INTI SARI. pengolahan 5 ton/jam. Pabrik beroperasi 24 jam sehari dengan hari kerja 330 hari. Hasil evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut :

(1)

INTI SARI

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan minuman yoghurt ini dengan kapasitas pengolahan 5 ton/jam. Pabrik beroperasi 24 jam sehari dengan hari kerja 330 hari pertahun.

Pabrik ini direncanakan didaerah Galang Sumatera Utara, dengan luas lahan 20.830 m2

• Total modal investasi = Rp 722.257.457.271,-

, dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasi garis, dengan tenaga kerja sebanyak 150 orang.

Hasil evaluasi ekonomi adalah sebagai berikut :

• Biaya Produksi (BP) = Rp 526.331.559.533,- • Hasil Penjualan = Rp 818.424.000.000,- • Laba bersih = Rp 204.482.208.327,- • Break Event Point (BEP) = 17,37%

• Return on Investment (ROI) = 28,34% • Return on Network (RON) = 37,78% • Pay Out Time (POT) = 3,53 Tahun • Internal rate of return (IRR) = 35,13% • Profit Margin (PM) = 35,69%

Dari hasil evaluasi konomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan minuman yoghurt ini layak untuk didirikan.

(2)

Tabel LE.8 Penentuan Net Cash Flow Untuk Menghitung IRR

Tahun

ke Laba kotor Pajak Depresiasi Laba bersih Net Cash Flow P/F, I = 35% PV pada 35% P/F, I = 36% PV pada 36% 0 0 0 0 0 0 1 (721,603,569,977) 1 (721,603,569,977) 1 292,092,440,467 87,610,232,140 4,379,188,200 204,482,208,327 208,861,396,527 0.7407 154,712,145,576 0.7353 153,574,556,270 2 321,301,684,514 96,371,255,354 4,379,188,200 224,930,429,160 229,309,617,360 0.5487 125,821,463,572 0.5407 123,977,950,562 3 353,431,852,965 106,008,380,889 4,379,188,200 247,423,472,076 251,802,660,276 0.4064 102,343,203,892 0.3975 100,102,192,316 4 388,775,038,262 116,609,218,978 4,379,188,200 272,165,819,283 276,545,007,483 0.3011 83,258,915,284 0.2923 80,837,000,237 5 427,652,542,088 128,270,140,876 4,379,188,200 299,382,401,212 303,761,589,412 0.2230 67,742,935,829 0.2149 65,288,744,122 6 470,417,796,297 141,097,154,964 4,379,188,200 329,320,641,333 333,699,829,533 0.1652 55,125,605,631 0.1580 52,737,863,836 7 517,459,575,926 155,206,870,460 4,379,188,200 362,252,705,466 366,631,893,666 0.1224 44,863,573,417 0.1162 42,604,736,474 8 569,205,533,519 170,727,557,506 4,379,188,200 398,477,976,013 402,857,164,213 0.0906 36,515,810,394 0.0854 34,422,295,172 9 626,126,086,871 187,800,313,257 4,379,188,200 438,325,773,614 442,704,961,814 0.0671 29,724,220,416 0.0628 27,814,048,924 10 688,738,695,558 206,580,344,582 4,379,188,200 482,158,350,975 486,537,539,175 0.0497 24,197,955,252 0.0462 22,476,426,815 TOTAL 2,702,259,286 (17,767,755,249)

(3)

-100 200 300 400 500 600 700 800 900 - 20 40 60 80 100 120 Kapasitas Produksi (%) N ila i ( M ily ar R up ia

h) Total Penjualan_{Biaya Variabel}

Biaya Tetap Biaya Produksi

Gambar LE.1 Grafik Break Event Point Pabrik Pembuatan Yoghurt dari Kacang Kedelai

(4)

Kernel

-Kernel F2 = 48% F1

1 2

3

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

1. Hammer Mill (C-110)

Di dalam hammer mill kacang kedelai akan dikupas, cangkang dan biji akan terpisah.

Komposisi kacang kedelai yang digunakan sebagai bahan terdiri dari 52 % (berat) cangkang dan 48 % (berat) biji kacang kedelai. (Gumbira Sa’id, 1996) Neraca Total : F1 = F2 + F F 3 3 F = 0,52 x 5000 kg/jam = 2600 kg/jam 2 = 0,48 x 5000 kg/jam = 2400kg/jam 2. Bak Perendaman I (F-130)

Kacang kedelai direndam dalam air panas (80 – 90 oC) selama 30 menit.

Hammer Mill

Cangkang F3 = 52% F1 Kacang kedelai (baku)

(5)

Kernel

-Kernel F2_{= 2400 kg/jam}

2 6

5 4

Perbandingan Air pencuci dan kernel adalah 2 : 1. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 2006)

Diasumsikan Air pencuci terbuang keseluruhan F4 = F5 Neraca Total : F2 + F4 = F5 + F6 F2 + 2F2 = 2F2 + F6 F2 = F6 = 2400 kg/jam F4 = 2F2 = 2 x 2400 kg/jam = 4800 kg/jam F5 = F4 3. Bak Perendaman II (F-150) = 4800 kg/jam

Kacang kedelai direndam dengan campuran air dan NaHCO3 0,5 %, dengan

perbandingan 3 : 1 selama 15 menit. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 2006)

Bak Perendaman 1 Air F5_{= F}4 Kernel F2 = 2400 kg/jam Air F4 = 2 F2

(6)

Kernel -Kernel F9 = F6 6 9 8 7 Neraca Total : F6 + F7 = F8 + F9 2400 kg/jam + 3 F6 = 3F6 + F9 F9 = 2400 kg/jam F7 = 3 x 2400 kg/jam = 7200 kg/jam Komposisi F7  Air 99,5 % F : 7  NaHCO = 0,995 x 7200 kg/jam = 7164 kg/jam 3 0,5 % F7 F = 0,005 x 7200 kg/jam = 36 kg/jam 8 = F7 4. Bak Pencuci (F-160) = 7200 kg/jam

Kacang kedelai dicuci dan dibersihkan dengan menggunakan air bersih, dengan perbandingan antara air dan kacang kedelai 1 : 1. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 2006). Bak Perendaman 2 Air F8 = F7 Kernel 100% F6 = 2400 kg/jam Air 99,5% NaHCO3 0,5% F7 = 3 F6

(7)

Kernel -Kernel F9 = F11 9 11 31 10 Kernel -Kernel F14 = F11 11 14 12 Neraca Total : F9 + F10 = F11 + F31 F9 = F10 = F11 = F31 5. Tangki Rebus (Q-170) = 2400 kg/jam

Kacang kedelai yang sudah dicuci kemudian direbus. Jumlah air yang dibutuhkan untuk perebusan 1 : 1. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 2006)

Kedelai yang sudah dicuci direbus jumlah air yang dibutuhkan untuk perebusan 1 : 1. F12 = F11 Neraca total = F11 + F12 = F14 2400 kg/jam + 2400 kg/jam = F14 F14 = 4800 kg/jam Bak Pencuci Air F10 = F31 Kernel F9 = 2400 kg/jam Air F9 = F10 Tangki Rebus Kernel F11 = 2400 kg/jam Air F12_{= F}11

(8)

F16 Kernel Air 14 16 15 F18 Sari kedelai 16 18 17 6. Ketel Adukan (Q-200)

Kacang kedelai diaduk dengan penambahan air panas (100 o

Neraca total F

C), perbandingan antara kacang kedelai dengan air panas adalah 1 : 8. (Alfi, Y. dkk, Penelitian 2006) 14 + F15 = F16 F14 + 8 F14 = F16 9 F14 = F16 F16 = 9 x 2400 kg/jam = 21600 kg/jam F16 - F14 = F15 F15 = F16 – F14 F15 7. Filter Press (H-210) = 21600 - 2400 = 19200 kg/jam

Kacang kedelai kemudian dipress.

Ketel Adukan Kernel 100% F14 = 2400 kg/jam Air 100% F15 = 8F14 Filter Press F16 = 21600 kg/jam F17 = 10% F16

(9)

F21 Susu kedelai 18 21 20 Neraca Total : F16 = F18 + F17 F16 = 0,1 F16 + F18 21600 = 0,1 x 21600 + F18 F18 = 19440 kg/jam F17 8. Agitator (M-220) = 0,1 x 21600 = 2160 kg/jam

Susu kedelai dicampur dengan susu skim 16 % dan gula 1 %.

Neraca Total : F18 + F20 = F21 19440 + 0,01 F18 = F21 19440 + (0,01 x 19440) = F21 F21 = 19.634,4 kg/jam F20 = 1944 kg/jam Agitator F18 = 19440 kg/jam gula F20 = 0,01 F18

(10)

F24 yogurt 21 24 22 23 F27 yogurt 24 27 26 25 9. Fermentor (F-230)

Kemudian di fermentasi dengan penambahan gum arab 0,1 % dan starter 1,5 %.

Neraca Total : F21 + F22 + F23 = F24 19.634,4 + 0,015 F21 + 0,001 F21 = F24 19.634,4 + (0,015 x 19.634,4) + (0,001 x 19.634,4) = F24 F24 = 19.948,55 kg/jam F22 = 294,516 kg/jam F23 10. Agitator (M-250) = 19,634 kg/jam

Kemudian dicampur dengan CaCl2 3,5 % dan 500 ppm potassium sorbat.

Fermentor F21 = 19.634,4 kg/jam Bibit Starter F22 = 0,015 F21 Gum Arab F23 = 0,001F21 Agitator F24 = 19.948,55 kg/jam CaCl2 F26 = 3,5% F24 Potasium sorbat F25 = 500 ppm F24

(11)

Neraca Total : F24 + F25 + F26 = F27 19.948,55 + 0,035 F24 + 500 ppm F24 = F27 19.948,55 + (0,035 x 19.948,55) + (0,0005 x 19.948,55) = F27 F27 = 20.656,723 kg/jam F25 = 0,0005 x 19.948,55 = 9,974 kg/jam F26 = 0,035 x 19.948,55 = 698,199 kg/jam

(12)

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : kJ

Suhu referensi : 25 0C = 298

Dari Perry’s, 1997, diketahui kapasitas panas untuk senyawa-senyawa kimia adalah: K NaHCO3 K kg. kJ 1,042 kkal 1 kJ 4,1840 x K kg. kkal = = 0,249 CaCl2 Gula = 0,5231 = 3,06 kJ/kg.K .K kg kJ 2,187 kkal 1 kJ 4,1840 x K kg. kkal ₌ Air = 4,182 kkal kJ 4,1840 x K kg. kkal = 17,497 kkal kJ Gum arab = 2,532 K kg. kJ 2,532 kg 1 gr 1000 x J 1000 kJ 1 x K gr. J ₌ Potasium sorbat = 3,721 K kg. kJ Kernel = 20,354 kJ/kg.K Susu kedelai = 4,572 kJ/kg.K

(13)

2 4 6 5 Kernel 300C Air 750C Air 900C Kernel 75 0C 1. Bak Perendaman I (F-130) Panas Masuk : Alur 2 Kernel = F2 x Cp kernel x (T2-Tr) = 2400 kg x 20,354 kJ/kg.K x (303 - 298)K = 244.248 kJ Alur 4

Air = F4 air x Cp air x (T4 - Tr)

= 4800 kg x 17,497 kJ/kg.K x (363 - 298)K = 5.459.064 kJ Panas Keluar : Alur 5 Air = F5 x Cp Air x (T5-Tr) = 4800 kg x 17.497 kJ/kg.K x (348 - 298)K = 4.199.280 kJ Alur 6 Kernel = F6 x Cp kernel x (T6-Tr) = 2400 kg x 20,354 kJ/kg.K x (348 - 298)K = 2.442.480 kJ Bak Perendaman

(14)

11 12 14 13 Kernel 300C Steam 1500C Air 300C Kernel 60 0C

Total Panas masuk = 244.248 kJ + 5.459.064 kJ = 5.703.312 kJ Total Panas Keluar = 4.199.280 kJ + 2.442.480 kJ = 6.641.760 kJ

Panas yang dibutuhkan = Total panas keluar – Total Panas masuk = (6.641.760 – 5.703.312) kJ = 938.448 kJ 2. Tangki Perebusan (Q-170) Panas Masuk : Alur 11 Kernel = F11 x Cp kernel x (T11-Tr) = 2400 kg x 20,354 kJ/kg.K x (303 - 298)K = 244.248 kJ Alur 12

= 2400 kg x 17,497 kJ/kg.K x (303 - 298)K = 209.964 kJ

(15)

14 15 16 Kernel 600C Air panas 900C Kernel Air 800C Panas Keluar : Alur 14 Air = F14 x Cp Air x (T14-Tr) = 2400 kg x 20,354 kJ/kg.K x (333 - 298)K = 1.709.736 kJ

Total Panas masuk = 244.248 kJ +209.964 kJ = 454.212 kJ Total Panas Keluar = 1.709.736 kJ

Panas yang dibutuhkan = Total panas keluar – Total Panas masuk = (1.709.736 – 454.212) kJ = 1.255.524 kJ Saturated steam pada temperatur 1500C, 1 atm

H = λ = SV - S = λ Q l = 2716,32 – 632,1 = 2113,3 kJ/kg

Maka massa steam yang dibutuhkan (m)

M = 594,214kg kJ/kg 2113,3 kJ 1.255.752 = 3. Ketel adukan (Q-200) Panas Masuk : Kernel = F Alur 14 14 x Cp kernel x (T14-Tr) Ketel Adukan

(16)

= 2400 kg x 20,354 kJ/kg.K x (333 - 298)K = 1.709.736 kJ

Alur 15

= 19.200 kg x 17,497 kJ/kg.K x (363 - 298)K = 21.836.256 kJ Panas Keluar : Alur 16 Air = F16 x Cp Air x (T14-Tr) = 19.200 kg x 17,497 kJ/kg.K x (353 - 298)K = 18.476.832 kJ Kernel = F16 x Cp Air x (T14-Tr) = 2.400 kg x 20,354 kJ/kg.K x (353 - 298)K = 5.431.536 kJ

Total Panas masuk = 1.709.736 kJ + 21.836.256 kJ = 23.545.992 kJ Total Panas Keluar = 5.431.536 kJ + 18.476.832 kJ = 23.908.368 kJ Panas yang dilepaskan = Total panas keluar – Total Panas masuk

= (23.908.368 – 23.545.992) kJ

(17)

18 20 21 Susu kedelai 800C Gula 300C Susu kedelai Gula 680C 4. Agitator II (M-220) Panas Masuk : Alur 18

Susu kedelai = F18 x Cp susu kedelai x (T18-Tr)

= 19.440 kg x 4,572 kJ/kg.K x (353 - 298)K = 4.888.382,4 kJ

Alur 20

Gula = F20 gula x Cp gula x (T20 - Tr)

= 1.944 kg x 2,187 kJ/kg.K x (303 - 298)K = 21.257,64 kJ

Panas Keluar :

Alur 21

= 19.440 kg x 4,572 kJ/kg.K x (341 - 298)K = 3.821.826,24 kJ

= 1.944 kg x 2,187 kJ/kg.K x (341 - 298)K = 182.815,704 kJ

(18)

21 23 24 Susu kedelai Gula 680C Gum arab 300C Susu kedelai Gula Bibit starter Gum arab 400C Bibit starter 300C 22

Total Panas masuk = 4.888.382,4 kJ + 21.257,64 kJ

= 4.190.198,104 kJ

Total Panas Keluar = 3.821.826,24 kJ + 182.815,704 kJ

= 4.004.641,944 kJ

Panas yang dilepaskan = Total panas keluar – Total Panas masuk = 4.910.198,104 kJ – 4.004.641,944 kJ

= 905.556,16 kJ

5. Fermentor (F-230)

Panas Masuk :

Alur 21

= 19.440 kg x 4,572 kJ/kg.K x (341 - 298)K = 3.821.826,24 kJ

= 1.944 kg x 2,187 kJ/kg.K x (341 - 298)K = 182.815,704 kJ

Alur 23

(19)

Gum arab = F23 gum arab x Cp gum arab x (T23 - Tr)

= 19,634 kg x 2,532 kJ/kg.K x (313 - 298)K = 303,84 kJ

Panas Keluar :

Alur 24

= 19.440 kg x 4,572 kJ/kg.K x (313 - 298)K = 1.333.195,2 kJ

= 1.944 kg x 2,187 kJ/kg.K x (341 - 298)K = 63.772,92 kJ

= 19,634 kg x 2,532 kJ/kg.K x (313 - 298)K = 303,84 kJ

Total Panas masuk = 3.821.826,24 kJ + 182.815,704 kJ

= 4.004.945,784 kJ

Total Panas Keluar = 911,52 kJ + 63.772,92 kJ + 1.333.195,2 kJ

= 1.397.879,64 kJ

Panas yang dilepaskan = Total panas keluar – Total Panas masuk = 4.004.945,784 kJ – 1.397.879,64 kJ

(20)

24 26 27 Susu kedelai Gula Gum arab 400C CaCl2 300C Susu kedelai Gula Bibit starter Gum arab Potasium sorbat CaCl2 270C Potasium sorbat 300C 25 6. Agitator II (M-250) Panas Masuk : Alur 24

= 19.440 kg x 4,572 kJ/kg.K x (313 - 298)K = 1.333.195,2 kJ

= 1.944 kg x 2,187 kJ/kg.K x (341 - 298)K = 63.772,92 kJ

= 19,634 kg x 2,532 kJ/kg.K x (313 - 298)K = 911,52 kJ

Alur 25

Potasium sorbat = F25 Potasium sorbat x Cp Potasium sorbat x (T25 - Tr)

= 9,974 kg x 3,721 kJ/kg.K x (313 - 298)K = 669,78 kJ

Alur 26

CaCl2 = F26 CaCl2 x Cp CaCl2 x (T26 - Tr) Agitator II

(21)

= 698,199 kg x 3,06 kJ/kg.K x (313 - 298)K = 39.978,9 kJ

Panas Keluar :

Alur 27

= 19.440 kg x 4,572 kJ/kg.K x (300 - 298)K = 177.759,36 kJ

= 1.944 kg x 2,187 kJ/kg.K x (300 - 298)K = 8.503,056 kJ

= 19,634 kg x 2,532 kJ/kg.K x (300 - 298)K = 121,536 kJ

Potasium sorbat = F27 Potasium sorbat x Cp Potasium sorbat x (T27 - Tr)

= 9,974 kg x 3,721 kJ/kg.K x (300 - 298)K = 89,304 kJ

CaCl2 = F27 CaCl2 x Cp CaCl2 x (T27 - Tr)

= 698,199 kg x 3,06 kJ/kg.K x (300 - 298)K = 5.330,52 kJ

Total Panas masuk = 1.397.879,64 kJ + 669,78 kJ + 39.978,9 kJ

(22)

Total Panas Keluar = 177.759,36 kJ + 8.503,056 kJ + 89,304 kJ + 121,536 kJ + 533,52 kJ

= 187.006,776 kJ

Panas yang dilepaskan = Total panas keluar – Total Panas masuk = 1.438.528,32 kJ – 187.006,776 kJ

(23)

LAMPIRAN C

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Gudang (F-100)

Fungsi : Menyimpan persediaan bahan baku selama 1 bulan Bentuk : Prisma tegak segi empat

Bahan : Dinding beton dan atap seng Jumlah : 1 unit

Data kondisi operasi :

- Temperatur : 300C - Tekanan : 1 atm

Laju alir massa = 5000 kg/jam = 5 ton/jam Densitas biji (ρ) = 1,7 ton/m3

Direncanakan gudang bahan baku dengan spesifikasi : Tinggi gudang = 4 m

Panjang gudang = 2 L Lebar gudang = L

Waktu operasi (θ) = 1 bulan = 720 jam Faktor kelonggaran (fk) = 15% Perhitungan : Volume = P x L x 4 = 8 L Volume = m x θ x 2       + 1 1 x fk ρ

(24)

8L2 _      + 3 / 1700 15 , 0 1 m kg = 5000 kg/jam x 720 jam x 8L2 = 2435,294 m3 L = 17,447 m Maka diproleh : Tinggi gudang = 4 m Lebar gudang = L = 17,447 m Panjang gudang = 2 x L = 2 x 17,447 m = 34,894 m 2. Loading ramp (J-101)

Fungsi : Tempat penimbunan sementara dan untuk mempermudah pemuatan biji kacang kedelai kedalam screw conveyor I.

Densitas biji kacang kedelai = 1,7 ton/m

3 ton/m 1,7 ton 5 3

Massa kedelai yang masuk setiap 1 jam adalah = 52000 kg/jam = 5 ton/jam Kapasitas loading ramp = = 2,941 m3

Faktor keamanan = 20%

Volume loading ramp = 1,2 x 2,941 m3 = 3,529 m3

Sisi sejajar atas : sisi sejajar bawah : tinggi : lebar = a : b : h : l = 11 : 3 : 4,5 : 5 Misal z = satuan hitung, maka :

(25)

2,941 m3 = 157,5z

 Panjang sisi atas (a) = 11 x z = 11 x 0,265 m = 2,915 m

3

z = 0,265 m Sehingga:

 Panjang sisi bawah (b) = 3 x z = 3 x 0,265 m = 0,795 m  Tinggi (h) = 4,5 x z = 4,5 x 0,265 m = 1,193 m

 Lebar (l) = 5 x z = 5 x 0,265 m = 1,325 m Dipilih Loading Ramp dengan ukuran:  Panjang sisi atas (a) = 2,915 m  Panjang sisi bawah (b) = 0,795 m  Tinggi (h) = 1,193 m  Lebar (l) = 1,325 m

3. Screw Conveyor 1 (J-102)

Fungsi: Mengangkut biji kacang kedelai dari Loading ramp ke Hammer Mill Bahan konstruksi : Baja

Laju bahan yang diangkut = 5.000 Kg/jam Faktor keamanan = 20%

Kapasitas = feed x (1 + faktor keamanan)

= 5.000 Kg/jam x (1+0,2) = 6000 kg/jam

Dari tabel 21.6 Perry 1997, karena kapasitas lebih kecil dari 14 ton/jam, maka untuk screw conveyor dipilih kapasitas dengan spesifikasi sebagai berikut:

 Diameter flight = 9 in

(26)

 Diameter shaft = 2 in

 Hanger center = 10 ft

 Kecepatan putar = 40 rpm

 Kapasitas tourque maksimum = 7.600 in.lb  Diameter feed section = 6 in  Daya motor pada pengangkutan 30 ft = 0,85 HP

4.Hammer Mill (C-110)

Fungsi : Alat yang digunakan untuk memecahkan biji kacang kedelai. Bahan konstruksi : Stainless Steel

Laju bahan masuk = 5000 kg/jam Faktor kelonggaran = 20 %

Kapasitas = 1,2 x 5000 kg/jam = 6000 kg/jam

Dipilih kapasitas 6 ton /jam (Perry, 1997), sehingga diperoleh : Diameter (D) = 2 ft

Panjang = 3 ft Ball charge = 0,85 ton

Kecepatan kritis = 44,2263rpm 3 6 , 76 6 , 76 1/2 1/2 =       =       D

Daya pada skala laboratorium (Ne) = 22,26 Hp ………….(Perry, 1984) Diambil efesiensi = 70%

Kecepatan Mill (K) = BC x Nm X D x 2,2046 x 10-3 = 0,85 x 30,9584 x 3 x 2,2046 x 10-3 = 0,174 ton = 174 kg

(27)

= (0,7 x 2-1) x 0,174 x (0,5 x 3)2 x 22,26 = 0,75 kW = 0,75 x 1,3402 Hp

= 1,0057 Hp.

5. Bak Perendaman I (F-130)

Fungsi : Untuk merendam kacang kedelai dengan air panas selama 30 menit. Laju kernel kacang kedelai = 2400 kg/jam = 2,4 ton/jam

Laju umpan air panas = 4800 kg/jam = 4,8 ton/jam Laju total umpan masuk = 7,2 ton/jam.

Densitas kernel = 0,6 ton/m3 Densitas air panas = 995,68 kg/m

3 3 4m ton/m 0,6 ton 2,4 = 3 Faktor kelonggaran = 20% Volume untuk kernel =

Volume untuk air perendam = ₃ 4,821m3 ton/m

0,9957 ton 4,8

=

Volume yang dibutuhkan = 8,821 m3

Volume total yang dibutuhkan = 1,2 x 8,821 m3 = 10,585 m

Volume bak = P x L x T

3

Jumah bak (n) = 1 buah Tinggi bak (t) = t Panjang bak (P) = 5/2 t Lebar bak (l) = 3/2 t Bahan konstruksi = Beton Perhitungan :

(28)

10,585 m3 = 5/2 T x 3/2 T x T 10,585 m3 = 15/4 T3 2,823 m3 = T  Ukuran Bucket = (6 x 4 x 4½) in 3 T = 1,413 m Maka diperoleh :

Tinggi bak perendama = 1,413 m

Panjang bak perendam = 5/2 t = 5/2 x 1,413 m = 3,533 m Lebar bak perendam = 3/2 t = 3/2 x 1,413 m = 2,120 m

6. Bucket Elevator (J-131)

Fungsi: Mengangkut kernel kedelai dari bak perendam I ke bak perendam II. Bahan konstruksi : Besi

Laju bahan yang diangkut = 2.400 Kg/jam Faktor keamanan = 20%

Kapasitas = feed x (1 + faktor keamanan)

= 2.400 Kg/jam x (1+0,2) = 2.880 kg/jam

Dari tabel 21.8 Perry 1997, karena kapasitas lebih kecil dari 14 ton/jam, maka untuk screw conveyor dipilih kapasitas dengan spesifikasi sebagai berikut:

 Jarak tiap Bucket = 12 in  Elevator center = 25 ft  Kecepatan putar = 43 rpm  Kecepatan Bucket = 225 ft/men  Daya head shaft = 1 Hp

(29)

 Diameter tail shaft = 1

16 11

in

 Diameter head shaft = 1

16 15 in  Pully head = 20 in  Pully tail = 14 in  Lebar head = 7 in  Effesiensi motor = 80%  Daya tambah = 0,02 Hp/ft

Daya P = (Elevator center x daya tambahan) + daya head shaft (Perry, 1997) P = 25 x (0,02) + 1 = 1,5 Hp

7. Filter Press (H-210)

Fungsi : Untuk memisahkan Susu kedelai dengan ampas. Jenis : Plat and Filter

Bahan konstruksi : Carbon steel Bahan filter media : Kanvas Kondisi operasi : T = 250

1. Filtrat

C, P = 1 atm Laju alir umpan = 21.600 kg/jam.

- Laju alir filtrat Ff = 21.600 kg/jam - Densitas filtrat ρf

(30)

Air Minyak Abu/ampas 4298,4 10.929,6 6372 0,199 0,506 0,295 995 891 1547 Total 21.600 1 - ρf = 1547 295 , 0 891 506 , 0 995 199 , 0 1 + + = 1000 kg/m 3 3 21,6m kg/m 1000 kg 21.600 ρf Ff = = 3 Volume filtrat = 2. Cake

- Laju alir cake Fc = 21.600 kg/jam - Densitas cake ρc Komponen Fi (kg/jam) Xi ρ (kg/m3) Air Abu 429,84 6372 0,063 0,937 995 1547 Total 6801,84 1 - ρc = 1547 937 , 0 995 063 , 0 1 + = 93,173 kg/m 3 3 4,557 m kg/m 1492,537 kg 6801,84 ρc Fc = = 3 Volume filtrat = Perhitungan:

(31)

LA (1-ε)ρc = (Vf + εLA) ρf       − W 1 W …………. (Prabhudesai, 1984) Dimana:

L = Tebal cake pada frame ρc = Densitas cake kg/m3

W = fraksi massa cake dalam umpan A = Luas efektif penyaringan

ρf = Densitas filtrat, kg/m

- Tebal cake L = <200 mm (20 cm) 3

ε = Porositas cake

Waktu proses, direncanakan selama 1 jam.

Diasumsikan tebal cake L = 5 cm = 0,05 m

- Luas permukaan plate direncanakan = 0,2 m

- W = 3 0,315 kg 21.600 kg 6.801,84 umpan Alir Laju cake massa Alir Laju = = - Porositas cake ε = 1 - = ) (lb/ft ρ 73,8 3 cake 1 - 0,208 173 , 93 8 , 73 =

- Luas efektif penyaringan, A

0,05A(1-0,208) 1492,537 =

{

}

      + + 0,315 -1 0,315 1000 0,05A) (0,208 21,6 59,104 A = 9914,4 + 4,59 A 9914,4 = 54,514 A A = 181,869 m2 Faktor kemanan Fk = 10%

(32)

= 200,056 m buah 1000 0,2 200,056 = 2

Jumlah plate yang dibutuhkan =

8. Tangki CaCl2

Fungsi : Untuk membuat larutan CaCl2 3,5%

Bentuk : Selinder vertikal dengan dasar dan tutup ellipsoidal Bahan : Baja karbon SA-283 Grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : T = 250C ; P = 1 atm Kebutuhan rancangan = 25 hari

Faktor kemanan : 20 %

Laju alir CaCl2 = 30,485 kg/jam

Laju alir air = 840,515 kg/jam Densitas campuran :

ρ camp = (ρ CaCl2 x %) + (ρ air x %)

= (1.024 x 0,035) + (997 x 0,965) = 997,945 kg/m3

a. Ukuran tangki

Perhitungan:

Volume untuk air = ₃

kg/m 1.024 hari 25 x jam/hari 24 x kg/jam 840,515 = 492,489 m3

Volume untuk CaCl2 ₃

kg/m 997 hari 25 x jam 24 x kg/jam 30,485 = = 18,346 m3 Volume tangki = 492,489 + 18,346 = 510,835 m3

(33)

Volume tangki yang dibutuhkan = 1,2 x 510,835 m3 = 613,002 m b. Diameter Dt dan tinggi tangki Ht

3

Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : 2 - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 Volume selinder : Vs = 4 π D2 4 π .Hs = D2 D 2 1 . = 0,3925 D 3 π 3 Vh = R2 3 π .Hh = R2 D 4 1 . = 0,1308 D3 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,3925 D3 + 0,1308 D3 = 0,5233 D 3 1 0,5233 Vt       3 D = = 3 1 5233 , 0 002 , 613       = 10,296 m = 33,779 ft

Untuk desain digunakan :

- Diameter tangki = 10,296 m = 33,779 ft = 405,354 in

- Tinggi selinder Hs = 0,5 D = 0,5 x 10,296 m = 5,148 m = 16,889 ft - Tinggi head Hh = ¼ D = ¼ x 10,296 m = 2,574 m = 8,445 ft

Tinggi total tangki Ht = Hs + Hh = 5,148 m + 2,574 m = 7,722 m = 25,334 ft

Tebal shell dan tutup tangki

a. Tebal shell T = n.c 0,6P S.E P.R ₊ − ……….(Timmerhaus,2004) Dimana:

T = tebal shell (in)

(34)

P = tekanan desain (Psi)

S = allowable stress = 18750 Psi E = Joint effesiensi = 0,9

C = faktor korosi = 0,0125 /tahun N = umur tangki = 15 tahun

Tekanan hidrostatis PHs = 14,7 + 144 1) (Hs ρ − = 14,7 + 144 1) (16,889 997 − = 14,81 Psi Faktor kemanan = 20%

Tekanan desain; Pd = 1,2 x PHs = 1,2 x 14,81 Psi = 17,772 Psi Tebal shell, t = 15(0,0125) ) 772 , 17 ( 6 , 0 ) 9 , 0 ( 18750 ) 2 / 354 , 405 ( 772 , 17 + − x = 0,402 in digunakan tebal standart 7/16 in

b. Tebal tutup

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 7/16 in

Tenaga Pengaduk

Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeller

Da/Dt = 0,3 ; W/Da = 1/5 ; L/Da = ¼ ; Dt/E = 4 ………..(Mc. Cabe,1986) Dt : Diameter tangki = 33,779 ft

(35)

Da : Diameter pengaduk = 0,3 Dt = 0,3 x 33,779 ft = 10,134 ft W : Lebar pengaduk = 1/5 x 10,134 ft = 2,027 ft

L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 10,134 ft = 2,534 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 33,779 ft = 8,445 ft P = gc.550 ρm Da n . Kt 3 5

Dimana : Kt : Konstanta pengaduk 6,3

N : kecepatan pengaduk = 35 rpm = 0,5833 rps Da : Diameter pengaduk = 3,846 ft

ρm : densitas bahan = 997,945 kg/m3

gc : konstanta gravitasi = 32,2 lbm.ft/lbf.det

550 2 , 32 945 , 997 134 , 10 5833 , 0 3 , 6 3 5 x x x x 2 P = = 2,466 Hp 9. Tangki NaHCO3

Fungsi : Untuk membuat larutan NaHCO3 0,5%

Jumlah : 4 Unit

Laju alir NaHCO3 : 36 kg/jam

Densitas NaHCO3 : 2.159 kg/m3

Laju alir air : 7.164 kg/jam Densitas air : 997 kg/m3 Laju total umpan : 7200 kg/jam

ρcampuran = (ρNaHCO3 x %) + (ρAir x %) = (2.159 x 0,005) + (997 x 0,995)

= 1002,81 kg/m

Perhitungan:

(36)

a. Ukuran tangki : = ₃ kg/m 1002,81 hari 25 x jam/hari 24 x kg/jam 7200 = 4307,895 m

Jumlah tangki yang digunakan = 9 unit Ukuran untuk masing-masing tangki =

3 3 3 m 478,655 unit 9 m 4307,895 ₌

b. Diameter Dt dan tinggi tangki Ht

c. Tebal shell

T = P.R +n.c

(37)

Dimana:

R = jari-jari dalam tangki (in) P = tekanan desain (Psi)

Tekanan hidrostatis PHs = 14,7 + 144 1) (Hs ρ − = 14,7 + 144 1) (15,926 1002,81 − = 118,644 Psi Faktor kemanan = 20%

Tekanan desain; Pd = 1,2 x PHs = 1,2 x 118,644 Psi = 142,372 Psi Tebal shell, t = 15(0,0125) ) 372 , 142 ( 6 , 0 ) 9 , 0 ( 18750 ) 2 / 166 , 382 ( 372 , 142 + − x = 0,808 in digunakan tebal standart 7/8 in d. Tebal tutup

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 7/8 in

Tenaga Pengaduk

(38)

L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 9,554 ft = 2,388 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 31,849 ft = 7,962 ft P = gc.550 ρm Da n . Kt 3 5

gc : konstanta gravitasi = 32,2 lbm.ft/lbf.det

550 2 , 32 81 , 1002 554 , 9 5833 , 0 3 , 6 3 5 x x x x 2 P = = 2,713 Hp 10. Bak Perendaman II (F-150) Fungsi : Untuk

Laju alir umpan = 2400 kg/jam Densitas kernel = 0,6 ton/m3

Laju alir umpan NaHCO3 = 7200 kg/m3

Densitas NaHCO3 = 2.159 kg/m

Volume yang dibutuhkan kernel =

3 Faktor keamanan = 20% 3 ton/m 0,6 ton 2,4 = 4 m3

(39)

Volume yang dibutuhkan NaHCO3 ₃ kg/m 2.159 kg 7.200 = = 3,335 m3

Volume total yang dibutuhkan = 4 + 3,335 = 7,335 m3 Jumlah total yang dibutuhkan = 1,2 x 7,335 m3 = 8,802 m3 Jumlah bak = 1 buah

Tinggi bak (t) = t Panjang bak (P) = 5/2 t Lebar bak (l) = 3/2 t Bahan konstruksi = Beton Perhitungan: Volume bak = P x L x T 8,802 m3 = 5/2 t x 3/2 t x t t = 1,329 m Maka diperoleh : Tinggi bak = 1,329 m Panjang bak = 5/2 t = 5/2 x 1,329 m = 3,323 m Lebar bak = 3/2 t = 3/2 x 1,329 m = 1,994 m 11. Bak Pencuci (F-160)

Fungsi : Untuk mencuci kedelai dari bak perendaman II. Laju alir umpan : 2.400 kg/jam

Densitas : 0,6 ton/m3. Bahan konstruksi : Beton. Faktor keamanan : 20%

(40)

Volume yang dibutuhkan = ₃ / 6 , 0 4 , 2 m ton ton = 4 m3

Volume total yang dibutuhkan = 1.2 x 4 m3 = 4,8 m3 Jumlah bak = 1 buah

Tinggi bak (t) = t Panjang bak (p) = 5/2 t Lebar bak (l) = 3/2 t Perhitungan: Volume bak : p x l x t 4,8 m3 = 5/2 t x 3/2 t x t 4,8 m3 = 15/4 t3 t = 1,086 m Maka diperoleh : Tinggi bak = 1,086 m Panjang bak = 5/2 t = 5/2 x 1,086 m = 2,715 m Lebar bak = 3/2 t = 3/2 x 1,086 m = 1,629 m 12.Tangki rebus (Q-170)

Fungsi : Untuk merebus kacang kedelai yang sudah dicuci. Bentuk : Selinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal. Jumlah = 1 buah

Laju alir umpan = 2.400 kg/jam. Densitas kedelai = 0,6 ton/m3. Laju alir air panas = 2.400 kg/jam

(41)

Densitas campuran (ρ camp) = (ρ kedelai x %) + (ρ air x %) = (600 x 0.5) + (997 x 0,5) = 798,5 kg/m3 3 3 4m ton/m 0,6 kg 2400 = .

Volume yang dibutuhkan kacang kedelai =

Volume yang dibutuhkan air proses = ₃ 2,407m3 kg/m 997 kg 2400 = Volume total = (4 + 2,407) m3 = 6,407 m3 Faktor kelonggaran = 20 %

Volume yang dibutuhkan = 1,2 x 6,407 m3 = 7,688 m

Diameter Dt dan tinggi tangki Ht

3

(42)

Tebal shell T = n.c 0,6P S.E P.R ₊ − ……….(Timmerhaus,2004) Dimana:

Tekanan desain; Pd = 1,2 x PHs = 1,2 x 19,51 Psi = 23,41 Psi Tebal shell, t = 15(0,0125) ) 41 , 23 ( 6 , 0 ) 9 , 0 ( 18750 ) 2 / 74 , 120 ( 41 , 23 + − x = 0,27 in

(43)

Tebal tutup

Tebal tutup sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan sama = 5/16 in

13. Ketel adukan (Q-200)

Fungsi : Untuk menghancurkan kernel sehingga mudah utnuk dipress. Bahan konstruksi : Stainless steel

Bentuk : Selinder tegak

Volume ketel adukan = 21,64 m3

Waktu tinggal dalam ketel adukan = 25 menit. Material balanceketel adukan = 67%

Isian ketel adukan minimal ¾ bagaian.

Kapasitas ketel/jam = ¾ x 21,6 ton x 67/100 x 60/25 = 26,05 ton

Daya pada skala laboratorium = 22,26 Hp ………(Perry, 1984) Daya Penghancur (P) = (0,7 (l-1)) x vt x (0,5 D) x P

Dipilih kapasitas 26 ton/jam (Perry, 1984), sehingga diperoleh : Diameter = 2 ft Panjang = 3 ft P = (0,7 (2-1)) x 21,6 x (0,5 x 3) x 22,26 = 752,94 kW = 752,94 kW x 1,341020 = 1009,707 Hp 14. Agitator (M-220)

(44)

Fungsi : Untuk menghomogenkan susu kedelai dengan gula dan susu skim. Bahan konstruksi : Baja karbon SA-283 grade C.

Bentuk : Selinder tegak dengan bewntuk alas dan tutup ellipsoidal. Jumlah : 4 unit

Laju alir umpan yang masuk = 24.494 kg/m3

Densitas campuran = (ρ kedelai x %) + (ρ gula x %) + (ρ susu skim x %) = (600 x 0,79) + (1540 x 0,08) + (2532 x 0,13) = 474 + 123,2 + 329,16 = 926,36 kg/m3 = 57,832 lb/ft ρ m 3

Laju alir volumetrik = = ₃ kg/m 926,36 kg 24.494 = 3 3 m 6,61 4 m 26,441 = /jam = 233,428 ft3 4 π /jam. Perhitungan:

Diameter Dt dan tinggi tangki Ht

Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : 2 - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 Volume selinder : Vs = D2 4 π .Hs = D2 D 2 1 . = 0,3925 D 3 π 3 Vh = R2 3 π .Hh = R2 D 4 1 . = 0,1308 D3 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,3925 D3 + 0,1308 D3 = 0,5233 D 3 1 0,5233 Vt       3 D = = 3 1 5233 , 0 61 , 6       = 2,329 m = 7,641 ft

(45)

- Tinggi selinder Hs = 0,5 D = 0,5 x 2,329 m = 1,165 m = 3,282 ft - Tinggi head Hh = ¼ D = ¼ x 2,329 m = 0,582 m = 1,909 ft

Tebal shell T = n.c 0,6P S.E P.R + − ……….(Timmerhaus,2004) Dimana:

(46)

Tebal shell, t = 15(0,0125) ) 73 , 18 ( 6 , 0 ) 9 , 0 ( 18750 ) 2 / 693 , 91 ( 73 , 18 + − x = 0,238 in digunakan tebal standart1/4 in

Tebal tutup

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = ¼ in.

Tenaga Pengaduk

Jenis pengaduk yang digunakan adalah propeller

L : Panjang daun pengaduk = ¼ Da = ¼ x 2,292 ft = 0,573 ft E : Jarak daun dari dasar tangki = ¼ x Dt = ¼ x 7,641 ft = 1,910 ft

P = gc.550 ρm Da n . Kt 3 5

(47)

P = 550 2 , 32 832 , 57 292 , 2 5833 , 0 3 , 6 3 5 x x x x = 0,258 Hp Effisiensi motor = 75 % Daya aktual, P = 0,344Hp 0,75 0,258 = 15. Pompa NaHCO3

Fungsi : untuk memompakan NaHCO3 kebak perendaman II .

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 300C Densitas NaHCO3 (ρ) = 2159 kg/m3 = 134,786 lbm/ft3 ρ F …………..(Perry, 1997) Viskositas (µ) = 1,325 cP = 3,205 lbm/ft.jam………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 36 kg/jam = 0,02 lbm/det

Laju alir volume (Q) = = ₃

lbm/ft 134,786

lbm/det 0,02

= 0,0001 ft3/det

Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,001)0,45 x (134,786)0,13

- Ukuran pipa nominal = 1/8 in

= 0,118 in Digunakan pipa dengan spesifikasi:

- Schedul pipa = 40

- Diameter dalam (ID) = 0,269 in = 0,022 ft - Diameter luar (OD) = 0,485 in = 0,039 ft

(48)

- Luas penampang (a1) = 0,0004 ft

- Bahan konstruksi = comercial steel

2

Kecepatan linier, v = 0,25ft/det ft 0,0004 /det ft 0,0001 a Q 2 3 1 = = Bilangan Reynold, NRE µ ρ Dv = = lbm/ft.jam 3,205 det/jam) ft)(3600 022 ft/det)(0, )(0,25 lbm/ft (62,16 3 NRE = 1.937

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 0,269 in diperoleh ε/D = 0,0018

Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe = 1.937 dan ε/D = 0,0018 diperoleh f

= 0,025 Instalasi pipa:

- Panjang pipa lurus L1 = 10 ft

-1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) L2 = 1 x 13 x 0,022 ft = 0,286 ft

- 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,022 ft = 1,32 ft

- 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust,1980)

L4 = 7,5 ft

- 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5

Panjang pipa total (∑L) = 10 + 0,286 + 1,32 + 7,5 + 9 = 28,106 ft = 9 ft

(49)

Faktor gesekan, F = 0,022) 2(32,174)( (28,106) 25) (0,025)(0, 2gcD ΣL fv2 2 = = 0,01 lbf/lbm Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft Static head, ∆z. gc g = 15 ft.lbf/lbm Velocity head, 2gc Δv2 = 0 Pressure head, ρ ΔP = 0 Ws gc g = ∆z. + 2gc Δv2 + ρ ΔP + F = 15 + 0 + 0 + 0,01 = 15,01 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = 550 Ws.Q.ρ = 550 ) 786 , 134 )( 0001 , 0 )( 01 , 15 ( = 0,0004 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka:

Tenaga pompa yang dibutuhkan = 0,0005Hp 0,8

0,0004 =

16. Pompa CaCl2

Fungsi : Memompakan larutan CaCl2 ke agitator II.

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 buah

(50)

Kondisi operasi: -Temperatur : 300C -Densitas CaCl2 (ρ) = 1.037 kg/m3 = 64,739lbm/ft3 ρ F …………..(Perry, 1997) -Viskositas (µ) = 1,161 cP = 2,809 lbm/ft.jam………(Kirk Othmer, 1967) -Laju alir massa (F) = 871 kg/jam = 0,534 lbm/det

Laju alir volume (Q) = = ₃

lbm/ft 64,739

lbm/det 0,534

= 0,008 ft3/det

Diameter optimum, De = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13…………(Timmerhaus, 1980) = 3,9 x (0,008)0,45 x (64,739)0,13

- Ukuran pipa nominal = 3/4 in

= 0,764 in Digunakan pipa dengan spesifikasi:

- Schedul pipa = 40

- Diameter dalam (ID) = 0,824 in = 0,068 ft - Diameter luar (OD) = 1,05 in = 0,088 ft - Luas penampang (a1) = 0,006 ft

- Bahan konstruksi = comercial steel

2

Kecepatan linier, v = 1,333ft/det ft 0,006 /det ft 0,008 a Q 2 3 1 = = Bilangan Reynold, NRE µ ρ Dv = = lbm/ft.jam 2,809 det/jam) ft)(3600 068 ft/det)(0, )(1,333 lbm/ft (64,739 3 NRE = 7.520,657

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 0,824 in diperoleh ε/D = 0,0018

(51)

Dari Appendix C-3, Foust, 1980, untuk NRe

- Panjang pipa lurus L

= 7.520,657 dan ε/D = 0,0018 diperoleh f = 0,038

Instalasi pipa:

1

- 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) = 30 ft

L2 = 1 x 13 x 0,068 ft = 0,884 ft

- 2 buah standart elbow 900 (L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980) L3 = 2 x 30 x 0,068 ft = 4,08 ft

- 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980)

L4 = 7,5 ft

- 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) L5 0,068) 2(32,174)( (51,464) 333) (0,534)(1, 2gcD ΣL fv2 ₌ 2 = 9 ft

Panjang pipa total (∑L) = 30 + 0,884 + 4,08 + 7,5 + 9 = 51,464 ft Faktor gesekan, F = = 11,159 lbf/lbm Tinggi pemompaan, ∆z = 15 ft Static head, ∆z. gc g = 15 ft.lbf/lbm Velocity head, 2gc Δv2 = 0 Pressure head, ρ ΔP = 0

(52)

Ws gc g = ∆z. + 2gc Δv2 + ρ ΔP + F = 15 + 0 + 0 + 11,159 = 26,159 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = 550 Ws.Q.ρ = 550 ) 739 , 64 )( 008 , 0 )( 159 , 26 ( = 0,025 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka:

0,025 =

Digunakan daya pompa yang dibutuhkan 0,03 Hp.

17. Fermentor (F-200)

Fungsi : Untuk menginokulasi susu kedelai dengan bakteri fermentasi.

Bahan konstruksi : Baja karbon SA-283 grade C.

Bentuk : Selinder tegak dengan bewntuk alas dan tutup ellipsoidal. Jumlah : 4 unit

Laju alir umpan yang masuk = 24.886 kg/m3

Densitas campuran = (ρ susu kedelai x %) + (ρ gum arab x %) = (1014,3 x 0,98) + (1490 x 0,02) = 1014,3 + 29,8 = 1044,1 kg/m3 = 65,183 lb/ft ρ m 3

Laju alir volumetrik = = ₃

kg/m 1044,1 kg 24.886 = 3 3 m 7,945 4 m 23,835 ₌ /jam = 280,428 ft3/jam. Perhitungan:

(53)

Tebal shell T = n.c 0,6P S.E P.R + − ……….(Timmerhaus,2004) Dimana:

T = tebal shell (in) R = jari-jari dalam tangki (in) P = tekanan desain (Psi)

(54)

S = allowable stress = 18750 Psi E = Joint effesiensi = 0,9

Tekanan desain; Pd = 1,2 x PHs = 1,2 x 16,086 Psi = 19,303 Psi Tebal shell, t = 15(0,0125) ) 303 , 19 ( 6 , 0 ) 9 , 0 ( 18750 ) 2 / 480 , 97 ( 303 , 19 + − x = 0,198 in digunakan tebal standart 1/4 in

18. Inkubator (F-300)

Fungsi : Untuk mendinginkan hasil yoghurt pada temperatur 270C sebelum dikemas pada ruang pengemasan.

Bahan konstruksi : Baja karbon SA-283 grade C.

Bentuk : Selinder tegak dengan bewntuk alas dan tutup ellipsoidal. Jumlah : 3 unit

Laju alir umpan yang masuk = 25.769 kg/jam Densitas campuran = 1044,1 kg/m3 = 65,183 lb/ft Laju alir volumetrik =

3 m = 25.769kg = 3 3 m 264 , 8 m 24,792 ₌ /jam

(55)

= 291,687 ft3

4 π

/jam.

Perhitungan:

Direncankan : - tinggi selinder : diameter (Hs : D) = 1 : 2 - tinggi head : diameter (Hh : D) = 1 : 4 Volume selinder : Vs = D2 4 π .Hs = D2 D 2 1 . = 0,3925 D 3 π 3 Vh = R2 3 π .Hh = R2 D 4 1 . = 0,1308 D3 Volume tangki Vt = Vs + Vh = 0,3925 D3 + 0,1308 D3 = 0,5233 D 3 1 0,5233 Vt       3 D = = 3 1 5233 , 0 916 , 9       = 2,666 m = 8,744 ft

Tebal shell T = n.c 0,6P S.E P.R + − ……….(Timmerhaus,2004) Dimana:

(56)

S = allowable stress = 18750 Psi E = Joint effesiensi = 0,9

Tekanan hidrostatis PHs = 14,7 + 144 1) (Hs ρ − = 14,7 + 144 1) (4,373 65,183 − = 16,227 Psi Faktor keamanan = 20%

Tekanan desain; Pd = 1,2 x PHs = 1,2 x 16,227 Psi = 19,472 Psi Tebal shell, t = 15(0,0125) ) 472 , 19 ( 6 , 0 ) 9 , 0 ( 18750 ) 2 / 96 , 104 ( 472 , 19 ₊ − x = 0,245 in digunakan tebal standart 1/4 in

19. Gudang Pengemasan

Fungsi : Mengemas yoghurt yang telah diperoleh. Bentuk : Prisma tegak segi empat

Bahan : Dinding beton dan atap seng Jumlah : 1 unit

(57)

- Tekanan : 1 atm

Laju alir massa = 25.769 kg/jam = 25,769 ton/jam Densitas susu kedelai (ρ) = 1044,1 kg/m3

Waktu operasi (θ) = 5 hari = 120 jam Faktor kelonggaran (fk) = 15% Perhitungan : Volume = P x L x 4 = 8 L       + 1 1 x fk ρ 2 Volume = m x θ x 8L2 _      + 3 kg/m 1044,1 0,15 1 = 25.769 kg/jam x 120 jam x 8L2 = 3.405,9 m3 L = 7,522 m Maka diproleh : Tinggi gudang = 4 m Lebar gudang = L = 7,522 m Panjang gudang = 2 x L = 2 x 7,522 m = 15,044 m 21. Gudang Penyimpanan (F-302)

(58)

Bentuk : Prisma tegak segi empat Bahan : Dinding beton dan atap seng Jumlah : 1 unit

- Temperatur : 300C - Tekanan : 1 atm

Laju alir massa = 25.769 kg/jam = 25,769 ton/jam Densitas susu kedelai (ρ) = 1044,1 kg/m3

Waktu operasi (θ) = 5 hari = 120 jam Faktor kelonggaran (fk) = 15% Perhitungan : Volume = P x L x 4 = 8 L       + 1 1 x fk ρ 2 Volume = m x θ x 8L2 _      + 3 kg/m 1044,1 0,15 1 = 25.769 kg/jam x 120 jam x 8L2 = 3.405,9 m3 L = 7,522 m Maka diproleh : Tinggi gudang = 4 m

(59)

Lebar gudang = L = 7,522 m

(60)

LAMPIRAN D

SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS

1. Pompa Air Sumur Bor (L-411)

Fungsi : untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan. Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi: -Temperatur : 300 Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m C 3 = 62,16 lbm/ft3

Viskositas (µ) = 0,8007 cP = 1,937 lbm/ft.jam………(Kirk Othmer, 1967) …………..(Perry, 1997)

-Laju alir massa (F) = 37.131,788 kg/jam = 22,739 lbm/det Laju alir volume (Q) =

ρ F = ₃ lbm/ft 62,16 lbm/det 22,739 = 0,366 ft3 Diameter optimum, De = 3,9 x Q /det 0,45_{x ρ}0,13 = 3,9 x (0,366) …………(Timmerhaus, 1980) 0,45 x (62,16)0,13 Digunakan pipa dengan spesifikasi:

= 4,244 in

- Ukuran pipa nominal = 5 in - Schedul pipa = 40

- Bahan konstruksi = comercial steel

(61)

Kecepatan linier, v = 2,633ft/det ft 0,139 /det ft 0,366 a Q 2 3 1 = = Bilangan Reynold, NRE µ ρ Dv = = lbm/ft.jam 1,937 det/jam) ft)(3600 419 ft/det)(0, )(2,633 lbm/ft (62,16 3 NRE

Dari Appendix C-1, Foust, 1980, untuk bahan pipa comercial steel dan diameter pipa 5,047 in diperoleh ε/D = 0,0013

= 127.452,620

Instalasi pipa:

- Panjang pipa lurus L1

- 1 buah gate fully open (L/D = 13, Appendix C-2a, Foust, 1980) = 150 ft

L2

- 2 buah standart elbow 90

= 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft

0

L

(L/D = 30, Appendix C-2a, Foust,1980)

3

- 1 buah inward protecting pipe intrance (k = 0,78, Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980)

= 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft

L4

- 1 buah protecting pipe exit (k = 1 Appendix C-2c dan C-2d, Foust, 1980) = 7,5 ft

L5

Panjang pipa total (∑L) = 150 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 197,087 ft = 9 ft

(62)

Faktor gesekan, F = 0,419) 2(32,174)( (197,087) 633) (0,045)(2, 2gcD ΣL fv2 ₌ 2 = 2,280 lbf/lbm Tinggi pemompaan, ∆z = 30 ft Static head, ∆z. gc g = 30 ft.lbf/lbm Velocity head, 2gc Δv2 = 0 Pressure head, ρ ΔP = 0 Ws gc g = ∆z. + 2gc Δv2 + ρ ΔP + F = 30 + 0 + 0 + 2,280 = 32,28 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = 550 Ws.Q.ρ = 550 ) 16 , 62 )( 366 , 0 )( 28 , 32 ( = 1,335 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka:

1,335 =

2. Bak Pengendapan (H-410)

Fungsi: tempat penampungan sementara air sumur bor Laju alir (F) = 37.131,788 kg/jam

Kapasitas untuk kebutuhan (θ) = 1 hari Faktor kemanan = 20%

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m Tinggi bak = t

(63)

Jumlah bak (n) = 1 Misalkan: Panjang bak = 10t Lebar bak = 6t Volume bak (Vb) = p x l x t = 10t x 6t x t = 60t Volume bak (Vb) = 3 n x ρ 1) (fk x θ x F + = 1 x kg/m 995,68 1,2 x 24jam/hari x hari 1 x kg/jam 37.131,788 3 = 1074,035 m Volume bak (Vb) = 60t 3 Tinggi bak (t) = 3 m 616 , 2 60 1074 60 Vb 1/3 1/3 =       =       Panjang bak (p) = 10 x t = 10 x 2,616 m = 26,16 m Lebar bak (l) = 6 x t = 6 x 2,616 m = 15,696 m 3. Clarifier (H-420)

Fungsi: memisahkan endapan (flokk-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu.

Bahan konstruksi: carbon steel SA-53, Grade B Laju alir air (F1

Laju alir Al ) = 37.131,788 kg/jam 2(SO4)3 (F2 Laju alir Na ) = 1,856 kg/jam 2CO3 (F3

Laju alir total (F) = F

) = 1,003 kg/jam

(64)

Densitas Al2(SO4)3

Densitas Na

= 2,71 gr/ml……….………(Perry,1997)

2CO3

Densitas air = 0,99568 gr/ml……….…………(Perry, 1997) = 2,533 gr/ml……….………(Perry,1997)

Reaksi koagulasi:

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

Perhitungan:

3

Menurut hukum Stokes:

Kecepatan terminal pengendapan:

Us = µ ρ ρ 18 ) ( p− gDp2 ……….(Ulrich, 1984)

Dimana: Us = Kecepatan terminal pengendapan, cm/det ρs = Densitas partikel campuran pada 300

ρ = Densitas larutan pada 30

C

0

Dp = Diameter partikel = 0,002 cm ………….…………..(Perry, 1997) C

g = Percepatan gravitasi = 980 gr/cm.det µ = Viskositas larutan pada 300

Densitas larutan, C = 0,0345 gr/cm.det ρ = 2533 003 , 1 2710 856 , 1 68 , 995 788 , 131 . 37 647 , 134 . 37 + + = 995,716 kg/m3 = 0,996 gr/cm3 = 62,123 lb/ft Densitas partikel : 3 ρs 2533 003 , 1 2710 856 , 1 003 , 1 856 , 1 + + = = 2.042,143 kg/m3 = 2,042 gr/cm3

(65)

Sehingga: Us = 621 , 0 004 , 0 0345 , 0 18 ) 002 , 0 ( 980 ) 9995 , 0 042 , 2 ( − 2 ₌ x x = 0,006 cm/det

Laju alir volumetrik, Q = Ukuran Clarifier 3 kg/m 995,596 det 1jam/3600 x kg/jam 37.131,788 ρ F = Q = 0,001 m3 Sehingga : D = /det       −4 10 . 4 Q D = 1/2 2 / 1 4 10 . 4 01 , 0       − = 2 m = 6,5616 ft Tinggi clarifier : Ht = 2 3 D = 2 3 (2) = 3 m = 9,842 ft t = Waktu pengendapan: Us Ht = cm/det 0,0087 cm/1m 100 x m 3

= 34.482,759 detik x 1jam/3600 detik = 9,578 jam

Direncanakan digunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, grade B dari Brownell & Young, Item I, Appendix D, 1979, diperoleh data:

- Allowble working stress (S) = 12750 Psi - Effesiensi sambungan (E) = 0,8

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatis, Ph = 144 123 , 62 ) 1 842 , 9 ( − = 3,814 psi - Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 3,814) = 20,554 psi

(66)

Tebal dinding clarifier: t = CA 1,2P -SE 2 PD + = psi) (20,554 1,2 psi)(0,8) (12.750 2 t) ft)(12in/f psi)(3,025 (20,554 − + 0,125 = 0,204 in

Dari tabel 5.4 Brownell & Young 1979, dipilih tebal tangki 3/16 in

P = 0,006 D Daya clarifier

2

Dimana:

………(Ulrich, 1984)

P = daya yang dibutuhkan, kW Sehingga,

P = 0,006 x (6,561)2

Daya motor yang dipilih 0,5 Hp = 0,258 Hp

4. Tangki pelarut Alum (M-421)

Fungsi: Membuat larutan alum (Al2(SO4)

Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

3

Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304 Kondisi pelarutan: - Temperatur : 300

- Tekanan : 1 atm C (Al2(SO4)3 (Al yang digunakan 30 ppm 2(SO4)3

Laju alir (Al

yang digunakan berupa larutan 30% (% berat)

2(SO4)3

Densitas (Al

= 1,856 kg/jam

2(SO4)3 30% = 1.363 kg/jam = 85,093 lbm/ft3……..……(Perry,

(67)

Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Volume larutan, V Ukuran tangki: 1 ₃ kg/m 1.363 x 0,3 hari 30 x jam/hari 24 x kg/jam 1,856 = = 3,268 m Volume tangki (Vt) = 1,2 x 3,286 m 3 3 = 3,922 m

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3

3 V = 4 1 πD2 3,922 m H 3 4 1 = πD2 2 3 D 3,922 m3 8 3 = πD D = 3,327 m 3 Maka: D = 3,327 m = 10,915 ft H = 4,991 m = 16,374 ft Tinggi Al2(SO4)3 2 3 ) 327 , 3 ( 4 1 268 , 3 m m π dalam tangki = = 0,376 m = 1,234 ft

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Tebal dinding tangki

Dari Brrownell & Young, Item 4, Appendix D, diperoleh data: - Allowble working stress (S) = 18.750 psi

- Effesiensi sambungan (E) = 0,8

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, ph = 144 093 , 85 ) 1 234 , 1 ( − = 0,138 psi

(68)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 0,138) psi = 17,806 psi Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD ₊ t = psi) 1,2(17,806 psi)(0,8) 2(18750 in/ft) ft)(12 5 psi)(10,91 (17,806 − + 0,125 in t = 0,202 in

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 3/16 in.

Dt/Di = 3, Baffel = 4 ……….…………..….(Brown, 1978) Daya pengaduk: Dt = 10,915 ft Di = 3,638 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al2(SO4)3 30% = 6,27 x 10-4 Bilangan reynold, lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) NRE µ ρ 2 D N = = ₄ 2 10 . 27 , 6 ) 638 , 3 )( 1 )( 093 , 85 ( − = 1.796.187,558 Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1983)untuk Nre

Sehingga: P = = 1.796.187,558 diperoleh Npo = 0,4 gc ρ Di NpoN3 5 ……….………(Geankoplis, 1983) P = (0,4)(1) (3,638) (85,093) 5 3 = 3,849

(69)

Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =

8 , 0 849 , 3 = 4,81 Hp

5. Tangki Pelarut Soda Abu (M-422)

Fungsi: membuat larutan sada abu (Na2CO3

Bentuk: selinder tegak dengan alas dan tutup datar )

Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304 Data:

Kondisi pelarutan: - Temperatur = 300 - Tekanan = 1 atm C - Na2CO3 - Na yang digunakan = 27 ppm 2CO3

- Laju alir massa Na

yang digunakan berupa larutan 30% (% berat)

2CO3

- Densitas Na

= 1,003 kg/jam.

2CO3 30% = 1.327 kg/m3 = 82,845 lbm/ft3

- Kebutuhan perancangan = 30 hari

. - Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Volume larutan, V Ukuran tangki: 1 ₃ kg/m 1.327 x 0,3 hari 30 x jam/hari 24 x kg/jam 1,003 = = 1,814 m Volume tangki (Vt) = 1,2 x 1,814 m 3 3 = 2,177 m

3 V = 4 1 πD2 H

(70)

2,177 m3 4 1 = πD2 2 3 D 2,177 m3 8 3 = πD D = 1,847 m 3 Maka: D = 1,847 m = 6,059 ft H = 2,771 m = 9,091 ft Tinggi Na2CO3 2 3 m) (1,847 π 4 1 m 1,814 dalam tangki = = 0,677 m = 2,221 ft

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, ph = 144 093 , 85 ) 1 221 , 2 ( − = 0,751 psi - Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 0,751) psi = 18,541 psi Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = psi) 1,2(18,541 psi)(0,8) 2(18750 in/ft) ft)(12 psi)(6,059 (18,541 − + 0,125 in = 0,17

(71)

Dt/Di = 3, Baffel = 4 ……….…………..….(Brown, 1978) Dt = 6,059 ft Di = 2,019 ft Kecepatan pengadukan, N = 1 rps Viskositas Al2(SO4)3 30% = 3,69 x 10-4 Bilangan reynold, lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) NRE μ D N ρ 2 = ………(Geankoplis, 1983) = ₄ 2 10 . 69 , 3 ) 019 , 2 )( 1 )( 845 , 82 ( − = 915.192,756 Dari gambar 3.4-4,Geankoplis,1983, untuk Nre

Sehingga: P = = 915.192,756 diperoleh Npo = 0,325 gc ρ Di NpoN3 5 ……….………(Geankoplis, 1983) P = 174 , 32 ) 845 , 82 ( ) 09 , 2 ( (0,325)(1)3 5 = 28,075

Efesiensi penggerak motor = 80% Daya penggerak motor =

8 , 0 043 , 0 = 35,094 Hp

6. Pompa Bak Pengendapan (L-421)

Fungsi : untuk memompakan air sumur bor ke bak pengendapan. Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : comercial steel Kondisi operasi:

(72)

-Temperatur : 300

Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m C

3

= 62,16 lbm/ft3

= 4,244 in

2

Kecepatan linier, v = 2,633ft/det ft 0,139 /det ft 0,366 a Q 2 3 1 = = Bilangan Reynold, NRE µ ρ Dv = = lbm/ft.jam 1,937 det/jam) ft)(3600 419 ft/det)(0, )(2,633 lbm/ft (62,16 3 NRE

(73)

Instalasi pipa:

L2

= 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft

0

L

3

= 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft

L4

L5

Panjang pipa total (∑L) = 25 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 72,087 ft = 9 ft Faktor gesekan, F = 0,419) 2(32,174)( (72,087) 447) (0,045)(5, 2gcD ΣL fv2 2 = = 0,834 lbf/lbm Tinggi pemompaan, ∆z = 10 ft Static head, ∆z. gc g = 30 ft.lbf/lbm Velocity head, 2gc Δv2 = 0 Pressure head, ρ ΔP = 0

(74)

Ws gc g = ∆z. + 2gc Δv2 + ρ ΔP + F = 10 + 0 + 0 + 0,834 = 10,834 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = 550 Ws.Q.ρ = 550 ) 16 , 62 )( 366 , 0 )( 834 , 10 ( = 0,448 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka:

0,448 =

7. Sand Filter (H-430)

Fungsi : untuk menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier.

Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B

Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 300 - Tekanan : 1 atm C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3

Laju alir massa (F) = 37.131,788 kg/jam = 22,739 lbm/det

…………..(Perry, 1997)

Sand filter dirancang untuk penampungan ¼ jam operasi Perhitungan:

Volume air, Va = Ukuran Sand Filter

3 kg/m 995,68 0,25jam x kg/jam 37.131,788 = 9,323 m3

(75)

Volume tangki Vt = 1,2 x 9,323 m3 = 11,287 m

3 V = 4 1 πD2 11,187 m H 3 4 1 = πD2 11,187 m (2D) 3 2 1 = πD D = 1,923 m 3 Maka: D = 1,923 m = 6,308 ft H = 3,847 m = 12,621 ft

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = psi) 1,2(17,64 psi)(0,8) 2(18750 in/ft) ft)(12 psi)(6,308 (17,64 − + 0,125 in = 0,139

(76)

8. Pompa clarifier (L-431)

Fungsi : untuk memompakan air clarifier ke sand filter. Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 buah

= 4,244 in

2

Kecepatan linier, v = Q 0,366ft /det 2,633ft/det 3

= =

(77)

Bilangan Reynold, NRE µ ρ Dv = = lbm/ft.jam 1,937 det/jam) ft)(3600 419 ft/det)(0, )(2,633 lbm/ft (62,16 3 NRE

= 127.452,620

Instalasi pipa:

L2

= 1 x 13 x 0,419 ft = 5,447 ft

0

L

3

= 2 x 30 x 0,419 ft = 25,14 ft

L4

L5

Panjang pipa total (∑L) = 25 + 5,447 + 25,14 + 7,5 + 9 = 72,087 ft = 9 ft Faktor gesekan, F = 0,419) 2(32,174)( (72,087) 447) (0,045)(5, 2gcD ΣL fv2 ₌ 2 = 0,834 lbf/lbm

(78)

Tinggi pemompaan, ∆z = 10 ft Static head, ∆z. gc g = 30 ft.lbf/lbm Velocity head, 2gc Δv2 = 0 Pressure head, ρ ΔP = 0 Ws gc g = ∆z. + 2gc Δv2 + ρ ΔP + F = 10 + 0 + 0 + 0,834 = 10,834 ft.lbf/lbm Tenaga pompa, P = 550 Ws.Q.ρ = 550 ) 16 , 62 )( 366 , 0 )( 834 , 10 ( = 0,448 Hp Untuk efesiensi pompa 80%, maka:

0,448 =

9. Menara Air (F-440)

Fungsi : untuk mendistribusikan air untuk berbagai kebutuhan. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan konstruksi : carbon steel SA-53, Grade B Data: Kondisi penyimpanan: -Temperatur : 300 - Tekanan : 1 atm C Densitas air (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,16 lbm/ft3

Laju alir massa (F) = 37.131,788 kg/jam = 22,739 lbm/det

(79)

Kebutuhan perancangan = 6 jam Perhitungan:

Volume air, Va = Ukuran Menara Air

3 kg/m 995,68 jam 6 x kg/jam 37.131,788 = 223,752 m Volume tangki Vt = 1,2 x 223,752 m 3 3 = 268,502 m

3 V = 4 1 πD2 268,502 m H 3 4 1 = πD2 268,502 m (6/5D) 3 = (3/10) πD D = 6,579 m 3 Maka: D = 6,579 m = 21,584 ft H = 7,894 m = 25,898 ft

Tinggi air dalam tangki =

2 3 m) (6,579 π 4 1 m 223,752 = 6,580 m

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi carbon steel SA-53, Grade B. Tebal dinding tangki

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus, 1980) - Tekanan hidrostatik, po = 1 atm = 14,7 psi

(80)

- Tekanan desain, P = 1,2 x 14,7 psi = 17,64 psi Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD ₊ t = psi) 1,2(17,64 psi)(0,8) 2(18750 in/ft) ft)(12 4 psi)(21,58 (17,64 − + 0,125 in = 0,188 in

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki ¼ in.

10. Pompa Sand Filter (L-441)

Fungsi : untuk memompakan air dari sand filter ke menara air. Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 buah

= 4,244 in