TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (333 - 298) +

(3332 – 2982)

Q40TG = 138,483 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.21 Panas masuk (Q40) pada mixer I (M-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 0,00008 Total 14.669,892

Panas (kJ/jam) 138,483 0,00001 0,116 138,599

b. Panas bahan pendukung masuk ke dalam mixer I (M-101) Contoh perhitungan untuk Lechitine: m = 57,923 kg/jam = 0,664 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q41Lec = 0,664 kmol/jam x 0,451 (303 - 298) Q41Lec = 0,445 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.22 Energi masuk (Q41) pada mixer I (M-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Energi (kJ/jam) Lechitine 57,923 0,445 β-caroten 3,458 0,0003 Vitamin A 1,729 0,001 Total 63,110 0,447

c. Panas bahan baku keluar pada T = 333 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

B-24

Q42TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q42TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+

(T2 – T2ref)

Q42TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (333 - 298) +

(3332 – 2982)

Q42TG = 138,483 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen yang keluar dari mixer I (M-101) dapat diketahui. Tabel B.23 Panas keluar (Q42) pada mixer I (M-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 0,00008 Lechitine 57,923 β-caroten 3,458 Vitamin A 1,729 Total 14.733,002

Panas (kJ/jam) 138,483 0,00001 0,116 0,445 0,0003 0,001 141,726

d. Menghitung kebutuhan pemanas (steam) Pemanas yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 130 oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.720,5 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 546,31 kJ/kg

ΔQ = Qout-Qin

= 141,726 kJ/jam – 139,046 kJ/jam = 2,68 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.720,5 kJ/kg – 546,31 kJ/kg = 2.174,19 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

2,68 kJ/jam 2.174,19 kJ/kg

= 0,001 kg/jam

Panas yang dibawa masuk steam: Q56

= m x HV

B-25

= 0,001 kg/jam x 2.720,5 kJ/kg = 3,353 kJ/jam Panas yang dibawa keluar condensat : Q57

= m x HL = 0,001 kg/jam x 546,31 kJ/kg = 0,673 kJ/jam

Tabel B.24 Neraca panas pada mixer I (M-101) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) 40 42 Q 138,599 Q 141,726 Q41 0,447 Q56 3,353 Q57 0,673 Total 142,399 Total 142,399 B.2.8 Tangki Emulsifikasi (M-103) Fungsi : Untuk proses pencampuran bahan dalam fasa minyak dan fasa air dengan menggunakan temperatur 80oC. NaCl As.Sitrat Skim milk

Q65Steam TG Imp Air TGMK Lechitine Vit.A B-car

Na2CO3 Q45 Q46

Q42

Emulsifikasi

Q66Kondensat

TG Imp Air TGMK Lechitine Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk

Gambar B.8 Alur Neraca Energi pada tangki emulsifikasi (M-103)

Kondisi operasi: T masuk (Q42) = 60 oC = 333 K T masuk (Q45) = 30 oC = 303 K T keluar = 80 oC = 353 K

B-26

T steam = 200 oC = 473 K

a. Panas bahan baku masuk pada T = 333 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q42TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q42TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q42TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (333 - 298) +

(T2 – T2ref) (3332 – 2982)

Q42TG = 138,483 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.25 Panas masuk (Q42) pada Emulsifier Tank (M-103) Komponen Laju Alir Massa Panas (kg/jam) (kJ/jam) Trigliserida 14.669,882 138,483 Impuritis 0,009 0,00001 Air 0,00008 0,116 Lechitine 57,923 0,445 β-caroten 3,458 0,0003 Vitamin A 1,729 0,001 Total 14.733,002 141,726 b. Panas bahan pendukung masuk pada T = 303 K Contoh perhitungan untuk Asam sitrat: m

= 1,729 kg/jam = 0,009 kmol/jam

T

Q = m  Cp dT Tref

Q45As.sitrat= 0,009 kmol/jamx

T



Tref

(-248,283+3,47T–6,49x10-3T2+4,57x10-6T3)dT

B-27

Q45As.sitrat = 0,009 kmol/jam x (-248,28(T-Tref) +

,

(T2–T2ref) -

Q45As.sitat = 0,009 kmol/jam x (-248,28(303-298)+

,

,

(3032-2982) -

Q45As.sitrat = 108,358 kJ/jam

(T2–T2ref) + ,

,

(3033-2983)+

(T2 – T2ref) ,

(3034-2984)

Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.26 Panas masuk (Q45) pada Emulsifier Tank (M-103) Komponen Laju Alir Massa Panas (kg/jam) (kJ/jam) NaCl 864,526 28,218 Na2CO3 18,155 0,144 Asam Sitrat 1,729 108,358 Air 7.106,404 1.049.548,988 Skim milk 3,458 7,665 Total 7.994,272 1.049.693,374 c. Panas bahan baku keluar pada T = 353 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q46TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q46TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q46TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (353 - 298) +

(T2 – T2ref) (3532 – 2982)

Q46TG = 219,656 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen yang keluar dari Emulsifier Tank (M-103) dapat diketahui.

B-28

Tabel B.27 Panas keluar (Q46) pada Emulsifier Tank (M-103) Komponen Laju Alir Massa Panas (kg/jam) (kJ/jam) Trigliserida 14.669,882 219,656 Impuritis 0,009 0,00001 Air 7.106,404 1.654.249,172 Lechitine 57,923 4,897 β-caroten 3,458 0,013 Vitamin A 1,729 0,003 NaCl 864,526 44,343 Na2CO3 18,155 0,227 Asam Sitrat 1,729 173,692 Skim milk 3,458 12,046 Total 22.727,273 1.654.704,048 d. Menghitung kebutuhan pemanas (steam) Pemanas yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 200oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour HV

= 2.793,2 kJ/kg

Enthalpy saturated liquid HL

= 852,45 kJ/kg

ΔQ = Qout-Qin

= 1.654.704,048 kJ/jam – 1.049.834,984 kJ/jam = 604.869,064 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.793,2 kJ/kg – 852,45 kJ/kg = 1.940,75 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

604.869,064 kJ/jam 1.940,75 kJ/kg

= 311,668 kg/jam

Panas yang dibawa masuk steam: Q65

= m x HV = 311,668 kg/jam x 2.793,2 kJ/kg = 870.550,184 kJ/jam

Panas yang dibawa keluar condensat : Q66

= m x HL = 311,668 kg/jam x 852,45 kJ/kg

B-29

= 265.681,12 kJ/jam

Tabel B.28 Neraca panas pada Emulsifier Tank (M-103) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) 42 46 Q 141,726 Q 1.654.704,048 45 66 Q 1.049.693,374 Q 265.681,12 Q65 870.550,184 Total 1.920.385,168 Total 1.920.385,168 B.2.9 Votator I (V-101) Fungsi : Membentuk kristal dengan temperatur 17oC. Q70Amonia

TG Imp Air Lechitine Q46 Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk Na2CO3

Q47

Votator I

71

TG Imp Air Lechitine Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk Na2CO3

Q Kondensat Gambar B.3 Alur neraca energi pada Votator I (V-101)

Gambar B.9 Alur Neraca Energi pada Votator I (V-101)

Kondisi operasi: T masuk = 80 oC = 353 K T keluar = 17 oC = 290 K T amonia = 17oC = 290 K a. Panas bahan baku masuk pada T = 353 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q46TG = 6,179 kmol/jam x

T



Tref

(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

B-30

Q46TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+

(T2 – T2ref)

Q46TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (353 - 298) +

(3532 – 2982)

Q46TG = 219,656 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.29 Panas masuk (Q34) pada votator I (V-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 7.106,404 Lechitine 57,923 β-caroten 3,458 Vitamin A 1,729 NaCl 864,526 Na2CO3 18,155 Asam Sitrat 1,729 Skim milk 3,458 Total 22.727,273

Panas (kJ/jam) 219,656 0,00001 1.654.249,172 4,897 0,013 0,003 44,343 0,227 173,692 12,046 1.654.704,048

b. Panas bahan baku keluar pada T = 290 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q47TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q47TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q47TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (290 - 298) +

(T2 – T2ref) (2902 – 2982)

Q47TG = -31,016 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen yang keluar dari votator I (V-101) dapat diketahui.

B-31

Tabel B.30 Panas keluar (Q47) pada votator I (V-101) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 7.106,404 Lechitine 57,923 β-caroten 3,458 Vitamin A 1,729 NaCl 864,526 Na2CO3 18,155 Asam Sitrat 1,729 Skim milk 3,458 Total 22.727,273

Panas (kJ/jam) -31,016 -0,000001 -238.123,139 -0,712 -0,0004 -0,002 -6,45 -0,033 -23,562 -1,752 -238.186,666

c. Menghitung kebutuhan amonia Pendingin yang digunakan adalah amonia saturated pada suhu 17oC (Perry, 1997). Enthalpi saturated vapour (HV) = 514,7 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= -683,8 kJ/kg

ΔQ = Qout-Qin

= - 238.186,666 kJ/jam - 1.654.704,048 kJ/jam = -1.892.890,714 kJ/jam ΔH = HV - HL = 514,7 kJ/kg – (-683,8 kJ/kg) = 1.198,5 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

- 1.892.890,714 kJ/jam 1.198,5 kJ/kg

= -1.579,383 kg/jam

Pendingin yang dibawa masuk (amonia): Q70 = m x HV = -1.579,383 kg/jam x 514,7 kJ/kg = -812.908,511 kJ/jam Pendingin yang dibawa keluar (condensat) : Q71 = m x HL

B-32

= -1.579,383 kg/jam x (-683,8 kJ/kg) = 1.079.982,203 kJ/jam

Tabel B.31 Neraca panas pada votator I (V-101) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) Q46 1.654.704,048 Q47 - 238.186,666 70 71 Q -812.908,511 Q 1.079.982,203 Total 841.795,537 Total 841.795,537 B.2.10 Votator II (V-102) Fungsi : Menyempurnakan pembentukan kristal dengan menggunakan temperatur 30oC.

TG Imp Air Na2CO3 47 Lechitine Q Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk

Q51Steam

Q48

Votator II

Q52Kondensat

TG Imp Air Na2CO3 Lechitine Vit.A B-car NaCl As.Sitrat Skim milk

Gambar B.10 Alur Neraca Energi pada Votator II (V-102)

Kondisi operasi: T masuk = 17 oC = 290 K T keluar = 30 oC = 303 K T steam = 90oC = 333 K

a. Panas bahan baku masuk pada T = 290 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

B-33

Q47TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q47TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+

(T2 – T2ref)

Q47TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (290 - 298) +

(2902 – 2982)

Q47TG = -31,016 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.32 Panas masuk (Q47) pada Votator II (V-102) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 7.106,404 Lechitine 57,923 β-caroten 3,458 Vitamin A 1,729 NaCl 864,526 Na2CO3 18,155 Asam Sitrat 1,729 Skim milk 3,458 Total 22.727,273

Panas (kJ/jam) -31,016 -0,000001 -238.123,139 -0,712 -0,0004 -0,002 -6,45 -0,033 -23,562 -1,752 -238.186,666

b. Panas bahan baku keluar pada T = 303 K Contoh perhitungan untuk trigliserida: m = 14.669,882 kg/jam = 6,179 kmol/jam T

Q = m  Cp dT Tref

Q48TG = 6,179 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

Q48TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ Q48TG = 6,179 kmol/jam x 0,451 (303 - 298) +

(T2 – T2ref) (3032 – 2982)

Q48TG = 19,505 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen yang keluar dari votator II (V-102) dapat diketahui.

B-34

Tabel B.33 Panas keluar (Q48) pada votator II (V-102) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 14.669,882 Impuritis 0,009 Air 7.106,404 Lechitine 57,923 β-caroten 3,458 Vitamin A 1,729 NaCl 864,526 Na2CO3 18,155 Asam Sitrat 1,729 Skim milk 3,458 Total 22.727,273

Panas (kJ/jam) 19,505 0,000001 149.194,821 0,445 0,0003 0,001 4,031 0,021 14,967 1,095 149.234,887

c. Menghitung kebutuhan steam Pemanas yang digunakan adalah steam saturated pada suhu 30 oC (Smith, 2005). Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.660,1 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 376,92 kJ/kg

ΔQ = Qout-Qin

= 149.234,887 kJ/jam – (-238.186,666 kJ/jam) = 387.421,553 kJ/jam ΔH = HV - HL = 2.660,1 kJ/kg – 376,92 kJ/kg = 2.283,18 kJ/kg Jumlah steam (m)

m

=

ΔQ ΔH

=

387.421,553 kJ/jam 2.283,18 kJ/kg

= 169,685 kg/jam

Panas yang dibawa masuk steam: Qsi

= m x HV = 169,685 kg/jam x 2.660,1 kJ/kg = 451.379,249 kJ/jam

Panas yang dibawa keluar condensat : Qso

= m x HL

B-35

= 169,685 kg/jam x 376,92 kJ/kg = 63.957,696 kJ/jam

Tabel B.34 Neraca panas pada votator II (V-102) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) Q47 -238.186,666 Q48 149.234,887 51 52 Q 451.379,249 Q 63.957,696 Total 213.192,583 Total 213.192,583 B.2.11 Distilasi (D-102) Fungsi : Untuk mendapatkan kemurnian n-heksana hingga 98%. Data: Untuk menentukan temperatur umpan masuk, tergantung dari harga k: Persamaan Antoine (Geankoplis,1983): Ki =

=

Distilasi dilakukan pada tekanan operasi 1 atm. Berdasarkan persamaan Antoine, ditemukan harga tekanan uap murni komponen (Himmelblau, 1982):

Dimana:

Ln (pi) = A −

B (T + C)

T = Temperatur (K) Ln Pi = Tekanan parsial (mmHg) A, B, C = Konstanta Antoine Ki = Konstanta kesetimbangan zat i yi = fraksi mol zat i dalam fasa uap xi = fraksi mol zat i dalam fasa cair P = tekanan total

Konstanta Antoine: Komponen A B Air 16,536 3.985,44 n-Heksana 14,059 2.825,42 Trigliserida 7,352 2.072,1 (Sumber: Himmelblau, 1982)

C -38,997 -42,709 100,784

B-36

Temperatur umpan masuk dilakukan dengan cara Triall and Erorr, dan dicoba dilakukan pada temperatur 383,7 K (110,7 oC). Komponen n-Heksana Air Trigliserida Total Karena harga Σ

Umpan (kg) 794,581 17,577 2.188,374

XF

Ki

Σ Ki . XF 0,264 1,427 0,008 0,006 3,166 0,836 0,73 0,214 0,156 1 1 Ki . XF sama dengan 1, didapatkan temperatur triall and erorr

sehingga temperatur umpan masuk pada kolom distilasi adalah 110,7 oC. Untuk produk atas, dicoba temperatur distilat 366,3 K (93,3 oC) Komponen Umpan (kg) XF Ki n-Heksana 794,582 0,98 1,014 Air 16,216 0,2 0,386 Total 1 Karena harga Σ Ki . XF sama dengan 1, didapatkan temperatur

Σ Ki . XF 0,994 0,008 1 triall and erorr

sehingga temperatur distilat pada kolom distilasi adalah 93,3 oC. Untuk produk bawah, dicoba temperatur distilat 439 K (166 oC) Komponen Umpan (kg) XF Ki Σ Ki . XF Trigliserida 2.197,282 0,999 0,994 0,994 Air 1,099 0,001 21,178 0,011 Total 1 1,004 Karena harga Σ Ki . XF mendekati 1, didapatkan temperatur triall and erorr sehingga temperatur bottom pada kolom distilasi adalah 166 oC.

Perhitungan: Refluks diambil 3 : 1, sehingga: RD = RD = 3 Ln = RD x D Untuk n-Heksana Ln = 26,279 kmol/jam V = Ln + D = 837,077 kg/jam

B-37

Untuk Air Ln = 2,703 kmol/jam V = Ln + D = 813,5 kg/jam

Neraca panas pada kolom distialsi: QF + QR – QC = QD + QB Dimana : QF = Panas umpan masuk QR = Panas reboiler QC = Panas kondenser QD = Panas distilat QB = Panas bottom

QF = Panas umpan masuk Contoh perhitungan trigliserida: T

Q=

m  Cp dT Tref

QFTG = 0,921 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

QFTG = 0,921 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ QFTG = 0,921 kmol/jam x 0,451 (383,7 - 298) +

(T2 – T2ref) (383,72 – 2982)

QFTG = 51,785 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.35 Panas umpan masuk (QF) pada distilasi (D-102) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 2.188,374 n-Heksana 794,581 Air 17,577 Total 3.009,179

Panas (kJ/jam) 51,785 169.198,635 6.405,392 175.655,811

B-38

QD = Panas distilat Contoh perhitungan n-Heksana: T

Q=

m  Cp dT Tref

QFn-Hex = 9,239 kmol/jam T

x



(31,42 + 9,76 x 10-1 T – 2,35 x 10-3 T+ 3,09 x 10-6 T) dT

Tref

QFn-Hex = 9,239 kmol/jam x 31,42(T - Tref)+

,

(T2 – T2ref) –

QFn-Hex = 9,239 kmol/jam x 31,42 (366,3 - 298) + +

,

,

,

(T2 – T2ref)+

(366,32 – 2982) –

,

,

(T2 – T2ref)

(366,32 – 2982)

(366,32 – 2982)

QFn-Hex = 0,922 kJ/jam Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.36 Panas umpan masuk (QD) pada distilasi (D-102) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) n-Heksana 794,582 Air 16,216 Total 810,798

Panas (kJ/jam) 164.147,423 5.622,626 169.770,049

QB = Panas bottom Contoh perhitungan trigliserida: T

Q=

m  Cp dT Tref

QFTG = 0,889 kmol/jam x

T



(0,451 + 6 x 10-4 T) dT

Tref

QFTG = 0,889 kmol/jam x 0,451 (T - Tref)+ QFTG = 0,889 kmol/jam x 0,451 (439 - 298) + QFTG = 2.421,253 kJ/jam

(T2 – T2ref) (4392 – 2982)

B-39

Dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas, maka panas komponenkomponen lain dapat diketahui. Tabel B.37 Panas umpan masuk (QB) pada distilasi (D-102) Komponen Laju Alir Massa (kg/jam) Trigliserida 2.197,282 Air 1,099 Total 2.198,381

Panas (kJ/jam) 2.421,253 462,354 2.883,608

QC = Panas kondenser a. n-Heksana ƛn-Hex = 1.300 kJ/kg Q1

(Fig 3-9 Perry, 1997)

= m . ƛn-Hex = 794,582 kg/jam . 1.300 kJ/kg = 1.032.956,331 kJ/jam

b. Air ƛAir = 2.664 kJ/kg Q2

(Fig 3-9 Perry, 1997)

= m . ƛAir = 16,216 kg/jam . 2.664 kJ/kg = 43.199,304 kJ/jam

Total panas pada Qc = Q1 + Q2 = 1.032.956,331 kJ/jam + 43.199,304 kJ/jam = 1.076.155,635 kJ/jam

Massa air yang dibutuhkan untuk menurunkan temperatur dengan diketahui harga Cp = 1.895,91 kJ/kg: Qc = m . Cp . ΔT m=

∆

m = 567,62 kg

QR = Panas reboiler QR = QD + QB + QC - QF = (169.770,049 + 2.883,608 + 1.076.155,635 - 175.655,811) kg/jam

B-40

= 1.073.153,48 kJ/jam Menghitung kebutuhan saturated steam dengan temperatur 170 oC (443 K): Enthalpi saturated vapour (HV) = 2.768,7 kJ/kg Enthalpy saturated liquid (HL)

= 719,21 kJ/kg

m= m=

.

.

.

,

,

/ ,

m = 523,62 kg/jam

Panas steam masuk : Qsteam = m . Hv = 523,62 kg/jam x 2.768,7 kJ/kg = 1.449.746,054 kJ/jam Panas kondensat keluar : Qkondensat = m . Hv = 523,62 kg/jam x 719,21 kJ/kg = 376.592,574 kJ/jam

Tabel B.38 Neraca panas pada distilasi (D-102) Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) QF 175.655,811 QD 169.770,049 B Q 2.883,608 Qsteam 1.449.746,054 QC 1.076.155,635 Qkondensat 376.592,574 Total 1.625.401,866 Total 1.625.401,866

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

C.1

Tangki Penyimpanan CPO (T-101)

Fungsi

: Menyimpan bahan baku CPO selama 7 hari

Bentuk bejana

: Silinder Tegak dengan tutup atas dan alas bawah datar

Jumlah bejana

: 1 buah

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Gambar C.1 Tangki Penyimpanan CPO Kondisi Operasi Kondisi penyimpanan

: P = 1 atm, T = 30°C

Densitas CPO,

: 882,5 kg/m3= 55,0927 lbm/ft3

Laju alir massa CPO

: 7.835 kg/jam

Lama penyimpanan

: 7 hari

Faktor keamanan (fk)

: 20 % (Perry, 1999)

Menentukan Dimensi Tangki Massa CPO selama 7 hari

= 7.835 kg/jam × 7 hari × 24 jam = 1.316.280 kg

Volume bahan baku (Vb)

= (m/ ρ) = 1.316.280 kg /882,5 kg/m3 = 1.491,535 m3

C-1

C-2

Direncanakan akan dibangun tangki sebanyak 2 unit: Volume tangki per unit,

Vu = Vb/2 = 1.491,535 m3/2 = 745,767 m3

Faktor keamanan,

fk = 20% = 0,2

Volume tangki,

Vt

= Vu (1 + fk) = 745,767 m3 (1+0,2) = 894,92 m3

Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57

 894,92 m3   = 3   1,57  = 8,288 m = 27,195 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 8,288 m = 16,577 m Tinggi tangki (HT)

= Hs = 16,577 m

Menentukan Tebal silinder; Volume bahan

= 745,767 m3

C-3

Volume tangki = 894,921 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 745,767 m 3



3,14 . 8,288 m 

2

= 13,827 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 882,5 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 13,827 m = 119.586 Kg/m s2 = 119.586 Pa = 17,34 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (17,34 Psi + 14,696 Psi) = 38,47 Psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002)dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C-4

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

t

38,47 Psi x 163,167 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 38,47 Psi)

t = 0,494 in Maka digunakan tebal shell 1/2 in.

Rangkuman Spesifikasi Tangki CPO (T-101) Kode

: T-101

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup atas dan alas bawah datar

Fungsi

: Menyimpan bahan baku CPO selama 7 hari

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 2 unit

Volume bahan

: 745,767 m3

Diameter Tangki

: 8,288 m

Tinggi tangki

: 16,577 m

Tebal dinding tangki

: 1/2 in

C.2 Pompa CPO (P-101)

Rangkuman Spesifikasi Pompa CPO (P-101A/B)

Kode

: P-101A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki penampung CPO ke tangki Degumming (M-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 45,995 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

C-5

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.3 Tangki Penampung Asam Posphat H3PO4 (T-102) Fungsi

: Menampung H3PO4 sebelum dimasukkan ke dalam tangki Degumming (D-101)

Bentuk bejana : Silinder Tegak dengan tutup dan alas bawah datar Jumlah

: 1 buah

Gambar C.2 Tangki Penampung H3PO4 Kondisi Operasi Kondisi penyimpanan

: P = 1 atm, T = 30°C

Laju alir H3PO4

: 6,268 kg/jam

H3PO4

: 1579 kg/m3

Lama penyimpanan

: 7 hari

Faktor keamanan (fk)

: 20 % (Perry, 1999)

C-6

Menentukan Dimensi Tangki Massa H3PO4 selama 7 hari = 6,268 kg/jam × 7 hari × 24 jam = 1.053,024 kg Volume bahan baku (Vb)

= (m/ ρ) = 1.053,024 kg /1579 kg/m3 = 0,667 m3

Volume bahan baku (Vb) dalam tangki untuk 7 hari dengan faktor keamanan (fk) sebesar 20 % Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 0,667 m3 × (1+0,2) Vt = 0,800 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57

 0,800 m3   =  1,57   3

= 0,798 m = 2,620 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 0,798 m = 1,579 m Tinggi tangki (HT)

= Hs

C-7

= 1,579 m Volume bahan = 0,666 m3 Volume tangki = 0,800 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 0,666 m 3



3,14 . 0,798 m 

2

= 1,332 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 1579 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 1,332 m = 20.614,19 Kg/m s2 = 20.614,19 Pa = 2,989 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (2,989 Psi + 14,696 Psi) = 21,223 Psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

C-8

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C SE  0,4 P

t

21,223 Psi x 15,719 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 21,223 Psi)

t = 0,145 in Maka digunakan tebal shell 3/16 in. Rangkuman Spesifikasi Penampung Asam Posphat (T-102) Kode

: T-102

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup bagian atas dan alas datar.

Fungsi

: Menampung H3PO4 sebelum dimasukkan ke dalam tangki Degumming (D-101)

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 0,666 m3

Diameter Tangki

: 0,798 m

Tinggi tangki

: 1,579 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

C.4

Pompa Asam Phosfat (P-102)

Rangkuman Spesifikasi Pompa Asam Phosfat (P-102A/B) Kode

: P-102A/B

Fungsi

: Memompakan Asam Phosfat dari tangki penampung Asam Phosfat ke tangki Degumming (D-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

C-9

Kapasitas

: 0,006 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 0,125 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 0,269 in

OD pipa

: 0,405 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.5 Tangki Degumming (D-101) Fungsi

: Tempat pencampuran H3PO4 dan CPO untuk penghilangan gums dan impuritis

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Jumlah bejana

: 1 Buah

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

Gambar C.3 Tangki Degumming

C-10

1. Kondisi Operasi

C.1 Tabel Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran Laju Alir ρ Komponen Fraksi (kg/jam) (kg/m3) (kg/m.s)

Fraksi ×

Fraksi ×

ρ

CPO

7.835

0,9990

882,5

0,0446

855,244

0,0446

H3PO4

6,268

0,000799

1579

0,00104

1,2616

8,3E-07

H2O

1,567

0,0001998

1000

0,00042

0,1998

8,39E-08

Total

7.842,84

856,705

0,0446

Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 7.842,84 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 856,705 kg/m3

Viskositas campuran

= 0,0446 kg/m.s

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

(US Patent, 1999)

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 Temperatur operasi

= 300C

Menentukan Dimensi Tangki Laju alir volumetrik (V) =

7.842,84 856,705

/ /

= 9,155 m3/jam

Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 60 menit (t = 60) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume bahan = 9,155 m3/jam × 1 jam = 9,155 m3 Direncanakan tangki degumming sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 9,155 m3 × (1+0,2) Vt = 10,986 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

C-11

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk elipsoidal (Perry, 1999:Tabel 10-65) Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57

 10,986 m3   = 3   1,57  = 1,912 m = 6,274 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 1,912 m = 3,824 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 1,912 m 4

= 0,478 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 3,824 m + 0,478 m = 4,3022 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 9,155 m3 Volume tangki = 10,985 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

Dt2 HL

C-12

HL

= =

.



4 9,155 m 3



3,14 . 1,912 m 

2

= 3,189 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 856,705 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 3,189 m = 26.780,01 Kg/m s2 = 26.780,01 Pa = 3,884 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (3,884 Psi + 14,696 Psi) = 22,296 Psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

C-13

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

t

22,296 Psi x 37,639 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 22,296 Psi)

t = 0,174 in Maka digunakan tebal shell 3/16 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

22,296 Psi x 75,279 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 22,296 Psi)

t = 0,174 in Maka tebal head 3/16 in. Tinggi Tutup atas

Gambar C.4 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) (sumber :Buthod,1995)

h

= D/4

h

= 1,912 m/ 4

h

= 0,478 m

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama. Tinggi tangki Degumming Diketahui: Tinggi silinder

= 3,824 m

Tinggi tutup

= 0,478 m

Maka, tinggi tangki

= Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah

C-14

= 3,824 m +(2 x 0,478 m) = 4,78 m 1. Rancangan Pengaduk Pengaduk yang direncanakan adalah jenis turbin berdaun enam. Dengan blade dipasang pada 45º. Dari Geankoplis, hal-144 didapatkan data dimensi impeller yang diberikan adalah sebagai berikut: Da/Dt = 0,3 – 0,5 (diambil Da/Dt = 0,3) W/Da = 0,2 C/Dt

= 0,33

L/Da = 0,25 J/Dt

= 0,083

Gambar C.5 Design Pengaduk

Dimana: Da

= Diameter impeller

C

= Jarak pengaduk dari dasar tangki

Dt

= Diameter tangki

W

= Lebar blade

J

= Lebar baffle

C-15

Sehingga: Da = 0,631 m

L = 0,158 m

W = 0,126 m

J = 0,158 m

C = 0,473 m

Power Pengaduk Asumsi kecepatan putaran = 90 rpm = 1,5 rps NRe

= =

(

,

)( , ,

) (

)

= 11.986,636 Dari gambar 3.4.4 (Geankoplis, 1993) diperoleh harga bilangan power untuk pengaduk turbin berdaun 6, Np = 4. Kebutuhan daya: P = Np. . N3. Da5

P = 4 (883,080) (90/60)3 (0,631)5 P = 1.192,140 J/s P = 1,59 Hp Dari hasil perhitungan, maka digunakan power motor 2 Hp.

Rangkuman Spesifikasi Tangki Degumming (D-101) Kode

: (D-101)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Tempat pencampuran H3PO4 dan CPO untuk penghilangan gums dan impuritis

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 9,155 m3

Diameter Tangki

: 1,912 m

Tinggi tangki

: 4,78 m

C-16

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 2 hp

Diameter pengaduk

: 0,631 m

Lebar pengaduk

: 0,126 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,473 m Panjang daun pengaduk

: 0,158 m

C.6 Pompa Tangki Degumming (P-103) Kode

: P -103A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki Degumming (D-101) ke Centrifuge I (CF-101)

Tipe

: Pompa Sentrifugal

Menghitung Tenaga Pompa (P-103) Laju alir massa (G)

= 7.842,84 kg/jam = 17.290,483 lb/jam

Densitas campuran (ρ)

= 883 kg/m3 = 56,210 lb/ft3

Kondisi operasi (T); (P)

= 30 oC; 1 atm

Viskositas campuran (μ)

= 29,994 lb/ft.jam = 0,00833 lb/ft.s

Faktor keamanan (fk)

= 20%

Laju alir volumetric (Q)

=

m  fk ρ

=

.

,

,

/

/

= 369,124 ft3/jam

× 1,2

= 0,103 ft3/s Diameter optimal, dengan mengasumsikan aliran turbulen Di ≥ 1 in Diopt = 3,9 Qf 0,45 0.13 Diopt = 3,9 (0,103 ft3/s )0,45 (56,210 lb/ft3)0,13 Diopt = 2,362 in

(Peters, 1991: Hal 365)

C-17

Keterangan : Di

: diameter inside pipa (in)

Q

: laju alir volumetric (ft3/s)



: densitas fluida (lb/ft3)

Dari Appendiks A.5 Tabel A.5-1

(Geankoplis, 1999) dipilih pipa dengan

spesifikasi : Diameter nominal

= 2,5 in

Outside diameter (OD)

= 2,875 in (0,238 ft)

Inside diameter (ID)

= 2,469 in (0,205 ft)

Schedule number

= 40

Inside sectional area (A)

= 0,03322 ft2

Kecepatan linier fluida (v)

=

Q A

=

,

3

,

/

= 3,086 ft/s Bilangan Reynold (NRe) Bilangan reynold dapat dihitung dengan persamaan 2.5-1 (Geankoplis, 1999) sebagai berikut : NRe =

=

Di  v  ρ μ ,

× ,

= 4.268,923

,

×

,

/ .

/

Untuk NRe < 2100, maka aliran adalah aliran laminer.

Dipilih pipa baja (Commercial steel) dari gambar 14-1 hal 482 (Peters, 1991), nilai equivalent roughness, ε adalah 0,00015 ft. =

,

,

= 0,00083

Faktor Fanning dalam pipa commercial steel untuk aliran turbulen dengan relative roughness, 0,00083 (Peter, 1991: hal 482) diperoleh f = 0,0015.

C-18

Menghitung Friction pada Pipa Tabel C.2 Panjang Ekivalen total pipa, ∑L Jumlah

L/D

7 7 3 1 1 1

32 7 55 23

Pipa Lurus horizontal Pipa lurus vertikal Elbow 90o Gate valve (full open) sharp edge exit (k = 1) sharp edge entrance (k = 0,5) Total 2 2.f.v .  Le Σf = 3,086 D.gc × ,

=

,

×( ,

×

= 1,511 ft.lbf/lb

,

/ ) ×

Le (Jumlah x L/D x ID) (ft) 4,705 4,705 19,672 1,434 11,066 4,713 ΣLe = 46,297

,

. /

Menghitung Static Head (Z g/gc) Z1

= 0,5 m

Z2

=7m

ΔZ

= Z2 - Z1 = 7 – 0,5 = 6,5 m (21,325 ft)

g/gc = 1 lbf/lbm ΔZ(g/gc)

= 21,325 ft . 1 lbf/lbm = 21,325 ft.lbf/lbm

Menghitung Velocity Head (v2 / 2gc) V2 = V1 (ukuran pipa yang dipakai sama), sehingga : V 2    0 N.m/kg   2 

Menghitung Pressure Head (P / ρ) P2

= 1 atm + (ρ x g/gc x tinggi cairan)

P2

= 2.116,8 lbf/ft2 + (56,210 lb/ft3 x 1 lbf/lbm x 21,325 ft) = 3.314,620 lbf/ft2

P3

= Tekanan CPO -102 = 1 atm = 2116,8 lbf/ft2

(P3–P2 ) /  = (2116,8 lbf/ft2– 3.314,620 lbf/ft2) / 56,210 lb/ft3

C-19

= -21,32 lbf/ft2 Tenaga mekanis pompa dihitung dengan menggunakan persamaan : Wf

= ΔZ

g ΔV 2 ΔP    f gc 2ααg ρ

= 21,325 + 0 + (-21,32) + 1,511 = 22,830 ft.lbf/lb Kapasitas pompa = 0,103ft3/s (46,021 gallon/menit) Dari Gambar 14.37: hal 520 (Peters, 1991), untuk kapasitas pompa 46,021 gallon/menit, maka efisiensi pompa = 50 % P teoritis

= (Wf x ρ x Q ) / 550 = (22,830 lbf.ft/lbm x 56,210 lb/ft3 x 0,103 ft3/s)/550 = 0,478 hp

Break horse Power pompa BHP =

P teoritis 

=

0,478 hp 0,5

= 0,957 hp Menghitung Daya Motor Dari Gambar 14.38: Hal 521 (Peters, 1991), untuk P aktual = 0,957 hp didapatkan efisiensi 80 %, maka power motor yang diperlukan: Daya motor = =

BHP  ,

,

= 1,196 hp Dipilih motor standar dengan power 2 hp.

C-20

Rangkuman Spesifikasi Pompa Degumming (P-103A/B)

Kode

: P-103A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki Degumming (D-101) ke Centrifuge I (CF-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 46,021 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 2 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,469 in

OD pipa

: 2,875 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.7 Centrifuge 1 (CF-101) Fungsi

: Untuk memisahkan air, impuritus, H3PO4 dari minyak.

Perhitungan

:

Filtrat

= 7.715,388 Kg/jam

Presipitat terbentuk

= 115,88 Kg/jam

Tabel C.3 Komposisi aliran filtrat centrifuge 1 Komponen Kg/jam fraksi CPO

7.725,404

1

Total

7.725,404

1

filtrate = 856,1 kg/m3 V filtrate = massa filtrat /

filtrates

= 7.725,404 kg/jam / 856,1 kg/m3 = 9,024 m3/jam = 39,73 gpm

(kg/m3) 856,1

C-21

Tabel C.4 Komposisi aliran presipitat centrifuge 1 komponen

Kg/jam

fraksi

(kg/m3)

Air

1,551

0,0013

1000

1,3

Impuritis

7,757

0,067

809

54,203

H3PO4

6,268

0,054

1579

85,266

Gums

101,855

0,879

0

0

Total

117,431

1

presipitat V presipitat

Fraksi ×

140,78

= 140,78 kg/m3 = massa presipitat /

presipitat

= 117,431 kg/jam / 140,78 kg/m3 = 0,834 m3/jam = 3,672 gpm Vtotal

= V filtrat + V presipitat = 39,37 gpm + 3,672 gpm = 43,04 gpm

Dari tabel 18-2 hal. 18-112 Perry edisi 7: Spesifikasi: Jenis

: Disk bowl

Diameter bowl

: 13

Kecepatan putar

: 7.500 rpm

Gaya centrifuge maksimum × gravitasi : 10.400 Tenaga motor

: 6 Hp

Kapasitas

: 5-50 gpm Rangkuman Spesifikasi Centrifuge I (CF-101)

Kode

: CF-101

Fungsi

: Untuk memisahkan air, impuritus, H3PO4 dari minyak.

Tipe

: Disk bowl

Konstruksi

: Carbon steel

Kapasitas

: 43,04 gpm

Diameter

: 13 in

C-22

Kecepatan putar

: 7500 rpm

Daya motor

: 6 hp

Jumlah

: 1 unit

C.8 Heater

(HE-101) Rangkuman Spesifikasi Heater (HE-101)

Kode Fungsi

: HE-101 : Menaikkan temperatur keluar Centrifuge I (CF101) dari 30 oC menjadi 90oC

Tipe

: shell and tube exchanger

Data performance : Fluida

: shell side, fluida dingin (TG, Air, ZW) : tube side, fluida panas (steam)

Laju alir fluida masuk

: fluida dingin : 18.793,08 lb/jam fluida panas : 35,56 lb/jam

Temperatur masuk

: shell side, 86 oF tube side, 248 oF

Temperatur keluar

: shell side, 194 oF tube side, 244,2 oF

Tekanan

: 1 atm

Jumlah passes

: shell side, 4 pass tube side, 4 passes

Pressure drop

: shell side, 5,54x10-4 Psi tube side, 1,3x10-4 Psi

Data konstruksi Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 515 70

Shell Side ID

: 10 in

Baffle spaces

: 2 in

Tube Side Number, Length

: 51,6’

C-23

D, BWG

: 3/4 in, 16 BWG

Pitch

: 1,56 in square pitch

C.9 Gudang Penyimpanan NaOH Kristal (G-101) Kode

: G-101

Fungsi

: Tempat untuk menampung NaOH kristal

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal dan alas bawah datar

Jumlah

: 1 unit

Tujuan

: Menghitung kapasitas dan dimensi Gudang

GBB-101

Gambar C.6 Gudang Penyimpanan NaOH Kristal Kondisi operasi: Laju alir massa (G)

= 226,647 kg/jam (499,66 lb/jam)

densitas (ρ)

= 1.511 kg/m3 (94,33 lb/ft3)

Temperatur operasi

= 300C

Lama penyimpanan (τ) = 7 hari (168 jam) Faktor keamanan (fk)

= 20 %

(Perry, 1999)

C-24

Menghitung kapasitas Gudang NaOH (G-101) Volume bahan baku (Vb)

 m    ρ

= =

226,647 kg/jam 1.511 /

= 0,149 m3/jam

Volume (V) NaOH dalam gudang untuk 7 hari (168 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20% V

= Vb x τ x (1 + Fk) = 0,149 m3/jam x 168 jam x (1 + 0,2) = 30,239 m3

Menghitung Dimensi Gudang NaOH (G-101) Gudang direncanakan berbentuk empat persegi panjang. Volume gudang

= Panjang × Lebar × Tinggi

Volume gudang

= P × L× T

(Pers. C.1)

Penetapan : Lebar = 2/3 P

(Pers. C.2)

Tinggi = 1/3 P

(Pers. C.3)

Subtitusikan harga V = 30,239 m3 dan pers. C.2 dan C.3 ke dalam pers.C.1 V

=

P × 2/3P × 1/3P

30,239

=

2/9P3

P3

=

136,07 m3

P

=

5,144 m

Lebar

= 2/3 x 3,668 m

=

3,429 m

Tinggi

= 1/3 x 3,668 m

=

1,715 m

Rangkuman Spesifikasi Gudang Penyimpanan NaOH Kristal (G-101)

Kode

: G-101

Tipe

: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang dinding beton dan atap seng

C-25

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi

: Beton

Volume gudang

: 30,239 m3

Panjang

: 5,144 m

Tinggi

: 1,715 m

Lebar

: 3,429 m

C.10 Hopper (HO-101) Kode

: HO-101

Fungsi

: Untuk menampung NaOH Kristal sebelum masuk ke tangki tangki larutan NaOH (T-104)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk plat datar dan tutup bawah berbentuk konis.

Laju alir massa (G)

= 226,647 kg/jam (499,66 lb/jam)

densitas (ρ)

= 1.511 kg/m3 (94,33 lb/ft3)

Temperatur operasi

= 300C

Lama penyimpanan (τ) = 7 hari (168 jam) Faktor keamanan (fk)

= 20 %

Laju alir volumetrik (v) =

226,647kg/jam 1.511kg/m3

= 0,150 m3/jam Volume hopper

= 0,150 m3/jam × 168 jam = 25,2 m3

Volume NaOH kristal dalam hopper untuk 7 hari (168 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20% Volume hopper

= 25,2 × 1,2 = 30,24 m3

Ditetapkan H/D

= 1,5:1

C-26

Volume hoper

= Volume silinder + Volume konis

   1   2 2 D 32,24 =   D  H      D     tg 1 / 2  4   3 4  2       2 2 D =   D 1,5D    D     tg 30 4   12  2   1,5 3     D     D 3   0,577 =   4   24   3 3 = 1,1775D  0,0757D

32,24 = 1,253 D3 D3 = D =

32,24 = 25,73 1,253 3

25,73

D = 2,95 m H = 4,425 m

D  Tinggi konis =   tg 1 / 2  2   2,95   tg 30  =  2  = 0,85 m Tinggi silinder = tinggi total - tinggi konis = (4,425 - 0,85) m = 3,575 m

Menentukan tebal shell Tekanan operasi

= 14,7 psi

ri

= 1,475 m (58,07 in)

Bahan konstruksi

= carbon steel SA-516 70 (Brundrett, 2002)

Allowable stress, f

= 17600 psi

C-27

Tebal korosi, c

= 0,125 in

Jenis sambungan

= double welded

Efisiensi sambungan = 0,8 ts =

P  ri c ( f  E )  (0,6  P )

ts =

14,7  58,07  0,125 (17600  0,8)  (0,6  14,7)

(Buthod, 1997:hal 17)

= 0,185 in Digunakan silinder dengan tebal 3/16 in

Menentukan tebal konis Material yang digunakan sama dengan material pada silinder, maka tk = =

PD c ( 2 cos   f  E )  (0,6  P )

(Buthod, 1997:hal 17)

14,7  2,95  0,125 (2 cos 60  17.600  0,8)  (0,6  14,7)

= 0,128 in Digunakan tebal konis sebesar 3/16 in Rangkuman Spesifikasi Hopper (HO-101) Kode : HO-101 Konstruksi : Carbon Steel SA 516 70 Kondisi operasi : P =1 atm dan T = 30oC Jumlah : 1 unit Tipe : Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis Volume hopper : 32,24 m3 Diameter : 2,95 m Tinggi silo : 4,425 m Tebal dinding tangki : 3/16 in Tebal head tangki : 3/16 in Sudut konis : 60o Jenis sambungan : Double welded butt joint

C-28

C.11 Belt Conveyor NaOH Kristal (BC-101) Kode

: BC-101

Fungsi

: Mengangkut NaOH dari gudang ke Tangki Penyimpanan NaOH (T-104)

Gambar C.7 Belt Conveyor Laju alir massa (G)

: 226,647 kg/jam (0,227 ton/jam)

Kondisi Conveyor yang direncanakan: Sudut iklinasi

= 200

(Couper, 2005)

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7th ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = =

0,227 32

200

= 1,419 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

/

C-29

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah (Brown, 1978): hptotal

= ( +

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

)( + 0,03 990

)+

×∆

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft)

hptotal = ,

(

hptotal

,

)

,

= 0,166 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,208 hp

,

,

/

,

×

C-30

Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor NaOH Kristal (BC-101) Kode

: BC-101

Fungsi

: Mengangkut NaOH dari gudang ke Tangki Penyimpanan NaOH (T-104)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan : 226,647 kg/jam (0,227 ton/jam) Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 1,419 ft/menit

Daya Motor

: 0,2 hp

Jumlah

: 1 unit

C.12 Tangki Penampung NaOH (T-103) Fungsi

: Menampung NaOH sebelum dimasukkan kedalam tangki netralisasi

Bentuk bejana : Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Gambar C.8 Tangki Larutan NaOH 1. Kondisi Operasi C.5 Tabel perhitungan Densitas campuran Komponen Laju Alir (kg/jam) Fraksi

ρ (kg/m3)

Fraksi × ρ

NaOH

226,647

0,950

1511

1435,45

H2O

11,920

0,0499

1000

49,9

C-31

Total

238,567

1473,35

Kondisi penyimpanan : P = 1 atm, T = 30°C Densitas campuran (ρ) = 1473,35 kg/m3 Laju alir massa (G)

= 238,567 kg/jam

Lama penyimpanan

= 7 hari

Faktor keamanan (fk) = 20 % (Perry, 1999)

Massa bahan (Vb) selama 7 hari

= 238,567 kg/jam × 7 hari × 24 jam = 40.079,256 kg

Volume bahan (Vb)

= (m/ ρ) = 40.079,256 kg /1473,35 kg/m3 = 27,205 m3

Volume bahan (Vb) dalam tangki untuk 7 hari dengan faktor keamanan(fk) sebesar 20 % Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 27,205 m3 × (1+0,2) Vt = 32,645 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk ellipsiodal Volume head (Vh)

=

Dt3

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs

C-32

= 1,57 Dt3 Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57 ,

=

,

= 2,749 m = 9,019 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 2,749 m = 5,498 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 2,749 m 4

= 0,687 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 5,498 m + 0,687 m = 6,185 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 27,205 m3 Volume tangki = 32,646 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 27,205 m 3



3,14 . 2,749 m 

2

= 4,586 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 1473,35 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 4,586 m = 66.209,89 Kg/m s2 = 66.209.89 Pa = 9,603 Psi

C-33

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (9,603 Psi + 14,696 Psi) = 29,159 Psi Bahan konstruksi karat Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan data-data sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

t

29,159 Psi x 54,114 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 29,159 Psi)

t = 0,217 in Maka digunakan tebal shell 1/4 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

29,159 Psi x 108,229 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 29,159 Psi)

C-34

t = 0,218 in Maka tebal head 1/4 in. Rangkuman Spesifikasi Tangki Penampung NaOH (T-103) Kode

: T-103

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung NaOH sebelum dimasukkan kedalam tangki netralisasi

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 27,2046 m3

Diameter Tangki

: 2,749 m

Tinggi tangki

: 6,185 m

Tebal dinding tangki : 1/4 in Tebal head tangki

: 1/4 in

C.13 Pompa Larutan NaOH (P-104) Rangkuman Spesifikasi Pompa Larutan NaOH (P-104)

Kode

: P-104A/B

Fungsi

: Memompakan larutan NaOH dari tangki penampung NaOH ke Heater (HE-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 0,773 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 2 in Schedule number : 40

C-35

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.14 Tangki Refining/Reaktor I (R-101) Fungsi

: Untuk mereaksikan minyak dan natrium hidroksida menjadi sabun dan air

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Jumlah bejana

: 1 buah

Bahan konstruksi

: Carbon steel

Gambar C.9 Tangki Netra 1. Kondisi Operasi C.6 Tabel Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran Komponen Laju Alir Fraksi ρ (kg/jam) CPO

7.725,404

1,0345

Fraksi

(kg/m3)

(kg/m.s)

ρ

856,1

0,008087

885,6561

× Fraksi

0,008366

×

C-36

NaOH

226,647

0,0303

1511

0,0021

45,8599

6,36E-05

H2O

11,929

0,001597

1000

0,00042

1,5974

6,7E-07

Total

7.963,98

856,705

0,00843

Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 7.963,98 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 856,705 kg/m3

Viskositas campuran

= 0,00843 kg/m.s

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

(US Patent, 1999)

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 Temperatur operasi

= 900C

Menentukan Dimensi tangki: Laju alir volumetrik (V) =

7.963,98 856,705

/ /

= 8,245 m3/jam

Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 60 menit (t = 60) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume cairan = 9,296 m3/jam × 1 jam = 9,296 m3 Direncanakan Refining sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; Vt = 9,8945 m3/jam × 1 jam × 1,2 = 11,155 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk elipsoidal: Volume head (Vh)

=

Dt3

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs

C-37

= 1,57 Dt3 Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

=

 Vt     1,57 3

 11,155m3     1,57 

= 1,922 m = 6,305 ft = 2 × Dt

Tinggi silinder (Hs)

= 2 × 1,922 m = 3,844 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 1,922 m 4

= 0,480 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 3,844 m + 0,480 m = 4,324 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 9,296 m3 Volume tangki = 11,155 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 9,296 m 3



3,14 . 1,922 m 

2

= 3,206 m Jari – jari Tangki (r) = 1,754/2 = 0,977 m (34,52 in) Tekanan Hidrostatis, =

×

× HL

= 856,705 kg/m3 × 9,8 × 3,206 m

C-38

= 26.971,18 Pa = 3,904 Psi Tekanan udara = 14,696 psi Tekanan design (Td) = 1,2 × (14,696 + 3,90) = 22,32 psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, F

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

=

22,32 × 37,83 + 0,125 (20.000 × 0,85) + (0,6 × 22,32)

t= 0,174 in

Maka digunakan tebal shell 3/16 in. Tebal Ellipsiodal head (Buthod, 1995): t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

C-39

=

22,32 × 75,665 + 0,125 2 (20.000 × 0,85) + (1,8 × 22,32)

t = 0,175 in

Maka dipilih tebal tutup atas 3/16 in. Tinggi Tutup atas

Gambar C.10 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) (sumber :Buthod,1995) h

= D/4

h

= 1,922 m/ 4

h

= 0,481 m

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama Tinggi tangki Refining Diketahui ; Tinggi silinder

= 3,844 m

Tinggi tutup

= 0,481 m

Maka, tinggi tangki

= Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah = 3,844 m +(2 x 0,481 m) = 4,8 m

2. Rancangan Pengaduk Pengaduk yang direncanakan adalah jenis turbin berdaun enam. Dengan blade dipasang pada 45º. Dari Geankoplis, hal-144 didapatkan data dimensi impeller yang diberikan adalah sebagai berikut: Da/Dt = 0,3 – 0,5 (diambil Da/Dt = 0,3) W/Da = 0,2 C/Dt

= 0,33

L/Da = 0,25

C-40

J/Dt

= 0,083

Dimana: Da

= Diameter impeller

C

= Jarak pengaduk dari dasar tangki

Dt

= Diameter tangki

W

= Lebar blade

J

= Lebar baffle

Sehingga: Da = 0,576 m

L = 0,144 m

W = 0,115 m

J = 0,159 m

C = 0,643 m

Power Pengaduk Asumsi kecepatan putaran = 90 rpm = 1,5 rps NRe

= =

(

,

)( , ,

) (

)

= 50.575,472 Dari gambar 3.4.4 (Geankoplis, 1993) diperoleh harga bilangan power untuk pengaduk turbin berdaun 6, Np = 5. Kebutuhan daya: P = Np. . N3. Da5

P = 5 (856,705) (90/60)3 (0,576)5 P = 916,616 J/s P = 1,229 Hp Dari hasil perhitungan, maka digunakan power motor 1,5 Hp. Rangkuman Spesifikasi Tangki Refining/Reaktor I (R-101) Kode

: (R-101)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mereaksikan minyak dan natrium hidroksida menjadi sabun dan air

C-41

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 90oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 9,296 m3

Diameter Tangki

: 1,922 m

Tinggi tangki

: 4,385 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1,5 hp

Diameter pengaduk

: 0,576 m

Lebar pengaduk

: 0,1165 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,634 m Panjang daun pengaduk

: 0,144 m

C.15 Pompa Refining (P-105) Rangkuman Spesifikasi Pompa Tangki Refining (P-105) Kode

: P-105A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki Refining (R-101) ke Cooler (CO-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 53,548gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 3,068 in

C-42

OD pipa

: 3,500 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.16 Centrifuge II (CF-102) Fungsi : Memisahkan sejumlah pengotor dalam refined oil. Perhitungan: Filtrat

: 7.676,378 kg/jam

Presipitat yang terbentuk : 1.245,87 kg/jam Tabel C.7 Komposisi aliran filtrat centrifuge II (CF-102) Komponen Kg/jam fraksi

(kg/m3)

CPO

7.676,378

0,99882

882,5

Total

7.676,378

1

882,5

filtrat

= 882,5 kg/m3

V filtrate

= massa filtrat /

filtrat

= 7.676,378 kg/jam / 882,5 kg/m3 = 8,698 m3/jam = 38,25 gpm Tabel C.8 Komposisi aliran presipitat centrifuge II (CF-102) (kg/m3) Komponen Kg/jam fraksi 231,137

0,1593

1511

Fraksi ×

1.156,464

0,7973

1000

797,3

Sabun

57,091

0,0393

960

37,728

Gliserol

5,703

0,00393

1260

4,9518

1.450,394

1

3471

1080,679

NaOH Air

Total

presipitat

= 1080,6821 kg/m3

V presipitat = massa presipitat /

presipitat

= 1.450,394 kg/jam / 1080,679 kg/m3 = 1,342 m3/jam = 5,506 gpm

240,70

C-43

V total

= V filtrat + V presipitat = 38,25 gpm + 5,506 gpm = 43,756 gpm

Dari tabel 18-2 hal. 18-112 Perry edisi 7: Spesifikasi: Jenis

: Disk bowl

Diameter bowl

: 13

Kecepatan putar

: 7.500 rpm

Gaya centrifuge maksimum × gravitasi : 10.400 Tenaga motor

: 6 Hp

Kapasitas

: 5-50 gpm

Rangkuman Spesifikasi Centrifuge II (CF-102) Kode

: CF-102

Fungsi

: Memisahkan sejumlah pengotor dalam refined oil.

Tipe

: Disk bowl

Konstruksi

: Carbon steel

Kapasitas

: 43,756 gpm

Diameter

: 13 in

Kecepatan putar

: 7500 rpm

Daya motor

: 6 hp

Jumlah

: 1 unit

C.17 Tangki Sabun (T-104) Fungsi

: Menampung Sabun yang keluar dari Centrifuge II (CF-102)

Bentuk bejana

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah Datar

C-44

Gambar C.11 Tangki sabun 1. Kondisi Operasi Kondisi penyimpanan : P

= 1 atm, T = 30°C

Densitas sabun (ρ)

= 960 kg/m3

Laju alir massa (G)

= 311,997kg/jam

Lama penyimpanan

= 7 hari

Faktor keamanan (fk)

= 20 % (Perry, 1999)

Massa bahan (Vb) selama 7 hari

= 311,997 kg/jam × 7 hari × 24 jam = 52.415,496 kg

Volume bahan (Vb)

= (m/ ρ) = 52.415,496 kg /960 kg/m3 = 54,599 m3

Volume bahan (Vb) dalam tangki untuk 7 hari dengan faktor keamanan(fk) sebesar 20 % Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 54,599 m3 × (1+0,2) Vt = 65,5198 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

C-45

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk ellipsiodal Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57 ,

=

,

= 3,467 m = 11,377 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 3,467 m = 6,935 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 3,467 m 4

= 0,866 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 6,935 m + 0,866 m = 7,802 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 54,599 m3 Volume tangki = 65,519 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

=

Dt2 HL .

C-46

=



4 54,599 m 3



3,14 . 3,467 m 

2

= 5,784 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 960 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 5,784 m = 54.420,94 Kg/m s2 = 54.420,94 Pa = 7,893 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (7,893 Psi + 14,696 Psi) = 27,11 Psi Bahan konstruksi karat Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan data-data sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

C-47

t

27,11 Psi x 68,259 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 27,11 Psi)

t = 0,233 in Maka digunakan tebal shell 1/4 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

27,11 Psi x 136,518 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 27,11 Psi)

t = 0,233 in Maka tebal head 1/4 in.

Rangkuman Spesifikasi Tangki Sabun (T-104) Kode

: T-104

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung Sabun yang keluar dari Centrifuge II (CF-102)

Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-516 70 Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 54,599 m3

Diameter Tangki

: 3,467 m

Tinggi tangki

: 7,80 m

Tebal dinding tangki : 1/4 in Tebal head tangki

: 1/4 in

C.18 Gudang Penyimpanan Bleaching Earth (G-102) Kode

: G-102

Fungsi

: Tempat untuk menyimpan Bleaching Earth (BE)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal dan alas bawah datar

C-48

Jumlah

: 1 unit

Tujuan

: Menghitung kapasitas dan dimensi Gudang

Kondisi operasi: Laju alir massa (G)

= 153,528 kg/jam (338,48 lb/jam)

densitas (ρ)

= 950 kg/m3 (59,31 lb/ft3)

Temperatur operasi

= 300C

Lama penyimpanan (τ) = 7 hari (168 jam) Faktor keamanan (fk)

= 20 %

(Perry, 1999)

Menghitung kapasitas Gudang Bleaching Earth (G-102) Volume bahan baku (Vb)

= =

 m    ρ 153,528 kg/jam 950 /

= 0,162 m3/jam

Volume (V) Bleaching Earth dalam gudang untuk 7 hari (168 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20% V

= Vb x τ x (1 + Fk) = 0,162 m3/jam x 168 jam x (1 + 0,2) = 32,58 m3

Menghitung Dimensi Gudang Bleaching Earth (G-102) Gudang direncanakan berbentuk empat persegi panjang. Volume gudang

= Panjang × Lebar × Tinggi

Volume gudang

= P × L× T

(Pers. C.1)

Penetapan : Lebar = 2/3 P

(Pers. C.2)

Tinggi = 1/3 P

(Pers. C.3)

Subtitusikan harga V = 32,58 m3 dan pers. C.2 dan C.3 ke dalam pers.C.1 V 32,58 P3

=

P × 2/3P × 1/3P

=

2/9P3

=

146,61 m3

C-49

P

=

5,273 m

Lebar

= 2/3 x 3,668 m

=

3,515 m

Tinggi

= 1/3 x 3,668 m

=

1,757 m

Rangkuman Spesifikasi Gudang Bleaching Earth (G-102)

Kode

: G-102

Tipe

: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang dinding beton dan atap seng

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi

: Beton

Volume gudang

: 32,58 m3

Panjang

: 5,273 m

Tinggi

: 1,757 m

Lebar

: 3,515 m

C.19 Hopper (HO-102) Kode

: HO-102

Fungsi

: Untuk menampung Bleaching earth sebelum masuk ke tangki

Bleaching earth (T-106) Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas berbentuk plat datar dan tutup bawah berbentuk konis.

Laju alir massa (G)

= 153,528 kg/jam (338,48 lb/jam)

densitas (ρ)

= 950 kg/m3 (59,31 lb/ft3)

Temperatur operasi

= 300C

Lama penyimpanan (τ) = 7 hari (168 jam) Faktor keamanan (fk) = 20 %

Laju alir volumetrik (v) =

153,528kg/jam 950kg/m3

C-50

= 0,162 m3/jam Volume hopper

= 0,162 m3/jam × 168 jam = 27,216 m3

Volume Bleaching Earth dalam hopper untuk 7 hari (168 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20% Volume hopper

= 27,216 × 1,2 = 32,659 m3

Ditetapkan H/D

= 1,5:1

Volume hoper

= Volume silinder + Volume konis

   1   2 2 D 32,659 =   D  H      D     tg 1 / 2  4   3 4  2       2 2 D =   D 1,5D    D     tg 30 4   12  2   1,5 3     D     D 3   0,577 =   4   24   3 3 = 1,1775D  0,0757D

32,659 = 1,253 D3 D3 = D =

32,659 = 26,064 1, 253 3

26,064

D = 2,965 m H = 4,448 m

D  Tinggi konis =   tg 1 / 2  2   2,965   tg 30  =  2  = 0,885 m Tinggi silinder = tinggi total - tinggi konis

C-51

= (4,448 - 0,885) m = 3,563 m

Menentukan tebal shell Tekanan operasi

= 14,7 psi

ri

= 1,482 m (58,37 in)

Bahan konstruksi

= carbon steel SA-516 70 (Brundrett, 2002)

Allowable stress, f

= 17600 psi

Tebal korosi, c

= 0,125 in

Jenis sambungan

= double welded

Efisiensi sambungan = 0,8 ts =

P  ri c ( f  E )  (0,6  P )

ts =

14,7  58,37  0,125 (17600  0,8)  (0,6  14,7)

(Buthod, 1997:hal 17)

= 0,186 in Digunakan silinder dengan tebal 3/16 in

Menentukan tebal konis Material yang digunakan sama dengan material pada silinder, maka tk = =

PD c ( 2 cos   f  E )  (0,6  P )

(Buthod, 1997:hal 17)

14,7  2,965  0,125 (2 cos 60  17.600  0,8)  (0,6  14,7)

= 0,126 in Digunakan tebal konis sebesar 3/16 in

C-52

Rangkuman Spesifikasi Hopper (HO-102) Kode Konstruksi Kondisi operasi Jumlah Tipe

: : : : :

Volume hopper Diameter Tinggi silo Tebal dinding tangki Tebal head tangki Sudut konis Jenis sambungan

: : : : : : :

HO-102 Carbon Steel SA 516 70 P =1 atm dan T = 30oC 1 unit Silinder tegak dengan tutup bagian atas datar dan bagian bawah berbentuk konis 32,659 m3 2,965 m 4,448 m 3/16 in 3/16 in 60o Double welded butt joint

C.20 Belt Conveyor Bleaching Earth (BC-102) Kode

: BC-101

Fungsi

: Mengangkut Bleaching Earth dari gudang ke Tangki Bleaching Earth (BL-101)

Gambar C.12 Belt Conveyor

Laju alir massa (G)

: 153,528 kg/jam (0,154 ton/jam)

Kondisi Conveyor yang direncanakan: Sudut iklinasi

= 200

(Couper, 2005) th

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7 ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

C-53

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit

Kecepatan aktual

=

kapaitas aktual x kecepatan desain kaasitas desain

=

0,154

200

32

= 0,959 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah (Brown, 1978): hptotal

= ( +

Dimana: F = L = Lo = T = W =

)( + 0,03 990

)+

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft

×∆

/

C-54

S ∆Z

= Kecepatan belt (rpm) = tinggi pengangkutan/vertial (ft)

hptotal = ,

(

)

,

hptotal

,

,

,

/

,

×

= 0,164 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: = hp/0,8

Power

= 0,205 hp Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor Bleaching Earth (BC-102) Kode

: BC-102

Fungsi

: Mengangkut Bleaching Earth dari gudang ke Tangki Bleaching Earth (BL-101)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan : 153,528 kg/jam (0,154 ton/jam) Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,959 ft/menit

Daya Motor

: 0,205 hp

Jumlah

: 1 unit

C.21 Tangki Bleaching (BL-101) Fungsi

: Untuk menghilangkan zat-zat warna yang tidak disukai dalam minyak.

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal dan dilengkapi dengan jacket

Jumlah bejana

: 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel

C-55

1.

Kondisi Operasi

C.9 Tabel Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran ρ (kg/m.s) Laju Alir Fraksi

Komponen

Fraksi × ρ

Fraksi ×

(kg/m3)

(kg/jam) CPO

7.676,382

1,0279

882,5

0,04468

907,174

0,0459

BE

153,528

0,02055

950

0

19,531

0

Total

7.829,91

926,705

0,0459

Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 7.829,91 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 926,705 kg/m3

Viskositas campuran

= 0,0459 kg/m.s

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

(US Patent, 1999)

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 = 300C

Temperatur operasi

Menentukan dimensi tangki Bleaching (R-101) Laju alir volumetrik (V) =

7.829,91 926,705

/ /

= 8,449 m3/jam

Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 60 menit (t = 60) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume cairan = 8,449 m3/jam × 1 jam = 8,449 m3 Direncanakan tangki bleaching sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; VT = 8,449 m3/jam × 1 jam × 1,2 = 13,068 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3

C-56

Tutup tangki berbentuk elipsoidal: Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

=

 Vt     1,57 3

 13,068 m3     1,57 

= 1,862 m = 6,108 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 1,862 m = 3,723 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 1,862 m 4

= 0,465 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 3,723 m + 0,465 m = 4,188 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 8,449 m3 Volume tangki = 13,068 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .





4 8,449 m 3 2 3,14 . 1,826 m 

C-57

= 3,105 m Jari – jari Tangki (r) = 1,826 / 2 = 0,931 m (36,647 in) Tekanan Hidrostatis, =

×

× HL

= 926,705 kg/m3 × 9,8 × 3,105 m = 28.201,08 Pa = 4,09 Psi

Tekanan udara = 14,696 psi Tekanan design (Td) = 1,2 × (14,696 + 4,09) = 22,544 psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, F

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

=

22,544 × 36,647 + 0,125 (20.000 × 0,85) + (0,4 × 22,544)

t= 0,174 in

C-58

Maka digunakan tebal shell 3/16 in. Tebal Ellipsiodal head (Buthod, 1995):

t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

=

(

.

t = 0,174 in

,

× ,

×

,

) ( , ×

,

)

+ 0,125

Maka dipilih tebal tutup atas 3/16 in. Tinggi Tutup atas (Buthod,1995: Hal 17) h

= D/4

h

= 1,826 m/ 4

h

= 0,456 m

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama Tinggi tangki Bleaching Diketahui ; Tinggi silinder

= 3,723 m

Tinggi tutup

= 0,456 m

Maka, tinggi tangki

= Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah = 3,723 m +(2 x 0,456 m) = 4,635 m

2. Rancangan Pengaduk Pengaduk yang direncanakan adalah jenis turbin berdaun enam. Dengan blade dipasang pada 45º. Dari Geankoplis, hal-144 didapatkan data dimensi impeller yang diberikan adalah sebagai berikut: Da/Dt = 0,3 – 0,5 (diambil Da/Dt = 0,3) W/Da = 0,2 C/Dt

= 0,33

L/Da = 0,25 J/Dt

= 0,083

C-59

Dimana: Da

= Diameter impeller

C

= Jarak pengaduk dari dasar tangki

Dt

= Diameter tangki

W

= Lebar blade

J

= Lebar baffle

Sehingga: Da = 0,548 m

L = 0,156 m

W = 0,109 m

J = 0,152 m

C = 0,603 m

Power Pengaduk Asumsi kecepatan putaran = 90 rpm = 1,5 rps NRe

= =

(

,

)( , ,

) (

)

= 9.088,609

Dari gambar 3.4.4 (Geankoplis, 1993) diperoleh harga bilangan power untuk pengaduk turbin berdaun 6, Np = 4,5. Kebutuhan daya: P = Np. . N3. Da5

P = 4,5 (926,705) (90/60)3 (0,548)5 P = 695,553 J/s P = 0,94 Hp Dari hasil perhitungan, maka digunakan power motor 1 Hp. Perencanaan jacket pemanas, -

Temperatur steam masuk

= 90oC

-

Temperatur steam keluar

= 120oC

-

Massa steam yang digunakan

= 8,076 kg/jam =17,805 lbm/jam

C-60

-

Volume tutup bawah, Vh

-

=

π/24 . D

=

Vth – Vh

=

(3,14)/(24) . (1,862)3

=

8,449 – 0,844

=

0,844 m3

= 7,605 m3

Vos

Ketinggian cairan dalam shell, Vos Hsh = π / 4.D 2



-

- Volume cairan dalam shell,

3



=

7,605 (3,14/4) . (1,862 ) 2

=

2,79 m = 9,15 ft

Diameter luar tangki = diameter dalam jacket Dot

= Dij = Dit + (2 . tshell)

Keterangan : Dot

= diameter luar tangki

Dit

= diameter dalam tangki

Dij

= diameter dalam jacket

tshell

= tebal tangki

Dot

= Dij = 73,296 in + (2 × 0,174 in) = 73,644 in = 6,14 ft

-

Luas permukaan jacket, Ash

= π . Dij . Hsh = (3,14) . (6,14) . (9,15) = 176,41 ft2

-

Luas permukaan bawah (elipsoidal) (Wallas, 1998) Ael

= 1,09 Dt2 = (1,09) . (6,14)2 = 41,09 ft2

-

Luas permukaan dinding jacket, Aj

= Ash + Ael = 176,41 + 41,09

Tinggi jacket, Hj = Hsh + He = 9,15 ft + 1,525 ft

C-61

= 217,5 ft2 -

= 10,4 ft

Lebar jacket, Doj

= Dij + 2 tj

Keterangan : Doj

= diameter luar jacket

Dij

= diameter dalam jacket

tj

= tebal jacket

tj ditebak untuk menghitung diameter luar jacket, ditebak tj = 0,124ft Doj

= 6,14 ft + 2(0,124 ft) = 6,388 ft

-

Diameter equivalen jacket, Dej Dej

=

=

D

2 oj

 D ij

2



aj

D ij

6,388

 6,14 2 6,14 2

- Laju aliran steam, aj



= 0,506 ft

-

=

=



π D oj  D ij 2

2



4



3,14 6,388 2  6,14 2 4



= 2,438 ft

Laju alir massa steam persatuan luas, Gj

=

m aj

=

17,805 lbm/jam 2,438 ft 2

= 7,30 lbm/jam.ft2 Rangkuman Spesifikasi Tangki Bleaching (BL-101) Kode

: (BL-101)

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup bagian atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mereaksikan minyak dan natrium hidroksida menjadi sabun dan air

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

C-62

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 8,449 m3

Diameter Tangki

: 1,862 m

Tinggi tangki

: 4,635 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1 hp

Diameter pengaduk

: 0,548 m

Lebar pengaduk

: 0,109 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,603 m Panjang daun pengaduk

: 0,603 m

Sistem pemanas

: Jacket

Tinggi jacket

: 10,4 ft

Tebal dinding jacket

: 1/8 in, schedule 40

C.22 Pompa Bleaching (P-106) Rangkuman Spesifikasi Pompa Bleaching (P-106A/B) Kode

: P-106A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari tangki Bleaching (BL-101) ke Cooler (CO-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 45,965 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 3,068 in

C-63

OD pipa

: 3,500 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.23 Cooler (CO-101) Kode

: CO-101

Fungsi

: mendinginkan umpan keluaran dari bleaching tank (BL-101) dari 120 oC menjadi 30 oC dengan bantuan air pendingin

Tipe

: Shell and tube exchanger

Menentukan dimensi kondensor: Beban panas (Q)

= 107.617,44 kJ/jam = 102.001 BTU/jam

Jumlah aliran masuk

= 8.550,53 kg/jam = 18.850,68 lb/jam

Jumlah air pendingin

= 41,9 kg/jam = 92,37 lb/jam

Menghitung LMTD (counterflow) Fluida panas : Temperatur masuk, T1 = 120 oC (248 oF) Temperatur keluar, T2 = 30 oC (86 oF) Fluida dingin : Temperatur masuk, t1 = 29 oC (84,2 oF) Temperatur keluar, t2 = 100 oC (212 oF) Fluida Panas

Fluida Dingin

Selisih

248

Suhu tinggi

212

36

Δt2

86

Suhu rendah

84,2

1,8

Δt1

162

Selisih

127,8

34,2

Δt2-Δt1

Selisih temperatur rata - rata logaritmik, LMTD =

t2  t1 ln (t2 / t1 )

(Persamaan 5.14 Kern,1965)

C-64

= 11,416 oF

Koreksi LMTD, R=

T1  T2 248  86   1,267 t 2  t1 212  84 ,2

(Persamaan 5.16 Kern, 1965)

S=

t 2  t1 212 - 84 .2   0,78 T1  t1 248  84 .2

(Persamaan 6.23 Kern, 1965)

Temperature Different Factor (FT) = 1 Tm  LMTD  FT

(Gambar.20, Kern) (Persamaan 7.42 Kern, 1965)

Tm  11,416  1 Tm  11,416

Temperatur rata – rata, T av =

T1  T2 248  86   167o F 2 2

t av =

t1  t 2 212  84.2   148,1o F 2 2

T (Fluida panas) ; t (Fluida dingin) Dari Tabel. 8, Kern hal 840 dipilih Ud untuk : Hot Fluid : Heavy organic Cold Fluid : Water Range Ud = 5-75 Btu/jam.ft2 oF Dipilih Ud = 40 Btu/jam.ft2 oF Dipilih pemanas jenis Shell and Tube dengan spesifikasi sebagai berikut (Tabel 10; 843, Kern, 1965) : OD

= 0,75 in

BMG = 16 ID tube = 0,62 in Flow Area/tube (a’t) = 0,302 in2 Surface/lin ft (a”t) = 0,1963 ft2

C-65

L

= 16 ft

Menentukan luas transfer panas dan jumlah pipa A

= =

∆

.

/

= 223,36 ft2

,

Jumlah tube (Nt) Nt

= =

"

,

,

/

= 71,12 tube

Dari pendekatan jumlah tube, diambil pendekatan pada Tabel. 9 (Kern, 1965), untuk menentukan spesifikasi shell: Pitch = 1 in ; Triangular Pitch OD tube = 1 in

ID shell = 21 in = 21,25 in Heat Exchanger = 2 pass Nt = 72 tubes Dari Tabel. 9 kern diperoleh 2-P = 72 tubes, 21 in ID shell A

= Nt x L x a”t

= 72 x 16 ft x 0,1963 ft2/ft = 226,13 ft2 Ud koreksi

=

∆

C-66

=

,

.

/

,

℉

= 39,51 Btu/jam ft2 oF Menentukan letak fluida

Laju alir fluida dingin = 92,37 lb/jam Laju alir fluida panas = 18.850,68 lb/jam Laju alir fluida dingin dialirkan melalui tube dan fluida panas dialirkan melalui shell.

C-67

Fluida panas (shell)

Fluida dingin (tube)

flow area

flow area

ID shell = 21,25 in

a’t = 0,302 in2

C’ = PT – OD

at = Nt  a’t /144 n

B =21,25/5 = 4,25 in

(Tabel. 10 Kern)

= 1,875 – 0,75

= 72  0,302 / (144  2)

= 1,125 in

= 0,075 ft2

as = ID  (C’B/144PT) = 0,37 ft2 kecepatan massa,G

kecepatan massa,G

Gs = W/ as

Gt = W/ at

= 18.850,68 lb/jam/0,37 ft2

= 92,37 lb/jam/0,075 ft2

= 7.093,55 lb/jam.ft2

= 1.223,49 lb/jam.ft2

  62,5 lb/ft 3 Vel = Gt/ Nt   Vel = 0,27 ft/s Bilangan Reynold

Bilangan Reynold

Pada Tav = 167 oF,

Pada tav = 148,1 oF,

µ = 13,31 lb/ft.jam (Fig. 14 Kern)

μ = 1,113 lb/ft.jam

De =1,08 in/12 =0,09 ft (Fig. 28 Kern)

D = 0,05167 ft

Res = De  Gs/ µ

Ret = D  Gt/ µ

Res = 47,96

Ret = 56,78

Menentukan jH

Menentukan jH

jH = 3,8

jH = 2,5 (Fig. 24 Kern)

(Fig. 28 Kern)

(Tabel. 10 Kern)

Menentukan bilangan Prandtl (Pr)

Koefisien Perpindahan Panas

Pada Tav = 167 oF,

Pada tav = 148,1 oF,

k = 0,0835 BTU/hr.ft2 (Tabel. 4 Kern)

k = 0,3848 BTU/jam.ft2

c = 0,24 BTU/lb.oF (Fig.2 Kern)

c = 0,99 BTU/lb.oF

µ = 13,31 lb/ft.jam

µ = 1,113 lb/ft.jam

Pr = (c  µ)1/3/k = 3,37

Pr = (c  µ)1/3/k = 1,42

koefisien perpindahan panas

koefisien perpindahan panas

C-68

hi = 26,44 BTU/hr.ft2 oF

Φs = 1

 c μ   k  ho = jH        k   De 

1

3

hio = 21,85 BTU/hr.ft2 oF

 Φs

ho = 11,6 BTU/hr.ft2 oF faktor friksi

faktor friksi

f = 0,01 ft2/in2 (Gambar.29 Kern)

f = 0,009 ft2/in2 (Gambar.26, Kern)

s=1

s = 0,01634

Dipilih pendingin jenis shell and tube dengan spesifikasi sebagai berikut : OD tube

= 3/4 in

BMG

= 16

ID

= 0,62 in

Flow Area/tube (a’t)

= 0,302 in2

Surface/lin ft (a”t)

= 0,1963 ft2

(Tabel 10: 843, Kern, 1965)

Dari tabel tube, diambil pendekatan pada Tabel. 9 (Kern,1965), untuk menentukam spesifikasi shell:

Pitch

=1

ID shell

= 1 in ; square Pitch = 36 in

Heat Exchanger

= 1 pass

Nt

= 72 tubes

OD tube

in

Menentukan letak fluida Laju alir fluida panas

= 18.850,68 lb/jam

Laju alir fluida dingin = 92,37 lb/jam Laju alir fluida dingin dialirkan melalui tube dan fluida panas dialirkan melalui shell.

Clean overall coefficient (UC) UC =

hio . ho hio  ho

C-69

=

21,85  11,6 21,85  11,6

= 7,58 BTU/hr.ft2.oF

Design overall coefficient (UD) Untuk menentukan UD, diasumsikan Rd = 0,001, Sehingga:

1 1   Rd UD UC 1 1   0,001 U D 7,58 U D  7,52 BTU/hr.ft 2 .o F

Untuk Menentukan Surface Tube A= =

Q UD  LMTD 102.001 7 , 52  11 , 416

= 1.187,6 ft2

Untuk Menentukan Panjang A 1.187,6  a" t 0,1963  6.049,96 ft

L

Asumsi tube yang digunakan berjumlah 72 tube. Sehingga panjang pipa untuk setiap tube adalah 6.049,96/72 = 84,027 ft.

Koreksi Nt Nt 

A 1.187,6  a" t   0,1963 L 6.049,96

 72 tube (available )

C-70

Jumlah silangan: N+1=12L/B = 237,25 Ds = ID/12 = 12,25 in/12 = 1,77 ft pressure drop shell

f  G s2

 Ds(N  1) ΔPs = 10 5,22  10  De  s  φs = 0,0026 Psi

Pressure drop Tube

f  Gt 2  L  n ΔPt = 5,22  1010  D  s  φ1 = 0,0073 Psi pressure drop return (V2/2g’) = 0,001

(Fig 27, Kern)

ΔPr = (4n/s) (V2/2g’) ΔPr = (4

 2/0,01634)(0,001)

= 0,489 Psi ΔPT = ΔPt + ΔPr = 0,496 Psi

Koreksi Dirt Factor (Rd)

Rd 

UC  UD 7,58  7,52  UC  UD 7,58  7,52

 0,001 hr.ft2.o F/ BTU

C-71

Summary 114,6

h outside

21,85

UC

7,58

UD

7,52

Rd Calculated

0,001

Rd Required

0,001

0,0026

Calculated P

0,496

0,1

Allowable P

0,5

Rangkuman Spesifikasi Cooler (CO-101) Kode

: CO-101

Fungsi

: mendinginkan umpan keluaran dari bleaching tank (BL-101) dari 120 oC menjadi 30 oC dengan bantuan air pendingin

Tipe

: shell and tube exchanger

Data performance : Fluida

: shell side, fluida panas (TG, BE, Air, ZW) : tube side, fluida dingin (air pendingin)

Laju alir fluida masuk

: fluida panas : 18.850,68 lb/jam air pendingin : 92,37 lb/jam

Temperatur masuk

: shell side, 248 oF

C-72

tube side, 84,2 oF Temperatur keluar

: shell side, 86 oF tube side, 212 oF

Tekanan

: 1 atm

Jumlah passes

: shell side, 2 pass tube side, 2 pass

Pressure drop

: shell side, 0,0026 Psi tube side, 0,496 Psi

Data konstruksi Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 515 70

Shell Side ID

: 21 in

Baffle spaces

: 2 in

Tube Side Number, Length

: 84’

OD, BWG

: 1 in, 16 BWG

Pitch

: 1 in triangular pitch

C-73

C.24 Filter Press (F-101)

Gambar C.13 Filter Press Fungsi : Untuk memisahkan BE, zat warna dan sabun dari minyak hasil pemucatan Jenis

: Plate and frame filter press

Laju alir buangan

= 7.829,91 kg/jam

Densitas

= 882,5 kg/m3

Densitas cake (ρc)

= 950 kg/m3

Porositas, Po

= 0,8 (Brown, 1978)

Laju volum air total, Q =

. F = 

Massa padatan tertahan, mp = Q × ρc

,

/

,

/

= 8,6999 m3/jam

= 8,6999 m3/jam × 950 kg/m3 = 8.264,905 kg/jam Tebal cake tiap frame, Wc diambil 2 in = 0,0508 m

mp (1 - 0,8 )   c

Volume cake total, Qc =

Volume cake total, Qc =

(

.

,

, )×

/

/

= 43,4995 m3/jam

C-74

Cake/frame, s

=

mp Qc

=

.

,

,

/

= 190 kg/m3 Jumlah frame yang dibutuhkan, F =

=

/

c s /

/

= 5 buah Luas filter, A =

S ρ c  Wc /

=

× ,

= 3,937 m Dimensi filter:

Bak direncanakan berbentuk persegi panjang dengan P=2L A = P × L = 2L × L 3,937 = 2 L2

L2 P

3,937  1,403 m 2

= 2,806 m Rangkuman Spesifikasi Filter Press (F-101)

Kode

: FP-101

Fungsi

: Untuk memisahkan BE, zat warna dan sabun dari minyak hasil pemucatan

Jumlah frame : 5 buah

C-75

Tebal Frame : 0,0508 m Panjang filter : 2,806 m Lebar filter

: 1,403 m

Jumlah

: 1 unit

C.25 Pompa Filter Press (P-110) Kesimpulan Kode

: P-110A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Filter Press (F-101) ke Tangki Enteresifikasi Enzimatis (R-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 44,568 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,469 in

OD pipa

: 2,875 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.26 Tangki Penyimpanan n-Heksana (T-105) Fungsi

: Menampung n-Heksana sebelum dimasukkan kedalam tangki Regenerasi Enzim (RE-102) dan Regenerasi Bleaching Earth (RE-101)

Bentuk bejana : Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah Datar

C-76

Gambar C.14 Tangki Larutan n-Heksana 1. Kondisi Operasi Kondisi penyimpanan : P

= 1 atm, T = 30°C

Densitas n-Heksana (ρ)

= 654,8 kg/m3

Laju alir massa (G)

= 797,870 kg/jam

Lama penyimpanan

= 7 hari

Faktor keamanan (fk)

= 20 % (Perry, 1999)

Massa bahan (Vb) selama 7 hari

= 797,870 kg/jam × 7 hari × 24 jam = 134.042,16 kg

Volume bahan (Vb)

= (m/ ρ) = 134.042,16 kg /654,8 kg/m3 = 204,707 m3

Volume bahan (Vb) dalam tangki untuk 7 hari dengan faktor keamanan(fk) sebesar 20 % Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 204,707 m3 × (1+0,2) Vt = 245,648 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

C-77

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk ellipsiodal Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), 3

 Vt     1,57

=

,

Dt =

,

= 5,386 m = 17,674 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 5,386 m = 10,774 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 5,386 m 4

= 1,348 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 10,774 m + 1,348 m = 12,12 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 204,707 m3 Volume tangki = 245,648 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

=

Dt2 HL .

C-78

=



4 204,707 m 3



3,14 . 5,386 m 

2

= 8,986 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 654,8 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 8,986 m = 57.665,79 Kg/m s2 = 57.665,79 Pa = 8,363 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (8,363 Psi + 14,696 Psi) = 27,67 Psi Bahan konstruksi karat Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan data-data sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

C-79

27,67 Psi x 106,041 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 27,67 Psi)

t

t = 0,297 in Maka digunakan tebal shell 1/4 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

27,67 Psi x 212,083 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 27,67 Psi)

t = 0,297 in Maka tebal head 1/4 in.

Rangkuman Spesifikasi Tangki Tangki n-Heksana (T-105) Kode

: T-105

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung n-Heksana sebelum dimasukkan kedalam tangki Regenerasi Enzim dan Regenerasi Bleaching Earth

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 204,707 m3

Diameter Tangki

: 5,386 m

Tinggi tangki

: 12,12 m

Tebal dinding tangki : 1/4 in Tebal head tangki

: 1/4 in

C.27 Pompa Tangki Heksana (P-111) Rangkuman Spesifikasi Pompa Tangki Heksana (P-111) Kode

: P-111A/B

Fungsi

: Memompakan larutan heksana dari tangki Penyimpanan n-

C-80

Heksana (T-105) ke Tangki Regenerator Enzim (RE-102) Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 7,809 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 1 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 1,049 in

OD pipa

: 1,315 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.28 Pompa Tangki Heksana (P-112) Rangkuman Spesifikasi Pompa Tangki Heksana (P-112) Kode

: P-112A/B

Fungsi

: Memompakan larutan heksana dari tangki Penyimpanan nHeksana (T-105) ke Tangki Regenerator Bleaching Earth (RE-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 0,359 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 0,25 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 0,364 in

OD pipa

: 0,54 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.29 Tangki Regenerator Bleaching Earth (RE-101) Fungsi

: Tempat Regenerasi Bleaching Earth

C-81

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Jumlah bejana

: 1 Buah

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

1. Kondisi Operasi C.10 Tabel Perhitungan Densitas Campuran Laju Alir Komponen Fraksi (kg/jam) CPO

ρ (kg/m3)

Fraksi × ρ

1.888,989

0,8317

882,5

733,975

8,645

0,003806

1000

3,806

BE

328,867

0,144809

950

130,3281

Heksana

44,530

0,019607

654,8

12,8386

Zat Warna

Total

2.271,031

880,947

Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 2.271,031 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 880,947 kg/m3

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

(US Patent, 1999)

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 Temperatur operasi

= 300C

Menentukan Dimensi Tangki Laju alir volumetrik (V) =

2.271,031 880,947

/ /

= 2,578 m3/jam

Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 60 menit (t = 60) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume bahan = 2,578 m3/jam × 1 jam = 2,578 m3 Direncanakan tangki Regenerasi sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 2,578 m3 × (1+0,2) Vt = 3,094 m3

C-82

Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk elipsoidal (Perry, 1999:Tabel 10-65) Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57

 3,094 m3   =  1,57   3

= 1,253 m = 4,112 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 1,253 m = 2,506 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 1,253 m 4

= 0,313 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 2,506 m + 0,313 m = 2,819 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 2,578 m3

C-83

Volume tangki = 3,094 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 2,578 m 3



3,14 . 1,253 m 

2

= 2,091 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 880,947 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 2,091 m = 18.049,82 Kg/m s2 = 18.049,82 Pa = 2,617 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (2,617 Psi + 14,696 Psi) = 20,78 Psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C-84

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

t

20,78 Psi x 24,671 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 20,78 Psi)

t = 0,155 in Maka digunakan tebal shell 3/16 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

20,78 Psi x 49,342 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 20,78 Psi)

t = 0,155 in Maka tebal head 3/16 in. -

Tinggi Tutup atas

Gambar C.16 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) (sumber :Buthod,1995)

h

= D/4

h

= 1,253 m/ 4

h

= 0,313 m

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama. Tinggi tangki Regenerator Diketahui: Tinggi silinder

= 2,506 m

Tinggi tutup

= 0,313 m

C-85

Maka, tinggi tangki

= Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah = 2,506 m +(2 x 0,313 m) = 3,132 m

Rangkuman Spesifikasi Tangki Regenerator Bleaching Earth (RE-101) Kode

: (RE-101)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Tempat Regenerasi Bleaching Earth

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-516 70 Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 2,578 m3

Diameter Tangki

: 1,253 m

Tinggi tangki

: 3,132 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

C.30 Pompa Regenerasi BE (P-108) Rangkuman Spesifikasi Pompa Regenerasi BE (P-108) Kode

: P-108A/B

Fungsi

: Memompakan Bleaching Earth dari tangki Regenerasi BE (P-108) ke Gudang Penyimpanan Bleaching Earth (G-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 13,620 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

C-86

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.31 Centrifuge III (CF-103) Fungsi

: Memisahkan Bleaching Earth dari heksana dan komponen minyak lainnya

Perhitungan: Filtrat

: 6.295,81 kg/jam

Tabel C.11 Komposisi aliran filtrat centrifuge II (CF-102) Komponen Kg/jam fraksi

(kg/m3)

CPO

1.888,989

0,300

882,5

Heksana

4.406,821

0,6999

654,8

Total

6.295,81

1

1537,3

filtrat

= 1537,3 kg/m3

V filtrate

= massa filtrat /

filtrat

= 6.295,81 kg/jam / 1537,3 kg/m3 = 4,095 m3/jam = 18,029 gpm Presipitat yang terbentuk : 164,433 kg/jam

Tabel C.12 Komposisi aliran presipitat centrifuge III (CF-103) (kg/m3) Komponen Kg/jam fraksi BE

164,433

1

Total

164,433

1

presipitat

= 950 kg/m3

V presipitat = massa presipitat /

presipitat

= 164,433 kg/jam / 950 kg/m3 = 0,173 m3/jam = 0,762 gpm V total

= V filtrat + V presipitat

950

Fraksi × 950 950

C-87

= 18,026 gpm + 0,762 gpm = 18,788 gpm Dari tabel 18-2 hal. 18-112 Perry edisi 7: Spesifikasi: Jenis

: Disk bowl

Diameter bowl

: 13

Kecepatan putar

: 7.500 rpm

Gaya centrifuge maksimum × gravitasi : 10.400 Tenaga motor

: 6 Hp

Kapasitas

: 5-50 gpm

Rangkuman Spesifikasi Centrifuge III (CF-103) Kode

: CF-103

Fungsi

: Memisahkan Bleaching Earth dari heksana dan komponen minyak lainnya

Tipe

: Disk bowl

Konstruksi

: Carbon steel

Kapasitas

: 18,788 gpm

Diameter

: 13 in

Kecepatan putar

: 7500 rpm

Daya motor

: 6 hp

Jumlah

: 1 unit

C.32 Pompa Centrifuge III (P-109) Rangkuman Spesifikasi Pompa Centrifuge III (P-109A/B) Kode

: P-109A/B

Fungsi

: Memompakan larutan heksana dari Centrifuge III (CF103) ke Distilasi (D-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 21,638 gallon/menit

C-88

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.33 Bucket Elevator Bleaching Earth (BE-101) Kode

: BE-101

Fungsi

: Mengangkut Bleaching Earth dari Centrifuge III (CF-103) ke gudang penyimpanan Bleaching Earth

Tipe

: Centrifugal discharge

Jumlah bahan yang dipindahkan

= 164,433 kg/jam (0,164 ton/jam) = 0,197 lb/s

Densitas bahan = 950 kg/m3 = 59,306 lbm/ft3 Menentukan dimensi bucket elevator Dari Perry (1997), tabel 21.8 hal 21-15 untuk kapasitas 0,164 ton/jam maka dipilih bucket elevator dengan kapasitas = 14 ton/jam dan spesifikasi : Ukuran bucket

= (6 × 4 × 41/2 - 12) in

Lebar bucket

= 6 in

Projection bucket

= 4 in

Dalam bucket

= 4½ in

Jarak antar bucket

= 12 in

Lebar bucket

= 7 in

Kecepatan bucket

= 225 ft/menit

Kecepatan putar poros

= 43 rad/menit

Diameter poros atas

= 115/16 in

C-89

Diameter poros bawah

= 111/16 in

Tinggi pengangkutan

= 14,321 m (563,18 in)

Menentukan volume bucket Volume bucket

= lebar × proyeksi × kedalaman = 6 × 4 × 4,25 in = 102 in (0,059 ft3)

Bahan yang terisi di dalam bucket sebanyak 85% maka: Vbucket

= 0.85 × 0,059 = 0,50 ft3

Berat di dalam bucket: w

= ρbahan × Vbucket = 59,306 lbm/ft3 × 0,50 ft3 = 29,653 lb

Menentukan jumlah bucket dan panjang belt Dari Tabel 21-8 Perry 7th edition (1997), diperoleh data sebagai berikut: Diameter pulley, dengan: Head

= 20 in

Tail

= 14 in

Lebar belt = 7 in Pbelt

= (2 × tinggi elevator) + head = (2 × 563,81) + 20 = 1147,64 in (95,64 ft)

Jumlah bucket: (n × 4) + (n × 12) = Panjang belt 16 n n

= 1147,64 = 95,64 ≈ 96 unit

Menghitung kebutuhan daya angkut

Dari Tabel 21-8 Perry 7th edition (1997) diperoleh data sebagai berikut: Daya yang dibutuhkan pada kepala sumbu

= 1 Hp

C-90

Daya yang dibutuhkan setiap 1 ft panjang belt = 0,02 Hp Panjang belt

= 95,64 ft

Daya total

= 1 + (95,64 × 0,02) = 2,91 Hp

Maka kebutuhan daya angkut bucket adalah 3 Hp

Rangkuman Spesifikasi Bucket Elevator (BE-101) Kode

: BE-101

Tipe

: Centrifugal discharge

Fungsi

: Mengangkut chip tandan kosong kelapa sawit menuju digester

Laju angkut bahan: 164,433 kg/jam Lebar bucket

: 6 in

Projection bucket : 4 in Kedalaman bucket: 4,15 in Jarak antar bucket : 12 in Jumlah bucket

: 96 buah

Kecepatan bucket : 225 ft/menit Lebar belt

: 7 in

Daya motor

: 3 Hp

Jumlah

: 1 unit

C.34 Tangki Kondensat (T-107) Fungsi

: Menampung heksana dan air hasil dari proses distilasi

Bentuk bejana : Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah Datar

C-91

Gambar C.17 Tangki Kondensat 1. Kondisi Operasi C.13 Tabel perhitungan Densitas campuran Komponen Laju Alir (kg/jam) Fraksi

ρ (kg/m3)

Fraksi × ρ

Heksana

806,237

0,9899

654,8

648,186

H2O

8,144

0,0100

1000

10

Total

814,381

658,186

Kondisi penyimpanan : P = 1 atm, T = 30°C Densitas campuran (ρ) = 658,186 kg/m3 Laju alir massa (G)

= 814,381 kg/jam

Faktor keamanan (fk) = 20 % (Perry, 1999) Volume bahan (Vb)

= (m/ ρ) = 814,381 kg /658,186 kg/m3 = 1,237 m3

Volume bahan (Vb) dalam tangki dengan faktor keamanan(fk) sebesar 20 % Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 1,237 m3 × (1+0,2) Vt = 1,484 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

C-92

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk ellipsiodal Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57 ,

=

,

= 0,981 m = 3,219 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 0,981 m = 1,962 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 0,981 m 4

= 0,245 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 1,962 m + 0,245 m = 2,207 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 1,237 m3 Volume tangki = 1,484 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

=

Dt2 HL .

C-93

=



4 1,237 m 3



3,14 . 0,981m 

2

= 1,636 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 658,186 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 1,636 m = 10.558,61 Kg/m s2 = 10,558,61 Pa = 1,531 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (1,531 Psi + 14,696 Psi) = 19,472 Psi Bahan konstruksi karat Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan data-data sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

C-94

t

19,472 Psi x 19,316 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 19,472 Psi)

t = 0,147 in Maka digunakan tebal shell 3/16 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

20,472 Psi x 38,633 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 20,472 Psi)

t = 0,147 in Maka tebal head 3/16 in. Rangkuman Spesifikasi Tangki Kondensat (T-107) Kode

: T-107

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung heksana dan air hasil dari proses distilasi

Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-516 70 Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 1,237 m3

Diameter Tangki

: 0,981 m

Tinggi tangki

: 2,207 m

Tebal dinding tangki : 3/16 in Tebal head tangki

: 3/16 in

C.35 Tangki Produk Samping (T-108) Fungsi

: Menampung Produk Samping

Bentuk bejana : Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah Datar

C-95

Gambar C.18 Tangki Produk Samping 1. Kondisi Operasi C.14 Tabel perhitungan Densitas campuran Komponen Laju Alir (kg/jam) Fraksi

ρ (kg/m3)

Fraksi × ρ

CPO

2315,488

0,98098

882,5

865,715

H2O

42,529

0,01801

1000

18,01

ZW

2,363

0,0010011

1000

1,0011

Total

2.360,38

884,72

Kondisi penyimpanan : P = 1 atm, T = 30°C Densitas campuran (ρ) = 884,72 kg/m3 Laju alir massa (G)

= 2.360,38 kg/jam

Faktor keamanan (fk) = 20 % (Perry, 1999)

Volume bahan (Vb)

= (m/ ρ) = 2.360,38 kg / 884,72 kg/m3 = 2,668 m3

Volume bahan (Vb) dalam tangki dengan faktor keamanan(fk) sebesar 20 % Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 2,668 m3 × (1+0,2) Vt = 3,201 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

C-96

Dt3

=

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk ellipsiodal Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57 ,

=

,

= 1,268 m = 4,159 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 1,268 m = 2,535 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 1,268 m 4

= 0,317 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 2,535 m + 0,317 m = 2,852 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 2,668 m3 Volume tangki = 3,201 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

=

Dt2 HL .

C-97

=



4 2,668 m 3



3,14 . 1,268m 

2

= 2,115 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 884,7 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 2,115 m = 18.335,66 Kg/m s2 = 18.335,66 Pa = 2,659 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (2,659 Psi + 14,696 Psi) = 20,826 Psi Bahan konstruksi karat Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan data-data sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

C-98

t

20,826 Psi x 24,955 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 20,826 Psi)

t = 0,155 in Maka digunakan tebal shell 3/16 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

20,826 Psi x 49,909 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 20,826 Psi)

t = 0,155 in Maka tebal head 3/16 in. Rangkuman Spesifikasi Tangki Produk Samping (T-108) Kode

: T-108

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menampung Produk Samping

Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-516 70 Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 2,668 m3

Diameter Tangki

: 1,268 m

Tinggi tangki

: 2,852 m

Tebal dinding tangki : 3/16 in Tebal head tangki

: 3/16 in

C.36 Tangki Minyak Kelapa (T-106) Fungsi

: Untuk menyimpan minyak kelapa

Bentuk bejana

: Silinder vertikal dengan tutup bagian atas dan alas datar

Jumlah bejana

: 1 buah

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

C-99

Gambar C.19 Tangki penyimpanan minyak kelapa 1. Kondisi Operasi Kondisi penyimpanan

: P = 1 atm, T = 30°C

Densitas minyak kelapa,

: 882,5 kg/m3

Laju alir massa minyak kelapa

: 7.835 kg/jam

Lama penyimpanan

: 7 hari

Faktor keamanan (fk)

: 20 % (Perry, 1999)

Menentukan Dimensi Tangki Minyak Kelapa (T-108) Volume tangki selama 7 hari = 7.835 kg/jam × 7 hari × 24 jam = 1.316.280 kg Volume bahan baku = (m/ ρ) = 1.316.280 kg /882,5 kg/m3 = 1.491,535 m3 Volume (V) bahan baku dalam tangki untuk 7 hari dengan faktor keamanan sebesar 20 % Volume tangki, VT = Vb × (1 + fk) VT = (1+0,2) × 1.491,535 m3 VT = 1789,842493 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

C-100

Dt3

=

= 1,57 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57

 1789,842 m3   = 3  1,57   = 10,443 m = 34,264 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 10,443 m = 20,886 m Tinggi tangki (HT)

= Hs = 20,886 m

Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 1.491,54 m3 Volume tangki = 1.789,84 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 1.491,54 m 3



3,14 . 10,443m 

2

= 17,421 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 882,5 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 17,421 m = 150.669,2 Kg/m s2 = 150.669,2 Pa = 21,853 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm

C-101

Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (21,853 Psi + 14,696 Psi) = 43,858 Psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

t

43,858 Psi x 205,577 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 43,858 Psi)

t = 0,655 in Maka digunakan tebal shell 3/4 in.

Rangkuman Spesifikasi Tangki Minyak Kelapa (T-106) Kode

: T-106

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup dan alas bawah datar

Fungsi

: Untuk menyimpan minyak kelapa

C-102

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 1.491,535 m3

Diameter Tangki

: 10,443 m

Tinggi tangki

: 20,886 m

Tebal dinding tangki

: 3/4 in

C.37 Pompa minyak kelapa (P-114)

Rangkuman Spesifikasi Pompa minyak kelapa (P-114) Kode

: P-114A/B

Fungsi

: Memompakan minyak kelapa dari tangki Minyak Kelapa (T-109) ke Tangki Enteresifikasi Enzimatis (R-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 44,568 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,469 in

OD pipa

: 2,875 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.38 Tangki Penyimpanan Enzim (T-109) Fungsi

: Menyimpan Enzim selama 7 hari

Bentuk bejana : Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

C-103

Gambar C.20 Tangki Penyimpanan Enzim 1. Kondisi Operasi Kondisi penyimpanan : P

= 1 atm, T = 30°C

Densitas Enzim (ρ)

= 500 kg/m3

Laju alir massa (G)

= 753, 340 kg/jam

Lama penyimpanan

= 7 hari

Faktor keamanan (fk)

= 20 % (Perry, 1999)

Massa bahan (Vb) selama 7 hari

= 753, 340 kg/jam × 7 hari × 24 jam = 126.561,12 kg

Volume bahan (Vb)

= (m/ ρ) = 126.561,12 kg/500 kg/m3 = 253,122 m3

Volume bahan (Vb) dalam tangki untuk 7 hari dengan faktor keamanan(fk) sebesar 20 % Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 253,122 m3 × (1+0,2) Vt = 303,747 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

C-104

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk ellipsiodal Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), 3

 Vt     1,57

=

,

Dt =

,

= 5,782 m = 18,970 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 5,782 m = 11,564 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 5,782 m 4

= 1,445 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 11,564 m + 1,445 m = 13,009 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 253,122 m3 Volume tangki = 303,747 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

=

Dt2 HL .

C-105

=



4 253,122 m 3



3,14 . 5,782 m 

2

= 9,645 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 500 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 9,645 m = 47.262 Kg/m s2 = 47.262 Pa = 6,855 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (6,855 Psi + 14,696 Psi) = 25,861 Psi Bahan konstruksi karat Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan data-data sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

C-106

t

25,86 Psi x 113,817 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 25,86 Psi)

t = 0,297 in Maka digunakan tebal shell 1/4 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

25,86 Psi x 227,634 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 25,86 Psi)

t = 0,297 in Maka tebal head 1/4 in.

Rangkuman Spesifikasi Tangki Penyimpanan Enzim (T-109) Kode

: T-109

Tipe

: Silinder Tegak dengan tutup ellipsoidal dan alas bawah datar

Fungsi

: Menyimpan Enzim selama 7 hari

Bahan Konstruksi: Carbon steel SA-516 70 Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 253,122 m3

Diameter Tangki

: 5,782 m

Tinggi tangki

: 13,009 m

Tebal dinding tangki : 1/4 in Tebal head tangki

: 1/4 in

C.39 Pompa Tangki Penyimpanan Enzim (T-117) Rangkuman Spesifikasi Pompa Tangki Penyimpanan Enzim (T-117) Kode

: P-117A/B

Fungsi

: Memompakan Enzim dari tangki penyimpanan Enzim (T109) ke Tangki Enteresifikasi Enzimatis/Reaktor II (R-102)

C-107

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 7,960 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.40 Tangki Enteresifikasi Enzimatis/Reaktor II (R-102) Fungsi

: Untuk mengubah karakteristik fisika kimiawi lemak dan minyak.

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Jumlah bejana

: 1 Buah

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

Gambar C.21 Tangki Enteresifikasi

C-108

1. Kondisi Operasi C.15 Tabel Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran Komponen Laju Alir Fraksi ρ (kg/m.s) Fraksi × ρ (kg/m )

(kg/jam) CPO

7.590,638

H2O

1,158

Total

7.591,796

Fraksi ×

3

1,0279

882,5

44,68

897,041

0,04468

1000

0,42

0,1550

0,00042

897,196

0,0451

Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 7.591,796 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 897,196 kg/m3

Viskositas campuran

= 0,0451 kg/m.s

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

(US Patent, 1999)

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 Temperatur operasi

= 300C

Menentukan dimensi tangki enteresifikasi (R-102) Laju alir volumetrik (V) =

7.591,796 897,196

/ /

= 8,460 m3/jam

Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 1 jam (t = 1) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume cairan = 8,460 m3/jam × 1 jam = 8,460 m3 Direncanakan tangki interesifikasi sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; VT = 10,152 m3/jam × 1 jam × 1,2 = 12,18 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3

C-109

Tutup tangki berbentuk elipsoidal: Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

=

 Vt     1,57 3

 12,18 m3     1,57 

= 1,863 m = 6,111 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 1,863 m = 3,725 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 1,863 m 4

= 0,465 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 3,725 m + 0,465 m = 4,191 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 8,462 m3 Volume tangki = 10,154 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 8,462 m 3



3,14 . 1,86 3 m 

2

C-110

= 3,107 m Jari – jari Tangki (r) = 1,863/2 = 0,931 m (36,329 in) Tekanan Hidrostatis, =

×

× HL

= 897,196 kg/m3 × 9,8 × 3,107 m = 27.319,44 Pa = 3,962 Psi

Tekanan udara = 14,696 psi Tekanan design (Td) = 1,2 × (14,696 + 3,962) = 22,39 psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, F

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

=

22,39 × 36,664 + 0,125 (20.000 × 0,85) + (0,6 × 22,39)

t= 0,173 in

Maka digunakan tebal shell 3/16 in.

C-111

Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

=

P xD 2 (S  E)  1,8 P

22,39 × 73,329 + 0,125 2 (20.000 × 0,85) + (1,8 × 22,39)

t = 0,173 in

Maka dipilih tebal tutup atas 3/16 in. Tinggi Tutup atas

Gambar C.22 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) (sumber :Buthod,1995)

h

= D/4

h

= 1,863 m/ 4

h

= 0,466 m

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama Tinggi tangki enteresifikasi Diketahui ; Tinggi silinder

= 3,725 m

Tinggi tutup

= 0,466 m

Maka, tinggi tangki

= Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah = 3,725 m +(2 x 0,466 m) = 4,657 m

2. Rancangan Pengaduk Pengaduk yang direncanakan adalah jenis turbin berdaun enam. Dengan blade dipasang pada 45º. Dari Geankoplis, hal-144 didapatkan data dimensi impeller yang diberikan adalah sebagai berikut:

C-112

Da/Dt = 0,3 – 0,5 (diambil Da/Dt = 0,3) W/Da = 0,2 C/Dt

= 0,33

L/Da = 0,25 J/Dt

= 0,083

Dimana: Da

= Diameter impeller

C

= Jarak pengaduk dari dasar tangki

Dt

= Diameter tangki

W

= Lebar blade

J

= Lebar baffle

Sehingga: Da = 0,559 m

L = 0,139 m

W = 0,112 m

J = 0,155 m

C = 0,615 m

Power Pengaduk Asumsi kecepatan putaran = 90 rpm = 1,5 rps NRe

= =

(

,

)( ,

= 9.324,502

,

) (

)

Dari gambar 3.4.4 (Geankoplis, 1993) diperoleh harga bilangan power untuk pengaduk turbin berdaun 6, Np = 4,5. Kebutuhan daya: P = Np. . N3. Da5

P = 4,5 (897,196) (90/60)3 (0,559)5 P = 743,759 J/s P = 0,997 Hp Dari hasil perhitungan, maka digunakan power motor 1 Hp.

C-113

Rangkuman Spesifikasi Tangki Enteresifikasi Enzimatis/Reaktor II (R-102) Kode

: (R-102)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mengubah karakteristik fisika kimiawi lemak dan minyak.

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 8,460 m3

Diameter Tangki

: 1,863 m

Tinggi tangki

: 4,657 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1 hp

Diameter pengaduk

: 0,559 m

Lebar pengaduk

: 0,112 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,615 m Panjang daun pengaduk

: 0,139 m

C.41 Pompa Tangki Enteresifikasi Enzimatis (P-115) Rangkuman Spesifikasi Pompa Enteresifikasi Enzimatis (P-115) Kode

: P-115A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Enteresifikasi Enzimatis/Reaktor II (R-113) ke Heater (HE-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 44,707 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

C-114

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 2,5 in Schedule number : 40 ID pipa

: 2,469 in

OD pipa

: 2,875 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.42 Heater (HE-102)

Q7

Q6

Q Steam

Q Steam

Gambar C.23 Heater Kode

: HE-102

Fungsi : Menaikkan temperatur keluar Tangki Interesterifikasi (R-102) dari 30 o

C menjadi 200oC

Tipe

: Shell and tube exchanger

Menentukan dimensi kondensor: Beban panas (Q)

= 19,868 kJ/jam = 18,83 BTU/jam

Jumlah aliran masuk = 14.669,91 kg/jam = 32.341,57 lb/jam Jumlah steam

= 0,403 kg/jam = 0,889 lb/jam

Menghitung LMTD (counter flow) Fluida panas : Temperatur masuk, T1 = 230 oC (446 oF) Temperatur keluar, T2 = 228 oC (442,4 oF) Fluida dingin : Temperatur masuk, t1 = 30 oC (86 oF)

C-115

Temperatur keluar, t2 = 200 oC (392 oF)

Fluida Panas

Fluida Dingin

Selisih

446

Suhu tinggi

392

54

Δt2

442,4

Suhu rendah

86

356,4

Δt1

3,6

Selisih

306

302,4

Δt2-Δt1

Selisih temperatur rata - rata logaritmik, LMTD =

=

t 2  t1 ln (t 2 / t1 )

(Persamaan5.14 Kern,1965)

302,4 ln (356,4 / 54)

= 160,248 oF

Koreksi LMTD, R= S=

T1  T2 446  442 , 4   0,0117 t 2  t1 392  86 t 2  t1 392 - 86   0,85 T1  t1 446  86

Temperature Different Factor (FT) = 1 Tm  LMTD  FT Tm  160,248  1 Tm  160,248

Temperatur rata – rata, T av =

T1  T2 446  442,4   444,2o F 2 2

t av =

t1  t 2 86  392   239o F 2 2

(Persamaan 5.16 Kern, 1965)

(Persamaan 6.23 Kern, 1965)

(Gambar.18 Hal.828; Kern, 1965) (Persamaan 7.42 Kern, 1965)

C-116

T (Fluida panas) ; t (Fluida dingin) Dari Tabel. 8, Kern hal 840 dipilih Ud untuk : Hot Fluid : Steam Cold Fluid : Heavy organic Range Ud = 6-60 Btu/jam.ft2 oF Dipilih Ud = 6 Btu/jam.ft2 oF Dipilih pemanas jenis Shell and Tube dengan spesifikasi sebagai berikut (Tabel 10; 843, Kern, 1965) : OD

= 0,75 in

BMG = 16 ID tube = 0,62 in Flow Area/tube (a’t) = 0,302 in2 Surface/lin ft (a”t) = 0,1963 ft2 L

= 12 ft

Menentukan luas transfer panas dan jumlah pipa A

= =

∆

,

/

= 0,0195 ft2

,

℉

Jumlah tube (Nt) Nt

= =

"

,

,

= 0,0083 tube

/

Dari pendekatan jumlah tube, diambil pendekatan pada Tabel. 9 (Kern, 1965), untuk menentukan spesifikasi shell:

C-117

Pitch = 1

in = 1,56 in ; Square Pitch

OD tube = 1 in = 1,25 in ID shell = 10 in Heat Exchanger = 4 pass Nt = 10 tubes Dari Tabel. 9 kern diperoleh 4-P = 10 tubes, 10 in ID shell A

= Nt x L x a = 10 x 12 ft x 0,1963 ft2/ft = 23,556 ft2

Ud koreksi

= =

∆ ,

,

/

,

℉

= 0,0049 Btu/jam ft2 oF Menentukan letak fluida Laju alir fluida panas = 0,889 lb/jam

Laju alir fluida dingin = 32.341,57 lb/jam Laju alir fluida dingin dialirkan melalui shell dan fluida panas dialirkan melalui tube.

C-118

Fluida dingin (shell)

Fluida panas, steam (tube)

flow area

flow area

ID shell = 10 in

a’t = 0,302 in2

C’ = PT – OD

B =10/5 = 2 in

(Tabel. 10 Kern)

at = Nt  a’t /144 n

= 1,56 – 0,75

= 10  0,302 / (144  4)

= 0,81 in

= 0,00524 ft2

as = ID  (C’B/144PT) = 0,072 ft2 kecepatan massa,G

kecepatan massa,G

Gs = W/ as

Gt = W/ at

= 32.341,6 lb/jam/0,072 ft2

= 0,889 lb/jam/0,00524 ft2

= 2.332,32 lb/jam.ft2

= 169,68 lb/jam.ft2   62,5 lb/ft 3

Vel = Gt/ Nt   Vel = 0,27 ft/s Bilangan Reynold o

Bilangan Reynold

Pada tav = 444,2 F,

Pada Tav = 239 oF,

µ = 1,21 lb/ft.jam (Fig. 14 Kern)

μ = 0,0338 lb/ft.jam (Fig. 15 Kern)

De =1,23 in /12 = 0,1025 ft (Fig. 28 Kern)

D = 0,62 in/12 = 0,0516 ft

(Tabel. 10

Kern) Res = De  Gs/ µ

Ret = D  Gt/ µ

Res = 197,57

Ret = 258,76

Menentukan jH

Menentukan jH

jH = 6,8

jH = 4

(Fig. 28 Kern)

(Fig. 24 Kern)

Menentukan bilangan Prandtl (Pr)

Koefisien Perpindahan Panas

Pada tav = 444,2 oF,

Pada Tav = 239 oF,

k = 0,0835 BTU/hr.ft2 (Tabel. 4 Kern)

k = 0,0144 BTU/jam.ft2 (Tabel. 5 Kern)

c = 0,3 BTU/lb.oF (Fig. 2 Kern)

c = 0,12 BTU/lb.oF (Fig. 3 Kern)

µ = 1,21 lb/ft.jam

µ = 0,0338 lb/ft.jam

Pr = (c  µ)1/3/k = 1,632

Pr = (c  µ)1/3/k = 0,655

C-119

koefisien perpindahan panas

 c μ   k  ho = jH        k   De 

1

3

koefisien perpindahan panas

 Φs

 c μ   k  hi = jH        k   De 

ho/ Φt = 9,04 BTU/hr.ft2 oF

hi/ Φt = 0,733 BTU/hr.ft2 oF

Tube-wall temperature

 ID   hi  hio =       Φt  OD   t 

 ho   ho  tw = tav+   /   x (Tav– tav)  t   t  o

tw = 251,89 F µw = 6,05 lb/ft.jam

 μ   Φt =   w 

0 ,14

1

3

 Φt

hio/ Φt = 0,605 BTU/hr.ft2 oF Tube-wall temperature  hi   hio hi  tw = Tav+   /    x (Tav–  t   t t 

tav) tw = 251,89 oF

= 0,798

µw = 0,0338 lb/ft.jam

 ho  Corrected coefficient, ho =   x Φt  t 

 μ   Φt =   w 

= 7,216 Btu/jam.ft2 oF

Faktor friksi Re = 197,57

0 ,14

=1

 hio  Corrected coefficient, hio =   x Φt  t 

= 0,605 Btu/jam.ft2 oF Pressure drop tube

f = 0,0045 ft2/in2 (Fig.29 Kern) s=1

Specifik volume steam VV = 13,821 ft3/lb (Tabel. 7 Kern) s = 16,323 Re = 258,76 f = 0,0019 ft2/in2 (Fig. 26, Kern)

Clean overall coefficient (UC) UC = =

hio . ho hio  ho 0,605  7,216 0,605  7,216

= 0,559 BTU/hr.ft2.oF

C-120

Design overall coefficient (UD) Untuk menentukan UD, diasumsikan Rd = 0,001, Sehingga:

1 1   Rd UD UC 1 1   0,001 U D 0,559 U D  0,558 BTU/hr.ft 2 .o F Untuk Menentukan Surface Tube A= =

Q UD  LMTD 18,83 0 , 558  160 , 248

= 0,21 ft2 Untuk Menentukan Panjang A 0,21  a"t 0,1963  1,07 ft

L

Asumsi tube yang digunakan berjumlah 10 tube. Sehingga panjang pipa untuk setiap tube adalah 1,07/10 = 0,107 ft.

Koreksi Nt

A 0,21  a"t   0,1963 L 1,07 10 tube (available)

Nt 

(Table. 9 Kern) Jumlah silangan: N+1=12L/B = 0,64 Ds = ID/12 = 10/12 = 0,833 ft

C-121

pressure drop shell

f  G s2  Ds(N  1) ΔPs = 5,22  1010  De  s  φs = 3,1 x 10-6 Psi

Pressure drop Tube

f  Gt 2  L  n ΔPt = 5,22  1010  D  s  φ1 = 6 x 10-8 Psi pressure drop return Gt = 169,68 lb/jam ft2 (V2/2g’) = 0,001 (Fig. 27, Kern) ΔPr = (4n/s) (V2/2g’) ΔPr = (4

 4/16,323)(0,001)

= 9,8x10-4 Psi ΔPT = ΔPt + ΔPr = 9,8x10-4 Psi

Koreksi Dirt Factor (Rd)

Rd 

UC  UD 0,559  0,558  UC  UD 0,559  0,558

 0,001 hr.ft2.o F/ BTU

C-122

Summary 7,216

h outside

0,605

UC

0,559

UD

0,558

Rd Calculated

0,001

Rd Required

0,001

3,07 x 10-6

Calculated P

9,8 x 10-4

0,1

Allowable P

0,1

Rangkuman Spesifikasi Heater (HE-102) Kode

: HE-102

Fungsi

: Menaikkan temperatur keluar Interesterifikasi Tank (R-102) dari 30 oC menjadi 200oC

Tipe

: shell and tube exchanger

Data performance : Fluida

: shell side, fluida dingin (TG, Air, TGMK) : tube side, fluida panas (steam)

Laju alir fluida masuk

: fluida dingin : 32.341,6 lb/jam fluida panas : 0,889 lb/jam

Temperatur masuk

: shell side, 86 oF

C-123

tube side, 446 oF Temperatur keluar

: shell side, 392 oF tube side, 442,4 oF

Tekanan

: 1 atm

Jumlah passes

: shell side, 4 pass tube side, 4 passes : shell side, 3,07x10-6 Psi

Pressure drop

tube side, 9,8x10-4 Psi Data konstruksi Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 515 70

Shell Side ID

: 10 in

Baffle spaces

: 2 in

Tube Side Number, Length

: 1,28’

OD, BWG

: 3/4 in, 16 BWG

Pitch

: 1,56 in square pitch

C.43 Tangki Regenerator Enzim (RE-102) Fungsi

: Tempat Regenerasi enzim lipase

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Jumlah bejana

: 1 Buah

C-124

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

1. Kondisi Operasi C.16 Tabel Perhitungan Densitas Campuran Laju Alir Komponen Fraksi (kg/jam)

ρ (kg/m3)

Fraksi × ρ

CPO

299,385

0,1641

882,5

144,818

enzim

753,346

0,4130

500

206,5

H2O

17,577

0,009638

1000

9,638

Heksana

753,340

0,4130

654,8

270,4324

Total

1.823,648

631,388

Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 1.823,648 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 631,388 kg/m3

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

(US Patent, 1999)

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 Temperatur operasi

= 300C

Menentukan Dimensi Tangki Laju alir volumetrik (V) =

1.823,648 631,388

/ /

= 2,888 m3/jam

Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 60 menit (t = 60) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume bahan = 2,888 m3/jam × 1 jam = 2,888 m3 Direncanakan tangki Regenerator sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; Volume tangki, Vt = Vb × (1 + fk) Vt = 2,888 m3 × (1+0,2) Vt = 3,466 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

C-125

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Tutup tangki berbentuk elipsoidal (Perry, 1999:Tabel 10-65) Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57

 3,466 m3   = 3   1,57  = 1,302 m = 4,271 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 1,302 m = 2,603 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 1,302 m 4

= 0,325 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 2,603 m + 0,325 m = 2,929 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 2,888 m3 Volume tangki = 3,466 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

Dt2 HL

C-126

HL

= =

.



4 2,888 m 3



3,14 . 1,301 m 

2

= 2,171 m Tekanan hidrostatik, P

= ρ x g x HL = 631,388 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 2,171 m = 13.436,2 Kg/m s2 = 13.436,2 Pa = 1,958 Psi

Tekanan udara = 14,696 Psi = 1 atm Tekanan design (Pd) = (1,2) x (P hidrostatistik + P udara) = (1,2) x (1,958 Psi + 14,696 Psi) = 19,97 Psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, S

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

C-127

t

PxR  C (S  E)  0,4 P

t

19,97 Psi x 25,624 in  0,125 (20.000 Psi x 0,85 )  ( 0,4 x 19,97 Psi)

t = 0,115 in Maka digunakan tebal shell 3/16 in. Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

19,97 Psi x 51,248 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 19,97 Psi)

t = 0,115 in Maka tebal head 3/16 in. Tinggi Tutup atas

Gambar C.24 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) (sumber :Buthod,1995)

h

= D/4

h

= 1,302 m/ 4

h

= 0,325 m

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama. Tinggi tangki Regenerator Diketahui: Tinggi silinder

= 2,603 m

Tinggi tutup

= 0,325 m

Maka, tinggi tangki

= Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah

C-128

= 2,603 m +(2 x 0,325 m) = 3,253 m Tinggi bed katalis m= 1.823,648 kg/jam = 631,388 kg/m3

Volume bed enzim, Vb =

=

.

,

/

,

/

= 2,888 m3

3

Faktor safety diberikan 20% dari kapasitas terhitung, Volume bed, Vb = 2,888 m3 × 1,2 = 3,465 m3 Tinggi bed yang dibutuhkan, Lbed Lbed =

=

×

× ,

× . /

= 2,170 m

,

× ,

/

×( ,

)

Rangkuman Spesifikasi Tangki Regenerator Enzim (RE-102) Kode

: (RE-102)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Tempat Regenerasi enzim lipase

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-516 70 Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 2,888 m3

Diameter Tangki

: 1,302 m

Tinggi tangki

: 3,253 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

C-129

Tebal head tangki

: 3/16 in

Tinggi bed katalis

: 2,170

C.44 Pompa Tangki Regenerator Enzim (P-119) Rangkuman Spesifikasi Pompa Regenerator Enzim (P-119) Kode

: P-119A/B

Fungsi

: Memompakan CPO, heksana dan air dari Tangki Regenerator Enzim ke Distilasi (D-102)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 7,809 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal : 1 in Schedule number : 40 ID pipa

: 1,049 in

OD pipa

: 1,315 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C. 45 Devolatilizer (D-103)

Gambar C.25 Devolatilizer Kode

: D-103

Fungsi

: memisahkan air dan zat-zat bau yang terdapat dalam minyak

C-130

pada kondisi vakum P = 0,5 atm Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 515 grade 55 Bentuk

: Silinder vertikal dengan tutup atas berbentuk ellipsoidal dan tutup bawah berbentuk cone

Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : Tekanan

= 0,5 atm

Temperatur operasi

= 200oC = 392oF

Laju alir massa

= 15.426,187kg/jam

ρ campuran

= 900 kg/m3

Faktor keamanan, fk = 20 %

Menentukan dimensi tangki Volume bahan masuk, m t ρ 15.426,187 kg/jam V=  1 jam 900 kg/m 3 V=

V = 17,14 m 3

Kapasitas volume tangki, Vt = ( 1 + fk) V Vt = (1 + 0,2) 17,14m3 Vt = 20,56 m3

Menentukan Diameter dan Tinggi Tangki Direncanakan : - Tinggi tangki : Diameter (Hs : D = 3 : 2) - Tinggi tutup atas (ellipsoidal head) : Diameter (Hh : D = 1 : 4) - Tinggi tutup bawah (cone bottom) : Diameter (Hb : D = 1 : 2)

(Perry, 1999)

C-131

Volume silinder, Vs=

π 2 D t Hs 4

Vs=

3 3 πD t 8

Vs= 1,178 Dt3 Volume ellipsoidal head, Vh=

π 3 Dt 24

(Perry, 1999)

Vh = 0,1308 Dt3 Volume cone bottom, Vb=



π h D 2  D . d d 2 12



π 3 Dt 12

Vb=

Vb= 0,2617 Dt3 Volume tangki, Vt= Vs + Vh + Vb Vt= 1,178 Dt3 + 0,1308 Dt3 + 0,2617 Dt3 Vt= 1,570 Dt3 Diameter tangki, Dt =

3

 Vt     1,57 

Dt =

3

 20,56 m 3    1,57  

Dt = 2,35 m = 92,81 in R = 46,4 Tinggisilinder, Hs =

3  Dt 2

Hs=

3  2,35 m 2

(Perry, 1999)

C-132

Hs = 3,52 m Tinggiellipsoidal head, Hh=

1  Dt 4

Hh=

1  2,35 m 4

Hh = 0,58 m Tinggi cone bottom, Hb=

1  Dt 2

Hb=

1  2,35 m 2

Hb = 1,17 m Tinggi tangki, Ht= Hs + Hh + Hb Ht = 3,52 m + 0,58 m + 1,17 m Ht = 5,27 m Volume cairan =17,14m3 Volume tangki = 20,56m3 Tinggi larutan dalam tangki, HL=

Volume cairan  Tinggi tangki Volume tangki

HL =

17,14 m 3  5,27 m 20,56 m 3

HL = 4,39 m Tekanan hidrostatik, P= ρ  g  HL P= 900 kg/m3  9,8 m/s2  4,39 m P= 38.719,8 Pa P = 5,61 Psi Tekanan design, Pd = (1,2)  (Phidrostatik + Pudara)

C-133

Pd = (1,2)  (5,61 Psi + 14,696 Psi) Pd= 24,36 Psi

Ditetapkan spesifikasi tangki (Buthod, 1995): Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA 515 grade 55

Allowable Stress (S)

= 13.800 Psi

Faktor korosi (Ca)

= 0,125 in

Umur alat

=10 tahun

Efisiensi sambungan (E) = 0,85

Tebal dinding tangk (Buthod, 1995): ts 

P R  Ca S.E  0,4 P

Keterangan notasi : P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

Ca : Faktor korosi, in PR  Ca SE  0,4 P 24,36  46,4 ts   0,125 13.800 0,85   0,4 24,36  ts 

ts = 0,22 in Maka digunakan tebal shell 1/4 in. Ditentukan tekanan maksimum yang diizinkan pada ketebalan 1/4 in ketika tangki dalam kondisi baru (Buthod,19 95 : Hal 17)

C-134

S. E t R- 0,4 t 13.8000,85  0,25 P 46,4 - 0,40,25 P  63,33 Psi P

Tebal Ellipsoidal head (Buthod, 1995): th 

P D 2SE  1,8 P

th 

24,36  92,81 213.800 0,85   1,8 24,36 

th = 0,249 in Maka digunakan tebal head 1/4 in. Ditentukan tekanan maksimum yang diizinkan pada ketebalan 1/4 in ketika tangki dalam kondisi baru (Buthod, 1997). 2 S . E t D - 1,8 t 213.8000,85  0,25 P 92,81 - 1,80,25 P  63,5 Psi P

Tebal cone bottom diasumsi sama dengan tebal dinding tangki. Rangkuman Spesifikasi devolatilizer(D-103) Kode

: D-103

Konstruksi

: Carbon Steel SA 515 grade 55

Kondisi operasi

: P = 0,5 atm dan T = 200 oC

Jumlah

: 1 unit

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas berbentuk ellipsoidal dan tutup bawah berbentuk cone

Volume Tangki

: 20,56 m3

Diameter Tangki

: 2,35m

Tinggi tangki

: 5,27m

Tebal dinding tangki

: 1/4 in

C-135

Tebal ellipsoidal head

: 1/4 in

Tebal cone bottom

: 1/4 in

C.46 Pompa Devolatilizer (P-120) Rangkuman Spesifikasi Pompa Devolatilizer (P-120) Kode

: P-120A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Devolatilizer (D-103) ke Cooler (CO-103)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 90,553 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 3,068 in

OD pipa

: 3,500 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.47 Cooler (CO-103) Rangkuman Spesifikasi Cooler (CO-103) Kode

: CO-103

Fungsi

: mendinginkan umpan keluaran dari devolatilizer tank (D-103) dari 200oC menjadi 60oC dengan bantuan air pendingin : shell and tube exchanger

Tipe Data performance : Fluida

: shell side, fluida panas (TG, Air)

C-136

: tube side, fluida dingin (air pendingin) Laju alir fluida masuk

: fluida panas : 32.341,53 lb/jam air pendingin : 0,54 lb/jam

Temperatur masuk

: shell side, 392 oF tube side, 86 oF

Temperatur keluar

: shell side, 140 oF tube side, 356 oF

Tekanan

: 1 atm

Jumlah passes

: shell side, 4 pass tube side, 4 pass

Pressure drop

: shell side, 0,00025 Psi tube side, 0,95 Psi

Data konstruksi Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA – 515 70

Shell Side ID

: 10 in

Baffle spaces

: 2 in

Tube Side Number, Length

: 20,16’

OD, BWG

: 1 in, 16 BWG

Pitch

:1

in triangular pitch

C.48 Gudang Penyimpanan Bahan Pendukung (G-103) Kode

: G-103

C-137

Fungsi

: Tempat untuk menyimpan Bahan Pendukung

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal dan alas bawah datar

Jumlah

: 1 unit

Tujuan

: Menghitung kapasitas dan dimensi Gudang

Kondisi operasi: Laju alir massa (G)

= 807,789 kg/jam (0,808 lb/jam)

densitas (ρ)

= 2.125,002 kg/m3 (134,344 lb/ft3)

Temperatur operasi

= 300C

Lama penyimpanan (τ) = 7 hari (168 jam) Faktor keamanan (fk)

= 20 %

(Perry, 1999)

Menghitung Kapasitas Gudang Bahan Pendukung (G-103) Volume bahan baku (Vb)

= =

 m    ρ 807,789 kg/jam 2.125,002 /

= 0,375 m3/jam

Volume (V) Produk/Packing dalam gudang untuk 7 hari (168 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20% V

= Vb x τ x (1 + Fk) = 0,375 m3/jam x 168 jam x (1 + 0,2) = 75,674 m3

Menghitung Dimensi Gudang Bahan Pendukung (G-103) Gudang direncanakan berbentuk empat persegi panjang. Volume gudang

= Panjang × Lebar × Tinggi

Volume gudang

= P × L× T

(Pers. C.1)

Penetapan : Lebar = 2/3 P

(Pers. C.2)

Tinggi = 1/3 P

(Pers. C.3)

Subtitusikan harga V = 75,674 m3 dan pers. C.2 dan C.3 ke dalam pers.C.1

C-138

V

=

P × 2/3P × 1/3P

75,674

=

2/9P3

P3

=

340,53 m3

P

=

0,222 m

Lebar

= 2/3 x 3,668 m

=

4,656 m

Tinggi

= 1/3 x 3,668 m

=

2,327 m

Kesimpulan Kode

: G-103

Tipe

: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang dinding beton dan atap seng

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi

: Beton

Volume gudang

: 75,674 m3

Panjang

: 0,222 m

Tinggi

: 2,327 m

Lebar

: 4,656 m

C.49 Belt Conveyor β-Caroten (BC-103) Kode

: BC-103

Fungsi

: Mengangkut β-Caroten dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102)

Gambar C.26 Belt Conveyor

C-139

Laju alir massa (G)

: 3,134 kg/jam (0,003 ton/jam)

Kondisi Conveyor yang direncanakan: = 200

Sudut iklinasi

(Couper, 2005)

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7th ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = =

0,003 32

200

/

= 0,019 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

=

(

)(

,

)

×∆

(Brown, 1978)

C-140

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

hptotal =

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft) ,

(

hptotal

)

,

,

,

,

/

,

×

= 0,160 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,20 hp

Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor β-Caroten (BC-103) Kode

: BC-103

Fungsi

: Mengangkut β-Caroten dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 3,134 kg/jam (0,003134 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,0196 ft/menit

Daya Motor

: 0,2 hp

Jumlah

: 1 unit

C.50 Belt Conveyor Lechitine (BC-104) Kode

: BC-104

Fungsi

: Mengangkut Lechitine dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102)

Laju alir massa (G)

: 52,495 kg/jam (0,052 ton/jam)

C-141

Kondisi Conveyor yang direncanakan: = 200

Sudut iklinasi

(Couper, 2005)

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7th ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = =

0,052 32

200

/

= 0,328 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

=

(

)(

,

)

×∆

(Brown, 1978)

C-142

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft)

hptotal = ,

(

)

,

hptotal

,

,

,

/

,

×

= 0,161 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,20 hp Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor Lechitine (BC-104)

Kode

: BC-104

Fungsi

: Mengangkut Lechitine dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 52,495 kg/jam (0,052 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,328 ft/menit

Daya Motor

: 0,2 hp

Jumlah

: 1 unit

C.51 Belt Conveyor Vitamin A (BC-105) Kode

: BC-105

Fungsi

: Mengangkut Vitamin A dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102)

Laju alir massa (G)

: 1,567 kg/jam (0,002 ton/jam)

C-143

Kondisi Conveyor yang direncanakan: = 200

Sudut iklinasi

(Couper, 2005)

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7th ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = =

0,002 32

200

/

= 0,009 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

=

(

)(

,

)

×∆

(Brown, 1978)

C-144

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft)

hptotal = ,

(

)

,

hptotal

,

,

,

/

,

×

= 0,160 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,20 hp Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor Vitamin A (BC-105)

Kode

: BC-105

Fungsi

: Mengangkut Vitamin A dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran I (M-102)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 1,567 kg/jam (0,002 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,009 ft/menit

Daya Motor

: 0,2 hp

Jumlah

: 1 unit

C.52 Belt Conveyor NaCl (BC-106) Kode

: BC-106

Fungsi

: Mengangkut NaCl dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Laju alir massa (G)

: 783,5 kg/jam (0,784 ton/jam)

C-145

Kondisi Conveyor yang direncanakan: = 200

Sudut iklinasi

(Couper, 2005)

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7th ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = = 0,784

32

200

/

= 4,896 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

=

(

)(

,

)

×∆

(Brown, 1978)

C-146

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft)

hptotal = ,

(

)

,

hptotal

,

,

,

/

,

×

= 0,182 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,227 hp Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor NaCl (BC-106)

Kode

: BC-106

Fungsi

: Mengangkut NaCl dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 783,5 kg/jam (0,784 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 4,896 ft/menit

Daya Motor

: 0,227 hp

Jumlah

: 1 unit

C.53 Belt Conveyor Skim Milk (BC-107) Kode

: BC-107

Fungsi

: Mengangkut Skim Milk dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Laju alir massa (G)

: 3,134 kg/jam (0,003 ton/jam)

C-147

Kondisi Conveyor yang direncanakan: = 200

Sudut iklinasi

(Couper, 2005)

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7th ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = = 0,003

32

200

/

= 0,0196 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

=

(

)(

,

)

×∆

(Brown, 1978)

C-148

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

hptotal =

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft) ,

(

hptotal

)

,

,

,

,

/

,

×

= 0,160 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,20 hp Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor Skim Milk (BC-107)

Kode

: BC-107

Fungsi

: Mengangkut Skim Milk dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 3,134 kg/jam (0,003 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,019 ft/menit

Daya Motor

: 0,20 hp

Jumlah

: 1 unit

C.54 Belt Conveyor Na2CO3 (BC-108) Kode

: BC-108

Fungsi

: Mengangkut Na2CO3 dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Laju alir massa (G)

: 16,454 kg/jam (0,0165 ton/jam)

Kondisi Conveyor yang direncanakan:

C-149

= 200

Sudut iklinasi

(Couper, 2005) th

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7 ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = = 0,0165

32

200

/

= 0,103 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

=

(

)(

,

)

×∆

(Brown, 1978)

C-150

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

hptotal =

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft) ,

(

hptotal

)

,

,

,

,

/

,

×

= 0,160 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,20 hp Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor Na2CO3 (BC-108)

Kode

: BC-108

Fungsi

: Mengangkut Na2CO3 dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 16,454 kg/jam (0,0165 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,103 ft/menit

Daya Motor

: 0,20 hp

Jumlah

: 1 unit

C.55 Belt Conveyor Asam Sitrat (BC-109) Kode

: BC-109

Fungsi

: Mengangkut Asam Sitrat dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Laju alir massa (G)

: 1,567 kg/jam (0,002 ton/jam)

Kondisi Conveyor yang direncanakan:

C-151

= 200

Sudut iklinasi

(Couper, 2005) th

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7 ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = = 0,002

32

200

/

= 0,009 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

=

(

)(

,

)

×∆

(Brown, 1978)

C-152

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft)

hptotal = ,

(

)

,

hptotal

,

,

,

/

,

×

= 0,160 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,20 hp Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor Asam Sitrat (BC-109)

Kode

: BC-109

Fungsi

: Mengangkut Asam Sitrat dari gudang penyimpanan bahan baku pendukung ke tangki pencampuran II (M-103)

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 1,567 kg/jam (0,002 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 0,009 ft/menit

Daya Motor

: 0,20 hp

Jumlah

: 1 unit

C.56 Belt Conveyor Votator II (BC-110) Kode

: BC-110

Fungsi

: Mengangkut margarin dari votator II ke tempat Packing

Laju alir massa (G)

: 22.727,279 kg/jam (22,728 ton/jam)

Kondisi Conveyor yang direncanakan:

C-153

= 200

Sudut iklinasi

(Couper, 2005) th

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7 ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = =

22,728 32

200

/

= 142,046 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

=

(

)(

,

)

×∆

(Brown, 1978)

C-154

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

hptotal =

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft) ,

(

hptotal

)

,

,

,

,

/

,

×

= 0,797 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

= hp/0,8 = 0,996 hp Rangkuman Spesifikasi Belt Conveyor Votator II (BC-110)

Kode

: BC-110

Fungsi

: Mengangkut margarin dari votator II ke tempat Packing

Bahan Konstruksi

: Carbon Steel SA-516 70

Laju angkut bahan

: 22.727,279 kg/jam (22,729 ton/jam)

Panjang Conveyor

: 58,48 ft = 17,82 m

Lebar Belt

: 14 in

Kecepatan Actual

: 142,046 ft/menit

Daya Motor

: 0,99 hp

Jumlah

: 1 unit

C-155

C.57 Tangki Pencampuran I (M-101)

Gambar C.27 Tangki Pencampuran Fungsi

: Tempat pencampuran CPO dan bahan baku pendukung dalam bentuk fasa minyak

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Jumlah bejana

: 1 Buah

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

1. Kondisi Operasi Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 7.589,96 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 884,459 kg/m3

Viskositas campuran

= 0,01693 kg/m.s

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 Temperatur operasi

= 600C

Menentukan dimensi tangki pencampuran I (M-101) Laju alir volumetrik (V) =

7.589,96 884,459

/ /

= 8,581 m3/jam

(US Patent, 1999)

C-156

Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 60 menit (t = 60) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume cairan = 8,581 m3/jam × 1 jam = 8,581 m3 Direncanakan tangki pencampuran I sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; VT = 10,297 m3/jam × 1 jam × 1,2 = 12,36 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

=

 Vt     1,57 3

 12,36 m 3     1,57 

= 1,871 m = 6,139 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 1,871 m = 3,742 m Tinggi tutup (Hh)

= × Dt =

1 x 1,871 m 4

= 0,468 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh

C-157

= 3,742 m + 0,468 m = 4,210 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 8,581 m3 Volume tangki = 10,298 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 8,581 m 3



3,14 . 1,871m 

2

= 3,122 m Jari – jari Tangki (r) = 1,871/2 = 0,935 m (36,837 in) Tekanan Hidrostatis, =

×

× HL

= 884,459 kg/m3 × 9,8 × 3,122 m = 27.058,08 Pa = 3,924 Psi

Tekanan udara = 14,696 psi Tekanan design (Td) = 1,2 × (14,696 + 3,924) = 22,35 psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, F

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

C-158

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

=

(

.

t= 0,173 in

,

× ,

×

,

) ( , ×

,

)

+ 0,125

Maka digunakan tebal shell 3/16 in.

Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

22,35 Psi x 73,674 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 22,35 Psi)

t = 0,173 in Maka dipilih tebal tutup atas 3/16 in. Tinggi Tutup atas

Gambar C.28 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) (sumber :Buthod,1995)

h

= D/4

h

= 1,871 m/ 4

h

= 0,467 m

C-159

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama Tinggi Tangki Pencampuran I Diketahui ; Tinggi silinder

= 3,742 m

Tinggi tutup

= 0,467 m

Maka, tinggi tangki

= Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah = 3,742 m +(2 x 0,467 m) = 4,676 m

2. Rancangan Pengaduk Pengaduk yang direncanakan adalah jenis turbin berdaun enam. Dengan blade dipasang pada 45º. Dari Geankoplis, hal-144 didapatkan data dimensi impeller yang diberikan adalah sebagai berikut: Da/Dt = 0,3 – 0,5 (diambil Da/Dt = 0,3) W/Da = 0,2 C/Dt

= 0,33

L/Da = 0,25 J/Dt

= 0,083

Dimana: Da

= Diameter impeller

C

= Jarak pengaduk dari dasar tangki

Dt

= Diameter tangki

W

= Lebar blade

J

= Lebar baffle

Sehingga: Da = 0,561 m

L = 0,140 m

W = 0,112 m

J = 0,046 m

Power Pengaduk Asumsi kecepatan putaran = 90 rpm = 1,5 rps NRe

=

C = 0,617 m

C-160

=

(

,

)( , ,

) (

)

= 24.662,535 Dari gambar 3.4.4 (Geankoplis, 1993) diperoleh harga bilangan power untuk pengaduk turbin berdaun 6, Np = 5. Kebutuhan daya: P = Np. . N3. Da5

P = 5 (884,459) (90/60)3 (0,561)5 P = 829,346 J/s P = 1,11 Hp Dari hasil perhitungan, maka digunakan power motor 1,5 Hp. Rangkuman Spesifikasi Tangki Pencampuran I (M-101) Kode

: (M-101)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Tempat pencampuran CPO dan bahan baku pendukung dalam bentuk fasa minyak

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 60oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 8,581 m3

Diameter Tangki

: 1,871 m

Tinggi tangki

: 4,676 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1,5 hp

Diameter pengaduk

: 0,561 m

Lebar pengaduk

: 0,112 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,617 m

C-161

Panjang daun pengaduk

: 0,140 m

C.58 Pompa Pencampuran I (P-122) Rangkuman Spesifikasi Pompa Pencampuran I (P-122) Kode

: P-122A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Pencampuran I (M-102) ke tangki Emulsifier (M-103)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 90,888 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 3,068 in

OD pipa

: 3,500 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.59 Tangki Pencampuran II (M-102) Fungsi

: Untuk mencampur bahan tambahan yang dapat larut dalam fasa air

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Jumlah bejana

: 1 Buah

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

1. Kondisi Operasi C.17 Tabel Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran Laju Alir ρ

Komponen CPO

(kg/jam) 7.589,95

Fraksi 0,9064

(kg/m3) 882,5

(kg/m.s)

0,01693

Fraksi × ρ 799,924

Fraksi × 0,01693

C-162

NaCl

783,5

0,0935

Total

8.387,45

2165

Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 8.387,45 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 1002,50 kg/m3

Viskositas campuran

= 0,01693 kg/m.s

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

0

202,578

0

1.002,50

0,01693

(US Patent, 1999)

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 Temperatur operasi

= 300C

Menentukan dimensi Pencampuran II (M-202) Laju alir volumetrik (V) =

8.387,45 1.002,50

/ /

= 8,366 m3/jam

Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 60 menit (t = 60) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume cairan = 8,366 m3/jam × 1 jam = 8,366 m3 Direncanakan Pencampuran II sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; VT = 10,039 m3/jam × 1 jam × 1,2 = 12,047 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Volume head (Vh)

=

Dt3

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ),

C-163

Dt =

3

 Vt     1,57

 12,047 m3   =  1,57   3

= 1,856 m = 6,088 ft = 2 × Dt

Tinggi silinder (Hs)

= 2 × 1,856 m = 3,711 m = × Dt

Tinggi tutup (Hh)

=

1 x 1,856 m 4

= 0,463 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 3,711 m + 0,463 m = 4,175 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 8,367 m3 Volume tangki = 10,039 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 8,367 m 3



3,14 . 1,856 m 

2

= 3,095 m Jari – jari Tangki (r) = 1,856/2 = 0,928 m (36,527 in) Tekanan Hidrostatis, =

×

× HL

= 1002,50 kg/m3 × 9,8 × 3,095 m = 30.411,06 Pa = 4,411 Psi

C-164

Tekanan udara = 14,696 psi Tekanan design (Td) = 1,2 × (14,696 + 4,411) = 22,928 psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, F

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi; P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in =

22,928 × 36,527 + 0,125 (20.000 × 0,85) + (0,4 × 22,928)

t= 0,174 in

Maka digunakan tebal shell 3/16 in.

Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

22,928 Psi x 73,054 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 22,928 Psi)

t = 0,174 in Maka dipilih tebal tutup atas 3/16 in.

C-165

Tinggi Tutup atas h

= D/4

h

= 1,856 m/4

h

= 0,464 m

(Buthod,1995: Hal 17)

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama Tinggi Total Tangki Pencampuran II Diketahui ; Tinggi silinder

= 3,711 m

Tinggi tutup

= 0,464 m

Maka, tinggi total tangki = Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah = 3,711 m +(2 x 0,464 m) = 4,639 m

2. Rancangan Pengaduk Pengaduk yang direncanakan adalah jenis turbin berdaun enam. Dengan blade dipasang pada 45º. Dari Geankoplis, hal-144 didapatkan data dimensi impeller yang diberikan adalah sebagai berikut: Da/Dt = 0,3 – 0,5 (diambil Da/Dt = 0,3) W/Da = 0,2 C/Dt

= 0,33

L/Da = 0,25 J/Dt

= 0,083

Dimana: Da

= Diameter impeller

C

= Jarak pengaduk dari dasar tangki

Dt

= Diameter tangki

W

= Lebar blade

J

= Lebar baffle

Sehingga: Da = 0,557 m

L = 0,139 m

W = 0,111 m

J = 0,154 m

C = 0,612 m

C-166

Power Pengaduk Asumsi kecepatan putaran = 90 rpm = 1,5 rps NRe

= =

(

,

)( , ,

) (

)

= 27.556,818 Dari gambar 3.4.4 (Geankoplis, 1993) diperoleh harga bilangan power untuk pengaduk turbin berdaun 6, Np = 5 Kebutuhan daya: P = Np. . N3. Da5

P = 5 (1002,50) (90/60)3 (0,557)5 P = 906,993 J/s P = 1,22 Hp Dari hasil perhitungan, maka digunakan power motor 1,5 Hp. Rangkuman Spesifikasi Tangki Pencampuran II (M-102) Kode

: (M-102)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mencampur bahan tambahan yang dapat larut dalam fasa air

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 30oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 8,366 m3

Diameter Tangki

: 1,856 m

Tinggi tangki

: 4,639 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1,5 hp

C-167

Diameter pengaduk

: 0,557 m

Lebar pengaduk

: 0,111 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,612 m Panjang daun pengaduk

: 0,139 m

C.60 Pompa Pencampuran II (P-124) Rangkuman Spesifikasi Pompa Pencampuran II (P-124) Kode

: P-124A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Pencampuran II (M-102) ke tangki Emulsifier (M-103)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 42,532 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 2,067 in

OD pipa

: 2,375 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.61 Tangki Emulsifier (M-103) Fungsi

: Untuk mengemulsikan minyak dengan cara pencampuran emulsifier fase air dan fase minyak.

Bentuk bejana

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Jumlah bejana

: 1 Buah

Bahan konstruksi

: Carbon Steel

C-168

1. Kondisi Operasi

Gambar C.29 Tangki Emulsifier C.18 Tabel Perhitungan Densitas dan Viskositas Campuran Laju Alir 3

Komponen

(kg/jam)

Fraksi

ρ (kg/m )

(kg/m.s)

Fraksi × ρ

Fraksi ×

CPO

7.589,95

0,3351

870,2

0,01693

291,6168

0,00567

M.Kelapa

7.835,00

0,3459

870,2

0,01693

301,0318

0,005856

H2O

6.440,37

0,28435

1000

0,00042

284,3577

0,000119

NaCl

783,5

0,03459

2165

0

74,8947

0

Total

7.591,796

951,901

0,01164

Kondisi penyimpanan

: P =1 atm

Laju alir massa (G)

= 7.591,796 kg/jam

densitas ( ) campuran

= 951,901 kg/m3

Viskositas campuran

= 0,01164 kg/m.s

Waktu tinggal (τ)

= 60 menit

Faktor keamanan (fk) = 20% = 0,2 Temperatur operasi

= 800C

Menentukan dimensi tangki Emulsifier (M-103) Laju alir volumetrik (V) =

.

,

,

/

/

(US Patent, 1999)

C-169

= 7,973 m3/jam Kapasitas tangki direncanakan untuk waktu tinggal selama 1 jam (t = 1) dan fk 20% sehingga kapasitas terhitung: Volume cairan = 7,973 m3/jam × 1 jam = 7,973 m3 Direncanakan Emulsifier sebanyak 1 unit, maka volume reaktor; VT = 9,5681 m3/jam × 1 jam × 1,2 = 11,48 m3 Rasio tinggi tangki : diameter tangki = Hs : Dt = 2:1 Volume silinder (Vs)

=

Dt2 . Hs

=

Dt2 . 2Dt

=

Dt3

= 1,57 Dt3 Volume head (Vh)

Dt3

=

= 0,1309 Dt3 Volume tangki (Vt)

= Vs = 1,57 Dt3

Diameter tangki ( Dt ), Dt =

3

 Vt     1,57

 11,48 m3   =  1,57   3

= 1,826 m = 5,992 ft Tinggi silinder (Hs)

= 2 × Dt

= 2 × 1,826 m = 3,652 m Tinggi tutup (Hh)

= × Dt =

1 x 1,826 m 4

= 0,456 m

C-170

Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 3,652 m + 0,456 m = 4,108 m Menentukan Tebal silinder; Volume bahan = 7,975 m3 Volume tangki = 9,570 m3 Tinggi larutan dalam tangki : Vb

=

HL

= =

Dt2 HL .



4 7,975 m 3



3,14 . 1,826 m 

2

= 3,046 m Jari – jari Tangki (r) = 1,826/2 = 0,913 m (35,949 in) Tekanan Hidrostatis, =

×

× HL

= 951,901 kg/m3 × 9,8 × 3,046 m = 28.418,96 Pa = 4,121 Psi

Tekanan udara = 14,696 psi Tekanan design (Td) = 1,2 × (14,696 + 4,121) = 22,58 psi Bahan konstruksi Carbon Stell SA-516 70 (Brundrett & Liu, 2002) dengan datadata sebagai berikut: Maximum Allowable stress, F

= 20.000 Psi

Efisiensi sambungan, E

= 0,85

Faktor korosi, C

= 0,125 in/tahun

Tebal shell tangki (Buthod, 1995): t

P xR C SE  0,4 P

Keterangan notasi: P

: Tekanan operasi maksimum yang diizinkan, Psi

C-171

=

S

: Stress value of material, Psi

E

: Efisiensi sambungan, in

R

: Jari-jari inside, in

D

: Diameter inside, in

t

: Ketebalan dinding (shell), in

C

: Corrosion allowance, in

22,58 × 35,949 + 0,125 (20.000 × 0,85) + (0,4 × 22,58)

t= 0,173 in

Maka digunakan tebal shell 3/16 in.

Tebal Tutup atas elipsoidal (Buthod, 1995) t

P xD 2 (S  E)  1,8 P

t

22,58 Psi x 71,897 in  0,125 2 (20.000 Psi x 0,85 )  (1,8 x 22,58 Psi)

t = 0,173 in Maka tebal head 3/16 in. Tinggi Tutup atas

Gambar C.30 Tutup tangki (Ellipsoidal Head) (sumber :Buthod,1995)

h

= D/4

h

= 1,826 m / 4

h

= 0,456 m

Tinggi tutup atas dan bawah adalah sama

C-172

Tinggi tangki Emulsifier Diketahui ; Tinggi silinder

= 3,652 m

Tinggi tutup

= 0,456 m

Maka, tinggi tangki

= Tinggi silinder + Tinggi tutup atas dan bawah = 3,652 m +(2 x 0,456 m) = 4,564 m

2. Rancangan Pengaduk Pengaduk yang direncanakan adalah jenis turbin berdaun enam. Dengan blade dipasang pada 45º. Dari Geankoplis, hal-144 didapatkan data dimensi impeller yang diberikan adalah sebagai berikut: Da/Dt = 0,3 – 0,5 (diambil Da/Dt = 0,3) W/Da = 0,2 C/Dt

= 0,33

L/Da = 0,25 J/Dt

= 0,083

Dimana: Da

= Diameter impeller

C

= Jarak pengaduk dari dasar tangki

Dt

= Diameter tangki

W

= Lebar blade

J

= Lebar baffle

Sehingga: Da = 0,548 m

L = 0,456 m

W = 0,109 m

J = 0,152 m

Power Pengaduk Asumsi kecepatan putaran = 90 rpm = 1,5 rps NRe

= =

(

,

)( , ,

) (

)

C = 0,603 m

C-173

= 36.837,587 Dari gambar 3.4.4 (Geankoplis, 1993) diperoleh harga bilangan power untuk pengaduk turbin berdaun 6, Np = 5 Kebutuhan daya: P = Np. . N3. Da5

P = 5 (951,901) (90/60)3 (0,548)5 P = 793,849 J/s P = 1,06 Hp Dari hasil perhitungan, maka digunakan power motor 1,5 Hp.

Rangkuman Spesifikasi Tangki Emulsifier (M-103) Kode

: (M-103)

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah ellipsiodal

Fungsi

: Untuk mengemulsikan minyak dengan cara pencampuran emulsifier fase air dan fase minyak.

Bahan Konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kondisi operasi

: P =1 atm dan T = 80oC

Jumlah

: 1 unit

Volume bahan

: 7,973 m3

Diameter Tangki

: 1,826 m

Tinggi tangki

: 4,564 m

Tebal dinding tangki

: 3/16 in

Tebal head tangki

: 3/16 in

Pengaduk (Impeller) Tipe pengaduk

: jenis turbin berdaun enam

Daya motor pengaduk

: 1,5 hp

Diameter pengaduk

: 0,548 m

Lebar pengaduk

: 0,109 m

Jarak Pengaduk dari dasar : 0,603 m Panjang daun pengaduk

: 0,456 m

C-174

C.62 Pompa Tangki Emulsifier (P-123) Rangkuman Spesifikasi Pompa Emulsifier (P-123) Kode

: P-123A/B

Fungsi

: Memompakan CPO dari Tangki Emulsifier (M-103) ke Votator I (V-101)

Tipe

: Centrifugal Pump

Jenis Pipa

: Commercial Steel

Kapasitas

: 133,420 gallon/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 5 in

Schedule number

: 40

ID pipa

: 6,065 in

OD pipa

: 6,625 in

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

C.63 Votator (VT-101) Fungsi

: Untuk mengemulsi fasa cair dalam minyak menjadi temperatur 17oC sehingga dihasilkan dalam bentuk padat plastis (proses solidifikasi).

Tipe

: Votator scarped surface heat exchanger, Model LS182

Jumlah

: 2 buah

Bahan konstruksi : Stainless Steel

Diperoleh data (Shahidi, 2005): Kapasitas

: 1.361 – 9.072 kg/jam

Panjang

: 12,4 in = 0,31 m

Diameter

: 4 in = 0,1 m

Luas permukaan perpindahan panas : 0,84 m2

C-175

C.64 Belt Conveyor Votator I (BC-110) Kode

: BC-110

Fungsi

: Mengangkut margarin dari votator I ke tempat Packing

Gambar C.31 Belt Conveyor Laju alir massa (G)

: 22.727,279 kg/jam (22,728 ton/jam)

Kondisi Conveyor yang direncanakan: Sudut iklinasi

= 200

(Couper, 2005)

Berdasarkan Tabel 21.7 Perry 7th ed, didapat spesifikasi sebagai berikut: Lebar belt (w)

= 14 in = 1,667 ft

Luas penampang (A)

= 0,110 ft2

Kapasitas desain

= 32 ton/jam

Kecepatan desain

= 200 ft/menit = =

22,728 32

200

= 142,046 ft/menit Kondisi Belt Conveyor yang direncanakan: Tinggi vertikal (∆Z)

= 20 ft

/

C-176

Maka, = ∆Z / tan α

Jarak horizontal (H)

=20 ft / tan 20 = 54,95 ft = 16,75 m = ∆Z / sin α

Panjang Conveyer (L)

= 20 ft / sin 20 = 58,48 ft = 17,82 m Menentukan power belt conveyor: hp 1

: daya untuk mengerakkan belt tanpa muatan

hp 2

: daya untuk mengangkut bahan secara horizontal

hp 3

: daya untuk mengangkut bahan secara elevasi

Rumus gabungan hp 1, hp 2 dan hp 3 adalah hptotal

= ( +

Dimana: F = L = Lo = T = W = S = ∆Z =

hptotal = hptotal

)( + 0,03 990

×∆ (Brown, 1978)

faktor gesekan untuk plain bearing = 0,05 panjang conveyor (ft) faktor panjang untuk plain bearing = 100 ft rate pengangkutan (ton/jam) berat belt, = 12 lbm/ft Kecepatan belt (rpm) tinggi pengangkutan/vertial (ft) ,

(

)

,

,

= 0,797 hp

Jika efisiensi motor 80%, maka: Power

)+

= hp/0,8 = 0,996 hp

,

,

/

,

×

C-177

C.65 Filling Machine (FM-101) Fungsi : untuk pengemasan margarin dan siap untuk dipasarkan. Spesifikasi mesin : -

Model : FXJ6050

-

Conveyer speed : 0 – 20 m/min

-

Power consumtion : 180 Watt

-

Ukuran mesin : 166 x 74 x 195 cm

-

Berat mesin : 145 kg

C.66 Gudang Penyimpanan Produk/Packing (G-104) Kode

: G-104

Fungsi

: Tempat untuk menyimpan Produk/Packing

Tipe

: Silinder tegak dengan tutup bagian atas ellipsoidal dan alas bawah

Jumlah

: 1 unit

Tujuan

: Menghitung kapasitas dan dimensi Gudang

Kondisi operasi: Laju alir massa (G)

= 22.727,279 kg/jam (50.104,56 lb/jam)

densitas (ρ)

= 900 kg/m3 (56,185 lb/ft3)

Temperatur operasi

= 300C

Lama penyimpanan (τ) = 7 hari (168 jam) Faktor keamanan (fk)

= 20 %

(Perry, 1999)

Menghitung kapasitas Gudang Produk/Packing (G-104) Volume bahan baku (Vb)

= =

 m    ρ 22.727,279 kg/jam 900 /

= 25.253 m3/jam

Volume (V) Produk/Packing dalam gudang untuk 7 hari (168 jam) dengan faktor keamanan sebesar 20% V

= Vb x τ x (1 + Fk)

C-178

= 25.253 m3/jam x 168 jam x (1 + 0,2) = 5.090,91 m3 Menghitung Dimensi Gudang Produk/Packing (G-104) Gudang direncanakan berbentuk empat persegi panjang. Volume gudang

= Panjang × Lebar × Tinggi

Volume gudang

= P × L× T

(Pers. C.1)

Penetapan : Lebar = 2/3 P

(Pers. C.2)

Tinggi = 1/3 P

(Pers. C.3)

Subtitusikan harga V = 5.090,91 m3 dan pers. C.2 dan C.3 ke dalam pers.C.1 V

=

5.090,91 =

P × 2/3P × 1/3P 2/9P3

P3

=

22.909,095 m3

P

=

28,401 m

Lebar

= 2/3 x 3,668 m

=

18,934 m

Tinggi

= 1/3 x 3,668 m

=

9,467 m

Rangkuman Spesifikasi Gudang Produk (G-104)

Kode

: G-104

Tipe

: Bangunan terbuka berbentuk empat persegi panjang dinding beton dan atap seng

Jumlah

: 1 unit

Bahan Konstruksi

: Beton

Volume gudang

: 5.090,91 m3

Panjang

: 28,401 m

Tinggi

: 9,467 m

Lebar

: 18,934

C.61 Kolom Distilasi (D-102) Fungsi : Memisahkan n-Heksana dengan kemurnian 98%.

C-179

Jenis : Sieve tray Dalam perancangan ini dipilih kolom distilasi jenis tray tower dengan pertimbangan sebagai berikut : -

Campuran tidak bersifat korosif Kapasitas kolom besar

Jenis tray yang digunakan adalah sieve tray dengan pertimbangan : -

Kapasitas uap dan cairannya besar Pressure drop rendah, efesiensi tinggi Lebih ringan, murah dan mudah pembuatannya Mempunyai luas permukaan yang besar untuk terjadinya transfer massa

Tabel C.1 Laju alir komponen Komponen Umpan (kg/jam) Trigliserida n-Heksana Air Total

Produk Atas (kg/jam) 794,58 16,21 810,79

2.197,02 794,58 17,57 3.009,17

Komponen fraksi ringan (LK) = n-Heksana dan air Komponen fraksi berat (HK) = Trigliserida

Tabel C.2 Harga volatilitas relatif (αi) bagian puncak kolom Komponen αi n-Heksana

1

Air

0,38

αi top =

= 2,67

Tabel C.3 Harga volatilitas relatif (αi) bagian bawah kolom Komponen αi Trigliserida

1

Air

21,3

Produk Bawah (kg/jam) 2.197,28 1,09 2.198,38

C-180

αi bottom =

= 21,3

Menentukan jumlah plate minimum dengan menggunakan metode Fenske. Nmin = log[

]

Log αm

Dimana, αm

= (αi top x αi bottom)1/2

(Pers 9-12 Henley Seader)

= 7,481 Sehingga, Nmin = 12,863 Menentukan plate teoritis pada refluks ratio dengan menggunakan metode Gilliland. − Dimana, X =

+1

= 1 − exp[

1 + 54,4 11 + 117,2

−1

]

Dari perhitungan neraca energi diperoleh Rmin = 0,42 dan R = 0,63 dengan demikian: X = 0,13 N = 24,52 plate

Menentukan efesiensi plate Tabel C.4 Viskositas campuran umpan Komponen

µ (cp)

x

µ.x (cp)

Trigliserida

6,58

0,73

4,8

n-Heksana

0,28

0,264

0,07

Air

0,58

0,006

0,003

Total

7,44

4,88

Efesiensi plate dapat dihitung dengan menggunakan Pers. (15-9) PetersTimmerhaus (2003). αiαv = (2,62 + 21,3)/2 = 11,96

C-181

Eo

= 0,492 [µL (αiαv)]-0,245 = 0,492 (4,88 x 11,96)-0,245 = 18,2 %

N aktual =

,

,

= 135 plate

Lokasi umpan masuk dapat dihitung dengan menggunakan Pers (9-36) Henley Seader. =[

Sehingga,

= 0,33

Nr =

]

,

= 33

Ns = N aktual – Nr = 101 Feed masuk pada plate ke 101. Menentukan tinggi kolom Jumlah tray = 135 Tray spacing (ts) = 0,6 m

(Treybal, 1981).

Direncanakan: L1 = tinggi ruang atas kolom = 1,5 x tray spacing = 0,9 m L2 = tinggi ruang bawah kolom

= 2 x tray spacing = 1,2 m

Tinggi kolom, H

= [(tray-1) x ts] + L1 + L2 = 82,52 m

LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

D.1 Screening (SC-401)

Gambar D.1 Sketsa sebagian bar screen (tampak atas) Kode

: SC-401

Fungsi

: Menyaring partikel-partikel padat yang berukuran besar dari air sungai

Tipe

: Bar screen

Jumlah

: 1 unit

Material

: Stainless steel

Temperatur air, T

= 30 C

Densitas air, 

= 1000 kg/m3

Laju alir air, F

= 17.521,48 kg/jam

Laju alir volume, Q

= F/( x3.600) = 0,005 m3/s

Ukuran bar standar diperoleh (Physical-Chemical Treatment of Wastewater): Lebar bar

= 5 mm

Tebal bar

= 20 mm

Bar clear spacing

= 20 mm

Slope

= 30°

D-1

D-2

Direncanakan ukuran screening: Panjang screen

= 2m

Lebar screen

= 2m

Misalkan, jumlah bar = x, maka: 5x + 20 (x + 1)

= 500

25x x Luas bukaan, A2

= 480 = 19,2 buah = 20 × (50 + 1) × 2000 = 2.040.000 mm2 =

Asumsi, Cd Head loss (h)

2,04 m2

= 0,6 dan 30% screen tersumbat Q2 = 2 2 2 g Cd A 2

(0,005 m3 / s)2 = 2  9,8m/s2  0,62  ((1  0,3)  2,04m2 )2 = 1,65 × 10-6 m = 0,00165 mm dari air

Kesimpulan Kode

: SC-401

Fungsi

: Menyaring partikel-partikel padat yang berukuran besar dari air sungai

Tipe

: Bar screen

Bahan konstruksi

: Stainless steel

Lebar bar

: 5 mm

Tebal bar

: 20 mm

Bar clear spacing

: 20 mm

Panjang screening

: 2m

Lebar screening

: 2m

Jumlah bar

: 50 buah

Jumlah

:

1 unit

D-3

D.2 Bangunan penampung water intake (T-401)

Gambar D.2 Water intake (T-401) Kode

: T-401

Fungsi

: Sebagai bangunan pertama pengumpul air baku sekaligus tempat pengolahan awal air sungai.

Jenis

: River intake

Tipe

: Sumuran berbentuk bak persegi

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : Beton

Kebutuhan Air Sungai Kebutuhan air yang disuplai dari sungai adalah: Fs = (air sanitasi + air proses + make-up water) + air backwash = (9.780 kg/jam + 7.221,3 kg/jam + 91,32 kg/jam) + 372,74 Fs = 17.521,48 kg/jam Laju alir kebutuhan air sungai, F = 17.521,48 kg/jam Densitas air,  = 1.000 kg/m3 Laju volume air total, Q =

F 17.521,48 kg/jam = = 17,52 m3/jam 3  1000 kg/m

Direncanakan water intake ini mampu menampung air untuk kebutuhan 1 hari, sehingga: Volume air dalam water intake

= 17,52 m3/jam × 24 jam = 420,52 m3

D-4

Volume water intake dihitung 20% dari volume air, maka volume water intake adalah: = 1,2 × 420,52 m3

VBak

= 504,62 m3

Dimensi bak yang direncanakan, Tinggi

= H

Panjang = 3H Lebar

= 3H

Volume bak = Panjang × lebar × tinggi 504,619 m3 = 3H × 3H × H 504,619 m3 = 9H3 56,069 m3

= H3

H = 2,42 m Maka: Panjang = 3 × 2,42 m = 7,26 m Panjang = Lebar = 7,26 m

Kesimpulan Kode

: T-401

Fungsi

: Sebagai bangunan pertama pengumpul air baku sekaligus tempat pengolahan awal air sungai.

Tipe

: Sumuran dengan bentuk bak persegi

Bahan konstruksi

: Beton

Kapasitas

:

Tinggi

: 2,42 m

Panjang

: 7,26 m

Lebar

: 7,26 m

Jumlah

: 1 unit

504,62 m3

D-5

D.3 Bak Pengendapan (T-402)

Gambar D.3 Bak pengendapan (T-402)

Kode

: T-402

Fungsi

: Menampung air dari water intake dan mengendapkan kotoran serta padatan halus yang terbawa

Tipe

: Bak dengan bentuk permukaan persegi

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Beton

Laju alir kebutuhan air, F = 17.521,48 kg/jam Densitas air,  = 1000 kg/m3 Laju volume air total, Q =

F 17.521,48 kg/jam = = 17,521 m3/jam  1000 kg/m3

Direncanakan bak ini mampu menampung air untuk kebutuhan 1 hari, sehingga: Volume air dalam bak

= 17,521 m3/jam × (24 Jam) = 420,515 m3

Volume bak penampung dihitung +20% dari volume air, maka volume bak penampung adalah: VBak

= 1,2 × 420,515 m3 = 504,618 m3

D-6

Dimensi bak yang direncanakan, Tinggi

= H

Panjang = Lebar = 3H

Volume bak = Panjang × lebar × tinggi 504,618 m3 = 3H × 3H × H 504,618 m3 = 9H3 56,069 m3 = H3 H = 3,827 m Maka: Panjang = 3 × 3,827 m = 11,482 m Panjang = Lebar = 11,482 m

Kesimpulan Kode

: T-402

Fungsi

: Menampung air dari water intake dan mengendapkan kotoran serta padatan halus yang terbawa.

Tipe

: Bak dengan bentuk permukaan persegi

Bahan konstruksi

: Beton

Kapasitas

: 504,618 m3

Tinggi

: 2,42 m

Panjang

: 7,26 m

Lebar

: 7,26 m

Jumlah

: 2 unit

D-7

D.4 Tangki Pelarutan Alum (T-403)

Gambar D.4 Tangki pelarutan alum (T-403)

Kode

: T-403

Fungsi

: Sebagai tempat pelarutan dan penyimpanan Al2(SO4)3

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Data desain : (Kebutuhan Alum 50 ppm dari kebutuhan air yang diolah) sehingga: Kebutuhan alum

= 0,88 kg/jam

Densitas alum

= 1.363 kg/m3 = 85,09 lb/ft3

Tekanan

= 1 atm

Temperatur

= 30 oC

Lama penyimpanan = 7 hari Kapasitas tangki Al2(SO4)3 yang digunakan adalah berupa larutan 30% berat, Laju alir, F

= (0,88 kg/Jam /0,3) = 2,92 kg/Jam

Volume tangki, Vt

=

7 hari 24 jam/hari 2,92kg/jam 1.363 kg/m3

= 0,36 m3

D-8

Area kosong/bebas

= 20%, maka volum tangki total (VT) adalah :

Vt = 1,2  0,36 m

3

= 0,43 m3

Diameter tangki π π . Ds 2 . Ds  . Ds 3  0,785 Ds 3 4 4

Volume silinder =

Volume total tangki (Vtangki) V.tangki = Vs 0,43 m

3



0,785

Ds 

3

Ds

3

0 , 43 m 3 0,785

Ds = 0,82 m = 32,26 in Tinggi silinder = Ds = 0,82 m = 32,26 in Tinggi cairan di dalam tangki = 

4 x 0,43 m 3 3,14  (0,82 m) 2

4 x Vtangki π Ds

= 0,82 m

Perhitungan tebal dinding tangki Tekanan hidrostatis, P

= ρgh = (1.363  9,8  0,82 ) / 101325 = 0,11 atm

Tekanan awal (Po)

= 1 atm

Tekanan design (P)

= Tek.hidrostatik + Tek. awal = 0,11 + 1 = 1,093 atm = 17,91 psi

Untuk faktor keamanan (ditambahkan 10% dari tekanan design) jadi tekanan design yaitu 17,91 psi.

D-9

Tebal dinding tangki Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-129 grade A Diketahui : S = allowable stress, psi

= 10.000 psi

E = welded-Point efficiency

= 0,85

c = corrosion allow

= 0,125 in

P = Tekanan desain

= 17,91 psi

r = Jari-Jari dalam tangki

= 32,26 in / 2 = 16,13 in

Maka, t

PR C S  E  0,4  P

ts =

(ASME Section VIII, 2010)

17,91psi  16,13 in  0,125 in (10.000 psi 0,85)  ( 0,417,91psi)

ts = 0,159 in Digunakan tebal shell standar 0,188 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 0,188 in.

Perhitungan pengaduk Penentuan jenis pengaduk yang digunakan berdasarkan kecepatan pengadukan, Data-data yang diperlukan: Viskositas campuran (μ)

= 0,0072 Pa.s

Densitas campuran (ρ)

= 1.363 kg/m3

Putaran (n)

= 90 rpm (1,5 rps)

Jenis pengaduk

= Turbine dengan 6 daun pengaduk

Jumlah baffle

=4

Diameter tangki

= 0,82 m

Ketentuan pengaduk (Geankoplis, 1993): Diameter impeller (Da) Da = 1/3  Ds = 1/3  (0,82 m) Lebar pengaduk (W)

= 0,27 m

D-10

W = 1/5 Da = 1/5  (0,27 m)

= 0,05 m

Jarak pengaduk dari dasar tangki (C) = 1/3  (0,82 m)

C = 1/3 Ds

= 0,27 m

Panjang daun pengaduk (L) L =1/4 Da

= 1/4  (0,27 m)

= 0,07 m

Menentukan Bilangan Reynold (NRe)

Da 2 . N . ρ = μ

Bil. Reynold, NRe

=

0,272 . (1,5). 1363 0,0072

= 21.185,65

Menentukan Bilangan Power (NPo) dan kebutuhan daya (P) Dari Gambar 3.4-4 (Geankoplis, C.P., 1993), hal. 145 diperoleh harga Bilangan Power untuk pengaduk turbine dengan NRe = 21,185,65 adalah NPo = 4 Sehingga kebutuhan daya diperoleh : P = NPo . ρ . N3 .Da5 =((4) . (1.363) . (1,5)3 . (0,27)5 ) / 0,85 = 0,04 hp Digunakan daya motor 0,1 hp . Direncanakan tangki menggunakan baffle ditetapkan penggunaan baffle sebanyak 4 buah (Mc. Cabe, 1991). Lebar baffle (J)

=

Dt 12

=

0,82 12

= 0,068 m

D-11

Kesimpulan Kode

: T-403

Fungsi

: Sebagai tempat pelarutan dan penyimpanan Al2(SO4)3

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,43 m3

Tinggi

: 0,82 m

Diameter

: 0,82 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

D.5 Tangki Dosis Soda Abu (T-404) Perhitungan untuk tangki dosis soda abu (T-404) sama seperti perhitungan (T-403). Perbandingan larutan alum dan soda abu 1: 0,54. Kesimpulan Kode

: T-404

Fungsi

: Sebagai tempat pelarutan dan penyimpanan soda abu

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,24 m3

Tinggi

: 0,67 m

Diameter

: 0,67 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

D-12

D.6 Clarifier (CL-401)

Gambar D.5 Clarifier (CL-401)

Kode

: CL-401

Fungsi

: Mengendapkan flok yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu

Tipe

: Tangki dengan bagian bawah berbentuk konis

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 grade A

Data desain: - Laju massa air

= 17.521,48 kg/jam

- Laju massa Al2(SO4)3

= 2,92 kg/Jam

- Laju massa Na2CO3

= 1,58 kg/Jam

- Densitas air (ρ)

= 1000 kg/m3

- Densitas AL2(SO4)3

= 1.363 kg/m3

-

= 1.327 kg/m3

Densitas Na2CO3

Perhitungan ukuran clarifier Perhitungan kecepatan terminal pengendapan: Massa total (mt)

= 17.525,98 kg/jam

Volume total (Vt)

= 17,52 m3/jam

Densitas larutan (ρ)

= 1000,07 kg/m3 = 1 g/cm3 = 62,43 lb/ft3

D-13

Densitas flok didekati dari densitas rata-rata padatan alum dan soda abu, Massa alum solid

= 0,21 kg/Jam

Massa soda abu solid

= 0,11 kg/Jam

Densitas alum solid

= 2.710 kg/m3

Densitas soda abu solid

= 2.533 kg/m3

maka, Massa padatan total

= 0,33 kg/Jam

Volume padatan total

= 0,0001 m3/Jam

Densitas padatan total (ρp)

= 2645,19 kg/m3 = 2,65 g/cm3 = 165,14 lb/ft3

Dari (Perry,1999) diperoleh data sebagai berikut: Nilai diameter flok (Dp)

= 0,002 cm o

Viskositas larutan pada 30 C (μ)

= 0,035 g/cm.s

Sehingga, menurut Hukum Stokes (Hal. 817 Geankoplis, 1993), maka persamaan digunakan persamaan berikut :

g  D p  ρ p  ρ  2

Vt =

18  μ

980 0,0022  2,645 1 Vt = 18  0,035 Vt = 0,0104 cm/s Perhitungan ukuran clarifier Laju alir volumetrik (Q)

=

F



= 17,52 m3/jam = 0,005 m3/s

Ditetapkan tinggi clarifier, H = 6 m = 600 cm Waktu pengendapan, t =

H 600 cm = vt 0,0104 cm/s

D-14

= 57.623,92 s = 16,01 jam Sehingga, Volum clarifier, Vc

= Q x t = 17,52 m3/Jam  16,01 Jam

Tinggi konis (Hk)

= 1/3 (H) = 1/3 (6 m) = 2 m

Tinggi shell (Hs)

= H – Hk = 6 m – 2 m = 4 m

Volum clarifier (Vc)

= Volum shell + Volum konis

= 280,44 m3

2 2 = 1 π D H  1 (1 π D H ) c s 3 4 c k 4 Maka, Dc

2

V c = 1 πH  1 πH s 12 k 4

D c2 = 76,92 m D

= 8,77 m = 345,28 in

r

= 172,64 in

Tinggi tangki/level (H), =

4 VC π Dt2

=

4  280,44 3,14  (8,77) 2

= 4,66 m = 15,31 ft

Perhitungan tebal dinding clarifier Diketahui : Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14.700 psi Tekanan hidrostatik, PH = ρ x g x h = 0,45 atm = 6,63 psi Tekanan desain, Pd = (tekanan operasi + tekanan hidrostatis) x faktor keamanan = (14.700 psi + 6,63 psi) x 1,1 = 23,47 psi

D-15

Tebal dinding tangki Diketahui : Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-129 grade A S = allowable stress, psi

= 10.000 psi

E = welded-joint efficiency

= 0,85

c = corrosion allow

= 0,125 in

Maka, t

PR C S  E  0,4  P

ts =

(ASME Section VIII, 2010).

23,47psi  172,64 in  0,125 in (10.000 psi 0,85)  ( 0,4 23,47psi)

ts = 0,602 in Digunakan tebal shell standar 5/8 in (Brownell, L. E and Young, E. H., 1959). Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 5/8 in.

Perhitungan pengaduk Jenis pengaduk

: Flat six-blade turbine with disk

Jumlah baffle

: 4 buah

Perbandingan ukuran pengaduk dan tangki, berdasarkan Tabel 3.4-1 (Geankoplis, C.P., 1993) adalah:

Da 1 H J 1 E W 1 L 1  ;  1;  ;  1;  ;  Dt 3 Dt Dt 12 Da Da 5 Da 4 Sehingga, Diameter tangki (Dt)

= 8,77 m

Jarak pengaduk ke dasar (C)

= 8,77 m / 3 = 2,92 m

Diameter turbin (Da)

= 8,77 m / 3 = 2,92 m

Lebar impeller (W)

= 2,92 m / 5

= 0,58 m

Panjang impeller (L)

= 2,92 m / 4

= 0,73 m

Lebar baffle (J)

= 8,77 m / 12 = 0,73 m

Tinggi baffle (H)

= 8,77 m + 1 m = 9,77 m

D-16

Turbin beroperasi pada, n = 20 putaran / 60 s = 0,333 rps Viskositas larutan, (µ) = 0,035 g/cm.s = 3,4500 cp = 0,0035 kg/m.s

Maka,

N Re

2 (2,92) 2 m  0,333 rps  1000,07 kg/m3 Da . n . ρ  = = 825.792,17 0,0035 kg/m.s μ

Dari Gambar 3.4-4 (Geankoplis, C.P., 1993), diperoleh Np = 3,8 Sehingga, P = Np × n3 × Da5 × ρ / 0,85 = 3,8 × (0,333)3 rps × 2,925 m × 1000,07 kg/m3 / 0,85 = 50,38 hp

Kesimpulan Kode

: CL-401

Fungsi

: Mengendapkan

flok

yang

terbentuk

penambahan alum dan soda abu Tipe

: Tangki dengan bagian bawah berbentuk konis

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 grade A

Kapasitas

: 280,44 m3

Tinggi

: 4,67 m

Diameter

: 8,77 m

Tebal shell

: 5/8 in

Tebal head

: 5/8 in

Jenis pengaduk

: flat six-blade turbinee with disk

Jumlah baffle

: 4 buah

Daya motor pengaduk : 50,38 hp Jumlah

: 1 Unit

karena

D-17

D.7 Sand Filter (T-405 A/B)

Gambar D.6 Sand filter (T-405 A/B)

Kode

: T-405 A/B

Fungsi

: Menyaring kotoran-kotoran yang masih tertinggal di dalam air dari bak clarifier

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Data desain: Laju massa air

= 17.521,48 kg/Jam

Densitas air

= 1000 kg/m3

Waktu penampungan = 0,5 Jam Volume pasir

= 85%

Menghitung volum tangki Volum air, Va =

=

laju alir  waktu tinggal densitas

17.521,48kg/Jam  0,5 jam 1000 kg/m3

= 8,76 m3 Porositas

=

volum ruang kosong volum ruang kosong  volum solid

Asumsi (1) porositas bed = 0,4

D-18

Air yang terisi dalam bed = 0,6 dari air masuk Volume ruang kosong merupakan volum ruang yang akan tersisi oleh air pada asumsi (1). Air yang terisi dalam bed

= 0,6 × 8,76 m3 = 5,26 m3

Sehingga, Volum padatan, Vp

= 7,88 m3

Volum bed, Vb

= Volum terisi air + Vp = 5,26 m3 + 7,88 m3 = 13,14 m3

Volum bahan dalam tangki = Vb + Va = 13,14 m3 + 8,76 m3 = 21,9 m3 Bila bejana terisi oleh 85% bahan, maka : = 21,9 m3/ 0,85

Volume tangki, Vt

= 25,77 m3 Menentukan dimensi tangki dan bed Tangki didesain berbentuk silinder dengan tutup atas dan bawah datar Volum tangki = volum silinder Dimana, H = 2D Volum silinder = 25,77 m3 =

π  D2  H 4 π  D 2  2D 4

25,77 m3 = 1,57 D3 D3 = 16,41 m D

= 2,54 m = 100,04 in

r = 50,02 in Maka, H = 2D = 2



2,54 m = 5,08 m

D-19

Tinggi bed dalam tangki (Hb), Volum bed 13,14 m3 13,14 m3 Hb

π  D 2  Hb 4 3,14 =  (2,54m) 2  Hb 4

=

= 5,069 m2 . Hb = 2,59 m

Menghitung tebal dinding dan tutup tangki Tekanan hidrostatis, PH = ρ × g × h = 1000 kg/m3 × 9,8 m/s2 × 5,08 m = 49.818,6 N/m2 = 0,49 atm = 7,23 psi

Tekanan yang diberikan oleh bed : Asumsi lapisan kerikil

= 50%

Lapisan pasir

= 50%

Dari Tabel 2-118 (Perry, 1999) diperoleh: Densitas pasir

= 60,000 lb/ft3 = 961,110 kg/m3

Densitas kerikil

= 82,000 lb/ft3 = 1.313,517 kg/m3

Berat pasir

= 13,14 m3  0,5  961,110 kg/m3 = 6.315,03 kg

Berat kerikil

= 13,14 m3  0,5  1.313,517 kg/m3 = 8.630,54 kg

Berat Total

= 14.945,56 kg

Maka, Pb = =

m bed  g AC 14.945,56 kg  9,8 m/s 2

3,14 / 4  2,54 m2

D-20

= 28.896,25 N/m2 = 0,28 atm = 4,19 psi Ditetapkan faktor keamanan 10% lebih besar dari tekanan desain, Pd = 1,1  (Ph + Pb + Po) = 1,1  (7,23 psi + 4,19 psi + 14,696 psi) = 28,72 psi = 1,95 atm

Tebal shell Bahan Konstruksi

= Carbon Steel SA-516 70 (ASME Section VIII, 2010)

Allowable Stress (S)

= 20.000 Psi

Corrosion allowance (C) = 0,125 Efisiensi joint (E)

= 0,85

Tekanan desain (P)

= 28,72 psi

Jari-Jari dalam tangki (R) = 50,02 in

t

PR C S  E  0,4  P

ts =

(ASME Section VIII, 2010).

28,72 psi 50,02in  0,125 in 20.000 psi 0,85 0,4 28,72psi

ts = 0,21 in Digunakan tebal shell standar 0,25 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 0,25 in.

D-21

Kesimpulan Kode

: T-405 A/B

Fungsi

: Menyaring kotoran-kotoran yang masih tertinggal di dalam air dari bak penampung air clarifier

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kapasitas

: 25,77 m3

Tinggi

: 5,08 m

Diameter

: 2,54 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

D.8 Activated Carbon Filter (T-406 A/B) Perhitungan untuk activated carbon filter (T-406) sama seperti perhitungan sand filter (T-405). Kesimpulan Kode

: T-406 A/B

Fungsi

: Menyaring kotoran-kotoran yang masih terbawa dalam air keluaran dari sand filter dan mengurangi bau pada air

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Kapasitas

: 12,94 m3

Tinggi

: 4,04 m

Diameter

: 2,02 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

D-22

D.9 Tangki penampung air bersih (T-407)

Gambar D.7 Tangki penampung air bersih (T-407) Kode

: T-407

Fungsi

: Tempat penampungan air bersih sebelum dilakukan pendistribusian untuk air sanitasi, dan air untuk diolah pada cation exchanger dan anion exchanger

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Laju alir kebutuhan air sungai, F = 17.521,48 kg/jam Densitas air,  = 1000 kg/m3 Laju volum air total, Q =

F 17.521,48 kg/jam = = 17,52 m3/jam  1000 kg/m 3

Direncanakan tangki ini mampu menampung air untuk kebutuhan 1 hari, sehingga: Volume air dalam tangki = 17,52 m3/jam × (24 Jam) = 420,52 m3

Volume tangki dihitung lebih 20% dari volume air, maka volume tangki adalah: Vtangki

= 1,2 × 420,52 m3 = 504,62 m3

D-23

Menghitung dimensi tangki π π . Ds 2 . Ds  . Ds 3  0,785 Ds 3 4 4

Volume silinder =

Volume total tangki (Vtangki) Vtangki

=

Vs

504,62 m3

=

Vs

504,62 m3

=

0,785 Ds3

Ds = 8,63 m = 339,7 in Tinggi silinder = Ds = 8,63 m = 339,7 in Tinggi cairan di dalam tangki = =

volume cairan  tinggi tangki Volume tangki

420,62  8,63 504,62

= 7,19 m Menghitung tebal dinding tangki Tekanan hidrostatis, P

= ρ g  h = (1.000  9,8  7,19)/101325 = 0,69 atm

Tekanan awal (Po)

= 1 atm

Tekanan design (P)

= (Tek.hidrostatik + Tek. Awal) x 1,1 = (0,69 + 1) atm x 1,1 = 1,85 atm = 27,42 psi

Tebal dinding tangki Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-129 grade A Diketahui: S = allowable stress, psi

= 10.000 psi

E = welded-Point efficiency

= 0,85

c = corrosion allow

= 0,125 in

P = Tekanan desain

= 27,42 psi

r = Jari-jari dalam tangki

= 169,85 in

D-24

Maka, ts =

P.R c S. E  0,4. P

ts =

27,42 psi  169,85in  0,125 in (10.000 psi  0,85)  ( 0,4 27,42 psi)

(Peters, 1991).

ts = 0,674 in Digunakan tebal shell standar 0,75 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 0,75 in.

Kesimpulan Kode

: T-407

Fungsi

: Tempat penampungan air bersih sebelum dilakukan pendistribusian untuk air sanitasi, air proses dan air pendingin

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 504,62 m3

Tinggi

: 8,63 m

Diameter

: 8,63 m

Tebal shell

: 3/4 in

Tebal head

: 3/4 in

Jumlah

: 1 unit

D-25

D.10 Tangki Pelarutan Desinfektan (T-408) Perhitungan untuk tangki pelarutan desinfektan (T-408) sama seperti dengan perhitungan tangki pelarutan alum (T-403). Kesimpulan Kode

: T-408

Fungsi

: Melarutkan dan menyimpan desinfektan

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,005 m3

Tinggi

: 0,19 m

Diameter

: 0,19 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

D.11 Tangki penampung air sanitasi (T-409) Perhitungan untuk tangki penampung air sanitasi (T-409) sama seperti dengan perhitungan tangki penampung air bersih (T-407). Kesimpulan Kode

: T-409

Fungsi

: Tempat penampungan air sanitasi

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 279,99 m3

Tinggi

: 7,09 m

Diameter

: 7,09 m

Tebal shell

: 7/16 in

Tebal head

: 7/16 in

Jumlah

: 1 unit

D-26

D.12 Tangki Pelarutan Natrium Clorida (T-410) Perhitungan untuk tangki pelarutan NaCl (T-410) sama seperti perhitungan tangki pelarutan alum (T-403). Kesimpulan Kode

: T-410

Fungsi

: Melarutkan dan menyimpan larutan NaCl

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 1,07 m3

Tinggi

: 1,11 m

Diameter

: 1,11 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

D.13 Cation Exchanger (C-401 A/B)

Gambar D.8 Cation exchanger (C-401 A/B) Kode

: C-401 A/B

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran kation

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal

D-27

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Data desain : - Resin yang digunakan adalah Strong acid cation (SO3-) - Kandungan kation dalam air sungai Ciujung adalah : Kation Fe2+

=

0,00135 g/L

Kation Mn2+

=

0,00015 g/L

=

0,043 g/L

Kation Mg

=

0,028 g/L

Kation Cu2+

=

0,00011 g/L

2+

Kation Ca

2+

(Sumber : Laporan wasdal pencemaran air dan laut, Bapedal NAD, 2013). - Berat atom kation adalah : Fe

=

55,847 g/mol

Mn

=

54,938 g/mol

Ca

=

40,08 g/mol

Mg

=

24,312 g/mol

Cu

=

63,54 g/mol

- Kapasitas pertukaran ion adalah : Ion Fe2+

=

2  0,00135 g/L / 55,847 g/mol

= 4,8  10-5 eq/L

Ion Mn2+

=

2  0,00015 g/L / 54,938 g/mol

= 5,5  10-6 eq/L

Ion Ca2+

=

2  0,043 g/L / 40,08 g/mol

= 2,2  10-3 eq/L

Ion Mg2+

=

2  0,028 g/L / 24,312 g/mol

= 2,3  10-3 eq/L

Ion Cu2+

=

2  0,00011 g/L / 63,54 g/mol

=

Total kapasitas pertukaran ion

3,6  10-6

eq/L

= 4,5  10-3 eq/L

Menghitung dimensi cation exchanger Jumlah air yang diolah = 8.721,48 kg/Jam Volume air yang diolah = 8.721,48 L/Jam = 209.315,52 L/hari Resin diregenerasi setiap 24 jam sekali, dengan jumlah air yang harus diolah sebanyak 209.315,52 Liter. Kapasitas operasi strong acid cation = 1,7 eq/L

D-28

(http://dardel.info/IX/capacity.html) Volume resin dihitung dengan persamaan:

Volum resin (L) 

Volum air yang diolah (L)  Kapasitas pertukaran ion total (eq/L) Kapasitas operasi (eq/L)

Volum resin (L) =

209.315,52 L  0,0045eq/L 1,7 eq/L

Volume resin

= 554,88 L/hari

Jumlah resin yang digunakan = 554,88 L × 1,28 kg/L = 710,25 kg Faktor keamanan 10%, maka yang digunakan adalah : = 1,1 × 554,88 L = 610,37 L = 0,61 m3

Volume resin

Jumlah resin yang digunakan = 1,1 × 710,25 kg = 781,28 kg

Untuk tahapan regenerasi resin dengan level regenerasi 170 g/L untuk penukar kation adalah NaCl 170 g/L

= (170 g/L × 781,28 kg) / 1000 = 132,82 kg

Direncanakan 10% NaCl

= 10% × 132,82 kg = 13,28 kg/regenerasi

Dimensi cation exchanger Direncanakan kolom berbentuk silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk ellipsoidal dengan rasio H = 2D =

3,14 × (D2/4) × H

=

3,14 × (D2/4) × 2D

0,61 m3

=

1,57 D3

D3

=

0,39 m

D

=

0,73 m

r

=

0,73 m / 2

=

0,36 m

=

14,37 in

Volum bed resin m3

Tinggi bed resin (Hr) = 2 × D = 2 × 0,73 m = 1,46 m

D-29

Ruang kosong di atas dan bawah bed 20%, sehingga: Tinggi tangki silinder = 1,2 × 1,46 m = 1,75 m Tinggi head yang berbentuk ellipsoidal = D / 4 = 0,73 m / 4 = 0,18 m Tinggi cation exchanger

= tinggi shell + (2 × tinggi head) = 1,75 m + (2 × 0,18 m) = 2,12 m

Volum tangki silinder (Vt)

= 3,14 × (D2/4) × H = 3,14 × ((0,73 m)2/4) × 1,75 m = 0,73 m3

Menghitung tebal shell dan head pada cation exchanger Tekanan desain dihitung berdasarkan berat resin dan air saat beroperasi, Densitas resin

= 1.280 kg/m3

Densitas air

= 1000 kg/m3

Tinggi tangki

= 2,12 m

Tinggi larutan dalam tangki = 0,608 m Tekanan hidrostatis, PH = ρ × g × h = 1000 kg/m3 × 9,80665 N/m2 × 0,608 m = 5.964,46 N/m2 = 0,06 atm Tekanan bed resin dalam tangki, Pbed resin

= 1.280 kg/m3 × 9,80665 N/m2 × 0,608 m = 7.634,51 N/m2 = 0,08 atm

Tekanan operasi

= 1 atm

Faktor keamanan diambil 10%, sehingga: Tekanan desain, Pd

= 1,1 × (0,06 atm + 0,08 atm + 1 atm) = 1,25 atm = 18,34 psi

Tebal dinding tangki Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-516 70

D-30

Diketahui : S = allowable stress, psi

= 20.000 psi

E = welded-Point efficiency= 0,85 c = corrosion allow

= 0,125 in

P = Tekanan desain

= 18,33 psi

r = Jari-Jari dalam tangki = 14,36 in Maka, t

PR C S  E  0,4  P

ts =

(ASME Section VIII, 2010)

18,33psi 14,36in  0,125 in 20.000 psi 0,85  0,418,33psi

ts = 0,141 in Digunakan tebal shell standar 0,188 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 0,188 in.

Kesimpulan Kode

: C-401 A/B

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran kation

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-516 70 Volum resin

: 610,37 Liter

Tinggi bed resin

: 1,46 m

Diameter

: 0,73 m

Tinggi

: 2,12 m

Tebal shell

: 3/16 in

Bentuk head

: Ellipsoidal

Tebal head

: 3/16 in

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

D-31

D.14 Anion Exchanger (C-402 A/B) Perhitungan untuk anion exchanger (C-402 A/B) sama seperti perhitungan cation exchanger (C-401 A/B). Kesimpulan Kode

: C-402 A/B

Fungsi

: Mengurangi kesadahan air melalui pertukaran anion

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-516 70

Volum resin

: 628,6 Liter

Tinggi bed resin

: 1,47 m

Diameter

: 0,74 m

Tinggi

: 2,43 m

Tebal shell

: 3/16 in

Bentuk head

: Ellipsoidal

Tebal head

: 3/16 in

Jumlah

: 2 unit (1 standby)

D-32

D.15 Tangki Pelarutan Kaustik Soda (T-411) Perhitungan untuk tangki pelarutan NaOH (T-411) sama seperti perhitungan tangki pelarutan alum (T-403). Kesimpulan Kode

: T-411

Fungsi

: Melarutkan dan menyimpan larutan NaOH

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,96 m3

Tinggi

: 1,07 m

Diameter

: 1,07 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

D.16 Tangki penampung air demin (T-412) Perhitungan untuk tangki penampung air demin (T-412) sama seperti perhitungan tangki penampung air bersih (T-407). Kesimpulan Kode

: T-412

Fungsi

: Tempat penampungan air demin/ air proses

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 205,09 m3

Tinggi

: 6,39 m

Diameter

: 6,39 m

Tebal shell

: 7/16 in

Tebal head

: 7/16 in

Jumlah

: 1 unit

D-33

D.17 Deaerator (D-401)

Gambar D.9 Deaerator (D-401) Kode

: D-401

Fungsi

: Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air umpan boiler

Tipe

: Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

(ASME II, 2010).

Menghitung dimensi tangki Laju massa steam, F

= 449,74 kg/Jam

Waktu tinggal, t

= 24 Jam

Densitas, pada 90oC

= 965,626 kg/m3

(Yaws, 1999).

= 0,311 cp

(Yaws, 1999).

o

Viskositas, pada 90 C

Volum fluida, Vf

=

449,74 kg/jam 24 jam F t = = 11,18 m3 965,626 kg/m3 ρ

Ruang bebas direncanakan 20%, maka volume fluida adalah: Volume tangki, Vt = 1,2 × 11,18 m3 = 13,41 m3 Rasio D/H

= 1

Rasio aksis tutup

=

Volum shell, Vs

2 = 1 πD H 4

Volum tutup, Ve

=

1

/2

1 π D 3 untuk rasio aksis 1/ (Tabel 10.65, Perry, 1997). 2 24

D-34

2 3 = Vs + 2Ve = 1 π D H + 2 ( 1 π D ) 4 24

Volum tangki, Vt

Dengan substitusi harga H, diperoleh, Vt = Diameter tangki, Dt = 3

3 Vt = π

3

1 π D3 3

3 13,41 m 3 = 2,34 m 3,14

Panjang tangki, Ls = D = 2,34 m = 92,13 in Panjang tutup, Le

=

D 4

=

2,34 m 4

=

0,59 m

(Tabel 10.65, Perry, 1997).

Panjang total tangki, Lt = Ls + 2Le = 2,34 m + ( 2



0,59 m) = 3,51 m

Tinggi tangki/level (Brownell, L. E. and Young, E. H., 1959): H

=

4  Vt π  Lt 2

.

4 13,41 m 3 = 3,14 3,51 2 m = 1,39 m Menghitung tebal dinding dan tutup tangki Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psi Tekanan hidrostatik, PH = ρ × g × h = 965,626 kg/m3



9,80665 N/m2 × 1,39 m

= 13.123,12 N/m2 = 0,13 atm = 1,9 psi Faktor keamanan diambil 10%, sehingga : Tekanan desain, Pd = (tekanan operasi + tekanan hidrostatis) × faktor keamanan = (14,696 psi + 1,9 psi) × 1,1 = 18,26 psi

D-35

Tebal dinding tangki Diketahui : Untuk bahan kontruksi Carbon steel SA-129 Grade A S = allowable stress, psi

= 10.000 psi

E = welded-Point efficiency= 0,85 c = corrosion allow

= 0,125 in

P = Tekanan desain

= 18,26 psi

r = Jari-Jari dalam tangki = D/2 = 46,07 in Maka, t

PR C S  E  0,4  P

ts =

(ASME Section VIII, 2010)

18,26 psi  46,07 in  0,125 in 10.000 psi  0,85  0,4  18,26 psi

ts = 0,224 in Digunakan tebal shell standar 0,25 in. Untuk tebal head yang digunakan sama dengan shell yaitu 0,25 in.

Menghitung kebutuhan pemanas Di dalam deaerator, air akan dipanaskan hingga temperatur 90oC dengan menggunakan steam temperatur 120 oC. Perhitungan neraca energi: Suhu air masuk

= 30 oC = 303 K

Suhu air keluar

= 90 oC = 363 K

Diketahui: m

= 449,74 kg/Jam

Qin

= m x Cp x ΔT = 449,74 kg/Jam  1 kkal/kgoC x (30oC – 25oC) = 2.248,7 kkal/Jam

Qout = m x Cp x ΔT

D-36

= 449,74 kg/Jam  1 kkal/kgoC x (90oC – 25oC) = 26.984,46 kkal/Jam ΔQ = Qout - Qin = 26.984,46 kkal/Jam – 2.248,7 kkal/Jam = 24.735,75 kkal/Jam Q

= 42,1 hp

Kesimpulan Kode

: D-401

Fungsi

: Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air umpan boiler

Tipe

: Silinder horizontal dengan kedua tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 13,41 m3

Panjang

: 3,51 m

Diameter

: 2,34 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Kebutuhan panas

: 42,5 hp

Jumlah

: 1 unit

D-37

D.18 Tangki Hydrazin (T-413) Perhitungan untuk tangki Hydrazin (T-413) sama seperti perhitungan tangki pelarutan alum (T-403). Kesimpulan Kode

: T-413

Fungsi

: Melarutkan dan menyimpan hydrazin

Tipe Bahan konstruksi

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar : Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 0,014 m3

Tinggi

: 0,22 m

Diameter

: 0,22 m

Tebal shell

: 3/16 in

Tebal head

: 3/16 in

Kebutuhan daya

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

D.19 Tangki umpan boiler (T-414) Perhitungan untuk tangki umpan boiler (T-414) sama seperti perhitungan tangki penampung air bersih (T-407). Kesimpulan Kode

: T-414

Fungsi

: Mencampur aliran kondensat dengan make up water yang akan diumpankan ke boiler

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 12,95 m3

Tinggi

: 2,55 m

Diameter

: 2,55 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Jumlah

: 1 unit

D-38

D.20 Tangki kondensat (T-415) Perhitungan untuk tangki kondensat (T-415) sama seperti perhitungan dearator (D-401). Maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : Kesimpulan Kode

: T-415

Fungsi

: Tempat penampungan kondensat yang dihasilkan dari unit proses

Tipe

: Silinder horizontal dengan kedua tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 29,89 m3

Panjang

: 4,58 m

Diameter

: 3,06 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Jumlah

: 1 unit

D.21 Boiler (B-401)

Gambar D.10 Boiler (B-401) Kode

: B-401

Fungsi

: Menyediakan uap 200oC untuk keperluan proses

D-39

Tipe

: Water tube boiler

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Jumlah saturated steam yang dibutuhkan

= 449,74 kg/Jam

Kondensat yang kembali = 90% dari steam yang dihasilkan = 90% x 449,74 kg/Jam = 404,77 kg/Jam Umpan air masuk boiler = Make up water + steam yang dikembalikan = X + 404,77 kg/Jam Neraca massa pada boiler : F in = X + 404,77 kg/Jam

F out

= 449,74 kg/Jam + (0,1  (X + 449,74 kg/Jam))

Make up water = 94,95 kg/jam

Laju blow down Blow down

= 10% dari air umpan boiler = 0,1  (make up water + kondensat yang kembali) = 0,1  (94,95 kg/jam + 404,77 kg/jam) = 49,97 kg/jam

Menghitung dimensi boiler Kapasitas boiler dapat dihitung menggunakan persamaan berikut: Q

= ms  (H − Hf)

Dimana: Q

= kapasitas boiler, BTU/Jam

ms = massa steam, lb/Jam H

= entalpi standar steam yang digunakan, BTU/lb

Hf = entalpi air umpan boiler yang akan dibangkitkan menjadi steam, BTU/lb

Kondensat yang kembali berada pada pada kondisi cairan jenuh pada suhu 200 oC, sedangkan make up water berada pada kondisi cair jenuh 90 oC. Dari Steam table J.M Smith, 2005, diperoleh:

D-40

H 200 oC o

H 90 C

= 852,45 kJ/kg = 376,9 kJ/kg

Entalpi fresh feed memiliki komposisi 10% make up water dan 90% kondensat, sehingga: Hf = (0,1 x Hliq 363oF) + (0,9 x Hliq 473oF) = (0,1 x 376,9 kJ/kg) + (0,9 x 852,45 kJ/kg) = 804,9 kJ/kg = 346,04 BTU/lb Steam yang dihasilkan berada pada kondisi uap jenuh pada suhu 200oC. Dari Tabel A.2-9 (Geankoplis, C.J., 1993), diperoleh: Entalpi pada uap jenuh 200oC = 2.793,2 kJ/kg = 1.200,86 BTU/lb Sehingga, Kapasitas boiler, Q = 991,51 lb/jam × (1.200,86 – 346,04) BTU/lb = 847.559,16 BTU/jam

Asumsi efisiensi boiler 85%, sehingga panas yang diperlukan untuk pembentukan steam adalah: Q = 847.559,16 BTU/jam / 0,85 = 997.128,42 BTU/Jam = 29,78 hp Luas bidang pemanasan adalah 10 ft2/hp, sehingga total heating surface adalah : A

= 10 ft2/hp  29,78 hp = 297,84 ft2

Perhitungan kebutuhan bahan bakar Kebutuhan bahan bakar untuk boiler dihitung menggunakan persamaan : ms = Q/(n  NHV) Bahan bakar yang digunakan adalah solar, yang memiliki: Net Heating Value

= 19.750 BTU/lb

Densitas

= 54,26 lb/ft3

D-41

= 997.128,42 BTU/Jam / (0,85  19.750 BTU/lb)

ms

= 59,4 lb/Jam Laju alir bahan bakar = 59,4 lb/Jam / 54,26 lb/ft3 = 1,09 ft3/Jam = 31 L/Jam Kebutuhan per bulan

= 31 L/Jam  (24 Jam/hari)  (30 hari/bulan) = 22.318,38 L/bulan

Menentukan spesifikasi tube boiler A

= 297,83 ft2

Jenis tube

= 0,75 in

ID

= 0,62 in

Luas/linear feed = 0,1963 ft2/lin ft Panjang tube

= 16 ft

Jumlah tube

=

297,83 ft 2 (0,1963 ft 2 /lin ft 16 ft)

= 94,82 pipa ≈ 95 pipa

Kesimpulan Kode

: B - 401

Fungsi

: Menyediakan uap 200oC untuk keperluan proses

Tipe

: Water tube boiler

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 997.128,42 BTU/Jam

Heating surface

: 297,84 ft2

Kebutuhan diesel

: 31 L/Jam

Jumlah tube

: 95 pipa

Kebutuhan daya

: 30 hp

Jumlah

: 1 unit

D-42

D.22 Tangki Solar (D-402) Untuk perhitungan tangki solar (D-402) sama seperti perhitungan deaerator (D-401). Maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: Kesimpulan Kode

: D-402

Fungsi

: Tempat penyimpanan bahan bakar berupa solar

Tipe

: Silinder horizontal dengan kedua tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-129 Grade A

Kapasitas

: 99,09 m3

Panjang

: 5,02 m

Diameter

: 5,02 m

Tebal shell

: 1/4 in

Tebal head

: 1/4 in

Jumlah

: 1 unit

D.23 Tangki Amonia (T-416) Tipe

: Tangki silinder dengan tutup bawah datar dan tutup atas berbentuk dished

Fungsi

: Tempat menyimpan amonia (NH4) yang digunakan sebagai pendingin.

Jumlah

: 1 buah

Kondisi operasi: Tekanan (P)

: 1 atm (14,696 psi)

Temperatur (T)

: 17oC

Densitas (ρ)

: 991 kg/m3 (61,866 lb/ft3)

Laju alir massa (m)

: 499,28 kg/jam (1.100,705 lb/jam)

Faktor safety bahan 20%, sehingga laju alir massa amonia: m

= 1,2 x 499,28 kg/jam = 599,13 kg/jam = 1.320,84 lb/jam

D-43

Kapasitas Tangki Volume tangki penyimpanan amonia: Vt = =

.

,

,

= 512,4 ft3

/

Faktor safety diberikan 20% dari kapasitas terhitung: = 512,4 ft3 x 1,2

Volume tangki, Vt

= 614,88 ft3 = 17,41 m3

Dimensi Tangki Tangki direncanakan berbentuk silinder tegak dengan perbandingan tinggi dan diameter (Hs / D) = 1 : 1 Hs = D Volume silinder, Vs Vs

= x D2 x Hs = x D2 x D = x D3 = 0,785 D3

Volume tangki total, Vt Vt

= Vs = 0,785 D3

D

= =

1/3

,

,

1/3

,

= 9,21 ft = 2,8 m D = H = 9,21 ft = 2,8 m Tinggi larutan dalam tangki Vt

= x D2 x HI

D-44

HI

=

,

,

( ,

)

= 7,72 ft = 2,35 m

Tebal Dinding Tangki, t Menghitung tekanan desain: Tekanan operasi, Po = 14,696 psi Tekanan hidrostatik, Ph

= ρ (g/gc) HI + 14,696 psi = (61,866 lb/ft3 (1) (7,72 ft) + 14,696 psi) / 144 = 3,418 psi

Tekanan desain, Pd

= Po + Ph =14,696 psi + 3,418 psi = 18,11 psi

Bahan yang digunakan Carbon Steel SA-285 Grade C Allowable stress, S

= 11.730 psi

Corrison allowable, CA = 0,125 Joint efesiensi, E

= 0,85

Tebal dinding, t

= =

.

.

, . .

+ CA

,

= 0,325 in Digunakan ukuran standar t = 0,5 in Tinggi bagian dished: b = rc – (BC2 – AB2)1/2 icr = 6% D rc = D BC = rc – icr = 9,21 ft – (0,06 x 9,21 ft) = 8,657 ft AB =

– irc

,

,

,

,

+ 0,125

D-45

=

,

– (0,06 x 9,21 ft)

= 4,05 ft b

= 9,21 ft – ((8,657 ft)2 – (4,05 ft)2)1/2 = 1,55 ft

Total tinggi tangki: t

=H+b = 9,21 ft + 1,55 ft = 10,76 ft = 3,27 m

D.24 Pompa I (P-401 A/B)

P-401 A/B Gambar D.11 Pompa (P-401 A/B) Kode

: P-401 A/B

Fungsi

: Mengalirkan air dari sungai ke bak penampungan (T-402)

Tipe

: Centrifugal pump

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

Bahan konstruksi : Cast iron

Kapasitas dan laju alir Kapasitas (m)

= 17.521,48 kg/jam = 38.627,86 lb/Jam

Densitas ()

= 1.000 kg/m3 = 62,43 lb/ft3

Viskositas (µ)

= 1,935 lb/ft.h (pada suhu 30 oC) = 0,001 lb/ft.s

D-46

Laju alir (QF)

=

38.627,86lb/jam 62,43 lb / ft 3

= 618,74 ft3/Jam = 0,17 ft3/s = 0,005 m3/s Faktor keamanan 10% maka, Qf = 1,1  618,74 ft3/Jam = 680,62 ft3/Jam = 0,19 ft3/s = 84,85 gal/menit = 0,01 m3/s

Diameter optimal pipa Asumsi : Aliran turbulen, Di  1 in. Di.opt = 3,9 Qf 0,45 0,13

(Pers 15, hal 496, Peters 4th Edition, 1991)

Dimana : Di = Diameter pipa (in) Qf = Debit pemompaan (ft3/s)  = Densitas fluida (lb/ft3) Maka, Di.opt = 3,9 (0,19 ft3/s) 0,45 (62,42 lb/ft3)0,13 = 3,15 in Digunakan pipa dengan spesifikasi (Appendix A.5, Geancoplis, 1997) : 1. Diameter nominal

= 3,5 in = 0,292 ft

2. Outside diameter (OD)

= 4 in = 0,333 ft

3. Inside diameter (ID)

= 3,548 in = 0,296 ft

4. Schedule number

= 40

5. Inside sectional area (A)

= 0,069 ft2

Menghitung kecepatan linier fluida v=

Qf A

=

0,19 ft 3 /s = 2,74 ft/s 0,069 ft 2

Menghitung bilangan Reynold NRe =

D v ρ μ

D-47

0,296ft  2,74 ft/s 62,430 lb/ft3 = 0,0005lb/ft.s = 93.997,64 Untuk NRe > 2100, maka aliran adalah turbulen (Peters dan Timmerhaus, 1991). Menentukan faktor friksi dalam pipa Untuk cast iron, didapat: NRe

= 93.997,64

Di

= 3,55 in

/D

= 0,00027

Untuk (/D vs NRe), maka f

= 0,0045

(Gambar 2.10-3 Geankoplis, 1993)

Menghitung instalasi pipa - Pipa lurus

L = 2.624,67 ft

- Elbow 90o, 25 buah, L/D = 32,

L = 236,53 ft

- Gate valve fully open, 2 buah, L/D =7,

L = 4,14 ft

- Sharp edge exit (k =1), 1, L/D = 57,

L = 16,85 ft

- Sharp edge entrace (k = 0,5), 2, L/D = 28

L = 16,56 ft

Total panjang ekivalen (Le)

L = 2.898,75 ft

+

Menghitung daya pompa Gesekan karena aliran melewati pipa dan fitting f=

2  f  v 2   Le D in  g c

(Peters 4th Edition,, 1991)

2  0,0045  2,74 ft / s   2.898,75 ft 2

f

=

0,296 ft  32,17 lb m . ft / lb f .s 2

= 20,57 lbf. ft/lbm Gesekan karena orifice pada sistem control pipa f

Kc  v 2 = 2  gc

(Peters 4th Edition,, 1991)

D-48

f

=

0,4  ( 2,74 ft / s )^ 2 2  32,2 lb.m . ft / lb. f .s 2

= 0,05 lbf. ft/lbm Total  f

= 20,57 lbf. ft/lbm + 0,05 lbf. ft/lbm = 20,62 lbf. ft/lbm

Static head, Z (g/gc) = 3,28 lbf. ft/lbm Velocity head (v2 / 2gc) = 0 Pressure head (∆P/ρ) = 0 Tenaga mekanis pompa dihitung dengan persamaan:

g P v 2 Ws = Z + + +  f (Pers 10, hal 496, Peters 4th Edition, 1991) gc 2  gc  = 3,28 lbf. ft/lbm + 0 + 0 + 20,62 lbf. ft/lbm = 23,85 lbf. ft/lbm Kapasitas pompa = 0,19 ft3/s = 84,86 gal/menit P teoritis (BHP)

=

Qf ..ws 550

= 0,19 ft3/s  62,43 lb/ft3  23,85 lbf. ft/lbm / 550 = 0,51 hp

Dari Gambar 14.37 (Peters, 1991), untuk kapasitas pompa seperti di atas, maka efisiensi pompa = 80 % P aktual

=

P teoritis 0,51hp = = 0,64 hp η 0,8

Dari Gambar 14.38 (Peters, 1991), untuk P aktual = 1,5 hp didapatkan efisiensi 80%, maka power motor yang diperlukan: P motor =

P aktual 0,64hp = = 0,8 hp  0,80

D-49

Dipilih motor standar dengan power 1 hp. Kesimpulan Kode

: P-401 A/B

Fungsi

: Memompa air sungai dari water intake (T-401) menuju bak pengendapan (T-402)

Tipe

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 84,86 gal/menit

BHP

: 1 hp

Power aktual

: 1 hp

Power motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3,5 in

Schedule number

:

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

40

Untuk perhitungan pompa dengan kode alat P-402 A/B sampai P-418 A/B sama seperti perhitungan pompa I (P-401 A/B), sehingga: D.25 Pompa II (P-402 A/B) Kesimpulan Kode

: P-402 A/B

Fungsi

: Memompa air dari bak pengendapan (T-402) menuju clarifier (CL-401)

Tipe

: Pompa sentrifugal

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number : 40 D.26 Pompa III (P-203 A/B) Jumlah : 2 unit (1 cadangan)

D-50

D.26 Pompa III (P-403 A/B) Kesimpulan Kode

: P-403 A/B

Fungsi

: Memompa air dari water reservoir ke sand filter (T406)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 83,04 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D.27 Pompa IV (P-404 A/B) D.30 Pompa VII (P-207 A/B)

Kesimpulan

Kode

: P-404 A/B

Fungsi

: Memompa air dari sand filter (T-405) menuju activated carbon filter (T-406)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D-51

D.28 Pompa V (P-405 A/B) D.31 Pompa VIII (P-208 A/B) Kesimpulan Kode : P-405 A/B Fungsi

: Memompa air dari activated carbon filter (T-406) ke tangki air bersih (T-407)

Bahan konstruksi

:

Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D.29 Pompa VI (P-406 A/B) Kesimpulan Kode

: P-406 A/B

Fungsi

: Memompa air backwash dari tangki air bersih (T407) ke sand filter (T-405) dan activated carbon filter (T-406)

Bahan konstruksi : Cast iron D.32 Pompa IX (P-209 A/B) Kapasitas : 85,22 gal/menit Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D-52

D.30 Pompa VII (P-407 A/B) Kesimpulan Kode

: P-407 A/B

Fungsi

: Memompa air dari tangki air bersih (T-407) ke Cation Exchanger (C-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 1 hp

Daya motor

: 1 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

D.34 Pompa XI (P-211 A/B) Jumlah : 2 unit (1 cadangan)

D.31 Pompa VIII (P-408 A/B) Kesimpulan Kode

: P-408 A/B

Fungsi

: Memompa air dari tangki air bersih (T-407) ke tangki air sanitasi (T-409)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 85,22 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 3 in

Schedule number : 40 D.33 Pompa X (P-210 A/B) Jumlah : 2 unit (1 cadangan)

D-53

D.32 Pompa IX (P-409 A/B) Kesimpulan Kode

: P-409 A/B

Fungsi

: Memompakan air untuk sanitasi

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 47,08 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D.33 Pompa X (P-410 A/B) Kesimpulan Kode

: P-410 A/B

Fungsi

: Memompa NaCl dari tangki natrium clorida (T410) ke cation exchanger (C-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 4,3 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 0,375 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D-54

D.34 Pompa XI (P-411 A/B) Kesimpulan Kode

: P-411 A/B

Fungsi

:

Memompa air dari cation exchanger (C-401) ke anion exchanger (C-402)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 42,83 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D.35 Pompa XII (P-412 A/B) Kesimpulan Kode

: P-412 A/B

Fungsi

: Memompa air dari anion exchanger (C-402) ke tangki air demin (T-412)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 42,83 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D-55

D.36 Pompa XIII (P-413 A/B) Kesimpulan Kode

: P-413 A/B

Fungsi

: Memompa air untuk proses

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 34,64 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D.37 Pompa XIV (P-414 A/B) Kesimpulan Kode

: P-414 A/B

Fungsi

: Memompa air dari deaerator (D-401) ke tangki umpan boiler (T-414)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 2,26 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 0,125 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D-56

D.38 Pompa XV (P-415 A/B) Kesimpulan Kode

: P-415 A/B

Fungsi

: Memompa air dari tangki air demin/proses (T-414) ke deaerator (D-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 34,64 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 2,5 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D.39 Pompa XVI (P-416 A/B) Kesimpulan Kode

: P-416 A/B

Fungsi

: Memompa air dari tangki air umpan boiler ke boiler (B-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 2,43 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 0,125 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D-57

D.40 Pompa XVII (P-417 A/B) Kesimpulan Kode

: P-417 A/B

Fungsi

: Memompa kondensat dari tangki kondensat (T415) ke umpan boiler (B-401)

Bahan konstruksi

: Cast iron

Kapasitas

: 2,03 gal/menit

Daya pompa

: 0,5 hp

Daya motor

: 0,5 hp

Diameter nominal

: 0,125 in

Schedule number

: 40

Jumlah

: 2 unit (1 cadangan)

D.41 Cooling Tower (CT-401) Kode : CT-401 Fungsi : Mendinginkan air sirkulasi dari pabrik agar dapat digunakan kembali Jenis : Induced draft cooling tower Jumlah : 1 unit Bahan kontruksi : Carbon steel SA-129 grade A

Kondisi operasi (Perry, 1997) : - Temperatur masuk = 50oC = 122oF - Temperatur keluar

= 30oC = 86oF

- Temperatur bola basah = 75oF - Konsentrasi air

= 1,5 gpm/ft2

Menghitung kehilangan air pada saat proses Wm = We + Wd + Wb

(Pers. 12-9 Perry)

We

= 0,00085 Wc (T1 – T2)

(Pers. 12-10 Perry)

Wd

= 0,2% dari Wc

(Pers. 12-11 Perry)

D-58

Wb

= We/(cycle – 1), dimana cycle = 5

(Pers. 12-12 Perry)

Dimana, Wm

= Make up water (gal/min)

We

= Evaporating loss (gal/min)

Wd

= Drift loss (gal/min)

Wb

= Blow down (gal/min)

Wc

= Laju air yang disirkulasi pada masukan menara (gal/min)

Air pendingin yang dibutuhkan

= 463,46 kg/jam

Air pendingin yang dikembalikan

= 0,9 x 463,46 kg/jam = 417,11 kg/jam

Make up water = X Wc

= 417,11 kg/jam + X

We

= 0,00085 x Wc x (T1 – T2) = 0,00085 x (417,11 kg/jam + X) x (122oF – 86oF) = 12,76 kg/jam + 0,0306 X

Wd

= 0,002 Wc = 0,002 (417,11 kg/jam + X) = 0,83 kg/jam + 0,002 X

Wb

= We / (cycle – 1) = We / (5 – 1) = We / 4 = (12,76 kg/jam + 0,0306 X) / 4 = 3,19 kg/jam + 0,0077 X

Neraca massa total Laju alir masuk = Laju alir keluar 417,11 kg/jam + X = 463,46 kg/jam + We + Wd + Wb 417,11 kg/jam + X = 463,46 kg/jam + (12,76 kg/jam + 0,0306 X) + (0,83 kg/jam + 0,002 X) + (3,19 kg/jam + 0,0077 X) 417,11 kg/jam + X = 480,24 kg/jam + 0,0403 X 0,96 X = 63,13 kg/jam X = 65,78 kg/jam

D-59

Jadi, make up water adalah 65,78 kg/jam Maka, Wc

= 482,9 kg/jam

We

= 14,78 kg/jam

Wd

= 0,97 kg/jam

Wb

= 3,69 kg/jam

Wm

= 19,43 kg/jam

Laju alir masuk = Laju alir keluar 417,11 kg/jam + 65,78 kg/jam = 14,78 kg/jam + 0,97 kg/jam + 3,69 kg/jam + 463,46 kg/jam 482,89 kg/jam = 482,89 kg/jam

Menghitung dimensi cooling tower Densitas air, ρ = 1000 kg/m3 Laju alir air pendingin + make up, F = 482,9 kg/jam Laju massa volumetrik air pendingin, Q

=F/ρ = 0,48 m3/jam = 2,13 gpm

Luas menara, A

= Q / Konsentrasi air per luas teoritis = 2,13 gpm / 1,5 gpm/ft2 = 1,4 ft2 = 0,13 m2

Dari Gambar 12-15 (Perry, 1997), untuk 100% standar tower perfomance, diperoleh tenaga kipas sebesar = 0,041 hp/ft2 Sehingga, Tenaga kipas yang dibutuhkan seluas menara = 1,4 ft2 x 0,041 ft2 = 0,06 hp Digunakan tenaga kipas standar sebesar 0,5 hp.

Asumsi untuk dimensi menara H = P ; L’ = 0,5 L” ; L’ = 0,5 P

D-60

Dimana: H

= tinggi menara, m

L’ = lebar menara bagian atas, m L” = lebar menara bagian bawah, m P

= panjang menara, m

Luas menara, A A

=PxL = P x ((L’ + L”) / 2) = P x (3 L’ / 2) = P x 1,5 x 1,5 P = 2,25 P2

Maka, 0,13 m2

= 2,25 P2

P

= 0,24 m

Sehingga, H

= 0,24 m

L’ = 0,54 m L” = 0,36 m Kesimpulan Kode

: CT-401

Fungsi

: Mendinginkan air sirkulasi dari pabrik agar dapat digunakan kembali

Tipe

: Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah datar

Bahan konstruksi

: Induced draft cooling tower

Kapasitas

: 2,13 gpm

Temperatur air masuk : 50 oC Luas menara

: 0,13 m2

Tenaga kipas

: 0,5 hp

Jumlah

: 1 unit

D-61

D.42 Kebutuhan Listrik Pabrik D.42.1 Peralatan Proses Tabel D.8 Kebutuhan Listrik pada Peralatan Proses No

Kode

Nama Alat

Kebutuhan energi Hp

Watt

1

B-101

Reboiler

6

4.474,2

2

BL-101

Belt Conveyor

0,5

372,849

3

BC-102

Belt Conveyor

0,5

372,849

4

BC-103

Belt Conveyor

0,5

372,849

5

BC-104

Belt Conveyor

0,5

372,849

6

BC-105

Belt Conveyor

0,5

372,849

7

BC-106

Belt Conveyor

0,5

372,849

8

BC-107

Belt Conveyor

0,5

372,849

9

BC-108

Belt Conveyor

0,5

372,849

10

BC-109

Belt Conveyor

0,5

372,849

11

BC-110

Belt Conveyor

1

745,699

12

BC-111

Belt Conveyor

1

745,699

13

BE-101

Bucket Elevator

3

2.237,1

14

BL-101

Bleaching Tank

1

745,699

15

D-101

Degumming Tank

2

1.491,399

16

R-102

Interesterifikasi Tank

1

745,699

17

M-101

Mixer

1,5

1.118,549

18

M-102

Mixer

1,5

1.118,549

19

M-103

Mixer

1,5

1.118,549

20

P-101 A/B

Pompa

1

745,699

21

P-102 A/B

Pompa

1

745,699

22

P-103 A/B

Pompa

1

745,699

23

P-104 A/B

Pompa

1

745,699

D-62

No

Kode

Nama Alat

Kebutuhan energi Hp

Watt

24

P-105 A/B

Pompa

1

745,699

25

P-106 A/B

Pompa

1

745,699

26

P-107 A/B

Pompa

1

745,699

27

P-108 A/B

Pompa

1

745,699

28

P-109 A/B

Pompa

1

745,699

29

P-111 A/B

Pompa

1

745,699

30

P-112 A/B

Pompa

1

745,699

31

P-113 A/B

Pompa

1

745,699

32

P-114 A/B

Pompa

1

745,699

33

P-115 A/B

Pompa

1

745,699

34

P-116 A/B

Pompa

1

745,699

35

P-117 A/B

Pompa

1

745,699

36

P-118 A/B

Pompa

1

745,699

37

R-101

Netralization Tank

1,5

1.118,549

44,5

92.437,95

TOTAL Total kebutuhan listrik pada peralatan proses

= 44,5 hp = 92.437,95 Watt = 92,44 kW

D.42.2 Peralatan Unit Utilitas Tabel D.9 Kebutuhan Listrik pada Peralatan Unit Utilitas No.

Kode

1 2 3 4

B-401 CL-401 CM-101 D-401 P-401 – P-418 A/B

5

Nama Alat Boiler Clarifier Kompresor Deaerator Pompa Utilitas

Kebutuhan energi hp Watt 30 22.371 51 38.030,69 10 7.457 43 32.065,09 10

7.457

D-63

No. 7 8 9 10 11 12 13

Kode T-403 T-404 T-410 T-411 T-413 T-408 CT-401 TOTAL

Nama Alat Tangki Pelarutan Alum Tangki Pelarutan Soda Abu Tangki Pelarutan NaCl Tangki Pelarutan NaOH Tangki Pelarutan Hidrazin Tangki Pelarutan Desinfektan Cooling Tower

Total kebutuhan listrik pada peralatan utilitas

Kebutuhan energi hp Watt 0,5 372,849 0,5 372,849 0,5 372,849 0,5 372,849 0,5 372,849 0,5 372,849 0,5 372,849 147,5 109.990,73

= 192 hp = 202.428,68 Watt = 202,43 kW

D.42.3 Kebutuhan Listrik untuk Penerangan Perkiraan kebutuhan listrik untuk penerangan berdasarkan pada luas bangunan dan areal tanah yang diteranginya. Kategori kuat penerangan yang digunakan dapat dilihat pada Tabel D.10, sedangkan perincian kebutuhan energi listrik untuk penerangan dapat dilihat pada Tabel D.11

Tabel D.10 Standar Klasifikasi Kuat Penerangan Batas kuat penerangan Kategori Fluks A 50-100 B 100-200 C 200-500 D 500-1000

Kebutuhan daya Watt/m2 5 10 20 50

Tabel D.11 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Penerangan Kebutuhan Ukuran Luas No Penggunaan Lahan daya (m) (m2) (Watt/m2) 2(3×3) 18 1 Pos keamanan 5

Kategori

Total daya (Watt)

A

90

2

Musholla

15×15

225

20

C

4.500

3

Area utilitas

100x30

3.000

50

D

150.000

4

Diklat

120

10

B

1.200

15x8

D-64

Kebutuhan daya (Watt/m2)

Kategori

250

20

C

5.000

20×8

160

10

B

1.600

2(15x8)

240

10

B

2.400

330x150

49.500

50

D

2.475.000

15x8

120

10

B

1.200

Poliklinik

15x15

225

20

C

4.500

11

Kantin

15×10

150

20

C

3.000

12

Ruang kontrol

30×10

300

20

C

6.000

14

Parkir truk

40×25

1000

50

D

50.000

15

Parkir kendaraan

10x8

80

5

A

400

16

Unit tenaga listrik

20×15

300

20

C

6.000

17

Gudang Peralatan Area perluasan pabrik Akses trasportasi di dalam pabrik TOTAL

10×10

100

50

D

5.000

100×50

5.000

50

D

250.000

6.000

5

A

30.000

No

Penggunaan Lahan

5

Taman dan halaman

6

Bengkel

7

9

Pemadam kebakaran Area proses dan penyimpanan Laboratorium

10

Ukuran (m) (5x10)

8

18 19

(10x20)

Luas (m2)

67.388

Total penerangan listrik untuk penerangan pabrik adalah

505 = 3.034.890 W = 3.034,89 kW

Total kebutuhan listrik = 92,44 kW + 202,43 kW + 3.034,89 kW = 3.237,32 kW

D.43 Perhitungan Generator Efisiensi generator 80%, daya output generator = 3.237,32 kW/jam / 0,8 = 4.046,65 kW/jam = 13.820.028,47 BTU/jam

Total daya (Watt)

3.034.890

D-65

D.44 Kebutuhan Bahan Bakar (Solar) Heating value bahan bakar = 15.269,87 BTU/lbm (Perry, 1987) Kebutuhan bahan bakar

= 905,05 lbm/jam = 467,04 Liter/jam = 11.952,85 Liter/hari

LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

E.1 Harga Peralatan Harga peralatan setiap saat akan berubah tergantung pada perubahan ekonomi. Apabila alat pada beberapa tahun yang lalu diketahui, maka harga alat sekarang dapat diperkirakan dengan menggunakan Marshall and Swift Equipment Cost Index. Besarnya harga alat dapat dinyatakan sebagai berikut.

Harga alat sekarang 

Indeks harga sekarang  Harga tahun x Indeks harga tahun x

Daftar indeks harga peralatan untuk semua industri dapat dilihat pada Tabel E.1 Tabel E.1 Daftar indeks harga peralatan No. Tahun Indeks 1 2000 1.089,0 2 2001 1.093,9 3 2002 1.102,5 4 2003 1.123,6 5 2004 1.178,5 6 2005 1.244,5 7 2006 1.302,3 8 2007 1.373,3 9 2008 1.449,3 10 2009 1.468,6 11 2010 1.457,4 12 2011 1.536,50 (Sumber: www.che.com, 2011) Dengan metode Least Square (Peters dan Timmerhaus, 1991) dapat dilakukan penaksiran indeks harga rata-rata pada tahun pembelian peralatan, yaitu tahun 2018. Penyelesaian dengan Least Square menggunakan persamaan (Persamaan 17.19, Peters 1991):

E-1

E-2

y  a  b (x  x ) Dimana;

a  y , (harga rata-rata y) b

 ( x  x )( y  y )  ( x  x) 2

Tabel E.2 Penaksiran indeks harga dengan metode least square Data x y x2 y2 1 2000 1.089,00 4.000.000 1.185.921,00 2 2001 1.093,90 4.004.001 1.196.617,21 3 2002 1.102,50 4.008.004 1.215.506,25 4 2003 1.123,60 4.012.009 1.262.476,96 5 2004 1.178,60 4.016.016 1.389.097,96 6 2005 1.244,50 4.020.025 1.548.780,25 7 2006 1.302,30 4.024.036 1.695.985,29 8 2007 1.373,30 4.028.049 1.885.952,89 9 2008 1.449,30 4.032.064 2.100.470,49 10 2009 1.468,60 4.036.081 2.156.785,96 11 2010 1.457,40 4.040.100 2.124.014,76 12 2011 1.536,50 4.044.121 2.360.832,25 Total 24.066 15.419,50 48.264.506,00 20.122.441,27 x = x =

a=

∑ 24.066 = 12

=

a= =

∑( −

∑( −

,

∑

.

,

=

) = ∑(

.

)–

,

(∑ )

) = 48.264.506 −

(

.

)

= 143

x.y 2.178.000,00 2.188.893,90 2.207.205,00 2.250.570,80 2.361.914,40 2.495.222,50 2.612.413,80 2.756.213,10 2.910.194,40 2.950.417,40 2.929.374,00 3.089.901,50 30.930.320,80

E-3

∑( − ) ( − ) = ∑ . −

(∑ . ∑ )

∑( − ) ( − ) = 30.930.320,8 − = =

(

.

.

, )

= .

,

∑( − ) ( − ) .

∑( − ) ,

=

,

Persamaannya menjadi: y = 1.284,96+45,55 ( x  2005,5) Untuk x = 2015, maka y = 1.717,685 Untuk indeks harga peralatan pada tahun pembelian 2018 adalah 1.854,32. Harga peralatan digunakan dari perusahaan Matches Engineering, http://www.matche.com. Pada basis tahun 2015 didapatkan indeks harga sebesar 1.717,685. Kurs Dollar (2015) = US S1 = Rp. 13.600 (Bank BNI, BRI, BI, Mandiri, BCA dalam situs www.kursdolar.net pada Tanggal 2 Desember 2015).

E.2 Perhitungan Harga Peralatan Proses Contoh perhitungan : Nama alat

: Belt Conveyor I (BC-101)

Harga tahun 2015

= US $12.600

(www.matche.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Harga tahun 2018

= US $ 12.600×

1.854,325 1.717,685

= US $ 13.602 = US $ 13.602× Rp. 13.600,00 = Rp.184.992.400

E-4

Tabel E.3 Daftar harga peralatan proses Harga per Unit Jum (USS) No Nama Alat lah 2015 2018 1 Belt Conveyer 12.600 13.602 1 NaOH 2 Belt Conveyer BE 15.400 16.625 1 3 Belt Conveyer β15.900 17.165 1 Caroten 4 Belt Conveyer 15.900 17.165 1 Lechitine 5 Belt Conveyer Vit. 15.900 17.165 1 A 6 Belt Conveyer 16.500 17.813 1 NaCl 7 Belt Conveyer 16.500 17.813 1 Skim Milk 8 Belt Conveyer 16.500 17.813 1 Na2CO3 9 Belt Conveyer 16.500 17.813 1 Asam Sitrat 10 Belt Conveyer 13.600 14.682 1 11 Belt Conveyer 13.600 14.682 1 12 Bucket Elevator 15.000 16.193 1 13 Bleaching Tank 187.900 202.848 1 14 Centrifuge 37.800 40.807 3 15 Cooler 7.200 7.773 3 16 Degumming Tank 194.800 210.297 1 17 kolom Distilasi 130.000 140.342 1 18 Devolatilizer 106.000 114.433 1 19 Filter Press 14.500 15.654 1 20 Gudang NaOH 900 971,598 2 dan BE 21 Heater 7.200 7.773 2 22 Mixer 198.200 213.968 1 23 Mixer 187.100 201.985 1 24 Emulsifier Tank 183.100 197.666 1 25 Pompa (P-101A/B) 35.000 37.784 2 26 Pompa (P-102A/B) 4.100 4.426 2

Harga Total (USS)

Harga Total (Rp)

13.602,379

184.992.400

16.625,130

226.101.800

17.164,907

233.442.800

17.164,907

233.442.800

17.164,907

233.442.800

17.812,640

242.251.900

17.812,640

242.251.900

17.812,640

242.251.900

17.812,640

242.251.900

14.681,933 14.681,933 16.193,309 202.848,180 122.421,414 23.318,365 210.297,102 140.342,009 114.432,715

199.674.300 199.674.300 220.229.000 2.758.735.300 1.664.931.300 317.129.800 2.860.040.600 1.908.651.400 1.556.285.000

15.653,532

212.888.100

1.943,197

26.427.500

15.545,576 213.967,586 201.984,537 197.666,321 75.568,774 8.852,342

211.419.900 212.888.100 26.427.500 105.710.000 105.710.000 2.909.959.200

E-5

No 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

Nama Alat Pompa (P-103A/B) Pompa (P-104A/B) Pompa (P-105A/B) Pompa (P-106A/B) Pompa (P-107A/B) Pompa (P-108A/B) Pompa (P-109A/B) Pompa (P-110A/B) Pompa (P-111A/B) Pompa (P-112A/B) Pompa(P-113A/B) Pompa (P-114A/B) Pompa (P-115A/B) Pompa (P-116A/B) Pompa (P-118A/B) Air Ejector Pump (P-119) Pompa (P-120A/B) Pompa (P-121A/B) Pompa (P-122A/B) Pompa (P-103A/B) Netralization Tank Reaktor Regenerator BE Regenerator Enzim Tangki CPO Tangki Larutan H3PO4 Tangki Larutan NaOH

Harga per Unit Jum (USS) lah 2015 2018 4.100 4.426 2 25.000 26.989 2 4.100 4.426 2 5.600 6.046 2 25.000 26.989 2 4.100 4.426 2 4.100 4.426 2 24.400 26.341 2 24.800 26.773 2 26.000 28.068 2 20.900 22.563 2 4.100 4.426 2 4.100 4.426 2 4.100 4.426 2 4.100 4.426 2

(USS) 8.852,342 53.977,696 8.852,342 12.091,004 53.977,696 8.852,342 8.852,342 52.682,231 53.545,874 56.136,803 45.125,354 8.852,342 8.852,342 8.852,342 8.852,342

Harga Total (Rp) 2.746.989.800 2.688.262.000 1.027.735.400 120.391.900 120.391.900 734.096.700 120.391.900 164.437.700 734.096.700 120.391.900 120.391.900 716.478.400 728.223.900 763.460.600 613.704.900

Harga Total

167.000

180.286

1

180.285,503

120.391.900

5.600 4.100 4.100 4.100 196.200 200.000 32.500

6.046 4.426 4.426 4.426 211.808 215.911 35.086

2 2 2 2 1 1 1

12.091,004 8.852,342 8.852,342 8.852,342 211.808,478 215.910,783 35.085,502

120.391.900 120.391.900 120.391.900 2.451.882.900 164.437.700 2.936.386.700 477.162.900

32.900 127.100

35.517 137.211

1 2

35.517,324 274.422,605

483.035.700 3.732.147.500

23.000

24.830

1

24.829,740

337.684.500

4.100

4.426

1

4.426,171

60.196.000

E-6

No

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Nama Alat

Harga per Unit (USS) 2015 2018

Jum lah

Harga Total

Harga Total

(USS)

(Rp)

Tangki Sabun

25.900

27.960

1

27.960,446

380.262.100

Tangki n-Heksana Tangki Minyak Kelapa Tangki Kondensat By Product Tank Tangki Enzim Kompresor Votator Packaging+gudang gudang penyimpanan bahan pendukung pompa Hopper

61.100

65.961

1

65.960,744

897.066.200

127.100

137.211

1

137.211,302

1.866.073.800

29.700 32.700 56.600 15000 20.000

32.063 35.301 61.103 16.193 21.591

1 1 1 1 2

32.062,751 35.301,413 61.102,751 16.193,309 43.182,157

436.053.500 480.099.300 830.997.500 220.229.000 587.277.400 6.000.000.000

100000

107.955

1

107.955,391

1468.193.400

5600 84.392

6.046 91.106

3 2

18.136,506 182.211,428

246.656.500 2.478.075.500

Total

96

Tabel E.4 Harga peralatan utilitas Harga per Unit (USS) No Nama Alat 2015 2018

Jum lah

3.889.939,342 58.903.178.500

Harga Total

Harga Total

(USS)

(Rp)

1

Water Intake

23.000

24.830

1

24.829,740

337.684.500

2

Bar Screen

21.800

23.534

1

23.534,275

320.066.200

3

Bak Pengendap

21.000

22.671

1

22.670,632

308.320.600

4

Tangki Alum

10.500

11.335

1

11.335,316

154.160.300

5

Tangki Soda Abu

8.200

8.852

1

8.852,342

120.391.900

6

Tangki Desinfektan

8.000

8.636

1

8.636,431

117.455.500

7

Clarifier

41.000

44.262

1

44.261,710

601.959.300

8

Sand Filter

43.800

47.284

2

94.568,923

1.286.137.400

E-7

No

Nama Alat

Harga per Unit (USS) 2015

9

Tangki air bersih

10

12

Tangki Penampung air sanitasi activated carbon filter Tangki amonia

13

2018

Jum lah

Harga Total

Harga Total

(USS)

(Rp)

60.200

64.989

1

64.989,146

883.852.400

57.800

62.398

1

62.398,216

848.615.800

10.600

11.443

2

22.886,543

311.257.000

14.900

16.085

1

16.085,353

218.760.900

Pompa (P-401A/B)

5.100

5.506

2

11.011,450

149.755.800

14

Pompa (P-202A/B)

5.100

5.506

2

11.011,450

149.755.800

15

Pompa (P-403A/B)

3.600

3.886

2

7.772,788

105.701.000

16

Pompa (P-404A/B)

3.600

3.886

2

7.772,788

105.701.000

17

Pompa (P-405A/B)

3.600

3.886

2

7.772,788

105.701.000

18

Pompa (P-406A/B)

3.600

3.886

2

7.772,788

105.701.000

19

Pompa (P-407A/B)

5.100

5.506

2

11.011,450

149.755.800

20

Pompa (P-408A/B)

5.100

5.506

2

11.011,450

149.755.800

21

Pompa (P-409A/B)

5.100

5.506

2

11.011,450

149.755.800

22

Pompa (P-410A/B)

5.100

5.506

2

11.011,450

149.755.800

23

Pompa (P-411A/B)

5.100

5.506

2

11.011,450

149.755.800

24

Pompa (P-412A/B)

5.100

5.506

2

11.011,450

149.755.800

25

Pompa (P-413A/B)

2.400

2.591

2

5.181,859

70.473.300

26

Pompa (P-414A/B)

2.400

2.591

2

5.181,859

70.473.300

27

Pompa (P-415A/B)

2.400

2.591

2

5.181,859

70.473.300

28

Pompa (P-416A/B)

2.400

2.591

2

5.181,859

70.473.300

29

Pompa (P-417A/B)

3.600

3.886

2

7.772,788

105.701.000

30

Tangki solar

150.000

161.933

2

323.866,174

4.404.580.000

31

Tangki pelarut NaCl Tangki pelarut NaOH

11.300

12.199

1

12198,95922

4.404.580.000

10.800

11.659

1

11.659,182

158.564.900

11

32

E-8

No

Harga per Unit (USS)

Nama Alat

2015

2018

Jum lah

Harga Total

Harga Total

(USS)

(Rp)

33

Tangki penampung air proses

55.600

60.023

1

60.023,198

816.315.500

34

Kation exchanger

27.500

29.688

1

29.687,733

403.753.200

35

Anion exchanger

27.600

29.796

1

29.795,688

405.221.400

36

Dearator

16.400

17.705

1

17.704,684

240.783.800

37

Tangki hydrazin

4.900

5.290

1

5.289,814

71.941.500

38

Tangki umpan boiler Tangki air kondensat

32.500

35.086

1

35.085,502

477.162.900

35.900

38.756

1

38.755,985

527.081.500

25.000

26.989

1

26.988,848

367.048.400

39 40

Boiler Total

60

1.143.787,371 19.794.139.500

Biaya pendirian 1 unit PLTD dengan bahan bakar solar sebesar Rp. 15.000.000.000.,Total harga peralatan = Harga peralatan proses + Harga peralatan utilitas+ PLTD = Rp. 58.903.178.500 + Rp 19.794.139.500+ Rp. 15.000.000.000 = Rp. 93.697.357.418

E.3 Biaya Bahan Baku 1. CPO (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 68.470,459,- ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 10.200.000,-

Harga/ton

: Rp. 11,822,900,- (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 809.519.380.300.-

E-9

2. H3PO4 (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 54,776ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 3.536.000.000.-

Harga/ton

: Rp. 4,098,605,273,- (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 224.506.708.200.-

3. Bleaching earth (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 1.302,312 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 3.944.000.-

Harga/ton

: Rp. 4.257.761 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 5.953.548.200.-

4. n-Heksana (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 6.319,133 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 18.292.000.-

Harga/ton

: Rp. 19.747.200 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 133.980.799.500.-

5. Minyak Kelapa (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 68.470,459 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 10.450.000.-

Harga/ton

: Rp. 11.281.338 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 829.360.541.600.-

6. Enzim (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 5.966,455 ton/tahun

E-10

Harga/ton

: Rp. 27.200.000.-

Harga/ton

: Rp. 29.363.866 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 188.108.823.000.-

7. -Karoten (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 27,388 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 204.000.000.-

Harga/ton

: Rp. 220.228.998 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 6.476.155.100.-

8. Vitamin A (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 13,694 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 408.000.000.-

Harga/ton

: Rp. 440.457.997 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 6.476.155.100.-

9. Lechitin (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 458,752 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 47.600.000.-

Harga/ton

: Rp. 51.386.766 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 25.310.972.700.-

10. Skim milk (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 27,388 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 13.600.000.-

Harga/ton

: Rp. 14.681.933 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 431.743.700.-

E-11

11. Asam sitrat (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 13,694 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 8.160.000.-

Harga/ton

: Rp. 8.809.160 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 129.523.200.-

12. Al2(SO4)3 (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 6,939 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 2.040.000.-

Harga/ton

: Rp. 2.202.290 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 16.408.860.-

13. Na2CO3 (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 147,535 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 21.896.000.-

Harga/ton

: Rp. 23.637.912 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 3.744.419.200.-

14. CaOCl2 (Kaporit) (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 0,267 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 8.160.000.-

Harga/ton

: Rp. 8.809.160 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 4.628.600.-

15. NaOH (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 2.001,594 ton/tahun

E-12

Harga/ton

: Rp. 4.760.000.-

Harga/ton

: Rp. 5.138.677 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 11.043.501.300.-

16. NaCl (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 6.952,265 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 6.120.000.-

Harga/ton

: Rp. 6.606.870 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 49.317.562.900.-

17. Amonia (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Kebutuhan

: 3.564 ton/tahun

Harga/ton

: Rp. 8.160.000.-

Harga/ton

: Rp. 8.809.160 (Pada Tahun 2021)

Total harga/tahun

: Rp. 31.395.846.000.-

Total biaya bahan baku/tahun (2018) =Rp. 2.308.880.219.400.-

E.4 Harga Produk 1. Margarin (www.alibaba.com, diakses tanggal 2 Desember 2015) Produksi

: 180.000 ton/tahun

Harga /Ton

: Rp. 34.000.000

Total harga/tahun (2015) : Rp. 6.120.000.000.000 Total harga/tahun (2021) : Rp. 7.093.739.896.200.Total penjualan produk/tahun (2021) =Rp. 7.093.739.896.200.-

E.5 Biaya Tanah Diperkirakan luas tanah dan bangunan adalah 67.388 m2 Harga tanah per m2 (2015)

= Rp. 850.000.-

E-13

Harga tanah per m2 (2018)

= Rp. 917.621

Harga tanah total

= Rp. 61.836.632.231.-

(Pada tahun 2018)

Diperkirakan kebutuhan tanah untuk menimbun areal proses dan utilitas setinggi 1.5 m adalah 101.082 m3. Harga tanah timbun per m3 (2015)

= Rp. 30.000.-

Harga tanah timbun per m3 (2018)

= Rp. 32.387.-

Harga tanah timbun total

= Rp. 3.091.831.612.-

Total biaya tanah

= Rp. 61.836.632.231 + Rp. 3.091.831.612 = Rp. 64.928.463.842,-

E.6 Biaya Gaji Karyawan Tabel E.6 Gaji untuk golongan karyawan No Jabatan Jumlah (org) 1 dewan komisaris 3 2 direktur utama 1 3 staff ahli 3 4 Manager 4 5 sekretaris 1 6 kepala bagian (kabang) 6 7 Kepala Seksi (kasie) 12 8 karyawan proses 28 9 Foreman proses 8 10 Foreman laboratorium 4 11 karyawan laboratorium 8 12 karyawan pengendalian 4 kualitas 13 karyawan utilitas 24 14 karyawan keamanan 15 15 Foreman utilitas 4 16 karyawan penjualan / 4 pemasaran 17 karyawan keuangan 4 18 karyawan personalia 3 19 karyawan administrasi 4 20 karyawan humas/diklat 4 21 karyawan mesin 8 22 karyawan listrik 6 23 Foreman mesin 4

Gaji/bln/org (Rp) 25.000.000 20.000.000 17.000.000 15.000.000 5.000.000 12.000.000 8.000.000 4.000.000 6.000.000 6.000.000 4.000.000 4.000.000

Total/bulan 75.000.000 20.000.000 51.000.000 60.000.000 5.000.000 72.000.000 96.000.000 112.000.000 48.000.000 24.000.000 32.000.000 16.000.000

4.000.000 4.000.000 6.000.000 5.000.000

96.000.000 60.000.000 24.000.000

5.000.000 5.000.000 5.000.000 5.000.000 4.000.000 4.000.000 6.000.000

20.000.000 15.000.000 20.000.000 20.000.000 32.000.000 24.000.000 24.000.000

20.000.000

E-14

No

Jabatan

24 25 26 27

dokter perawat supir pesuruh dan petugas kebersihan karyawan gudang/logistik

28 TOTAL

Jumlah (org) 2 6 10 12

Gaji/bln/org (Rp) 7.000.000 4.000.000 2.000.000 2.000.000

Total/bulan

8 200

3.000.000

24.000.000 1.072.000.000

14.000.000 24.000.000 20.000.000 24.000.000

Maka dalam setahun dibutuhkan gaji karyawan sebesar : = 12 bulan × total gaji/bulan = 12 × Rp. 1.072.000.000.= Rp. 12.864.000.000.-

E.7 Total Investasi/Total Capital Investment (TCI) E.7.1 Modal Tetap/Fixed Capital Investment (FCI) Tabel E.7 Biaya Langsung (Direct Cost) No 1 2 3

Item

Harga peralatan (E) Instalasi (isolasi & painting), 14% dari E Instumentasi dan Control (terpasang), 12% dari E 4 Perpipaan (terpasang), 8% dari E 5 Instalasi Listrik (terpasang), 10% dari E 6 Bangunan, 18% dari E 7 Biaya Tanah 8 Service facilities, 30% dari E 9 Yard improvment, 5% dari E Total Direct Cost (TDC)

Total Harga (Rp) 93.697.357.500 13.117.630.100 11.243.682.900 7.495.788.600 9.369.735.800 16.865.524.400 64.928.463.900 28.109.207.300 4.684.867.900 249.512.258.400

E-15

Tabel E.8 Biaya Tidak Langsung (Indirect Cost) No

Item

1 2 3 4 5

Engineering & Supervisi, 20% dari TDC Legal expanse, 3% dari TDC Pemborong, 6% dari FCI Biaya Konstruksi, 17% dari FCI Biaya tak terduga, 10% dari FCI Total Inderect Cost (TIC)

Total Harga (Rp) 49.902.451.600 7.485.367.800 0,06*FCI 0,17*FCI 0,1*FCI 57.387.819.400 + 0,33FCI

Menghitung Fixes Capital Investment (FCI) : FCI

= TDC + TIC

FCI

= Rp. 249.512.258.400 + Rp. 57.387.819.400 + 0,33FCI

FCI – 0,33FCI

= Rp. 249.512.258.400 + Rp. 57.387.819.400

FCI

= Rp. 458.059.817.700

E.7.2 Total Capital investment (TCI) FCI

= 85% TCI

TCI

= Rp. 458.059.817.700 / 0,85

TCI

= Rp. 538.893.903.200.-

WCI

= TCI – FCI

WCI

= Rp. 80.834.085.500.-

Modal investasi terbagi atas: 1.

Modal sendiri (Equity) 60% TCI

: Rp. 323.336.342.000.-

2.

Modal pinjaman (Loan) 40% TCI

: Rp. 215.557.561.300.-

E-16

E.8Total Production Cost (TPC) E.8.1 Total Manufacturing Cost (TMC) Tabel E.9 Biaya Produksi Langsung/ Total Direct Production Cost (TDPC) Total Harga No Item (Rp) 1 2 3 4 5 6 7 8

Biaya Bahan Baku Operating labor (OP), 30% dari Bahan Baku Pengawasan Langsung, 10% dari OP Maintenance dan Perbaikan (MP), 10% dari FCI Utilitas, 17% dari TPC Operating Suplies, 15% dari MP Patent and Royalties, 5% dari TPC Biaya Laboratorium, 10% dari OP

2.308.880.218.400 692.664.065.600 69.266.406.600 45.805.981.800 0,17 TPC 6.870.897.300 0,05 TPC 69.266.406.600 3.192.753.976.300 + 0,22TPC

Total Direct Production Cost (TDPC)

Tabel E.10 Biaya Total Fixed Cost (TFC) No 1 2 3 4 5

Total Harga (Rp) 45.805.981.700 18.322.392.700 4.580.598.200 9.815.278.600 505.965.800 79.030.217.000

Item Deprisiasi, 10% dari FCI Pajak lokal, 5% dari FCI Asuransi, 1% dari FCI Bunga pinjaman, 12% dari (tanah+bangunan) 3% dari bangunan Total Fixed Cost (TFC)

c. Plant Overhead Cost (POC), 10% dari TPC POC

= 0,1 TPC

Total Manufacturing Cost (TMC)

= TDPC + TFC + POC = Rp. 3.192.753.976.300 + 0,22TPC + Rp.79.030.217.000 + 0,1TPC = Rp. Rp3.271.784.193.300 + 0,32 TPC

E.8.2 Biaya Pengeluaran Umum/ Total General Expanses (TGE) Biaya pengeluaran umum meliputi : 1. Biaya administrasi, 3% dari TPC

=

0,03 TPC

E-17

2. Distribusi dan pemasaran, 10% dari TPC

=

0,10 TPC

3. Research and Development, 5% dari TPC

=

0,05 TPC

Total General Expanses (TGE)

=

0,18 TPC

Menentukan nilai Total Production Cost (TPC): TPC

= TMC + TGE

TPC

= Rp. 3.271.784.193.300 + 0,32 TPC + 0,18 TPC

TPC

= Rp. 3.271.784.193.300 + 0,5 TPC

0,5 TPC

= Rp. 3.271.784.193.300.-

TPC

= Rp. 6.543.568.386.600.-

Sehingga, Patent , 5% dari TPC Plant Overhead Cost (POC) 10% TMC Administrasi 3% dari TPC Distribusi dan pemasaran, 10% Research and development, 5% Total General Expanses (TGE)

= Rp. 333.744.198.087 = Rp. 667.488.369.200 = Rp. 5.473.404.848.700 = Rp. 200.246.518.852 = Rp. 667.488.396.200 = Rp. 333.744.198.100 = Rp. 1.201.479.113.200

E.9 Analisa Ekonomi Metode Linier Tabel E.11Data-data untuk menghitung analisa ekonomi secara linear 1 TCI Rp. 538.893.903.200 2 Modal Sendiri 60%TCI Rp. 323.336.342.000 3 Pinjaman 40%*TCI Rp. 215.557.561.300 4 TPC Rp. 6.543.568.386.600 5 Deprisiasi Rp. 45.805.981.700 6 Harga penjualan produk Rp. 7.093.793.896.200 7 Laba sebelum pajak (penjualan produk - TPC) Rp. 418.863.783.800 8 Pajak perusahaan, 25% dari laba sebelum pajak Rp. 104.713.983.600 9 Laba setelah pajak Rp. 314.141.950.800

E-18

E.9.1 Rate of Return (ROR) a.

Sebelum pajak ROR =

Keuntungan Sebelum Pajak 100 % TCI .

ROR =

.

.

= 77,7 % b.

.

.

x 100%

.

Setelah pajak ROR

=

ROR

=

Keuntungan Setelah Pajak 100 % TCI .

.

= 58,3 %

.

.

.

.

x 100%

E.9.2 Analisa Titik Impas/ Break Event Point (BEP) Analisa titik impas digunakan untuk mengetahui jumlah kapasitas produksi dimana biaya produksi total sama dengan hasil penjualan. FC

= Biaya pengeluaran tetap, meliputi :

Depresiasi

= Rp. 45.805.981.700

Pajak lokal

= Rp. 18.322.392.700

Asuransi

= Rp. 4.580.598.200

Bangunan

= Rp.

505.965.800

Bunga pinjaman

= Rp.

9.815.278.600

Fixed Cost (FC)

= Rp. 79.030.217.000

SVC

= Biaya semi variabel, meliputi:

Gaji karyawan

= Rp.

12.864.000.000

Plant Overhead Cost

= Rp. 667.488.369.200

Laboratorium

= Rp.

General Expenses

= Rp. 1.201.479.113.200

Pengawasan Langsung

= Rp.

69.266.406.600

Pemeliharaan

= Rp.

45.805.981.800

69.266.406.600

E-19

Operating Supplies

= Rp.

Semi Variabel Cost (SVC)

= Rp. 2.073.041.174.700

Hasil penjulan (SC)

= Rp. 7.093.793.896.200

VC

6.870.897.300

= Biaya variabel, meliputi:

Biaya bahan baku

= Rp. 2.308.880.218.400

Biaya utilitas

= Rp 1.112.406.625.800

Patent dan royalties

= Rp.

Variable Cost (Vc)

= Rp. 3.755.031.042.300

BEP

=

(

=

( .

,

, .

= 0,371

.

) . .

.

.

333.744.198.100

( , × .

( ,

.

× . .

.

.

)

.

.

.

.

)

.

.

)

= 37,1 % Sehingga Break Event Point (BEP) ialah 0,371 atau 37,1 % dari kapasitas produksi.

E.10 Hasil Perhitungan Analisa Ekonomi Hasil perhitungan analisa ekonomi berdasarkan pada perhitungan di atas adalah sebagai berikut: 1.

Fixed Capital Investment

= Rp.

458.059.817.700.-

2.

Working Capital Investment

= Rp.

80.834.085.500.-

3.

Total Capital Investment

= Rp.

538.893.903.200.-

4.

Total Biaya Produksi

= Rp.

6.543.568.386.600.-

5.

Hasil Penjualan

= Rp.

7.093.793.896.200.-

6.

Laba bersih

= Rp.

314.141.950.800.-

E-20

E.11 Analisa Ekonomi Metode Cash Flow Total Capital Investment, TCI

: Rp.

538.893.903.200.-

Modal sendiri (equity), 60% dari TCI

: Rp.

323.336.342.000.-

Modal pinjaman (loan), 40% dari TCI

: Rp.

215.557.561.300.-

Biaya produksi, TPC

: Rp. 6.543.568.386.600.-

Depresiasi, 10% dari FCI

: Rp.

Harga jual produk

: Rp. 7.093.793.896.200.-

Masa kontruksi

: 2 tahun

Umur pabrik

: 20 tahun

Pengembalian pinjaman

: 10 tahun

Bunga pinjaman

: 12%

Pajak

: 25%

Kapasitas produksi:

Tahun pertama

: 80%

Tahun ke-2

: 90%

Tahun ke-3 s/d ke-18

: 100%

Tahun ke-19

: 90%

Tahun ke-20

: 80%

45.805.981.700.-

A. Pada tahun -2 Biaya sendiri digunakan 50%

: Rp. 161.668.171.000

Biaya pinjaman bank 50% dari total pinjaman

: Rp. 107.778.780.700

Total investasi pada tahun -2

: Rp. 269.446.951.700

B. Pada tahun -1 Biaya sendiri digunakan 50%

: Rp. 161.668.171.000

Biaya pinjaman bank 50% dari total pinjaman

: Rp. 107.778.780.700

Bunga bank 12% dari jumlah pinjaman tahun -2 : Rp. 12.933.453.700 Total investasi pada tahun -1

: Rp. 282.380.405.400

C. Pada tahun 0 (masa konstruksi berakhir) Bunga bank 12% dari jumlah pinjaman tahun -1 : Rp. 12.933.453.700 Pembayaran pinjaman Total investasi sampai pabrik selesai dibangun

: Rp. 241.424.468.800 : Rp. 564.760.810.800

E-21

E.11.1 Laju Pengembalian Modal Pembuatan cash flow bertujuan untuk mengetahui berapa lama penghasilan suatu pabrik dapat menutupi investasi yang dikeluarkan. Persentase depresiasi

: 10% FCI

Laba sebelum pajak

: Hasil penjualan – Biaya produksi – Bunga sisa pinjaman

Pajak

: 25% dari laba sebelum pajak

Laba sesudah pajak

: Laba sebelum pajak-pajak

Actual cash flow

: Laba sesudah pajak

Net cash flow

: Actual cash flow – Pengembalian pinjaman

Discounted cash flow

:

Dimana : i = interest rate

(

)

N = tahun Tabel E.12 Laju pengembalian modal Tahun Net Cash Flow Present Value Kei = 0,6654560 i = 0,6020751 1 152.984.832.409 177.558.669.897 184.583.202.206 2 179.680.695.404 228.886.338.872 247.354.866.062 3 206.376.558.399 220.252.639.833 247.441.193.176 4 208.926.226.262 182.258.792.440 212.857.844.674 5 211.475.894.124 139.632.841.387 169.527.063.875 6 214.025.561.986 102.074.439.308 128.830.520.295 7 216.575.229.848 72.298.571.697 94.859.704.685 8 219.124.897.710 50.057.818.754 68.276.973.992 9 221.674.565.572 34.069.749.537 48.308.280.287 10 224.224.233.434 22.879.629.038 33.724.996.106 11 255.103.544.208 15.288.802.241 23.427.539.867 12 255.103.544.208 10.111.253.586 16.106.772.252 13 255.103.544.208 6.630.350.794 10.979.695.974 14 255.103.544.208 4.316.859.373 7.431.423.347 15 255.103.544.208 2.793.599.109 4.999.406.813 16 255.103.544.208 1.798.426.236 3.345.779.508 17 255.103.544.208 1.152.521.928 2.228.969.764 18 255.103.544.208 735.656.612 1.479.041.690 19 230.957.349.075 465.368.729 972.641.427 20 206.811.153.942 292.095.997 634.645.878 Total 1.273.554.425.368 1.507.370.561.877

E-22

Dengan melakukan interpolasi antara nilai 0,6654560 dan nilai 0,6020751, maka diperoleh interest rate (i) 0,8646016. Maka didapatkan IRR = 68,21 %. Karena harga IRR yang diperoleh lebih besar daripada bunga pinjaman yaitu sebesar 12% per tahun, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik ini layak untuk didirikan.

E.11.2 Waktu Pengembalian Modal/Pay Out Time (POT) Tabel E.13 Cumulative net cash flow Tahun keNet Cash Flow Cummulative Net Cash Flow 1 295.716.152.132 295.716.152.132 2 339.155.885.570 634.872.037.702 3 382.595.619.009 1.017.467.656.711 4 384.768.439.227 1.402.236.095.938 5 386.941.259.445 1.789.177.355.383 6 389.114.079.664 2.178.291.435.047 7 391.286.899.882 2.569.578.334.928 8 393.459.720.100 2.963.038.055.028 9 395.632.540.318 3.358.670.595.347 10 397.805.360.537 3.756.475.955.884 11 424.120.627.625 4.180.596.583.509 12 424.120.627.625 4.604.717.211.134 13 424.120.627.625 5.028.837.838.759 14 424.120.627.625 5.452.958.466.384 15 424.120.627.625 5.877.079.094.009 16 424.120.627.625 6.301.199.721.634 17 424.120.627.625 6.725.320.349.259 18 424.120.627.625 7.149.440.976.884 19 382.853.714.405 7.532.294.691.289 20 341.586.801.185 7.873.881.492.474 Dengan cara interpolasi antara tahun ke-6 dan ke-7, maka diperoleh waktu pengembalian modal selama 3,5 tahun ≈ 3 tahun 5 bulan E.11.3 Analisa Titik Impas/Break Event Point (BEP) Analisa Break Event Point digunakan untuk mengetahui jumlah kapasitas produksi dimana biaya produksi total sama dengan hasil penjualan. Fixed Cost (FC)

= Rp.

79.030.217.000

FC + 0,3SVC

= Rp.

700.942.596.500

E-23

Total Production Cost (TPC) = Rp. 6.543.568.386.600 Hasil penjualan (SC)

= Rp. 7.093.793.896.200

Tabel E.14 Data-data untuk grafik BEP Kapasitas FC FC + 0,3SVC TPC (%) 0% 79.030.217.000 700.942.596.500 700.942.596.500 10% 79.030.217.000 700.942.596.500 20% 79.030.217.000 700.942.596.500 30% 79.030.217.000 700.942.596.500 40% 79.030.217.000 700.942.596.500 50% 79.030.217.000 700.942.596.500 60% 79.030.217.000 700.942.596.500 70% 79.030.217.000 700.942.596.500 80% 79.030.217.000 700.942.596.500 90% 79.030.217.000 700.942.596.500 100% 79.030.217.000 700.942.596.500 6.543.568.386.600

SC 0 709.379.389.620 1.418.758.779.240 2.128.138.168.860 2.837.517.558.480 3.546.896.948.100 4.256.276.337.720 4.965.655.727.340 5.675.035.116.960 6.384.414.506.580 7.093.793.896.200

80.000.000.000,00 70.000.000.000,00

Biaya (Rp)

60.000.000.000,00 50.000.000.000,00 40.000.000.000,00

37,1% SC

30.000.000.000,00

TPC

20.000.000.000,00

FC

10.000.000.000,00 0,00

Kapasitas Gambar E.1 Kurva Break Event Point metode cash flow

E-23

Air Proses (30oC)

No.

Udara Amonia 67

Steam

30 1

44

2

8

30

30 1

30 1

120 1

1

6

H3PO4

30 1

CF-101

53

55

120 1

150

Heksana BE

Enzim

1

13

33

90 1

30 1

T-109 14

25

H-102

30 1

1 12 60 1

10

21

58

30 1

30 1

15

CPO

BC-108

BC-103

64

BC-109

230

P-115 A/B

30 1

P-114 A/B

BC-104

1

BC-105 CM-101 41

P-120

37

36

11

T-104

23

16 30 1

1 30 1

17 1

1

1

90 1

70

30

120

T-101 A/B

BC-106

1

G-101

P-110 A/B 30

19

30

BC-107

30 1

30 1

BC-102

90 1

43

30 1

30 1

29

30 1

P-108 A/B

69

34

T-106

30

HE-101

130

30 1

Minyak Kelapa

T-105

CF-102

P-102A/B

60

62

1

3

T-102

Dari G-101

50

BL-101

110

32

1

30 1

200

200

1

0.5

M-102

40

HE-102

45

60 1

30 1

CO-101

18

17

P-101A/B

D-101

R-102

30 1

30 1 4

CO-102 P-123 A/B RE-102

P-106A/B

30 1

D-103

T-107

R-101 24

F-101

93 1

31

47

30 1

17 1

P-118 A/B 38

P-103A/B

200

D-102

56

NaOH

7

P-107 A/B

115 1

RE-101 BC-101

1

27

65

166

230

1

1

22

80

P-117 A/B

P-113 A/B

51

30 1

46

1

130 1

P-105A/B H-101

CO-102

P-116 A/B

110

35

1

30 1

V-102

60 1

P-121 A/B

49

48

30

30

BC-110

1

1

BC-112

CF-103 T-103

M-103

M-101

9

V-101

42

G-102

FM-101

54

30 1

26

P-111 A/B

120 1

110

P-119 A/B

68 30 1

1 20 V-90

P-104A/B

71

28

30 1

17 1

60 1

B-101

39

P-112 A/B

Boiler Belt Conveyor NaOH Belt Conveyor BE Belt Conveyor β-Caroten Belt Conveyor Lechitine Belt Conveyor Vitamin A Belt Conveyor NaCl Belt Conveyor Skim Milk Belt Conveyor Na2CO3 Belt Conveyor Asam Sitrat Belt Conveyor I Belt Conveyor II Bucket Elevator Bleaching Tank Centrifuge I Centrifuge II Centrifuge III Cooler I Condenser Cooler III Degumming Tank Distilasi Devolatilizer Filter Press Filling Machine Gudang Bahan Pendukung Gudang Produk Hopper NaOH Hopper BE Heater I Heater II Mixer I Mixer II Emulsifier Tank Pompa I Pompa II Pompa III

No.

KODE

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 40 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

P-104 A/B P-105 A/B P-106 A/B P-107 A/B P-108 A/B P-109 A/B P-110 A/B P-111 A/B P-112 A/B P-113 A/B P-114 A/B P-115 A/B P-116 A/B P-117 A/B P-118 A/B P-119 A/B P-120 P-121 A/B P-122 A/B P-123 A/B P-124 A/B R-101 R-102 RE-101 RE-102 T-101A/B T-102 T-102 T-102 T-102 T-102 T-102 T-102 T-102 CM-101 V-101 V-102

30 1

63

61

30 1

100

30 1

T-108

1

Pompa IV Pompa V Pompa VI Pompa VII Pompa VIII Pompa IX Pompa X Pompa XI Pompa XII Pompa XIII Pompa XIV Pompa XV Pompa XVI Pompa XVII Pompa XVIII Pompa XIX Air Ejector Pump Pompa XXI Pompa XXII Pompa XXIII Pompa XXIV Netralization Tank Reaktor Regenerasi BE Regenerasi Enzim Tangki CPO Tangki Larutan H3PO4 Tangki Larutan NaOH Tangki Sabun Tangki n-Heksana Tangki Minyak Kelapa Tangki Kondensat Tangki Produk Samping Tangki Enzim Kompresor Votator I Votator II

Tanda Tangan

68

30 1

NAMA ALAT

60 1

58

P-109 A/B

5

B-101 BC-101 BC-102 BC-103 BC-104 BC-105 BC-106 BC-107 BC-108 BC-109 BC-110 BC-111 BE-101 BL-101 CF-101 CF-101 CF-101 CO-101 CO-102 CO-103 D-101 D-102 D-103 F-101 FM-101 G-101 G-102 H-101 H-102 HE-101 HE-102 M-101 M-102 M-103 P-101A/B P-102A/B P-103A/B

NAMA ALAT

52

P-124 A/B

P-122 A/B

30 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

KODE

57

66

110 1

110 1

Digambar oleh

Amonia Bekas Air Proses Bekas

Keterangan

Nama NIM

: Dewi Yulianti : 1104103010008

Nama NIM

: Sarah Siti : 1104103010018

Nama NIP

Dr. : Ir. Adisalamun., M.T. : 19670527 199303 1 003

Pembimbing I

Nama NIP

: Teuku M.Asnawi, S.T.,M.Eng. : 19681225 199702 1 002

Pembimbing II

Mahasiswi Mahasiswi

Kondensat Limbah

Diperiksa oleh

FLOWSHEET NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI PRARANCANGAN PABRIK MARGARIN DARI CRUDE PALM OIL (CPO) DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 180.000 TON/TAHUN

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2015

Fasa

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Padat

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Padat

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Padat

Cair

Gas

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Cair

Gas

Cair

Cair

Cair

Padat

Cair

Padat

Cair

Cair

Cair

Padat

Padat

Padat

Air Proses (30oC) Udara

No.

KODE

NAMA ALAT

No.

KODE

38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 40 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

P-104 A/B P-105 A/B P-106 A/B P-107 A/B P-108 A/B P-109 A/B P-110 A/B P-111 A/B P-112 A/B P-113 A/B P-114 A/B P-115 A/B P-116 A/B P-117 A/B P-118 A/B P-119 A/B P-120 P-121 A/B P-122 A/B P-123 A/B P-124 A/B R-101 R-102 RE-101 RE-102 T-101A/B T-102 T-102 T-102 T-102 T-102 T-102 T-102 T-102 CM-101 V-101 V-102

NAMA ALAT

Amonia Dari G-101

Steam

BE TC

TC

Heksana BC-106

H3PO4

LC

CF-101

TT

TT

H-102

FC

Minyak Kelapa

T-105

FT

FT

BC-107

FC

LC

CF-102 T-102

FT

Enzim

BC-108

T-109 FT

T-106 FT

FC

FC

FC

LC

TC

BC-109

LC

P-110 A/B

P-108 A/B

TC

P-115 A/B

BC-102 HE-101

P-102A/B

TT

P-114 A/B

TC

G-101

CM-101 P-120

TT

CPO

LT

BC-104

TC

TT

BC-103

M-102

LT

BC-105

T-104

TC

T-101 A/B

TT FT

HE-102

FC

LC

PC

FT

LC

FC

LT

BL-101 TT LT LC

P-101A/B

D-101

CO-102 CO-102

CO-101

CO-101 R-102

LT

P-123 A/B

PT

RE-102 LC

P-106A/B

D-103

T-107

R-101

LC

LT

NaOH F-101 P-116 A/B P-118 A/B

LC

P-103A/B

D-102

H-101

TC

TC

LC

P-113 A/B

P-105A/B S-54

P-107 A/B

FC

P-117 A/B

P-121 A/B

TT

TT

LC

RE-101

LT LT

TC

BC-101

V-101

G-102

CF-103

T-103 FT

M-103

M-101

FC

P-111 A/B

TT

P-119 A/B

B-101

LC

BC-110

LC

P-112 A/B P-104A/B T-108

P-122 A/B

P-124 A/B

V-102

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

B-101 BC-101 BC-102 BC-103 BC-104 BC-105 BC-106 BC-107 BC-108 BC-109 BC-110 BC-111 BE-101 BL-101 CF-101 CF-101 CF-101 CO-101 CO-102 CO-103 D-101 D-102 D-103 F-101 FM-101 G-101 G-102 H-101 H-102 HE-101 HE-102 M-101 M-102 M-103 P-101A/B P-102A/B P-103A/B

Boiler Belt Conveyor NaOH Belt Conveyor BE Belt Conveyor β-Caroten Belt Conveyor Lechitine Belt Conveyor Vitamin A Belt Conveyor NaCl Belt Conveyor Skim Milk Belt Conveyor Na2CO3 Belt Conveyor Asam Sitrat Belt Conveyor I Belt Conveyor II Bucket Elevator Bleaching Tank Centrifuge I Centrifuge II Centrifuge III Cooler I Condenser Cooler III Degumming Tank Distilasi Devolatilizer Filter Press Filling Machine Gudang Bahan Pendukung Gudang Produk Hopper NaOH Hopper BE Heater I Heater II Mixer I Mixer II Emulsifier Tank Pompa I Pompa II Pompa III

Pompa IV Pompa V Pompa VI Pompa VII Pompa VIII Pompa IX Pompa X Pompa XI Pompa XII Pompa XIII Pompa XIV Pompa XV Pompa XVI Pompa XVII Pompa XVIII Pompa XIX Air Ejector Pump Pompa XXI Pompa XXII Pompa XXIII Pompa XXIV Netralization Tank Reaktor Regenerasi BE Regenerasi Enzim Tangki CPO Tangki Larutan H3PO4 Tangki Larutan NaOH Tangki Sabun Tangki n-Heksana Tangki Minyak Kelapa Tangki Kondensat Tangki Produk Samping Tangki Enzim Kompresor Votator I Votator II

BC-111 FM-101

P-109 A/B

Tanda Tangan Keterangan

Amonia Bekas Air Proses Bekas

Kondensat Limbah

Digambar oleh

Diperiksa oleh

Nama NIM

: Dewi Yulianti : 1104103010008

Nama NIM

: Sarah Siti : 1104103010018

Nama NIP

Dr. : Ir. Adisalamun., M.T. : 19670527 199303 1 003

Pembimbing I

Nama NIP

: Teuku M.Asnawi, S.T.,M.Eng. : 19681225 199702 1 002

Pembimbing II

Mahasiswi Mahasiswi

FLOWSHEET CONTROL PRARANCANGAN PABRIK MARGARIN DARI CRUDE PALM OIL (CPO) DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 180.000 TON/TAHUN

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2015

AIR PENDINGIN BEKAS

KONDENSAT

T - 403

T - 404

CT - 401 AMONIA T – 408

T – 416

P- 416 A/B

AIR SANITASI CL-401 P - 401 A/B

T-402

P - 402 A/B

T – 405 A/B

P- 403 A/B

T – 406 A/B

P- 404 A/B

T - 407

T – 409

P - 407 A/B

No.

KODE

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

B-401 C-401 A/B C-402 A/B CL-401 CT-401 D-401 P-401 A/B P-402 A/B P-403 A/B P-404 A/B P-405 A/B P-406 A/B P-407 A/B P-408 A/B P-409 A/B P-410 A/B P-411 A/B P-412 A/B P-413 A/B P-414 A/B

NAMA ALAT Boiler Cation exchanger Anion exchanger Clarifier Cooling Tower Deaerator Pompa I Pompa II Pompa III Pompa IV Pompa V Pompa VI Pompa VII Pompa VIII Pompa IX Pompa X Pompa XI Pompa XII Pompa XIII Pompa XIV

No. 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

KODE P-415 A/B P-416 A/B SC-401 T-401 T-402 T-403 T-404 T-405 T-406 T-407 T-408 T-409 T-411 T-412 T-413 T-414 T-415 T-416 T-416

NAMA ALAT Pompa XV Pompa XVI Screening Bak penampung water intake Bak pengendapan Tangki pelarutan alum Tangki pelarutan soda abu Sand filter Activated carbon filter Tangki penampung air bersih Tangki pelarutan desinfektan Tangki air sanitasi Tangki pelarutan Natrium klorida Tangki pelarutan kaustik soda Tangki air Demin Tangki umpan boiller Tangki hidrazin Tangki Solar Tangki amonia

STEAM

P- 408 A/B

Tanda Tangan

Keterangan

T – 411 P - 405 A/B

T - 413

P - 406 A/B

B - 401 SC-401

T-401

Limbah

Digambar oleh

: Dewi Yulianti : 1104103010008

Mahasiswi

Nama NIM

: Siti Sarah : 1104103010018

Mahasiswi

Nama NIP

: Dr. Ir. Adisalamun., M.T. : 19670527 199303 1 003

Pembimbing I

Nama NIP

: Teuku M.Asnawi, S.T.,M.Eng. : 19681225 199702 1 002

Pembimbing II

D - 401

$ T – 410

Nama NIM

P - 409 A/B

P - 415 A/B C - 401 A/B

T - 414

C - 402 A/B P - 410 A/B

P - 411 A/B

T - 412

P - 412 A/B

P - 414 A/B

D - 402

Diperiksa oleh

P - 413 A/B

AIR PROSES

FLOWSHEET UTILITAS PRARANCANGAN PABRIK MARGARIN DARI CRUDE PALM OIL (CPO) DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 180.000 TON/TAHUN

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2015