Lampiran 1. Flow chart Penelitian
Analisis kebutuhan energi dan Ekonomi
Uji Alat Pabrikasi Gambar Teknik Perancangan Fungsional
dan struktural
Sukses
Layak Studi Literatur dan Pengumpulan
informasi
Tidak
Lampiran 2.
Tabel 2. Daftar Nilai Ketetapan
Nama Nilai Referensi
Densitas udara (55oC, kg/m3) 1,0624 (Gabe, 2015) Viskositas dinamik udara ( )
(kg/ms)
1,99 x 10-5
(Enggineering Toolbox, 2010)
Viskositas dinamik udara ( ) (35 o
C, kg/ms)
1,891 x 10-5
(Gabe, 2015) Konduktivitas termal udara (55oC,
W/m)
0,026 (Gabe, 2015) viskositas kinematik udara ( )
(m2/s)
16,754x1 0-6
(Gabe, 2015) Densitas udara (55oC, kg/m3) 1,0759 (Gabe, 2015)
Kecepatan udara (v) (m/s) 3 (Enggineering Toolbox, 2008) Konduktivitas termal udara (55oC,
W/m)
0,026 (Gabe, 2015)
Entalphy evaporation (hfg) (kJ/kg) 2369,8 (Enggineering Toolbox, 2008) Densitas udara (35oC, kg/m3) 1,146 (Gabe, 2015)
Panas Spesifik udara (kcal/kg°C) 1,007 x 10-3
(Enggineering Toolbox, 2008) kapasitas panas besi carbon steel
201 (cp) kJ/kg.K
60 (Enggineering Toolbox, 2008) Densitas stainless steel 201( kg/m3) 2830 (Enggineering Toolbox, 2008) Nilai bahan bakar (Tempurung
kelapa) (J)
182 x 105
(Enggineering Toolbox, 2008)
Gravitasi (m/s2) 9,81 (Gabe, 2015)
Konduktivitas Stainless steel (k) W/moC
273 (Enggineering Toolbox, 2009) Berat jenis tempurung kelapa
( kg/liter)
Lampiran 3. Perhitungan Analisa Teknik Reaktor 1. a. Reaktor
Untuk memperoleh diameter dari reaktor dapat menggunakan rumus volume tabung pada Persamaan (32). Dengan massa yang kita pakai adalah 2 kg pada penelitian ini. Dan massa jenis plastik cup minuman “amoz” yang termasuk polipropilena dari hasil pengukuran adalah 0,0597 gr/ml
0,0597 gr/ml
= 58626,46566 ml
cm3
Lampiran 4. Analisis Teknik Kondensor Data Perancangan
1. Sistem kondensasi
- Suhu gas masuk melalui pipa penghubung = 250 °C - Suhu gas keluar yang diharapkan = 70 °C
- Suhu lingkungan = 30 °C
- Suhu air yang keluar dari kondensor = 40 °C 2. Dimensi pipa tembaga yang digunakan
- Diameter dalam = 1,14 cm - Diameter luar = 1,27 cm
- Konduktivitas termal stainless steel = 237 W/m.°C (lihat tabel 2) Perancangan Sistem Kondensasi
Bagian 1 : peristiwa yang terjadi di dalam kondensor merupakan peristiwa kondensasi
suhu film Tf .
Untuk mencari nilai h, kita harus memenuhi persamaan (12), di mana nilai yang dibutuhkan pada karakteristik udara pada suhu 55oC dapat dilihat pada tabel 2.
Tg-Tw = 70 oC - 30 oC = 40 oC Konveksi pada kondensor adalah:
Bagian 2 : Perhitungan konduksi pada pipa kondensor (lihat Persamaan (3))
Bagian 3 : konveksi natural yang terjadi pada luar kondenser (lihat Persamaan (11))
Suhu film Tf .
Untuk mencari nilai Gr, kita harus memenuhi persamaan (8) di mana karakteristik udara pada suhu 35 oC dapat dilihat pada Tabel 2.
Tg-Tw = 40 oC - 30 oC = 10 oC
Pada bagian luar kondenser terjadi konveksi natural, maka:
=
Kemudian diperoleh bilangan Nusselt (Nu) nya untuk aliran pipa dengan jenis aliran turbulen dengan nilai 1,5 < Pr < 500 dan 3000 < Re < 106 Gr.Pr =1656.628, karena 103< Gr.Pr <109 maka;
=3,75
Nilai dari overall heat transfer coefficient merujuk pada Persamaan (12).
Setelah diperoleh nilai dari overall heat transfer coefficient maka dapat ditentukan panjang kondenser yang dibutuhkan untuk mengkondensasikan gas hasil pirolisis plastik. Gas hasil pirolisis polimer diasumsikan mirip udara. Laju aliran massa (Persamaan (13)) yang diharapkan untuk proses pirolisis dalam waktu proses 3 jam yaitu:
m
Setelah mendapatkan laju aliran massa kemudian dilakukan perhitungan laju pindah panas yang terjadi pada kondenser. Pindah panas yang terjadi pada kondensor dapat ditung dengan Persamaan (16).
q
Lampiran 5. Penentuan tinggi pipa spiral (Helical coil) dan jumlah lilitan.
Pipa penghubung digunakan untuk menghubungkan reaktor dengan kondensor, panjang pipa penghubung 20 % dari panjang pipa kondensor agar mengurangi beban kerja kondensor. Jadi panjang helical tube adalah 252 cm. Untuk menentukan jumlah lilitan kita merujuk pada Persamaan (19) dan (20).
51 lilitan
Tinggi helical coil dapat ditentukan : H
m
Lampiran 6. Tungku Pembakaran
Analisa teknik pada pemanas dibutuhkan untuk mengetahui energi yang dibutuhkan untuk memanaskan plastik sesuai dengan suhu yang ingin dicapai. Energi pemanasan dapat dicapai dengan mengetahui volum plat besi yang dipanaskan, yaitu sebagai berikut :
Diketahui: Volume plat besi yang dipanaskan adalah :
Besarnya masa pada plat besi dapat dihitung dengan menggunakan:
Besarnya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan plat besi hingga suhu 400 oC, dapat dihitung sebagai berikut:
Banyaknya bahan bakar dapat dihitung, Nilai bahan bakar tempurung kelapa adalah 182 x 105 J dengan waktu kenaikan suhu 1 jam dapat dihitung dengan sebagai berikut :
Lampiran 7. Kapasitas Efektif Alat Tabel 5. Kapasitas Efektif Alat
Ulangan Volume (ml) Waktu (jam)
I 435 3
II 455 3
III 460 3
Rata-rata 450 3
Perhitungan:
K A =
=
Lampiran 8. Rendemen
Tabel 6. RendemenMinyak Plastik
Ulangan Berat Minyak (gr) Rendemen Minyak (%)
Lampiran 9. Analisis ekonomi 1. Unsur produksi
1. Biaya pembuatan alat (P) = Rp 9.000.000 9. Bunga modal dan asuransi = Rp 336.150 /tahun
10.Jam kerja alat per tahun = 2160 jam/tahun ( asumsi 240 hari efektif berdasarkan tahun 2016)
2. Perhitungan biaya produksi a.Biaya tetap (BT)
1.Biaya penyusutan (Dt)
Dt =
Tabel7. Perhitungan biaya penyusutan dengan metode sinking fund
2.Bunga modal dan asuransi (I)
Bunga modal pada bulan Juni 4,75% (Lampiran 16) I =
b. Biaya tidak tetap (BTT)
1.Biaya perbaikan alat (reparasi) Biaya reparasi = BO = Biaya operator per tahun (Rp/tahun) Wt = Jam kerja per tahun (Jam/tahun) BO = 2160 jam/tahun x Rp 100/jam
= Rp 216.000/tahun a.Biaya Bahan Bakar
Hargatempurung kelapa satu karung = Rp 5.000 Biaya tempurung kelapa = Rp 333,33 / kg
= Rp 333,3 /kg × 15 kg = Rp 15.000/hari = Rp 3.600.000 /tahun
Total biaya tidak tetap = Biaya perbaikan + biaya operator + biayabahanbakar = (Rp97.200+ Rp 216.000+ Rp3.600.000)/tahun
= Rp3.913.200/tahun
= Rp 2.056.500/tahun + Rp 3.913.200/tahun = Rp 5.969.700 /tahun
3. Biaya pirolisis
Lampiran 10. Break even point (BEP)
N =
Biayatetap (F) = Rp1.658.743/tahun
= Rp1.062,51 /jam (1 tahun = 2.160 jam) Biayatidaktetap (V) = Rp1.811,66/jam (1 jam = 145 ml)
= Rp12,49/ml
Penerimaan setiap produksi (R) = Rp8.300 /ml (asumsi penjualan di pasaran) Alat akan menghasilkan break event point jika menghasilkan minyak sebesar: N =
=
=
Lampiran 11. Net present value (NPV) NPV = PWB - PWC
dimana:
PWB = Present worth of benefit PWC = Present worth of cost
NPV > 0 artinya alat menguntungkan untuk digunakan/layak NPV < 0 artinya alat tidak menguntungkan untuk digunakan Maka,
Investasi = Rp9.000.000 Nilai akhir = Rp900.000 Suku bunga bank = 4,75 % Umur alat = 5 tahun
Pendapatan = penerimaan × jam kerja alat 1 tahun dengan asumsi alat bekerja pada kapasitas penuh
= Rp8.300 /ml ×2160 jam/tahun = Rp17.928.000/tahun
Pembiayaan = biaya pokok × jam kerja alat 1 tahun = Rp1811,66 /ml × 2160 jam/tahun = Rp 3.913.185.6 /tahun
Cash in Flow 4,75 %
1. Pendapatan = Pendapatan × (P/A, 4,75 %, 5)
= Rp 17.928.000× 4,333455 = Rp 77.690.181,24
2. Nilai akhir = Nilai akhir × (P/F, 4,75 %, 5)
Jumlah CIF = Rp78.348.454,24 Cash Out Flow 4,75 %
1. Investasi = Rp 9.000.000
2. Pembiayaan = Pembiayaan × (P/A, 4,75 %, n)
= Rp 3.876.441,4× 4,333455 = Rp 16.798.384,37
Jumlah COF = Rp9.000.000 + Rp16.798.384,37 = Rp25.798.384,37
NPV 4,75 % = CIF – COF
= Rp78.348.454,24– Rp25.798.384,37 = Rp52.550.069,87
Lampiran 12. Internal rate of return (IRR)
Internal Rate of Return (IRR) ini digunakan untuk memperkirakan
kelayakan lama (umur) pemilikan suatu alat atau mesin pada tingkat keuntungan tertentu. Internal Rate of Return (IRR) adalah suatu tingkatan discount rate, dimana diperoleh B/C rasio = 1 atau NPV = 0. Berdasarkan harga dari NPV = X (positif) atau NPV = Y (negatif), dihitunglah harga IRR dengan menggunakan rumus berikut :
Sukubunga bank paling atraktif (p) = 4,75 % Suku bunga coba-coba ( >dari p) (q) = 45 % Cash In Flow 45 %
1.Pendapatan = Pendapatan × (P/A, 45 %, 5)
= Rp17.928.000 × 1,8755 = Rp33.623.964
2. Nilai akhir = Nilai akhir × (P/F, 45 %,5)
= Rp 900.000 × 0,1560 = Rp 140.400
Jumlah CIF = Rp 33.623.964+ Rp140.400 = Rp 33.764.364
Cash out Flow45 %
1. Investasi = Rp 9.000.000
2. Pembiayaan = Pembiayaan × (P/A, 45 %, 5)
= Rp 16.154.608,45 × 1,8755
= Rp 30.292.968,15
= Rp 39.297.968,15 NPV 45% = CIF – COF
= Rp 33.764.364– Rp 39.297.968,15 = - (Rp5.533.604,15)
Karenanilai X dannilai Y adalah positif dan negatif, maka digunakan rumus:
IRR = p % + × (q% - p%)
= 4,75 % + × (45% - 4,75 %)
= 4,75 % + (0,617 × 35,25 %) = 26,49925%
Perbandingan alat lain
Lampiran 13.Dokumentasi Bahan Penelitian
Gambar3.Potongan Aqua cup
Lampiran 14.Minyak Hasil Pirolisis
Gambar5. Volume minyak435 ml
Gambar6. Volume minyak455 ml
Lampiran 15.ResiduPirolisisPlastik
Gambar8.ResiduUlangan ke-1
Lampiran 15. Gambar AlatPirolisis Pengolahan Limbah Polimer
Lampiran 17. Peningkatan Suhu Tabel 10. Peningkatan Suhu
Waktu (menit) Suhu (oC)
Tabel 11. Peningkatan Volume Minyak (ml)
Lampiran 19. Desain Alat Pengolahan Limbah Polimer Cahyono (2016)
Lampiran 20. Desain Alat Pengolahan Limbah Budi Ismanto (2016)
