• Tidak ada hasil yang ditemukan

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA"

Copied!
77
0
0

Teks penuh

(1)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Basis perhitungan : 1 jam operasi Kapasitas olahan : 600 ton/hari

: 600.000 kg/hari x 1 hari/24 jam : 25.000 kg/jam

Satuan perhitungan : kg/jam

Dalam perhitungan neraca massa ini digunakan neraca unsur dari unsur-unsur penyusun senyawa. Komposisi sampah organik adalah sebagai berikut.

Tabel LA.1 Komposisi Sampah Organik

Bahan Organik % Sampah dedaunan 32 Makanan 16,2 Kertas 17,5 Kayu 4,5 Air 29,8

(Sumber : Dinas kebersihan kota medan, 2005)

Tabel LA.2 Komposisi Sampah berdasarkan Unsur Komponen

Sampah

Persentase Massa (berat kering)

Carbon Hidrogen Oksigen Nitrogen Sulfur Abu

Dedaunan 47,80 6,00 38,00 3,40 0,30 4,50

Makanan 48,00 6,40 37,60 2,60 0,10 5,30

Kertas 43,50 6,00 44,00 0,30 0,20 6,00

Kayu 49,50 6,00 42,70 0,20 0,10 1,50

(2)

Fungsi : Bahan baku yang akan diolah dikecilkan ukurannya hingga menjadi bubur. Tresher 1 2 Dedaunan 32% Makanan 16,2% Kertas 17,5% Kayu 4,5% Dedaunan 32% Makanan 16,2% Kertas 17,5% Kayu 4,5% Asumsi :

- Olahan berupa bahan organik yaitu dedaunan, makanan, kertas, kayu - Sisa merupakan bahan anorganik yang tidak ikut diolah. Sampah

anorganik antara lain : plastik, kaca, logam, karet, dan lain-lain.

F1dedaunan = 0,320 x 25.000 kg/jam = 8000 kg/jam

F1makanan = 0,162 x 25.000 kg/jam = 4050 kg/jam

F1kertas = 0,175 x 25.000 kg/jam = 4375 kg/jam

F1kayu = 0,045 x 25.000 kg/jam = 1125 kg/jam

F1air = 0,298 x 25.000 kg/jam = 7450 kg/jam

Bahan masuk = Bahan Keluar

Alur 1 F1 = F2 - Untuk dedaunan C : F1C = 0,478 x F1dedaunan = 0,478 x 8000 kg/jam = 3824 kg/jam H : F1H = 0,06 x 8000 kg/jam = 480 kg/jam O : F1O = 0,38 x 8000 kg/jam = 3040 kg/jam N : F1N = 0,034 x 8000 kg/jam = 272 kg/jam S : F1S = 0,003 x 8000 kg/jam = 24 kg/jam

Abu : F1abu = 0,045 x 8000 kg/jam = 360 kg/jam

- Untuk makanan

(3)

= 0,48 x 4050 kg/jam = 1944 kg/jam H : F1H = 0,064 x 4050 kg/jam = 259,2 kg/jam

O : F1O = 0,376 x 4050 kg/jam = 1522,8 kg/jam

N : F1N = 0,026 x 4050 kg/jam = 105,3 kg/jam

S : F1S = 0,001 x 4050 kg/jam = 4,05 kg/jam

Abu : F1abu = 0,053 x 4050 kg/jam = 214,65 kg/jam

- Untuk kertas C : F1C = 0,435 x F1kertas = 0,435 x 4375 kg/jam = 1903,125 kg/jam H : F1H = 0,06 x 4375kg/jam = 262,5 kg/jam O : F1O = 0,44 x 4375 kg/jam = 1925 kg/jam N : F1N = 0,003 x 4375 kg/jam = 13,125 kg/jam S : F1S = 0,002 x 4375 kg/jam = 8,75 kg/jam

Abu : F1abu = 0,06 x 4375 kg/jam = 262,5 kg/jam

- Untuk kayu C : F1C = 0,495 x F1kayu = 0,495 x 1125 kg/jam = 556,875 kg/jam H : F1H = 0,06 x 1125 kg/jam = 67,5 kg/jam O : F1O = 0,427 x 1125 kg/jam = 480,375 kg/jam N : F1N = 0,002 x 1125 kg/jam = 2,25 kg/jam S : F1S = 0,001 x 1125 kg/jam = 1,125 kg/jam

Abu : F1abu = 0,015 x 1125 kg/jam = 16,875 kg/jam

Total unsur sampah masuk (F1):

F1unsur (dedaunan) + F1unsur (makanan) + F1unsur (kertas) + F1unsur (kayu)

Total C untuk sampah masuk (F1C) :

3824 + 1944 + 1903,125 + 556,875 = 8228 kg/jam Total H untuk sampah masuk (F1H) :

480 + 259,2 + 262,5 + 67,5 = 1069,2 kg/jam Total O untuk sampah masuk (F1O) :

(4)

3040 + 1522,8 + 1925 + 480,375 = 6968,175 kg/jam Total N untuk sampah masuk (F1N) :

272 + 105,3 +13,125 + 2,25 = 392,675 kg/jam Total S untuk sampah masuk (F1S) :

24 + 4,05 + 8,75 + 1,125 = 37,925 kg/jam Total abu untuk sampah masuk (F1abu) :

360 + 214,65 + 262,5 + 16,875 = 854,025 kg/jam F1 = F2 = 17550 kg/jam Alur 2 F2C = F1C = 8228 kg/jam F2H = F1H = 1069,2 kg/jam F2O = F1O = 6968,175 kg/jam F2N = F1N = 392,675 kg/jam F2S = F1S = 37,925 kg/jam

F2abu = F1abu = 854,025 kg/jam

F2H2O = F1H2O = 7450 kg/jam

Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Tresher (TR-01)

No. Unsur Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 1 Alur 2 1. Carbon (C) 8228 8228 2. Hidrogen (H) 1069,2 1069,2 3. Oksigen (O) 6968,175 6968,175 4. Nitrogen (N) 392,675 392,675 5. Sulfur (S) 37,925 37,925 6. Abu 854,025 854,025 7. H2O 7450 7450 Total 25.000 25.000

(5)

TK-01 2 3 C H O N S Abu C H O N S Abu F2 = F3 F2 = F3 = 17550 kg/jam Alur 3 F3C = F2C = 8228 kg/jam F3H = F2H = 1069,2 kg/jam F3O = F2O = 6968,175 kg/jam F3N = F2N = 392,675 kg/jam F3S = F2S = 37,925 kg/jam

F3abu = F2abu = 854,025 kg/jam

F3H2O = F2H2O = 7450 kg/jam

Tabel LA.4 Neraca Massa Pada Tangki Penampung Umpan (TK-01) No. Unsur Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 2 Alur 3 1. Carbon (C) 8228 8228 2. Hidrogen (H) 1069,2 1069,2 3. Oksigen (O) 6968,175 6968,175 4. Nitrogen (N) 392,675 392,675 5. Sulfur (S) 37,925 37,925 6. Abu 854,025 854,025 7. H2O 7450 7450 Total 25.000 25.000 3. Fermentor (FR-01)

(6)

FR-01 3 5 C6H12O6 H2O N2 H2S Abu CH4 CO2 N2 H2 H2S 4 6 Bakteri anaerob Lumpur N2 Air Bakteri anaerob Asumsi :

- Bahan organik terkonversi menjadi gas metana sebesar 90% - Jumlah bakteri anaerob sebesar 15% dari substrat

- Unsur N semuanya dianggap N2 dan 3 % dianggap gas

- Tidak terjadi reaksi pada H2S

Penguraian dengan proses anaerobik secara umum dapat disederhanakan menjadi 3 tahap, yaitu:

- Tahap Hidrolisa

C5H10O5 + H2O→ C6H12O6

- Tahap asdogenesis( pembentukan asam)

Bakteri pembentuk asam menguraikan senyawa glukosa C6H12O6 +2H2O →2C2H4O2 + 2 CO2 + 4H2

Bakteri pembentuk asam menghasilkan asam 2C2H4O2 → 2CH4 + 2H2O

- Tahap metagonesis

Bakteri Methan mensintesa H2 dan CO2 2 4 2 4 2 2

CO + HCH + H O

Bila disatukan, reaksi akan menjadi :

6 12 6 2 2 C H O + H O2C H O2 4 2 + 2CO2+ 4H2 2 4 2 2C H O 4 2 2 2 2 Bakteri CH CO CO → + 2 4H + →CH4+ 2H O2 6 12 6 3 4 3 2 C H O CH CO + → + F3N2 = Nitrogen = 392,675 kg/jam Alur 3

(7)

F3H2O = 7450 kg/jam F3abu = 854,025 kg/jam F3H2 = 1069,2 kg/jam F3O2 = 6968,175 kg/jam Untuk H2S, dimana Komposisi H2S : Komposisi BM Fraksi H 1 0,06 S 32 0,97 Sehingga F3H2S = 0,06 (H) + 0,97 (S) = 64,152 + 36,787 = 100,939 kg/jam F3C6H12O6 = F3 – F3N2 – F3H2O – F3abu – F3H2S

= 25.000 – 392,675 – 7450 – 854,025 – 1069,2 – 6968,175- 100,939 =8164,986 kg/jam F4bakteri = F4. = 0,15 F3 Alur 4 = 0,15 . 17.550 kg/jam = 2632,5 kg/jam Reaksi = Alur 6 6 12 6 3 4 3 2 C H OCH + CO N3C6H12O6 = BM F3C6H12O6 = 45,361 180 986 , 8164 = rI = 40,824 ) 1 ( 9 , 0 361 , 45 = − − x

F6C6H12O6 = F3C6H12O6 + (BMC6H12O6 x τC6H12O6 x r1)

(8)

= 816,66 kg/jam F6H2O = F3H2O = 7450 kg/jam

F6bakteri = F4bakteri = 2632,5 kg/jam

F6abu = F3abu = 854,025 kg/jam

F6N2 = 0,7 . F3N2 = 0,7 x 392,675 = 274,8725 kg/jam

F5CH4 = BMCH4 x τCH4 x r1 Alur 5

= 16 x 3 x 40,824 = 1959,55 kg/jam ssF5CO2 = BMCO2 x τCO2 x r1

= 44 x 3 x 40,824 = 5388,76 F5N2 = F3N2 = 392,675 kg/jam F5 H2S = F3H2S = 100,939 kg/jam F5H2 = 1069,5 kg/jam F5O2 = 6968,175 kg/jam

Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Fermentor (FR-01)

No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 3 Alur 4 Alur 5 Alur 6

(9)

1. C6H12O6 8164,986 - - 1606,161 2. H2O 7450 - - 7450 3. N2 392,675 - 392,675 274,8725 4. H2S 100,939 - 100,939 - 5. Abu 854,025 - - 854,025 6. Bakteri - 2632,5 - 2632,5 7. CH4 - - 1959,55 - 8. CO2 - - 5388,76 - O2 6968,175 6968,175 H2 1069,2 1069,2 TOTAL 25000 2632,5 15486,624 11753,185 27632,5 27632,5 4. Absorbsi (AB-01) AB-01 6 CH4 CO2 N2 H2S H2 O2 8 CO2 H2O 7 9 H2O CH4 CO2 N2 H2S H2 O2 Asumsi :

- Kelarutan CO2 dalam air = 2,8 gr CO2 larut dalam 100 gr air

F6CH4

= 70% . 1959,552 kg/jam

Alur 6

(10)

= 1347,9 kg/jam F6N2 = 0,3% . 392,675 kg/jam = 1,178kg/jam F6O2 = 0,5% . 6968,175 kg/ jam = 34,84 kg/ jam F6H2 = 2,2 % . 1069,2 kg/ jam = 23,53 kg/ jam F6H2S = 2 %. 100,939 kg/jam = 2,018 kg/ jam F7 H2O = Alur 7 air F 19 , 1347 100 8 , 2 X = 48113,92 F8CO2 = 0,7 . F7CO2 Alur 8 = 0,7 . 1347,9kg/jam = 953,53 kg/jam

F8H2O = F7H2O = 48113,92 kg/jam

F9CH4 = F6CH4 = 1371,68 kg/jam Alur 9

F9CO2 = F6CO2 – F8CO2 = 354,37kg/jam

F9N2 = F6N2 = 1,178 kg/jam F9H2S = 2%. 100,939 kg/jam = 2,018. F9O2 = F6O2 34,84 kg/ jam F9H2 = F6H2 = 23,53 kg/ jam

Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Absorber (AB-01)

(11)

Alur 6 Alur 7 Alur 8 Alur 9 1. CH4 1371,68 1371,68 2. CO2 1347,18 953,53 34,84 3. N2 1,178 - 1,178 4. H2S 2,018 2,018 5. H2O - 48113,92 48113,92 - 6 H2 23,53- 23,53 7 O2 34,84 34,84 TOTAL 2780,436 48113,92 49067,45 1466,086 50535,536 50535,536 5. Absorbsi (AB-02) AB-01 9 CH4 CO2 N2 H2S H2 O2 11 H2s H2O 10 12 H2O CH4 CO2 N2 H2S H2 O2

- kelarutan H2S dalam air = 0,0609 gr H2S larut dalam 100 gr air.( perry hal 2-145)

F9CH4 = F6CH4 = 1371,68 kg/jam Alur 9

(12)

F9N2 = F6N2 = 1,178 kg/jam F9H2S = 2%. 100,939 kg/jam = 2,018. F9O2 = F6O2 34,84 kg/ jam F9H2 = F6H2 = 23,53 kg/ jam F7 H2O = Alur 10 air F 018 , 2 100 0609 , 0 X = 1313.62 F8 H2S = F6H2S Alur 11 = 2,018 kg/jam

F8H2O = F10H2O = 1313,62 kg/jam

F12CH4 = F9CH4 Alur 12 = 1371,68 kg/jam F12CO2 = F12CO2 = 354,37kg/jam F12N2 = 1,178 kg/jam F12H2S = 2,018 kg/jam F12O2 = F9O2 34,84 kg/ jam F12H2 = F9H2 = 23,53 kg/ jam

Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Absorber (AB-02)

No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg) Alur 9 Alur 10 Alur 11 Alur 12

1. CH4 1371,68 - - 1371,68

2. CO2 354,37 - - 354,37

(13)

4. H2S 2,018 - 2.018 2,018 5. H2O - 1313,62 1313,62 - 6 H2 23,53 - - 23,53 7 O2 34,84 - - 34,84 TOTAL 1787,616 13136,62 1315,638 1787,616 3105,254 3105,254

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Satuan perhitungan : kkal/jam Basis temperatur : 250C (298K)

(14)

Komponen Berat Molekul Cp (kkal/kmol) Padat Cair Gas

C6H12O6 180 0,224 - - Abu 852,29 0,321 - - CO2 44 - 19,05* 0,2055 H2O 18 - 1,0 0,4512 N2 28 0,224* - 0,243 CH4 16 - - 5,34 H2S 34 - - 7,2

*) menggunakan metode Hurst and Harrison (Sumber : Perry, 1997)

Tabel LB-2. Data Entalpi (Panas) Pembentukan ΔH0f(298) Komponen ΔH0f(298) (kkal/gmol)

C6H12O6 -120,26

CO2 -94,05

CH4 -17,89

(15)

1. Fermentor (FR-01) P = 1 atm T=650C 3 5 C6H12O6 H2O N2 H2S Abu CH4 CO2 N2 H2 H2S 4 6 Bakteri anaerob Lumpur N2 Air Bakteri anaerob 300C 650C 650C

Reaksi yang terjadi :

6 12 6 3 4 3 2

C H OCH + CO

Persamaan energi :

Panas masuk = Panas keluar + Akumulasi Asumsi akumulasi = 0

Sehingga neraca akan menjadi : Panas masuk = Panas keluar

Panas bahan masuk + Panas Steam = Panas Bahan Keluar + Panas Reaksi

( )

(

( ) ( )

)

(

( )

)

(

)

(

) (

)

(

)

( ) 4 2 6 12 6 298 298 298 298 298 3. 3. 3. 17,89 3. 94, 05 120, 26 53, 67 282,15 120, 26 215, 56 / 215560 / . 215560 81, 315 17528261, 4 / f CH f CO f C H O Hr H H H

kkal gmol kkal kmol

r Hr kkal kmol ∆ = ∆ + ∆ − ∆ = − + − − − = − + − + = − = − ∆ = − × = −

(16)

Komponen Fs 3 (kg) Ns3 (kmol)

303 298 (l) dt Cp (kkal/kmol) Ns3.

303 298 (l) dt Cp (kkal) C6H12O6 H2O N2 H2S Abu 16262,954 7450 392,675 40,346 854,025 90,35 413,89 14,02 1,1866 1 1,12 5,0 1,12 36 1,605 101,192 2069,45 15,7024 42,7176 1,605 ∆Hin,alur 3 2230,667

dianggap tidak ada panas masuk pada bakteri

Tabel LB-4. Perhitungan Panas Bahan Keluar Fermentor (alur 5)

Komponen Fs 5 (kg) Ns5 (kmol) 338 (l) 298 Cp dt

(kkal/kmol) Ns5. 338 (l) 298 Cp dt

(kkal) CH4 CO2 N2(g) H2S 3903,12 10733,58 117,8025 40,346 216,84 243,945 4,207 1,1866 213,6 8,22 9,72 288 46317,024 2005,228 40,89 341,7408 ∆Hout,alur 5 48704,935

Tabel LB-5. Perhitungan Panas Bahan Keluar Fermentor (alur 6)

Komponen Fs 6 (kg) Ns6 (kmol) 338 (l) 298 Cp dt

(kkal/kmol) Ns6. 338 (l) 298 Cp dt

(kkal) Abu N2 H2O 854,025 274,8725 7450 1 9,817 413,89 12,84 8,96 40 12,84 87,96 16555,6 ∆Hout,alur 6 16656,4

Total ΔHout = ΔH6out + ΔH5out

= 48704,935 + 16656,4 = 65361,335 kkal

(17)

Panas yang diberikan oleh steam (Qs) : , . 65361, 335 17528261, 4 2230, 667 17591395, 09 out total in dQs H r Hr H dT kkal = ∆ + ∆ − ∆ = + − =

Reaktor menggunakan steam uap panas sebagai media pemanas yang masuk pada suhu 1200C dan tekanan 1 atm, kemudian keluar sebagai kondensat pada suhu 1000C dan tekanan 1 atm.

kg kJ HSteam =2716−419,1=2.296,9 /

∆ =548,97 kkal/kg ... (Reklaitis, 1983)

Maka. massa steam (ms) adalah : 17591395, 07 32044, 365 548, 97 / s S Steam Q kkal m kg H kkal kg ∆ = = = ∆

(18)

2.

(19)

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Elevator (EL-01)

Fungsi : Untuk mengangkut sampah dari timbangan ke mesin tresser.

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Besi

Laju bahan yang diangkut : 23750 kg/jam Faktor keamanan : 20%

Kapasitas = feed x (1 + factor keamanan) = 23750 kg/jam ( 1+ 0,2) = 28500 kg/jam

Dari table 21.8 Perry 1997, karena kapasitas lebih besar 14 ton/jam, maka bucket elevator dipilih dengan spesifikasi :

• Ukuran bucket = (6 x 4 x 4 ½) in

• Jarak tiap bucket = 12 in • Elevator center = 25 ft

• Kecepatan putar = 43 rpm

• Kecepatan bucket = 225 ft/menit

• Daya head shaft = 1 Hp

• Diameter tail shaft = 1 11/16 in • Diameter head shaft = 1 15/16 in

• Pully tail = 14 in

• Pully tail = 20 in

• Lebar head = 7 in

• Effesiensi motor = 80%

• Daya tambahan = 0,02 Hp/ft

Daya P = (Elevator center x daya tambahan) + daya head shaft ………(Perry, 1997)

= 25 x (0,02) + 1

(20)

2. Thresser (TR-01)

Fungsi : Untuk mengecilkan ukuran sampah-sampah organic yang akan diolah. Bahan konstruksi : Besi

Merek : HGT-6000

Jumlah : 3 unit

Kecepan mesin : 5-15 ton/jam Ukuran hasil cacahan : 0,5-1 cm.

(Sumber : Unit Penelitian Bioteknologi Perkebunan Bogor).

3. Tangki penampungan (TK-01)

Fungsi: Menampung hasil cacahan sampah dari thresser. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal. Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi pelarutan: - Temperatur : 300C - Tekanan : 1 atm Laju alir sampah organik = 23750 kg/jam

Densitas sampah organik = 300 kg/m3 ……..……(Sudrajat, 2002) Kebutuhan perancangan = 1 hari

Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Volume tangki, V1 = Ukuran tangki: 3 kg/m 300 hari 1 x jam/hari 24 x kg/jam 23750 = 1900 m3 Volume tangki (Vt) = 1,2 x 1900 m3 = 2280 m3

Direncanakan digunakan tangki 6 unit Volume untuk masing-masing tangki =

unit m

6 2280 3

= 380 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V = 4 1 πD2 H 380 m3 = 4 1 πD2 2 3 D

(21)

380 m3 = 8 3 πD3 D = 6,859 m Maka: D = 6,859 m = 22,50 ft H = 10,2894 m = 33,757 ft Tinggi sampah organik dalam tangki =

2 3 ) 859 , 6 ( 4 1 380 m m π = 10,2894 m = 33,757 ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. 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 16 , 590 ) 1 2894 , 10 ( − = 38,071 psi

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 38,071) psi = 63,3252 psi Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = psi) 2 1,2(63,325 psi)(0,8) 2(18750 in/ft) ft)(12 89 , 22 psi)( (63,3252 − + 0,125 in t = 0,6963 in

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 5/8 in.

(22)

Fungsi: Memfermentasikan sampah organic yang telah dicacah dengan bantuan bakteri.

Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi pelarutan: - Temperatur : 650C - Tekanan : 1,14 atm Laju alir sampah organik = 23750 kg/jam Densitas sampah organik = 300 kg/m3 Laju bakteri = 3562,5 kg/jam Densitas bakteri = 2532 kg/m3 Laju total umpan = 27312,5 kg/jam Kebutuhan perancangan = 25 hari

Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Densitas campuran = (0,87 x 300) + (0,13 x 2532) = (261 + 329,16) kg/m3 = 590,16 kg/jam Ukuran tangki: Volume larutan, V1 = 3 kg/m 590,16 hari 1 x jam/hari 24 x kg/jam 27312,5 = 1110,715 m3 Volume tangki (Vt) = 1,2 x 1110,715 m3 = 1332,858 m3

Jumlah unit = 6 unit

Volume untuk masing-masing unit = 1332,858 m3/ 6 unit = 222,143 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V = 4 1 πD2 H 222,143 m3 = 4 1 πD2 2 3 D 222,143 m3 = 8 3 πD3 D = 5,735 m Maka: D = 5,735 m = 18,816 ft H = 8,604 m = 28,228 ft

(23)

Tinggi campuran dalam tangki = 2 3 ) 735 , 5 ( 4 1 143 , 222 m m π = 8,604 m = 28,228 ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. 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 16 , 590 ) 1 604 , 8 ( − = 31,163 psi - Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 31,163) psi = 55,0356 psi Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = psi) 6 1,2(55,035 psi)(0,8) 2(18750 in/ft) ft)(12 6 psi)(18,81 (55,0356 − + 0,125 in t = 0,5401 in

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 1/2 in. Daya pengaduk:

Dt/Di = 3, Baffel = 4 ……….…………..….(Brown, 1978) Dt = 19,14 ft

Di = 6,38 ft

Kecepatan pengadukan, N = 1 rps

Viskositas sampah organik = 6,27 x 10-4 lbm/ft.det………….(Kirk Othmer, 1967) Bilangan reynold, NRE = µ ρ 2 D N

(24)

= 4 2 10 . 27 , 6 ) 38 , 6 )( 1 )( 16 , 590 ( − = 38.312.773,05

Dari gambar 3.3-4 (Geankoplis, 1983)untuk Nre = 38.312.773,05 diperoleh Npo =

0,4 Sehingga: P = gc ρ Di NpoN3 5 ……….………(Geankoplis, 1983) P = 174 , 32 ) 16 , 590 ( ) 38 , 6 ( (0,4)(1)3 5 = 77.558,267 Efesiensi penggerak motor = 80%

Daya penggerak motor =

8 , 0 091 , 376 . 77 = 96.947,833 Hp Menentukan ukuran dan putaran koil

Koefisien perpindahan panas pada tangki pengaduk dengan menggunakan koil:

hi = ( ) k c DJ k j µ 1/3( w) b µ µ 0,14 (prabhudesai,1984) dimana:

hi = koefisien perpindahan panas Btu/jam ft2F

j = konstanta yang berhubungan dengan bilangan reynold c = panas spesifik

µ = viskositas,lb/ft jam

k = konstanta panas, Btu/jam ft2F ρ = densitas lb/ft

Data:

Densitas campuran, ρcamp = 300 kg/m3 = 3,85 lbm/ft

Viskositas campuran,µ campuran = 6,27x 10-4 lbm/f det Konduktifitas panas campuran = 34mj/m3

Panas spesifik cp camp = 8,979kkal/kmol= 4,03 btu/lb ft

8,979 kkal btu mol kkal 1 2048 , 0 =

(25)

= 1,83 lb kmol x kmol btu 454 , 0 1 = 4,03 btu/lbf 34 Mj/m3 = F x jm x ft m x Mj kj 32 1 det / 3600 1 7 , 0283 , 0 3 1 1 1000 = 12000692,164kj/ft3 = 0,33 btu/ft jamF hi = 0,823 btu/jam ft2F

Bahan yang digunakan IP 3/2 in, sch 40 OD = 1,050 in =3,44 ft ID = 0,824 in =2,70 ft • Koefisien, ho ho = ID Xhi OD = 2,70 0,823 44 . 3 x = 1,05 btu/jam ft 2F • Koefisien, vc Vc = btu jamft ho hi hixho / 45 , 0 87 , 1 86 , 0 = = + 2 F Asumsi Rd = 0,005 Hd = 005 , 0 1 1 = Rd = 200 btu/jam ft2 • Koefisien, Ud Ud = x btu jamft hd Vc Vcxhd / 45 , 0 200 45 , 0 200 45 , 0 = + = + 2 f

(26)

= 14070,16 Btu T1 = 300C = 62 F T2 = 650C = 97 F ∆T= 350F Luas permukaan A = T Udx Q ∆ = 0,45 35 14070 X = 893,33 ft2

eksternal surface bin sch 80 = 6,065 in

jika diameter helix ( D satu putaran ), Dh = 0,1810 ft Luas permukaan tiap 1 putaran = 1 x 0,1810 x 6,065

= 3,45 ft 2 Maka jumlah putaran yang dibutuhkan =

P ∆ ∆ = 43putaran 45 , 3 8 , 148 = Panjang koil = rfase externalsu A = 25ft 065 , 6 8 , 148 = Daya pompa WS = PQ x 67711,87Hp 8 , 0 14070 85 , 3 = = η 5. Bak Pengendapan (BP-01)

Fungsi : Untuk menampung Lumpur hasil fermentasi dari sampah organik. Laju total buangan = 27312,5 kg/jam

Laju air = 7077,5 kg/jam Laju bakteri = 3562,5 kg/jam Laju abu = 806,09 kg/jam Densitas air = 997 kg/m3 Densitas bakteri = 2532 kg/m3

(27)

Densitas abu = 1547 kg/m3

Densitas campuran = (0,27 x 2532) + (0,533 x 997) + (0,197 x 1547) = 683,64 + 531,401 + 304,759

=1519,8 kg/m3

Volume yang dibutuhkan = 3

/ 8 , 1519 936 , 13252 m kg kg = 8,720 m3 Volume total yang dibutuhkan = 1,2 x 8,720 m3 = 10,464 m3 Jumlah = 1 unit Perhitungan: Volume = p x l x l 10,464 = 5/2 t x 3/2 t x t 10,464 = 15/4 t 3 t = 1,4078 m Maka diperoleh:

Tinggi bak penampung = 1,4078 m

Panjang bak penampung = 5/2 x t = 5/2 x 1,4078 m = 3,5195 m Lebar bak penampung = 3/2 t = 3/2 x 1,4078 m = 2,1117 m

6. Tangki Penampungan Metan (TK-02)

Fungsi: Menampung hasil pemurnian gas dari condensor. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal. Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi pelarutan: - Temperatur : 300C - Tekanan : 1 atm Laju alir gas = 6919,447 kg/jam x 24 jam/hari

= 166.066,728 kg/hari

Densitas gas = 1,451 kg/m3 ……..……(Moch. Yunus, 1995)

Volume gas = 3 / 451 , 1 / 728 , 166066 m kg hari kg = 114449,847 m3 Faktor keamanan = 15% Volume tangki = 1,15 x 114449,847 m3

(28)

= 131617,3241 m3

Direncanakan digunakan 30 buah tangki Penyimpanan

Volume untuk masing-masing tangki = 131617,3241 m3/30 unit = 4387,244 m3

Kebutuhan perancangan = 1 hari Faktor keamanan = 20%

Perhitungan: Ukuran tangki:

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V = 4 1 πD2 H 4387,244 m3 = 4 1 πD2 2 3 D 4387,244 m3 = 8 3 πD3 D = 15,502 m Maka: D = 15,502 m = 50,861 ft H = 23,256 m = 76,2786 ft Tinggi sampah organik dalam tangki =

2 3 ) 502 , 15 ( 4 1 244 , 4387 m m π = 23,256 m = 76,2786 ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. 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 = 144 451 , 1 ) 1 861 , 50 ( − = 0,5024 psi

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan desain, P = 1,2 x (14,7 + 0,5024) psi = 18,242 psi Tebal dinding silinder tangki:

(29)

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = psi) 1,2(18,242 psi)(0,8) 2(18750 in/ft) ft)(12 861 , 50 psi)( (18,242 − + 0,125 in t = 0,4963 in

Dari tabel 5.4 brownell & Young, 1979 dipilih tebal tangki 7/16 in.

7. Absorber (AB-01)

Fungsi : Untuk memurnikan gas metan dengan bantuan air. Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal. Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi pelarutan: - Temperatur : 300C - Tekanan : 1 atm Laju alir umpan total = 19295,441 kg/jam Massa CH4 = 3709,152 kg Massa CO2 = 3060,051 kg Massa N2 = 111,915 kg Massa H2S = 38,329 kg Massa H2O = 4217,117 kg Massa H2 = 1018,76 kg Densitas CH4 = 0,72 kg/m3 Densitas CO2 = 1,98 kg/m3 Densitas N2 = 0,09 kg/m3 Densitas H2S = 1,54 kg/m3 Densitas H2 = 0,509 kg/m3 Densitas H2O = 998 kg/m3 Densitas campuran = 1002,839kg/m3 Kebutuhan perancangan = 1 jam Faktor keamanan = 20%

Perhitungan: Ukuran tangki:

(30)

Volume tangki, V1 = 12,120m /m 1002.834kg kg 12155,324 3 = Volume tangki (Vt) = 1,2 x 12,120m3 = 12,55 m3

Digunakan 3 buah tangki absorber = 99,594 / 3 unit = 7,275 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V = 4 1 πD2 H 7,275m3 = 4 1 πD2 2 3 D 7,275m3 = 8 3 πD3 D = 1,83 m Maka: D = 1,83 m = 6,01 ft H = 5,06m = 16,62ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. 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 = 1 atm = 14,7 psi

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- 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)(6,01 (17,64 − + 0,125 in t = 0,617 in

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

(31)

Fungsi : memompakan campuran sampah yang masuk kedalam fermentor. Jenis : Sentrifugal pump

Bahan : Comercial steel Jumlah : 1 buah

Temperatur : 30oC

Laju alir massa (F) = 23750 kg/jam = 14,544 lbm/s Densitas sampah (ρ) = 300 kg/m3 = 3.85 lbm/ft3 Viskositas (µ) = 0,0126 Cp = 0,00080 lbm/ft.s

Laju alir volumetrik (Q) :

Q = ρF = 3 lbm/ft 85 , 3 lbm/s 544 , 14 = 1,18 ft3/s Diameter optimum : Dopt = 3,9 (Q)0,45. (ρ)0,13 = 3,9 (1,18)0,45. (3,85)0,13 = 17.7 in = 58,12 ft

Dipilih material Comercial Steel 3 in dalam sechedule 40 (Geankoplis, 1983): Diameter dalam (ID) =1,7 in = 5,5 ft

Diameter nominal = 0,134 in = 0,44 ft Diameter luar (OD) = 2 in = 6,56 ft

Luas penampang (A) = 0,0164 ft2

Kecepatan linier (V) Kecepatan linier, V = 2 3 ft 0164 , 0 / ft 01,18 A Q s = = 71,9 ft/det Bilangan Reynold (NRe) NRe = lbm/ft.s 00080 , 0 ft/det 71,9 ft x 5,5 lbm/ft 85 , 3 V ID 3 x = µ ρ = 190310,3

Untuk Comercial Steel dengan D = 3 in (fig 2.10-3 Geankoplis, 1983) diperoleh ε = 0,000015 ft ; pada NRe= 90582,6 dan ε/D = 0,586.10-3.

(32)

Kekerasan relatif = 0,0027 ft 256 , 0 000015 , 0 ID= = ft ε

Dari (fig 2.10-3 geankoplis, 1983) diperoleh f = 0,012

Kehilangan karena gesekan (friction loss):

1 sharp edge entrance (hi) = 0,55

c 2 1 2 g 2 V A A 1 α       − = 38,88 ft 3 elbow 90o (hf) = n . kf . c 2 g . 2 V = 0,65ft 1 check valve (hf) = n . kf . c 2 g . 2 V = 0,21 ft Pipa lurus 8,604 ft (Ft) = 8,604 ft 1 sharp edge exit (he) =

c 2 1 2 g 2 V A A 1 α       − = 70,70 ft

Total friction loss (∑f)

Total friction loss (∑f) =

ID g x 2 L . V . f . 4 c 2 x ∑ = ft x x ft x ft 5 , 5 147 , 32 2 602 , 8 det / 71,9 x 0,012 . 4 2 = 5,65 ft.lbf/lbm Dari persamaan neraca energi :

Wf = f gc +Σ ∆ + ∆ + ρ p 2 V g g gz 2 c tinggi pemompaan (ΔZ) = 5,65 ft.

(33)

Wf = ft.lbf/lbm 640 , 1 0 .det ft.lbm/lbf 147 , 32 . 2 ft/det 04 , 3 .det ft.lbm/lbf 147 , 32 ft/det 32,147 ft 20 2 2 + + +       = 267,68 ft.lbf/lbm Daya pompa (Ws) Daya pompa (Ws) = η ρ Wf .Q. = 8 , 0 ft.lbf/lbm 68 , 267 / ft 18 , 1 , 0 lbm/ft 85 , 3 3x 3 sx = 1216,07 hp 9. Absorber (AB-02)

Fungsi : Untuk mengabsorbsi gas H2S Dengan reagent H2

Bentuk: Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal. Bahan konstruksi: Plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi pelarutan: - Temperatur : 300C - Tekanan : 1 atm Laju alir umpan total = 19295,441 kg/jam Massa CH4 = 3709,152 kg Massa CO2 = 3060,051 kg Massa N2 = 111,915 kg Massa H2S = 14,589kg Massa H2O = 4217,117 kg Massa H2 = 1018,76 kg Densitas CH4 = 0,72 kg/m3 Densitas CO2 = 1,98 kg/m3 Densitas N2 = 0,09 kg/m3 Densitas H2S = 1,54 kg/m3 Densitas H2 = 0,509 kg/m3 Densitas H2O = 998 kg/m3 Densitas campuran = 1004,839kg/m3 Kebutuhan perancangan = 1 jam

(34)

Faktor keamanan = 20% Perhitungan: Ukuran tangki: Volume tangki, V1 = 11,04m /m 1004.219kg kg 749 , 11089 3 = Volume tangki (Vt) = 1,2 x 12,120m3 = 13,25m3

Digunakan 3 buah tangki absorber = 1024,427 / 3 unit = 6,62 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder tangki, D : H = 2 : 3 V = 4 1 πD2 H 6,62 m3 = 4 1 πD2 2 3 D 6,62 m3 = 8 3 πD3 D = 1,77 m Maka: D = 1,77 m = 5,83 ft H = 4,76m = 15,62ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. 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 = 1 atm = 14,7 psi

- Faktor keamanan tekanan = 20%

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

t = CA 1,2P -SE 2 PD +

(35)

t = psi) 1,2(17,64 psi)(0,8) 2(18750 in/ft) ft)(12 psi)(5,83 (17,64 − + 0,125 in t = 0,166 in

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

10. Blower

Fungsi = Mengalirkan gas dari tangki fermentasi ke tangki Absorber Jenis = Blower sentrifugal

Bahan = Carbon steel

Laju alir = 14814,9415kg/ jam

ρ = 3,85 kg / m3...(Perry, 1997)

Laju alir volume udara : ρF =

m kg jam kg / 85 , 3 / 9415 , 14814 = 3848.036 m3/ jam = 64,13 ft3 / menit

Daya blower dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: ρ = 33.000 Q x efisiensi x 114 ...( Perry,1997) Dimana: ρ = Daya blower (hp) η =efisiensi blower

Q = laju alir volume ( ft3/ menit)

Karena efisiensi blower, η = 70% maka ...(Mc.Cabe,1987) ρ = 33.000 64,13 x efisiensi x 114 = 0,155 hp

Maka dipilih blower dengan tenaga ½ hp

LAMPIRAN D

(36)

UTILITAS

LD.1 Bak pengendapan (BP)

Fungsi : untuk menampung dan mengendapkan kotoran terbawa dari

sumur bor.

Bentuk : bak dengan permukaan persegi Konstruksi : beton

Densitas air pada suhu 30oC : 998 kg/m3

Direncanakan lama penampungan 1 jam, maka : Jumlah air masuk = 1 jam x 7077,5 kg/jam Faktor keamanan = 20 % Volume bak = 998 5 , 7077 2 , 1 x = 8,510 m3 Panjang (P) = 3 x tinggi bak (t) Lebar (l) = 2 x tinggi bak (t) Maka, V = p x l x t 8,510 m3 = 6t3 t = 3 6 510 , 8 = 1,123 m = 3,684 ft diperoleh : t = 1,123 m = 3,684 ft p = 3,369 m = 11,053 ft l = 2,246 m = 7,37 ft

LD.2 Tangki pelarutan Aluminium Sulfat AL2(SO4)3

Fungsi : membuat larutan Aluminium Sulfat Al2(SO4)3

LD-1

(37)

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi : Temperatur = 30oC

Tekanan = 1 atm

Jumlah air yang diolah = 7077,5 kg/jam

Jumlah alum yang dibutuhkan asumsi 50 ppm dari jumlah air yang diolah.

5 , 7077 10 50 6 x = 0,354 kg/jam

Tangki pelarutan aluminium sulfat dirancang untuk 1 hari Banyak alum yang dilarutkan = 224 x 0,354 = 8,496 kg Densitas Al2(SO4)3 = 1363,1 kg/m3 Faktor keamanan = 20 % Ukuran tangki Volume larutan, Vl = 1 , 1363 3 , 0 496 , 8 x = 0,0207 m 3 Volume tangki, Vt = 1,2 x 0,0207 m3 = 0,02484 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silindr tangki D:H = 1:3 V = 4 1 πD2 H 0,02484 m3 = 4 1 πD2 2 3 D 0,02484 m3 = 8 3 πD3 D = 0,276 m Maka: D = 0,276 m = 0,905 ft H = 0,414 m = 1,362 ft Tinggi Al2(SO4)3 dalam tangki =

2 3 ) 276 , 0 ( 4 1 0207 , 0 m m π = 0,309 m = 1,013 ft

(38)

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

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

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus, 1980)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan operasi, PO = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x PO psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 276 , 0 psi)( (17,64 + − t = 0,126 in

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

Tipe pengaduk : marine propeller dengan jarak pitch = 2Di

Dt/Di = 3, baffel = 4

Dt = 0,905 ft

Di = 0,301 ft

Kecepatan pengadukan , N = 400 rpm =6,667 rps

Viskositas Al2(SO4)3 = 6,72 x 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967)

Dari persamaan 3.4-1, Geankoplis untuk bilangan Reynold adalah NRe = µ ρ 2 ) (Di N = 4 2 10 72 , 6 ) 301 , 0 )( 667 , 6 )( 095 , 85 ( − x = 7,648 x 10 4 Untuk NRe 7,648 x 104 diperoleh NPO = 1

Sehingga dari persamaan 3.4-2 Geankoplis : P = c 5 3 g ρ i PON D N LD-3

(39)

P = 550 174 , 32 ) 095 , 85 ( ) 301 , 0 ( ) 667 , 6 )( 1 ( 3 5 x = 0,0033

Efisiensi motor penggerak = 80 %

Daya motor penggerak =

8 , 0 0033 , 0 = 0,004125. Maka daya motor yang dipilih = 0,05 hp = 0,5 hp.

LD.3 Tangki Pelarutan Natrium Karbonat (Na2CO3)

Fungsi : membuat larutan Natrium Karbonat (Na2CO3)

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi pelarutan : Temperatur = 30oC Tekanan = 1 atm

Jumlah air yang dioah = 7077,5 kg/jam

Jumlah Na2CO3 yang dibutuhkan asumsi 27 ppm dari jumlah air yang diolah. 5 , 7077 10 27 6 x = 0,191 kg/jam

Tangki pelarutan aluminium sulfat dirancang untuk 1 hari Banyak alum yang dilarutkan = 224 x 0,191 = 4,584 kg Densitas Al2(SO4)3 = 1327 kg/m3 Faktor keamanan = 20 % Ukuran tangki Volume larutan, Vl = 1327 3 , 0 584 , 4 x = 0,0115 m 3 Volume tangki, Vt = 1,2 x 0,0115 m3 = 0,0138 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silindr tangki D:H = 1:3 V = 4 1 πD2 H 0,0138 m3 = 4 1 πD2 2 3 D 0,0138 m3 = 8 3 πD3 LD-4

(40)

Maka: D = 0,227 m = 0,744 ft H = 0,345 m = 1,132 ft Tinggi Al2(SO4)3 dalam tangki =

2 3 ) 227 , 0 ( 4 1 0138 , 0 m m π = 0,078 m = 0,256 ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

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

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus, 1980)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan operasi, PO = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x PO psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 744 , 0 psi)( (17,64 + − t = 0,130 in

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

Tipe pengaduk : marine propeller dengan jarak pitch = 2Di

Dt/Di = 3, baffel = 4

Dt = 0,744 ft

Di = 0,248 ft

Kecepatan pengadukan , N = 400 rpm =6,667 rps

Viskositas Al2(SO4)3 = 3,69 x 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967)

Dari persamaan 3.4-1, Geankoplis untuk bilangan Reynold adalah NRe = µ ρ 2 ) (Di N LD-5

(41)

= 4 2 10 69 , 3 ) 248 , 0 )( 667 , 6 )( 842 , 82 ( − x = 9,205 x 10 4 Untuk NRe 9,205 x 104 diperoleh NPO = 1

Sehingga dari persamaan 3.4-2 Geankoplis : P = c 5 3 g ρ i PON D N P = 550 174 , 32 ) 095 , 85 ( ) 248 , 0 ( ) 667 , 6 )( 1 ( 3 5 x = 0,0013

Efisiensi motor penggerak = 80 %

Daya motor penggerak =

8 , 0 0013 , 0 = 0,001625. Maka daya motor yang dipilih = 0,05 hp = 0,5 hp.

LD.4 Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4)

Fungsi : membuat larutan asam sulfat (H2SO4)

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi pelarutan : Temperatur = 30oC Tekanan = 1 atm

H2SO4 yang digunakan mempunyai konsentrasi 50 %(% berat)

Laju massa H2SO4 = 43,630 kg/hari

1 x regenerasi = 12 hari

Densitas H2SO4 50% = 1387 kg/m3 = 86,587 lbm/ft3

Kebutuhan perancangan = 7 hari Faktor keamanan = 20 % Ukuran tangki Volume larutan, Vl = 1387 5 , 0 630 , 43 x = 0,063 m 3 Volume tangki, Vt = 1,2 x 0,063 m3 = 0,075 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silindr tangki D:H = 1:3 V = 4 1 πD2 H LD-6

(42)

0,075 m3 = 4 1 πD2 2 3 D 0,075 m3 = 8 3 πD3 Maka: D = 0,317 m = 1,040 ft H = 0,951 m = 3,120 ft Tinggi H2SO4 dalam tangki =

2 3 ) 317 , 0 ( 4 1 063 , 0 m m π = 0,797 m = 2,614 ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

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

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus, 1980)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan operasi, PO = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x PO psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 040 , 1 psi)( (17,64 + − t = 0,136 in

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

Tipe pengaduk : marine propeller dengan jarak pitch = 2Di

Dt/Di = 3, baffel = 4

Dt = 1,040 ft

Di = 0,347 ft

Kecepatan pengadukan , N = 400 rpm =6,667 rps

(43)

Viskositas H2SO4 = 3,69 x 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967)

Dari persamaan 3.4-1, Geankoplis untuk bilangan Reynold adalah NRe = µ ρ 2 ) (Di N = 4 2 10 69 , 3 ) 347 , 0 )( 667 , 6 )( 842 , 82 ( − x = 1,883 x 10 4 Untuk NRe 1,883 x 104 diperoleh NPO = 1

Sehingga dari persamaan 3.4-2 Geankoplis : P = c 5 3 g ρ i PON D N P = 550 174 , 32 ) 587 , 86 ( ) 347 , 0 ( ) 667 , 6 )( 1 ( 3 5 x = 0,174

Efisiensi motor penggerak = 80 %

Daya motor penggerak =

8 , 0 174 , 0 = 0,217 Maka daya motor yang dipilih = 0,5 hp.

LD.5 Tangki Pelarutan Natrium Hidroksida (NaOH)

Fungsi : membuat larutan Natrium Hidroksida (NaOH) Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : plate steel SA-167, tipe 304

Kondisi : Temperatur = 30oC Tekanan = 1 atm

NaOH yang digunakan mempunyai konsentrasi 50% (%berat)

Laju massa NaOH = 22,7 kg/hari

1 x regenerasi = 20 hari

Densitas NaOH 50 % = 1518 kg/m3 = 94,765 lbm/ft3 Kebutuhan perancangan = 7 hari

Faktor keamanan = 20 %

Ukuran tangki

(44)

Volume larutan, Vl = 1518 5 , 0 7 , 22 x = 0,03 m 3 Volume tangki, Vt = 1,2 x 0,03 m3 = 0,036 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silindr tangki D:H = 1:3 V = 4 1 πD2 H 0,036 m3 = 4 1 πD2 2 3 D 0,036 m3 = 8 3 πD3 D = 0,248 m Maka: D = 0,248 m = 0,814 ft H = 0,744 m = 2,441 ft Tinggi NaOH dalam tangki =

2 3 ) 248 , 0 ( 4 1 03 , 0 m m π = 0,625 m = 2,0505 ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

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

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus,

1980)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan operasi, PO = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x PO psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 814 , 0 psi)( (17,64 + − t = 0,133 in

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

(45)

Daya pengaduk

Tipe pengaduk : marine propeller dengan jarak pitch = 2Di

Dt/Di = 3, baffel = 4

Dt = 0,814 ft

Di = 0,271 ft

Kecepatan pengadukan , N = 400 rpm =6,667 rps

Viskositas Al2(SO4)3 = 4,302 x 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967)

Dari persamaan 3.4-1, Geankoplis untuk bilangan Reynold adalah NRe = µ ρ 2 ) (Di N = 4 2 10 302 , 4 ) 271 , 0 )( 667 , 6 )( 765 , 94 ( − x = 1,078 x 10 5 Untuk NRe 1,078 x 104 diperoleh NPO = 1

Sehingga dari persamaan 3.4-2 Geankoplis : P = c 5 3 g ρ i PON D N P = 550 174 , 32 ) 765 , 94 ( ) 271 , 0 ( ) 667 , 6 )( 1 ( 3 5 x = 0,116

Efisiensi motor penggerak = 80 %

Daya motor penggerak =

8 , 0 116 , 0 = 0,145 Maka daya motor yang dipilih = 0,5 hp.

LD.6 Clarifier (CL)

Fungsi : memisahkan endapan (flok) yang terbentuk karena

penambahan alum dan soda abu.

Bahan : carbon steel SA-53 Grade B

Laju massa air = 7077,5 kg/jam = 1966 gr/det

Laju massa Al2 (SO4)3 = 0,594 kg/jam = 0,17 gr/det

Laju massa Na2CO3 = 0,320 kg/jam = 0,089 gr/det

Massa total = 1966,259 gr/det

ρ air = 0,998 gr/ml

(46)

ρ Al2(SO4)3 = 1,363 gr/ml ρ Na2CO3 = 1,327 gr/ml V = ρm Vair = 1970,2 998 , 0 256 , 1966 = ml VAl2(SO4)3 = 0,125ml 363 , 1 17 , 0 = VNa2CO3 = 0,067ml 327 , 1 089 , 0 = Vtotal = 1970,392 ml 3 / 997 , 0 392 , 1970 259 , 1966 cm gr V m campuran campuran campuran = = = ρ 3 / 350 , 1 192 , 0 259 , 0 327 , 1 089 , 0 363 , 1 17 , 0 ) 089 , 0 17 , 0 ( cm gr partikel = = + + = ρ

Kecepatan terminal dihitung denga menggunakan :

µ ρ ρ υ 18 ) ( s gDp2 s − = Dimana :

υs : kecepatan terminal pengendapan, cm/det

ρs : densitas partikel campuran pada 30oC

ρ : densitas larutan pada 30o

C

Dp: diameter partikel = 0,002 cm

g : percepatan gravitasi = 980 cm/det μ : viskositas larutan pada 30o

C = 0,0345 gr/cm.det (perry, 1999) maka, υs = 0,022 /det 0345 , 0 18 002 , 0 980 ) 997 , 0 350 , 1 ( 2 cm x x x = − ukuran clarifier

Laju volumetrik, Q = 1970,2 /det

998 , 0 259 , 1966 3 cm = Q = 4 x 10-4 x D2 LD-11

(47)

Dimana :

Q ; laju alir volumetrik umpan, cm3/det D ; diameter clarifier, m Sehingga : D = Q 2,219m 7,280ft 10 . 4 2 , 1970 10 . 4 4 2 / 1 4 = =    =     − −

Ditetapkan tinggi clarifier, H = 4,5 m = 14,764 ft Waktu pengendapan : t = 22500det det / 02 , 0 1 100 5 , 4 = = cm m cmx mx H s t υ = 6,25 jam

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 280 , 7 psi)( (17,64 + − t = 0,176 in

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

Daya clarifier P = 0,006 D2 Dimana :

P : daya yang dibutuhkan clarifier, kW P : 0,006 x 2,219 = 0,05 hp = 0,0354 kW

LD.7 Sand Filter

Fungsi : menyaring air yang berasal dari clarifier

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

Laju alir massa : 7077,5 kg/jam

(48)

Densitas air : 998 kg/jam (30oC)

Tangki direncanakan menampung air setiap ¼ jam Faktor keamanan : 20 % Volume air = 3 / 998 25 , 0 / 5 , 7077 m kg jam jamx kg = 1,772 m3 Volume tangki = 1,2 x 1,772 = 2,127 m3

Direncanakan perbandingan tinggi penyaring dengan diameter (Hs : D) = 2:1

tinggi head dengan diameter (Hh : D) = 1 : 6

VS = 2 2 3 2 ) 2 ( 4 4 D Hs D D D π π π = = (Brownell, 1959) Vh = 3 24D π = 0,131 D3 Vt = Vs + Vh 2,127 = 1,57 D3 + 0,131 D3 D = 1,077m 3,53ft 701 , 1 127 , 3 3 = = Hs = 2 D = 2 (1,077) = 2,154 m = 7,066 ft Hh = 1/6 D = 1/6 (1,077) = 0,179 = 0,589 ft

Sehingga, tinggi tangki = 2,154 + 2 (0,179) = 2,512 = 8,241 ft Volume air = 1,772 m3 Vshell = 3 3 307 , 1 3 m D = π

Tinggi air (Ha) = m x2,56 1,888m 6,194ft

772 , 1 307 , 1 3 = =

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

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

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus,

1980)

(49)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan operasi, PO = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x PO psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 53 , 3 psi)( (17,64 + − t = 0,149 in

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

LD.8 Menara Air

Fungsi : mendistribusikan air untuk berbagai keperluan Jenis : silinder tegak dengan tutup alas datar

Bahan : plate steel SA-167, tipe 304 Laju alir massa : 7077,5 kg/jam

Densitas air pada 30oC : 998 kg/m3 Faktor keamanan : 20 % Volume air = 3 7,091 3 / 998 / 5 , 7077 m m kg jam kg = Volume tangki = 1,2 x 7,091 = 8,510 m3

Direncanakan perbandingan diameter dengan tinggi silinder H = 3D V = 4 1 πD2 H 8,510 m3 = 4 1 πD2 2 3 D 8,510 m3 = 8 3 πD3 Maka: LD-14

(50)

H = 2,724 m = 8,938 ft

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

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

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus,

1980)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan operasi, PO = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x PO psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 032 , 5 psi)( (17,64 + − t = 0,1605 in

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

LD.9 Penukar Kation/Cation Exchanger (CE)

Fungsi : mengurangi kesadahan air

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : carbon steell SA-283 Grade B

Kondisi penyimpanan : Temperatur : 30oC Tekanan : 1 atm

Laju alir massa : 690,754 + 1,818 = 701,572 kg/jam Densitas air : 998 kg/m3

Faktor keamanan : 20 % Ukuran Cation Exchanger

Va = 3 703 , 0 998 572 , 701 m =

Maka volume Cation Exchanger = 1,2 x 0,703 = 0,844 m3

(51)

Direncanakan perbandingan tinggi penyaring dengan diameter (Hs : D) = 2:1

tinggi head dengan diameter (Hh : D) = 1 : 6

VS = 2 2 3 2 ) 2 ( 4 4 D Hs D D D π π π = = (Brownell, 1959) Vh = 3 24D π = 0,131 D3 Vt = Vs + Vh 0,844 = 2,355 D3 + 0,131 D3 D = 0,697m 2,286ft 486 , 2 844 , 0 3 = = Hs = 3 D = 3 (2,286) = 2,091 m = 6,860 ft Hh = 1/6 D = 1/6 (2,286) = 0,116 = 0,380 ft

Sehingga, tinggi tangki = 2,091 + 2 (0,116) = 2,323 = 7,621 ft Volume air = 11,916 m3, Vshell = 3 3 354 , 0 3 m D = π

Tinggi air (Ha) = m x2,091 1,053m 3,455ft

703 , 0 354 , 0 3 = =

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

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

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus,

1980)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan operasi, PO = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x PO psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + LD-16

(52)

t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 286 , 2 psi)( (17,64 + − t = 0,148 in

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

LD. 10 Penukar Anion/ Anion Exchanger (AE)

Fungsi : mengurangi kesadahan air

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : carbon steell SA-283 Grade B

Kondisi penyimpanan : Temperatur : 30oC Tekanan : 1 atm

Laju alir massa : 699,754 + 0,946 = 700,7 kg/jam Densitas air : 998 kg/m3

Faktor keamanan : 20 % Ukuran Cation Exchanger

Va = 0,702 3 998 7 , 700 m =

Maka volume Cation Exchanger = 1,2 x 0,702 = 0,842 m3

Direncanakan perbandingan tinggi penyaring dengan diameter (Hs : D) = 2:1

tinggi head dengan diameter (Hh : D) = 1 : 6

VS = 2 2 3 2 ) 2 ( 4 4 D Hs D D D π π π = = (Brownell, 1959) Vh = 3 24D π = 0,131 D3 Vt = Vs + Vh 0,842 = 2,355 D3 + 0,131 D3 D = 0,697m 2,287ft 486 , 2 842 , 0 3 = = Hs = 3 D = 3 (2,287) = 2,091 m = 6,860 ft Hh = 1/6 D = 1/6 (2,287) = 0,116 = 0,380 ft

Sehingga, tinggi tangki = 2,091 + 2 (0,116) = 2,323 = 7,621 ft Volume air = 11,915 m3,

(53)

Vshell = 3 3 354 , 0 3 m D = π

Tinggi air (Ha) = m x2,091 0,318m 1,043ft

323 , 2 354 , 0 3 = =

Tebal dinding tangki

Direncanakan menggunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, tipe 304. Dari tabel 13.1 Brrownell & Young (1959), diperoleh data:

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

- Faktor korosi = 1/8 in ………..(Timmerhaus,

1980)

- Faktor keamanan tekanan = 20%

- Tekanan operasi, PO = 1 atm = 14,7 psi

- Tekanan desain, P = 1,2 x PO psi = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki:

t = CA 1,2P -SE 2 PD + t = 0,125 1,2(17,64) psi)(0,8) 2(12750 in/ft) ft)(12 287 , 2 psi)( (17,64 + − t = 0,148 in

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

LD.11 Ketel (Boiler)

Fungsi : menyiapkan uap untuk keperluan proses

Jenis : pipa air

Bahan : Carbon steel

Kondisi operasi :

Uap jenuh yang digunakan bersuhu 65oC. Dari steam table Smith, 2001 diperoleh kalor steam 342,407 btu/lbm, kebutuhan uap = 32049,978 kg/jam

= 707657,4 lbm/jam

(54)

W = H xPx970,3 4 , 35 70657,4 = 407 , 342 3 , 970 4 , 35 xPx P = 704,35 hp Menghitung jumlahTube

Luas permukaan perpindahan panas, A = ρ x 10 ft2/hp

= 704,35 hp x 10 ft2/hp = 7043,5 ft2

Direncanakan menggunakan tube dengan spesifikasi Panjang tube = L1 = 30 ft

Diameter tube = L2 = 3 in

Luas permukaan pipa, a’ = 0,917 ft2/ft (Kern, 1965)

Sehingga jumlah Tube : Nt = ' Lxa A = 256 917 , 0 30 5 , 7043 = x buah LD-19

(55)
(56)

LAMPIRAN E

PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI

Dalam rencana Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Methan dari Sampah Organik digunakan asumsi sebagai berikut:

1. Pabrik beroperasi selama 330 hari.

2. Kapasitas pengolahan 25.000 kg/jam sampah organik. 3. Perhitungan didasarkan pada harga alat terpasang.

4. Harga alat disesuaikan dengan basis Februari 2008 dimana nilai tukar dolar terhadap rupiah adalah US$ 1 = 9.950,-

L.E.1. Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) L.E.1.1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

A. Biaya Tanah Lokasi Pabrik

Harga tanah lokasi pabrik = Rp.300.000/m2 ……(Sumber: Galang, 2005) Luas tanah yang diperlukan = 20.830 m2

Harga tanah seluruhnya = 20.830 m2 x Rp 300.000/m2 = Rp 6.249.000.000,-

Biaya peralatan tanah 10% dari harga tanah seluruhnya (Petter & Timmerhaus,2004). Biaya perataan tanah = 0,1 x Rp 6.249.000.000,- = Rp 624.900.000,-

Total biaya tanah = Rp 6.249.000.000,- + Rp 624.900.000,- = Rp 6.873.900.000,-

(57)

B. Harga Bangunan

Perincian harga bangunan dapat dilihat pada tabel LE-1

Tabel LE-1. Perincian Harga Bangunan

No Jenis area Luas Harga Jumlah

1 Areal Proses 5800 300,000 1,740,000,000 2 Rencana Perluasan 3500 200,000 700,000,000 3 Perumahan karyawan 4900 250,000 1,225,000,000 4 Unit Pengolahan Air 1750 250,000 437,500,000 5 Taman 100 100,000 10,000,000 6 Parkir 350 50,000 17,500,000 7 Ruang Listrik 150 250,000 37,500,000 8 Kantor 1000 250,000 250,000,000 9 Areal Bahan Baku 500 150,000 75,000,000 10 Unit Pemadam Kebakaran 50 100,000 5,000,000 11 Gudang Produksi 800 150,000 120,000,000 12 Bengkel 60 200,000 12,000,000 13 Peralatan Pengaman 40 150,000 6,000,000 14 Ruangan Boiler 80 250,000 20,000,000 15 Laboratorium 60 150,000 9,000,000 16 Ruang Kontrol 50 250,000 12,500,000 17 Perpustakaan 100 100,000 10,000,000 18 Tempat Ibadah 40 250,000 10,000,000 19 Kantin 60 100,000 6,000,000 20 Pos Jaga 40 200,000 8,000,000 21 Poliklinik 100 200,000 20,000,000 22 Pengolahan Limbah 600 250,000 150,000,000 23 Jalan 700 150,000 105,000,000 TOTAL 4,986,000,000

C. Perincian Harga Peralatan

Harga peralatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut:

Cx = Cy m y x X X I I               1 2

Dimana: Cx = Harga alat pada tahun pembelian (2008)

Cy = Harga alat pada kapasitas yang tersedia

(58)

Iy = Indeks harga pada tahun yang tersedia

X1 = Kapasitas alat yang tersedia

X2 = Kapasitas alat yang diinginkan

m = Faktor eksponensial untuk jenis alat yang tersedia

Untuk menghitung semua harga peralatan pada pabrik, digunakan metode

Marshall R Swift Equipment Cost Indeks, Indeks yang digunakan adalah Chemical Engineering Plant Cost Indeks (Timmerhaus, 2004).

Tabel LE.2. Harga Indeks Marshall dan Swift

Tahun Yi Xi Yi2 Xi2 Yi.Xi 1993 964,2 1 929681,64 1 964,2 1994 993,4 2 986843,56 4 1986,8 1995 1027,5 3 1055756,25 9 3082,5 1996 1039,1 4 1079728,81 14 4156,4 1997 1056,8 5 1116826,24 25 5284 1998 1061,9 6 1127631,61 36 6371,4 1999 1068,3 7 1141264,89 49 7478,1 2000 1089,0 8 1185921 64 8712 2001 1093,9 9 1196617,21 81 9845,1 2002 1102,5 10 1215506,25 100 11025 Total 10.496,6 55 11.035.777,46 385 58.905,5 Sumber: Timmerhaus, 2004

Untuk mencari indeks harga pada tahun 2008 digunakan metode Regresi Koefisien Korelasi, yaitu :

(

) (

)

}

{

(

)

)

}

{

∑ ∑

− − − = 2 2 2 2 . ) ( . ( . . . i i i i i i i i Y Y n x X X n Y X Y X n r r =

{

} {

}

0,97 ) 6 , 10496 ( ) 46 , 11035777 10 ( 55 ) 385 10 ( ) 6 , 10496 55 ( ) 5 , 58905 10 ( 2 2 − = − − x x x x x

(59)

Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linear antar variabel X dan Y, sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah Persamaan Regresi Linear.

Persamaan umum Regresi linear adalah Y = a + b X

Dengan : Y = Indeks harga pada tahun yang dicari (2008) X = Variabel tahun ke n –1

A, b = Tetapan persamaan regresi

Dimana a dan b dapat dicari dengan menggunakan rumus :

(

)

(

)

− − = 2 2 2 ) ( ) . ( i i i i i i X X n Y x X Y x X a 38 , 971 55 ) 385 10 ( ) 5 , 5890 55 ( ) 6 , 10496 385 ( 2 = − − = x x x a 5 , 5 23 , 14 38 , 971 66 , 1094 ) ( 66 , 1049 10 6 , 10496 23 , 14 55 ) 385 10 ( ) 6 , 10496 55 ( ) 5 , 5890 10 ( ) ( ) . ( ) ( ) . ( 2 2 2 = − = − = = = = = − − = − − =

b a Y x n Y y x x x b X X n Y x X Y X x n b i i i i i i i

Dengan demikian harga indeks pada tahun 2006 ( n = 14 tahun yang ke-14 maka X = 13 ) adalah :

Y = 971,38 + ( 14,23 x 13 ) = 1156,37

(60)

Untuk alat yang tidak tersedia, faktor eksponennya (m) dianggap 0,6 ( Timmerhaus, 2004 ).

Contoh perhitungan estimasi harga peralatan :

Nama alat : Fermentor

Jumlah : 1 buah

Volume tangki (X2) : 2104,513 m3

1 US $ : Rp 9950 ;-

Untuk separator, volume tangki yang disediakan X1 = 10 m2

Cy = 7 x 103 US $

Ix = 1156,7

Iy = 1102,5

m = 0,6

maka tangki Fermentor pada tahun 2008 :

− = =             = , 410 . 417 . 569 9950 88 , 57227 $ 5 , 1102 7 , 1156 10 354 , 306 000 . 7 $ 6 . 0 Rp C x US C x US C x x x

Dengan cara yang sama perkiraan harga alat proses yang lainnya dapat dilihat pada tabel LE-3 dan tabel LE-4 untuk perkiraan harga peralatan utilitas pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gas Metana dari Sampah Organik.

(61)

Tabel LE-3. Perkiraan Harga Peralatan Proses

No Nama Alat Harga/unit Unit Harga Alat

1 Timbangan 15,000,000 1 15,000,000 2 Tresser 75,000,000 3 225,000,000 3 Tangki Penampungan 325,008,540 9 2,925,076,860 4 Tangki Panampung gas Metana 456,588,500 30 13,697,655,000 5 Tangki Panampung Bakteri 252,892,400 1 252,892,400 6 Kondensor 125,982,140 1 125,982,140 7 Absorbsi 498,502,650 5 2,492,513,250 8 Kompressor 212,600,580 1 212,600,580 9 Pompa Tangki Penampungan 4,500,000 1 4,500,000 10 Bak penampung kompos 25,000,000 1 25,000,000 11 Fermentor 569,417,410 6 3,416,504,460

TOTAL 23,392,724,690

Tabel LE-4. Perincian Harga Peralatan Utilitas

No Nama Alat Unit Harga Jumlah

1 Pompa Sumur Bor 1 3,000,000 3,000,000 2 Bak Pengendapan 1 6,748,770 6,748,770 3 Clarifier 1 2,811,541 2,811,541 4 Tangki Pelarutan alum 1 2,659,019 2,659,019 5 Tangki Pelaruran soda Abu 1 1,859,937 1,859,937 6 Pompa Bak Pengendapan 1 3,000,000 3,000,000 7 Sand Filter 1 1,231,792 1,231,792 8 Pompa Clarifier 1 3,000,000 3,000,000 9 Menara Air 1 14,065,244 14,065,244 10 Pompa Sand Filter 1 3,000,000 3,000,000 11 Kation exchanger 1 4,488,336 4,488,336 12 Tangki Pelarurtan Asam sulfat 1 1,771,360 1,771,360 13 Pompa Menara Air 1 3,000,000 3,000,000 14 Anion Exchanger 1 4,488,336 4,488,336 15 Tangki Pelarutan NaOH 1 1,173,540 1,173,540 16 Pompa Kation Exchanger 1 3,000,000 3,000,000 17 Tangki Kaporit 1 1,650,045 1,650,045 18 Tangki penampungan air umpan ketel 1 6,100,700 6,100,700 19 Pompa Menara Air 1 3,000,000 3,000,000 20 Daerator 1 6,350,000 6,350,000 21 Pompa Daerator 1 3,000,000 3,000,000

22 Boiler 1 150,825,100 150,825,100

(62)

Untuk harga alat sampai di lokasi maka harga alat proses dan utilitas harus ditambahkan biaya-biaya sebagai berikut:

Biaya transportasi = 5%

Biaya asuransi = 1%

Bea masuk = 15%

Ongkos bongkar muat = 0,5%

PPN = 10%

PPh = 10%

Biaya Gudang pelabuhan = 0,5% Biaya transportasi lokal = 0,5%

Biaya tak terduga = 0,5% +

Total = 43%………(Timmerhaus, 1991)

Total harga peralatan = Rp 23.392.724.690,- + Rp 1.357.375.239,- = Rp 24.750.099.929,-

Harga alat sampai dilokasi pabrik:

= 1,43 x (total harga peralatan proses dan utilitas) = 1,43 x Rp 24.750.099.929 = Rp 35.392.642.898,-

Biaya pemasangan alat diperkirakan 10% dari harga alat sampai di lokasi pabrik: = 0,1 x Rp 35.392.642.898,-

= 2.475.009.993,-

Harga peralatan proses dan utilitas terpasang (HPT):

= Rp 35.392.642.898 + Rp 2.475.009.993 = Rp 37.867.652.891,-

D. Harga Alat Instrumentasi

(63)

= 0,05 x Rp 37.867.652.891 = Rp 1.893.382.645,-

E. Biaya Perpipaan

Diperkirakan 10% dari HPT: ………..(Timmerhaus,1991) = 0,1 x Rp 37.867.652.891 = Rp 3.786.765.289,-

F. Biaya Instalasi Listrik

Diperkirakan 5% dari HPT: ………..(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp 37.867.652.891 = Rp 1.893.382.645,-

G. Biaya Insulasi

Diperkirakan 5% dari HPT: ………..(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp 37.867.652.891 = Rp 1.893.382.645,-

H. Biaya Inventaris kantor

Diperkirakan 2% dari HPT: ………..(Timmerhaus,1991) = 0,02 x Rp 37.867.652.891 = Rp 757.353.058,-

I. Biaya Perlengkapan Pemadam Kebakaran

Diperkirakan 2% dari HPT: ………..(Timmerhaus,1991) = 0,02 x Rp 37.867.652.891 = Rp 757.353.058,-

J. Sarana Transportasi Tabel LE-5. Sarana Transportasi

Jenis Kenderaan Jenis Unit Harga/unit Jumlah

Mobil Direktur Corolla Altis 1800 G Automatic M1 1 321.950.000 321.950.000 Mobil Manager Kijang Inova E standart Bensin 4 159.450.000 637.800.000

Kepala Bagian Avanza E Manual 4 108.050.000 432.200.000

Bus Karyawan Bus 3 210.000.000 630.000.000

Truk Dyna 6 roda channssis 125 PS LT 16 161.700.000 2.587.200.000

TOTAL 4.609.150.000

(64)

= Rp 6.873.900.000 + Rp 4.986.000.000 + Rp 37.867.652.891 + Rp 1.893.382.645 + Rp 3.786.765.289 + Rp 1.893.382.645 + Rp 1.893.382.645 + Rp 757.353.058 + Rp 757.353.058 + Rp 4.609.150.000

= Rp. 65.318.322.231,-

L.E.1.2. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL)

A. Pra Investasi

Diperkirakan 5% dari MITL ……….(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp 65.318.322.231 = Rp 3.265.916.112,-

B. Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 5% dariMITL ……….(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp 65.318.322.231 = Rp 3.265.916.112,-

C. Biaya Konstruksi

Diperkirakan 5% dari MITL ……….(Timmerhaus,1991) = 0,05 x Rp 65.318.322.231 = Rp 3.265.916.112,-

D. Biaya Tak Terduga

Diperkirakan 10% dari MITL ……….(Timmerhaus,1991) = 0,1 x Rp 65.318.322.231 = Rp 6.531.832.223,-

Total MITTL = A + B + C + D

= Rp 3.265.916.112 + Rp 3.265.916.112 + Rp 3.265.916.112 + Rp 6.265.916.112 = Rp 16.329.580.558,-

Total MIT = MITL + MITTL

(65)

= Rp 81.647.902.789,-

L.E.2. Modal Kerja/Working Capital

Modal kerja dihitung untuk mengoperasikan pabrik selama 3 bulan :

A. Persediaan bahan baku proses dan utilitas

 Sampah organik 37,5 ton/jam = 37.500 kg/jam

Harga Sampah = Rp 500,-/kg ………(Pusat Pasar, 2008) Harga total = 90 hari x 37.500 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 500/kg

= Rp 40.500.000.000,-  Soda Abu

Kebutuhan = 1,407 kg/jam

Harga = Rp 7100 / kg ………….……….(CV.Rudang jaya,2008)

Harga total = 90 hari x 1,407 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 7.100/kg = Rp 21.577.752,-

 Alum Al2(SO4)3

Kebutuhan = 2,606 kg/jam

Harga = 8000 /kg ………(CV.Rudang jaya,2008)

Harga total = 90 hari x 2,606 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 8000/kg = Rp 45.031.680,-

 Kaporit = 0,008 kg/jam ………..…(CV.Rudang jaya,2008)

Harga = 7000 /kg

Harga total = 90 hari x 0,008 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 7000 /kg = Rp 120.960,-

(66)

Harga = Rp 365.000/liter Total kebutuhan = 3 3 m 1 L 1000 x kg/m 1822,1898 kg/jam 74,897 = 41,1 liter/jam

Harga total = 90 hari x 41,1 L/jam x 24 jam/hari x Rp365.000/L = Rp 373.537.350,-

 NaOH = 1,511 kg/jam

Harga = Rp 20.000 /kg ………(CV.Rudang jaya,2008)

Harga total = 90 hari x 1,511 kg/jam x 24 jam/hari x Rp 20.000/kg = Rp 65.275.200,-

• Solar = 495,646 L/hari

Harga = 5000/L

Harga Total = 495,646 L/hari x 90 hari x 5000/L = Rp 223.040.700,-

Harga total bahan baku selama 3 bulan = Rp 41.005.542.942,-

Harga total Pertahun = 4 x Rp 41.005.542.942 = Rp 164.022.171.768,-

B. Kas

1. Biaya untuk Gaji

Tabel LE-6. Sistem Gaji Karyawan

No Jabatan Jumlah Gaji/bulan Jumlah

1 Dewan Komisaris 9 25,000,000 225,000,000 2 Direktur Utama 1 30,000,000 30,000,000 3 Sekretaris 1 2,000,000 2,000,000 4 Manajer 4 15,000,000 60,000,000 5 Kepala Bagian 4 10,000,000 40,000,000 6 Kepala Seksi Administrasi 16 8,000,000 128,000,000 7 Karyawan Produksi 62 1,500,000 93,000,000 8 Karyawan Teknik 34 1,500,000 51,000,000 9 Karyawan Keu. Dan Personalia 14 2,000,000 28,000,000 10 Karyawan Administrasi 16 2,000,000 32,000,000

Gambar

Tabel LA.2 Komposisi Sampah berdasarkan Unsur  Komponen
Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Tresher (TR-01)
Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Fermentor (FR-01)
Tabel 3.6  Neraca Massa Pada Absorber (AB-02)
+7

Referensi

Dokumen terkait

Berdasarkan temuan pada penelitian hampir seluruh responden mengenal fasilitas tersebut, namun diantara lima fasilitas yang ada di internet journal online merupakan

Waktu yang tepat untuk menggunakan AKDR adalah dilakakuan pada saat Hari pertama sampai ke-7 siklus haid, setiap waktu dalam siklus haid, yang dapat dipastikan klien

Penelitian ini dilakukan secara khusus kepada Radio Komunitas K FM di Desa Ketunggeng, Kecamatan Dukun, Magelang dalam konteks jaringan komunikasi yang bertujuan untuk

siswa mengambil les tambahan dari para guru yang kurang bertanggung jawab tersebut. 4 Kasus umum tersebut menunjukan bahwa pendidikan dapat bersifat

menurut Ki Hajar Dewantara merupakan pusat pendidikan yang pertama

Kurikulum 2013 menegaskan penguasaan kompetensi dalam tiga ranah yaitu afektif (sikap), kognitif (pengetahuan), dan psikomotorik (keterampilan). Dalam prakteknya siswa

Peraturan Pemerintah Nomor 79 Tahun 2005 tentang pedoman Pembinaan dan Pengawasan Penyelenggaraan Pemerintahan Daerah (Lembaran Negara Republik Indonesia Tahun 2005

Semangat tolong menolong tersebut di dorong oleh keinginan memberi jasa kepada kawan berdasarkan seorang buat semua dan semua buat seorang” ( Arifin Sitio dan Halomoan