Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Keramik Barium Titanat dengan Kapasitas Produksi 700 Ton/Tahun

(1)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas pembuatan keramik BaTiO3 adalah 700 ton/tahun dengan ketentuan sebagai berikut :

1 tahun = 330 hari kerja 1 hari = 24 jam

Kapasitas tiap hari :

= 700 ton tahun x

1 tahun 330 hari x

1000 kg 1 ton

= 2121,212 kg/ hari

Kemurnian = 99,99 % (BaTiO3) Impiuritis = 0,01 % (BaCO3, TiO2)

Perhitungan Mundur

1. Furnace

8 CO2

6 7

BaCO3 BaTiO3

TiO2

BaCO3(s) + TiO2 (s) BaTiO3 (s) + CO2 (g) Neraca Massa total : F6 = F7 + F8

Neraca masing – masing komponen : F7 BaTiO3 = 2121,212 kg/hari N7 BaTiO3 = 9,0964 kmol/hari

Kemurnian produk yang diinginkan adalah 99,99 % yang berfasa padatan sehingga banyaknya massa mol BaCO3 dan TiO2 yang bereaksi adalah sebesar 99,99 % agar didapat kemurnian produk yang diinginkan, maka :

N7 BaTiO3 = N8 CO2 = 0,999 N6 BaCO3 N6 BaCO3 = 9,0973 kmol/hari

N6 TiO2 = 9,0973 kmol/hari

(2)

Maka,

F6 BaCO3 = 9,0973 x 197,336 = 1795,23 kg/hari F6 TiO2 = 9,0973 x 79,866 = 726,56 kg/hari F8 CO2 = 9,0946 x 44,0095 = 400,30 kg/hari F7 BaCO3 = (9,0955 - 9,0946 ) x 197,336 = 0,180 kg/hari F7 TiO2 = (9,0955 - 9,0946 ) x 79,866 = 0,072 kg/hari F6 total = F6 BaCO3 + F6 TiO2

= 1795,23 kg/hari + 726,56 kg/hari = 2521,79 kg/hari

2. Pneumatic Press

4 5

BaCO3 BaCO3

TiO2 TiO2

Neraca Massa Total F4 = F5=F6

= 2521,79 kg/hari Neraca Massa Komponen : F4 BaCO3 = F5 BaCO3

= 1795,23 kg/hari F4 TiO2 = F5 TiO2

= 726,56 kg/hari

3. Mixer

3 4

BaCO3 BaCO3

TiO2 TiO2

Neraca Massa Total F3 = F4

= 2521,79 kg/hari

LA-2

Pneumatic Press

(3)

Neraca Massa Komponen : F3 BaCO3 = F4 BaCO3

= 726,56 kg/hari

4. Conveyor

BaCO3 TiO2

1 2

3

BaCO3 TiO2 Neraca Massa Total

F1+ F2 = F3

= 726,56 kg/hari

Perhitungan Maju

1. Conveyor

BaCO3 TiO2

1 2

3

BaCO3 TiO2 Neraca Massa Total

F1+ F2 = F3

= 2521,79 kg/hari Neraca Massa Komponen :

LA-3

Conveyor

(4)

F1 BaCO3 = F3 BaCO3 = 1795,23 kg/hari F2 TiO2 = F3 TiO2

= 726,56 kg/hari

2. Mixer

3 4

BaCO3 BaCO3

TiO2 TiO2

= 726,56 kg/hari

3. Pneumatic Press

4 5

BaCO3 BaCO3

TiO2 TiO2

= 726,56 kg/hari

LA-4

Mixer

(5)

4. Furnace

8 CO2

6 7

BaCO3 BaTiO3

TiO2

BaCO3(s) + TiO2 (s) BaTiO3 (s) + CO2 (g) Neraca Massa total : F6 = F7 + F8

Neraca masing – masing komponen : F7 BaTiO3 = 2121,212 kg/hari N7 BaTiO3 = 9,0964 kmol/hari

Kemurnian produk yang diinginkan adalah 99,99 % yang berfasa padatan sehingga banyaknya massa mol BaCO3 dan TiO2 yang bereaksi adalah sebesar 99,99 % agar didapat kemurnian produk yang diinginkan, maka :

N7 BaTiO3 = N8 CO2 = 0,999 N6 BaCO3 N6 BaCO3 = 9,0973 kmol/hari

N6 TiO2 = 9,0973 kmol/hari Maka,

F6 BaCO3 = 9,0973 x 197,336 = 1795,23 kg/hari F6 TiO2 = 9,0973 x 79,866 = 726,56 kg/hari F8 CO2 = 9,0946 x 44,0095 = 400,30 kg/hari F7 BaCO3 = (9,0955 - 9,0946 ) x 197,336 = 0,180 kg/hari F7 TiO2 = (9,0955 - 9,0946 ) x 79,866 = 0,072 kg/hari F6 total = F6 BaCO3 + F6 TiO2

= 1795,23 kg/hari + 726,56 kg/hari = 2521,79 kg/hari

LA-5

(6)

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Basis Perhitungan : 1 hari operasi Satuan operasi : kJ/hari Temperatur : 28 OC

Neraca panas menggunakan rumus – rumus perhitungan sebagai berikut :

Perhitungan Cp padatan (J/mol.K) dengan menggunakan metode Hurst dan Harrison, dimana nilai kontribusi unsur atom, yaitu :

Tabel LB.1 Tebel Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan Harrison

Unsur Atom ∆E

Ba 32,37

Ti 27,24

O 13,42

C 10,89

Sumber : (Perry, 1999) Rumus Metode Hurst dan Harrison :

CPS = 𝑛_𝑖₌₁𝑁𝑖.∆𝐸𝑖

Dimana :

CPS = Kapasitas panas padatan (J/mol.K)

n = Jumlah unsur atom yang berbeda dalam suatu senyawa Ni = Jumlah unsur atom i dalam senyawa

∆𝐸𝑖 = Nilai dari kontribusi unsur atom i pada tabel LB.1

Menghitung Cp. BaCO3 pada 28OC : Cp = ∆EBa + ∆EC + 3∆EO

= 32,37 + 10,89+ 3 (13,42) = 83,52 J/mol.K

Menghitung Cp TiO2 pada 28OC : Cp = ∆ETi + 2∆EO

(7)

= 54,08 J/mol.K

Menghitung Cp BaTiO3 pada 28OC : Cp = ∆EBa + ∆ETi + 3∆EO

= 32,37 + 27,24+ 3 (13,42) = 99,87 J/mol.K

Dari data tabel kontribusi atom maka didapat Cp padatan, yaitu : Tabel LB.2 Kapasitas Panas Padatan

Senyawa Cp(j/mol.k)

BaCO3 83,52

TiO2 54,08

BaTiO3 99,87

Dari data entalpi pembentukan ∆HfO(kkal/mol) pada suhu 25O C, yaitu :

Senyawa ∆HfO(kkal/mol)

BaCO3 -289,9

TiO2 -225,79

BaTiO3 4,23

CO2 -94,5

Sumber :( Perry, 1999)

LB.1 Furnace

8 CO2

6 7

BaCO3 BaTiO3

TiO2

Panas masuk furnace = 𝑁_𝑠6 𝐶𝑝(𝑔)𝑑𝑇 301,15

298,15

Tabel LB.3 Panas Masuk Furnace

Alur Komponen F(kg/hari) N(kmol/hari) N1∫Cp dT

6

BaCO3 1.795,23 9,0973 0

TiO2 726,56 9,0973 0

Qin 0

LB-2

(8)

Panas Keluar Furnace

= ∑N7

BaTiO3 _301,151623 ,15𝐶𝑝_(𝑔)𝑑𝑇 + ∑N8CO2 𝐶𝑝(𝑔)𝑑𝑇 1623 ,15

301,15

= 9,0964 kmol/hari x 99,87 J/mol.K(1623,15-301,15)+9,0964 kmol/hari x68.723,94 J/mol

1.Panas Reaksi Pembakaran

(9)

r∆Hr = 174.260,99 kJ/hari Panas yang dibutuhkan :

Q = Qout – Qin + r∆Hr

= 1.826.123,495 kJ/hari – 0 kJ/hari + 174.260,99 kJ/hari

= 2.000.384,49 kJ/hari

(10)

LAMPIRAN C

SPESIFIKASI PERALATAN

Spesifikasi peralatan dihitung berdasarkan urutan peralatan dalam flowsheet pembuatan keramik barium titanat.

LC.1 Gudang Penyimpanan TiO2 (G - 101)

Fungsi : Tempat Penyimpanan TiO2 sebelum di proses selama 30 hari Bentuk : Bangunan berbentuk balok dengan atap berbentuk limas

Bahan : Beton

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 300C Jumlah Gudang : 1 unit

TiO2 yang diangkut dengan truk dimasukkan langsung kegudang penyimpanan dengan kapasitas 30 hari. TiO2 ditempatkan dalam sak – sak dengan berat @ 50 kg. Jadi 1 sak memuat :

Valume TiO2 = 𝐹𝑇𝑖𝑂2 𝜌𝑇𝑖 𝑂2

= 50 𝑘𝑔 4.000 𝑘𝑔/𝑚3 = 0,0125 m3/sak Kebutuhan TiO2 = 726,56 kg/hari

Banyak sak yang dibutuhkan dalam 30 hari : Jumlah sak (@ 50 kg) = 726,56

𝑘𝑔

𝑕𝑎𝑟𝑖 𝑥 30 𝑕𝑎𝑟𝑖

50 𝑘𝑔/𝑠𝑎𝑘 = 435,94 sak

Volume total sak dalam 30 hari = 0,0125 x 435,94 = 5,4492 m3

Faktor kosong ruangan = 20 % dan area jalan dalam gudang = 20 %, sehingga : Volume gedung yang dibutuhkan = 1,4 x 5,4492 m3

= 7,6289 m3

Bangunan diperkirakan dibangun dengan panjang 2,5 m, dengan tinggi tumpukan TiO2 2 m, sehingga :

(11)

l = 1.526 m

Tinggi bangunan direncanakan 2x tinggi tumpukan bahan baku = 4 m. Sehingga, ukuran bangunan gedung yang digunakan adalah :

Panjang = 2,5 m Lebar = 2 m Tinggi = 4 m

LC.2 Gudang Penyimpanan BaCO3 (G - 102)

Fungsi : Tempat penyimpanan BaCO3 sebelum diproses selama 30 hari

Bentuk : Bangunan berbentuk balok dengan atap berbentuk limas Bahan Kontruksi : Beton

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC Jumlah gudang : 1 unit

BaCO3 yang diangkut dengan truk dimasukkan langsung ke gudang penyimpanan dengan kapasitas 30 hari, BaCO3 ditempatkan dalam sak – sak dengan berat @ 50 kg. Valume BaCO3 = 𝐹𝐵𝑎𝐶𝑂3

𝜌𝐵𝑎𝐶𝑂3

= 50 𝑘𝑔 4.286 𝑘𝑔/𝑚3 = 0,01167m3/sak Kebutuhan BaCO3 = 1795,23 kg/hari Banyak sak yang dibutuhkan dalam 30 hari : Jumlah sak (@ 50 kg) = 1795,23

𝑘𝑔

𝑕𝑎𝑟𝑖 𝑥 30 𝑕𝑎𝑟𝑖

50 𝑘𝑔/𝑠𝑎𝑘 = 1.077,14 sak

Volume total sak dalam 30 hari = 0,01167 x 1.077,14 = 12,566 m3

Faktor kosong ruangan = 20 % dan area jalan dalam gudang = 20 %, sehingga : Volume gedung yang dibutuhkan = 1,4 x 12,566 m3

= 17,59 m3

(12)

Bangunan diperkirakan dibangun dengan panjang 4 m, dengan tinggi tumpukan BaCO3 2 m, sehingga :

V = p x l x t 17,59 = 4 x l x 2 l = 2,199 m

Tinggi bangunan direncanakan 2x tinggi tumpukan bahan baku = 4 m. Sehingga, ukuran bangunan gedung yang digunakan adalah :

Panjang = 4 m Lebar = 2,5 m Tinggi = 4 m

LC.3 Bucket Elevator (BE - 103)

Fungsi : Mengangkut TiO2 dari gudang penyimpanan ke silo

Bentuk : Continuous – Bucket elevator

Bahan Kontruksi : Malleable - iron

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Jumlah : 1 unit

Faktor kelonggaran : 12 % (Perry&Green, 1997) Laju umpan = 726,56 kg/hari = 30,27 kg/jam

Kapasitas total conveyor = (1 + faktor keamanan ) x Laju umpan = (1 + 0,12 ) x 30,27 kg/jam

= 33,90 kg/jam = 0,0339 ton/jam

Untuk bucket elevator kapasitas 2 ton/jam, spesifikasi : - Tinggi elevator = 25 ft

(Perry&Green,1997)

- Ukuran bucket = (6 x 4 x 4,25) in - Jarak antar bucket = 12 in

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P) : P = 0,07 m0,63∆Z

(Timmerhaus,2004) Dimana : P = Daya (kW)

M = Laju Alir Massa (kg/s)

(13)

∆Z = Tinggi Elevator (m) m = 33,90 kg/jam = 0,0094 kg/s ∆Z= 25 ft = 7,62 m

P = 0,07 (0,0094)0,63 (7,62) = 0,028 kW = 0,03785 hp Efisiensi motor = 80 %

Daya yang dibutuhkan = 0,03785 hp/0,8 = 0,047 hp Maka dipakai motor dengan daya ½ hp

LC.4 Bucket Elevator (BE – 104)

Fungsi : mengangkut BaCO3 dari gudang penyimpanan BaCO3 ke silo

Jenis : Continuous – bucket Elevator Bahan konstruksi : Malleable – iron

Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 OC

Faktor kelonggaran = 12 % (Perry & Green, 1997) Laju umpan = 1795,23 kg/hari = 74,80 kg/jam

Kapasitas total conveyor = (1 + faktor keamanan) x Laju umpan = (1 + 0,12) x 74,80 kg/jam

= 83,77 kg/jam = 0,0838 ton/jam

Untuk bucket elevator kapasitas < 2 ton/jam, spesifikasi :

- Tinggi elevator = 25 ft (Perry& Green,

1997)

- Ukuran elevator = (6 x 4 x 4,25 ) in - Jarak antar bucket = 12 in

Perhitungan daya yang dibutuhkan (P) :

P = 0,07 m0,63∆Z (Timmerhaus, 2004)

Dimana : P = Daya (kW)

m = laju alir massa (kg/s)

(14)

∆Z= tinggi elevator (m) M = 83,77 kg/jam = 0,0233 kg/s ∆Z = 25 ft = 7,62 m

1 hp = 0,74570 kW

P = 0,07 (0,0233)0,63 (7,62) = 0,05 kW = 0,067 hp Efisiensi motor = 80 %

Daya yang dibutuhkan = 0,067 hp/0,8 = 0,084 hp Maka dipakai motor dengan daya ½ hp.

LC.5 Silo (S-110)

Fungsi : menampung TiO2 dari Bucket elevator

Jenis : mass-flow silo

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur (T) : 300C Tekanan (P) : 1 atm Desain alat untuk silo

Valley bentuk bawah valley

Laju alir masuk : 726,565 kg/hari = 30,27 ρTiO2

: 4000 kg/m3 Kebutuhan perancangan: 7hari

Untuk kapasitas 1 minggu hari dapat dihitung :

FTiO2 = 30,27 kg/jam x 7 hari x 24 jam/hari = 5085,95 kg

Volume Tio2 = 𝐹𝑇𝑖𝑂2 𝜌𝑇𝑖𝑂2 =

5085 ,95 𝑘𝑔

4000 𝑘𝑔/𝑚3 = 1,27 m 3

Faktor kelonggaran = 20 %

Volume yang dibutuhkan = (1,2) 1,27m3 = 1,526 m3

(15)

Diameter dan tinggi silo  Volume silo (Vs)

Vs = 1 4πDi

2

H; asumsi : Di:H=1:3 Vs = 3

4πDi 3

(brownell,1959) 1,526 = 3

4πDi 3

Di3 = 0,648 m3

Di = 0,865 m

H = 3 x Di = 3 x 0,865 m= 2,6 m

 Volume valley (Vv)

Diasumsikan perbandingan diameter dan tinggi silo dan valley 5:1, maka Diameter valley adalah 1/5 x 0,865 m = 0,173 m

Tinggi valley adalah 1/5 x 2,6 m = 0,52 m Ukuran Bin opening (valley) = B =0,10 m Dan θ yang sesuai adalah 220

LC.6 Silo (S-111)

Fungsi : menampung BaCO3 dari Bucket elevator

Jenis : mass-flow silo

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur (T) : 300C Tekanan (P) : 1 atm Desain alat untuk silo

Valley bentuk bawah valley

Laju alir masuk : 1795,23kg/hari = 74,80 kg/jam ρBaCO3 : 4286 kg/m3

Kebutuhan perancangan: 7hari

Untuk kapasitas 1 minggu hari dapat dihitung :

(16)

F BaCO3 = 74,80 kg/jam x 7 hari x 24 jam/hari

Volume yang dibutuhkan = (1,2) 2,932 m3 = 3,52 m3 Diameter dan tinggi silo

 Volume silo (Vs)

Diasumsikan perbandingan diameter dan tinggi silo dan valley 5:1, maka Diameter valley adalah 1/5 x 1,143 m = 0,229m

Tinggi valley adalah 1/5 x 3,43 m = 0,686m Ukuran Bin opening (valley) = B =0,15 m Dan θ yang sesuai adalah 220

LC.7 Screw conveyor (SC-112)

Fungsi : mengangkut TiO2 menuju Mixer

Bahan Konstruksi : Carbon steel

(17)

Direncanakan dalam suatu proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit) Panjang screw conveyor diperkirakan = 20 m = 65,616 ft

Laju volumetrik conveyor :

𝑄 = 30,27 𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚 4000𝑘𝑔/𝑚3 𝑥

1 1/6 𝑗𝑎𝑚

= 0,0454 m3/jam = 1,2614x10-5 m3/s Daya conveyor, P = 0,07 F0,82L

Dimana :

P = Daya conveyor (kW) F = Laju alir massa (kg/s) L = Jarak angkut (m)

Maka P = 0,07 x (0,0084)0,82 x 20 = 0,02780 kW

= 0,03730 hp Efisiensi motor = 80 %

LC.8 Screw Conveyor (SC-113)

Fungsi : Mengangkut BaCO3 menuju Mixer

Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 300C

Jumlah : 1 unit

Data :

FBaCO3 = 1795,23 kg/hari = 74,780 kg/jam = 0,02078 kg/s ρ BaCO3 = 4.286 kg/m3

Direncanakan dalam satu proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit) Panjang screw conveyor diperkirakan = 20 m = 65,616 ft

𝑄 = 74,780 𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚 4286 𝑘𝑔/𝑚3 𝑥

1 1/6 𝑗𝑎𝑚

= 0,1047 m3/jam = 2,9087x 10 -5 m3/s Daya Conveyor, P = 0,07 F0,82L

(18)

Dimana :

Maka P = 0,07 x (0,02078)0,82 x 20 = 0, 0582 kW

LC.9 mixer (M-114)

Fungsi : Mencampurkan semua bahan baku agar menjadi homogen

Jenis : Ribbon mixer

Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 0C Perhitungan dimensi pencampuran

Tabel LC.1 komposisi bahan yang masuk ke Mixer (M-114) Laju Alir

(kg/jam)

ρ (kg/m3)

Vcampuran (M3/jam)

BaCO3 1795,23 4.286 0,4189

TiO2 726,565 4.000 0,1816

Total 2521,79 4.119,26 0,6005

Laju massa = 2521,79 kg/jam Waktu tinggal = 4 jam

Perhitungan : a. Volume Tangki

Volume campuran, V1 = 0,6005m3/jam x 4 jam = 2,402 m3 Volume tangki, Vt = 1,2 (2,402) = 2,8824 m3

b. Diameter dan tinggi shell

LC-9

(19)

Direncanakan : Hs = Dt 1:1 Dimana : Hs = tinggi shell

Dt = diameter dalam tangki - Volume shell tangki (Vs)

Vs = 𝜋 4𝐷𝑡

2_𝐻

𝑠 =𝜋₄𝐷𝑡2 𝐷𝑡 = 𝜋₄𝐷𝑡3 (perry, 2007) - Volume tutup tangki (Ve)

Ve = 𝜋 24𝐷𝑡

3 _{(brownell & Yaoung, 1959)}

- Volume tangki (V)

V = Vs + Ve

= 7𝜋 24𝐷𝑡

3

2,8824 m3 = 7𝜋 24𝐷𝑡

3

𝐷𝑡3 = 3,1473 m3

𝐷𝑡 = 1,4655 m = 4,808 ft = 57,696in Hs = 1,4655 m = 4,808 ft = 57,696in c. Diameter dan tinggi tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 1,4655 m Rasio axis = 2:1

Tinggi tutup = ½(1,4655

2 ) = 0,3664 m

Maka, tinggi total tangki = 1,4655 m + 0,3664 m = 1,832 m d. Tebal shell tangki

Untuk cylindrical shells :

𝑡𝑠 = _𝑆_._{𝐸𝑗 −}𝑃.𝑟_0,6_𝑃+ 𝐶𝑐 (Timmerhaus, 2004) Dimana :

P = maximum allowable internal pressure

r = jari- jari tangki

S = maximum allowable working stress

Ej = joint efficiency

Cc= allowance for corrosion

(20)

Tekanan udara luar, Po = 1 atm = 101, 325 kPa

P = F/A = (2521,79kg/jam)(4 jam)(9,8 m/s2)/[π/4(1,8435 m)2] = 37.054,38 N/m2

= 37,05 Kpa Poperasi = Po + P

= 101,325 kPa + 37,05 kPa = 138,379 kPa Faktor keamanan = 20 %

P design = (1,2)( 138,379 kPa) = 166,055 kPa = 24,084 psi

Untuk bahan konstruksi Carbon steel, SA – 285, Grade C : S = 13.750 psi

Ej = 0,85

C = 0,02 in/tahun n = 10 tahun

Cc = 0,02 in/tahun x 10 tahun = 0,2 in

𝑡𝑠 = _𝑆_._{𝐸𝑗 −}𝑃.𝑟_0,6_𝑃+ 𝐶𝑐 = 24,084 𝑝𝑠𝑖𝑥 57,696 𝑖𝑛

(13.750 𝑥 0,85)−(0,6 𝑥 24,084 𝑝𝑠𝑖) = 0,119 𝑖𝑛

Maka tebal shell yang dibutuhkan = ½ in e. Tebal tutup tangki

Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell.

Maka tebal shell standart yang digunakan = ½ in ( Brownell,1959) f. Sistem pengaduk

Jenis pengaduk : Double helical ribbon

Untuk ribbon blender kecepatan yang dipakai adalah 280 ft/min (tabel 19.2 perrys)

Daya motor yang digunakan 1 hp

(21)

Da/Dt = 1/3 : Da = 1/3 x 1,4655 m = 0,4885 m W/Da = 1/5 : W = 1/5 x 0,4885 m = 0,0977 m Dimana :

Dt = diameter tangki Da = diameter helical

W = lebar blade pada helical

LC.10 Screw Conveyor (SC-210)

Fungsi : Mengangkut campuran BaCO3 dan TiO2 menuju

Pneumatic press.

Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 300C

Jumlah : 1 unit

Data :

Fcampuran = 2521,79 kg/hari = 105,075kg/jam = 0,0292 kg/s Ρcampuran = 4.119,26 kg/m3

Direncanakan dalam satu proses cukup ditempuh 1/6 jam kerja (10 menit) Panjang screw conveyor diperkirakan = 20 m = 65,616 ft

𝑄 = 105,075 𝑘𝑔/𝑗𝑎𝑚 4.119,26 𝑘𝑔/𝑚3 𝑥

1 1/6 𝑗𝑎𝑚

= 0,1530 m3/jam = 4,2514 x 10-5 m3/s Daya Conveyor, P = 0,07 F0,82L

Dimana :

Maka P = 0,07 x (0,0292)0,82 x 20 = 0, 077 kW

Daya yang dibutuhkan = 0,1035 hp/0,8 = 0,130 hp

(22)

Maka dipakai motor dengan daya ½ hp

LC.11 Pneumatic press (P-211)

Fungsi : Tempat mencetak campuran menjadi blok keramik Bahan konstruksi : Plat baja

Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 300 C Jumlah : 1 unit

𝑀𝐹 = 𝑃𝑥 𝜋𝑑 𝑐2

4 − 𝑊

(Heine, 1967) Dimana :

P = Tekanan Udara, umumnya 90-110 psi

dc = Diameter piston (in)

W = Berat total (lbm)

Faktor toleransi = 10 %

W = (100+10)% x 20 kg = 22 kg = 4,85 lb

dc = 𝑀𝐹+𝑊

𝜋𝑃 2

= 16+4,85 3,14 𝑥 100 2

= 0,066 in

LC.12 Belt Conveyor (BC-212)

Fungsi : Mengangkut blok keramik ke gudang penyimpanan sementara

Jenis : Horizontal belt conveyor

Bahan Konstruksi : Carbon Steel

Kondisi Operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 300 atm

Jumlah : 1 unit

Data :

Jumlah materi : 2521,79kg/hari = 105,075 kg/jam Faktor kelonggaran : 20 %

(23)

Kapasitas materi : 1,2 x 105,075 kg/jam = 126,09 kg/jam = 0,126 ton/jam

Panjang : 20 ft

Menghitung daya conveyor :

P = Pempty + Phorizontal + P vertikal Kecepatan conveyor (µ) dapat dihitung :

Asumsi tebal belt conveyor 24 inci dengan angle of repose 200 maka dari tabel 5.5a wallas diperoleh data untuk conveyor = 87,9

µ = 0,126

87,9 x 100 = 0,1434 ft/menit Menghitung daya empty

Horsepower conveyor dengan panjang 20 ft dan tebal belt conveyor 24 inci dapat dilihat dari grafik 5,5c wallas yaitu = 0,1 hp

Pempty = 0,1434 x 0,1 = 0,01434 hp Menghitung daya horizontal

Phorizontal = (0,4 + L/300)(w/100) (Wallas,1988)

𝐿 = 20

cos 50 = 20,0764 𝑓𝑡

Phorizontal = (0,4+20,0764/300)( 0,126/100) =0,00059 hp Menghitung Daya vertikal

Pvertikal = 0,001 H.w (Wallas,1998)

H = 20 tg 50 = 1,7498 ft Pvertikal = 0,001 x 1,7498 x 0,126

= 0,00022 hp

Dengan demikian daya conveyor seluruhnya adalah : P = 0,01434 hp + 0,00059 hp + 0,00022 hp

= 0,01515 hp Efisiensi motor 80 %

(24)

Maka digunakan motor standar dengan daya ½ hp

LC.13 Gudang Penyimpanan Sementara Blok Keramik (G-213)

Fungsi : Tempat penyimpanan sementara blok keramik selama 30 hari

Bentuk : Bangunan persegi dengan atap berbentuk limas

Bahan : Beton

Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 300 C

Jumlah : 1 unit

Perhitungan desain bangunan

keramik yang telah dicetak memiliki berat 340,2504 gr/blok keramik ρcampuran = 4.119,26 kg/m3

Volume produk keramik = F/ρ = 0,34025 𝑘𝑔

4.119,26 𝑘𝑔/𝑐𝑚3 = 8,25 x 10 -5

m3/blok

Laju produk keramik = 2521,79 kg/hari = 105,075 kg/jam

Perkiraan banyaknya blok keramik yang tersimpan didalam gudang sementara

jumlah blok (@0,34025kg) = 105,075 𝑘𝑔 𝑗𝑎𝑚 0,34025 𝑘𝑔 𝑏𝑙𝑜𝑘 = 308,82 blok/jam

Volume total : 308,82 blok/jam x 8,25 x 10-5 m3/blok x 30 hari x 24 jam/hari = 18,366 m3

Faktor kosong ruangan = 20 % dan area jalan dalam gudang = 20 %, sehingga :

Volume ruang yang dibutuhkan = (1,4) 18,366 m3 = 25,71 m3 Bangunan diperkirakan dibangun dengan panjang 5 m,dengan tinggi tumpukan 2 m, sehingga : V = p x l x t

25,71 = (5) x (l) x (2)

L = 2,57 m

(25)

Sehiggga ukuran bangun gedung yang digunakan adalah Panjang = 5 m

Lebar = 3 m

Tinggi = 4 m

LC.14 Belt conveyor (BC-310)

Fungsi : Mengangkut blok keramik ke furnace

Jumlah : 1 buah

Data :

Jumlah materi : 2521,79kg/hari = 105,075 kg/jam Faktor kelonggaran : 20 %

Panjang : 20 ft

Menghitung daya conveyor :

P = Pempty + Phorizontal + P vertikal Kecepatan conveyor (µ) dapat dihitung :

µ = 0,126

(26)

𝐿 = 20

cos 50 = 20,0764 𝑓𝑡

Phorizontal = (0,4+20,0764/300)( 0,126/100) =0,00059 hp Menghitung Daya vertikal

H = 20 tg 50 = 1,7498 ft Pvertikal = 0,001 x 1,7498 x 0,126

= 0,00022 hp

Daya yang diperlukan untuk menggerakkan motor 0,1515 /0,8 = 0,0189 hp Maka digunakan motor standar dengan daya ½ hp

LC.15 Furnace (Q-311)

Fungsi : Tempat peleburan BaCO3 dan TiO2 sehingga terjadi pembentukan keramik BaTiO3

Jenis : Electric Furnace

Bahan Konstruksi : Refractory brik dengan dinding dalam

magnesite (86,8 % Mgo, 6,3 % Fe2O3, 3 % CaO, 2,6 % SiO2), dinding tengah kaolin insulating firebrick, dinding luar carbon steel

plate SA- grade B, dengan elektroda grafit.

Kondisi : Tekanan : 1 atm

Suhu : 1350 0 C

Jumlah : 3 buah

(27)

Tabel C.2 Komposisi bahan yang masuk ke Elektric furnace (Q-311)

Komponen Laju alir

(kg/jam)

Reaksi yang terjadi di dalam furnace : BaCO3(s) + TiO2  BaTiO3(s) + CO2 (g) Data :

Panas yang dihasilkan = 176.483.931,5 kJ/hari

Bahan menduduki 50 % volume dalam tungku, residence time 10 jam.

Volume tungku = (

(28)

Tebal dinding tungku reduksi

Suhu permukaan dalam tungku 13500C = 1623,15 K Suhu permukaan luar 280C = 301,15 K Asumsi heat loss yang terjadi pada dinding

qo = 500 Btu/ft2.hr = 15.769, 53 W/m2 (Bird, dkk,2001)

Magnesite

Tebal, ∆x = ∆x1

T0 = 13500C= 1623 K, k=1,46 Btu/ ft2.hr(0F/ft)=2,53 W/m. (Perry & Green,1997) T1 = 10000C

x1 – x0 = (k)(T0 – T1) x 1 _𝑞𝑜 (Bird,dkk, 2001) ∆x1 = (k)(T0 – T1) x 1 _𝑞𝑜

= (2,53)(1623,15 – 1273,15) x 1/15.769,53 = 0,056 m

Kaolin insulating firebrick

Tebal, ∆x = ∆x1

T1 = 10000C= 1273 K, k=0,23 Btu/ ft2.hr(0F/ft)=0,4 W/m.K (Perry & Green,1997) T2 = 60 0C

x2 – x1 = (k)(T1 – T2) x 1 _𝑞𝑜 (Bird,dkk, 2001) ∆x2 = (k)(T1 – T2) x 1 _𝑞𝑜

= (0,4)(1273,15-333,15) x 1/15.769,53 = 0,0315 m

Carbon steel plate SA-135 Grade B

Tebal, ∆x = ∆x3

T3 = 280C= 301,15 K, k3=45,17 W/m.K (Perry & Green,1997) x3 – x2 = (k)(T2 – T3) x 1 _𝑞𝑜 (Bird,dkk, 2001) ∆x3 = (k)(T2 – T3) x 1 _𝑞𝑜

= (45,17)(333,15-301,15) x 1/15.769,53 = 0,6166 m

Daya aktual yang dibutuhkan, Q = 2.000.384,486 kJ/hari (Lamp.B)

(29)

= 23,15 kW Daya, P = Q

η

=23,15

0,96 = 24,1173 kW = 32,34 hp

LC.16 Blower (JB-314)

Fungsi : Mengalirkan gas CO2 dari furnace ke lingkungan Jenis : Blower sentrifugal

Bahan Konstruksi : Commercial steel

Kondisi Operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 300C

Jumlah : 1 unit

Perhitungan desain Blower :

Laju alir = 400,33 kg/hari = 16,68 kg/jam ρ = 1977 kg/m3

Laju alir volumetrik gas, Q = 16,68

1977 = 0,0084 m 3

/jam

Efisiensi blower 75 %sehingga daya blower dapat dihitung dengan persamaan : P = 144 𝑥𝑀𝑋𝑄

33.000

P = 144 𝑥 0,75 𝑋 0,0084 33.000 P = 2,76 x 10-5 Hp

Maka dipilih Blower dengan daya motor ½ Hp.

LC.17 Belt conveyor (BC- 312)

Fungsi : Mengangkut blok keramik ke gudang penyimpanan produk

(30)

Jumlah : 1 unit Data :

Jumlah materi : 2121,21 kg/hari = 88,384 kg/jam Faktor kelonggaran : 20 %

Panjang : 50 ft

Menghitung daya conveyor : P = Pempty + Phorizontal + P vertikal

Kecepatan conveyor (µ) dapat dihitung :

µ = 0,106

𝐿 = 50

cos 50 = 50,19 𝑓𝑡

Phorizontal = (0,4+50,19/300)( 0,106/100) = 0,00060 hp Menghitung Daya vertikal

H = 50 tg 50 = 4,374 ft

Pvertikal = 0,001 x 4,374 x 0,106 = 0,00046 hp

(31)

Daya yang diperlukan untuk menggerakkan motor 0,01313 /0,8 = 0,0164 hp Maka digunakan motor standar dengan daya ½ hp

LC.18 Gudang Penyimpanan Keramik BaTiO3 (G-313)

Fungsi : Tempat penyimpanan keramik BaTiO3 selama 30 hari Bentuk : Bangunan persegi dengan atap berbentuk limas

Bahan : Beton

Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 300 C

Jumlah : 1 unit

Perhitungan desain bangunan

Keramik BaTiO3 di cetak dalam bentuk blok, setiap blok mempunyai ukuran yang bervariasi, desain keramik BaTiO3 diperkirakan sebagai berikut :

Mempunyai ukuran :

Volume : 0,0000825 m3=82,5 cm3 Massa : 340,2504 gr

Direncanakan ukuran blok : Panjang : 8 cm

Lebar : 5 cm

Tinggi :2,065 cm

Didalam satu kotak terdapat: 10 buah

Dihasilkan 7411,6 blok keramik BaTiO3 per hari atau 741,16 kotak, Dengan Faktor kosong ruangan (fk) kotak = 20 %

Volume kotak : 0,0000825 m3 x 10 lebar x 1,2 = 0,00099 m2

Volume keramik selama 30 hari = 741,16 kotak/hari x 0,00099 m3/kotak x 30 hari = 22,05 m3

Faktor kosong ruangan (fk) = 20 % dan area jalan dalam gudang = 20 %, sehingga :

Volume ruang yang dibutuhkan, Vg= (1+fk x fj) x V

= (1 + 0,2 x 0,2 ) x 22,05 m3

(32)

= 30,873 m3 Direncanakan :

1. Panjang gedung penyimpanan 5 m, dengan tinggi tumpukan 2 m, sehingga :

V = p x l x t

30,873 = (5) x (l) x (2)

L = 3,0873 m

2. Tinggi bangunan direncanakan 2x tinggi tumpukan bahan baku = 4 m

Sehiggga ukuran bangun gedung yang digunakan untuk penyimpanan keramik BaTiO3 adalah :

Tinggi gudang = 4 m Panjang gudang = 5 m Lebar gudang = 3,5 m

(33)

LAMPIRAN D

PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS

D.1 Tangki Bahan Bakar (TB)

Fungsi : Menyimpan bahan bakar solar selama 7 hari Bentuk : Selinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan Kontruksi : Carbon steel SA-53, grade B

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur : 300C

Tekanan : 1 atm

Laju massa solar : kg/jam

Densitas solar : 0,89 kg/l = 55,56 lbm/ft3 = 890,0712 kg/m3 (Perry & Green,1997)

Kebutuhan perancangan : 24 jam Faktor keamanan : 20 %

Perhitungan Ukuran Tangki a. Volume solar (Va) = 6,468

kg

jamx 24 jamx 7 hari

890,0712 = 1,2208 𝑚 3

Volume tangki, Vt = 1,2 x 1,2208 m3 = 1,465 m3 b. Diameter dan tebal tangki

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

𝑉𝑠 = 𝜋𝐷₄𝑖𝐻𝑠

𝑉𝑠 =

1

4 𝜋𝐷𝑖𝐻𝑠

1,465 𝑚3= 1 4 𝜋𝐷𝑖

2 3

2 𝐷𝑖

1,465 𝑚3 = 3 8 𝜋𝐷𝑖

3

(34)

Tinggi cairan dalam tangki = volume cairan x tinggi silinder volume tangki = 1,2208 1,8660

1,465 = 1,555 𝑚 d. Tebal tangki

Tekanan hidrostatik P = ρ x g x t

= 890,0712 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 1,555 m = 13.565,75 kPa

Tekanan operasi = 1 atm = 101,325 kPa

P = 13.565,75 kPa + 101,325 kPa = 13.667,076 kPa Faktor kelonggaran = 20 %

Pdesign = (1,2)( 13.667,076 kPa) = 16.400,490 kPa

Joint efficiency (E) = 0,8 (Timmerhaus, 2004)

Allowable stress (S) = 12.650 psia = 87.218,714 kPa Tebal shell tangki :

t = 𝑃𝐷 2𝑆𝐸−1,2𝑃

= (16.400,490 𝑘𝑃𝑎)( 1,2440 𝑚)

2 87.218,714 𝑘𝑃𝑎 0,8 − 1,2 (16.400,490 𝑘𝑃𝑎) = 0,1702 in

Faktor korosi = 1/8 in

Maka tebal shell yang dibutuhkan = 0,1702 in = 1/8 in = 0,295 in Tebal shell standar yang digunakan = 0,3 in

D.2 Pompa Utilitas (PU - 01)

Fungsi : memompa bahan bakar ke generator

Jenis : pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : commercial steel

Kondisi operasi :

- Temperatur : 30 0C

- Tekanan : 1 atm

(35)

- Viskositas solar (µ) : 1,1 cp = 7.392,1x 100,4 lbm/ft.jam

Dari tabel A.5-1 geankoplis, 1997. Dipilih pipa comercial steel : Ukuran nominal : 2 ½ in

Schedule number : 40

Diameter dalam (ID) : 2,469 in = 0,2057 ft Diameter luar (OD) : 2,875 in = 0,2396 ft Inside sectional area (A) : 0,03322 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 6,345 𝑥 10−5𝑓𝑡3/𝑠

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ɛ = 0,00015 ft (geankoplis, 1997) Pada NRe = 0,0295 dan ɛ/D = 0,00015 ft

0,2057 ft = 0,0007 diperoleh harga factor fanning (Gambar 2.10-3), f = 0,006 (Geankoplis, 1997).

Friction loss :

(36)

Ff = 3,56 x 10-5 ft.lbf/lbm 1 sharp edge exict hex= n 1−𝐴2

𝐴1 2 _𝑉2

2𝑎𝑔𝑐 = 1 1−0

2 0,0019 2 2 1 (32,174) Hex= 6,67 x 10-8 ft.lbf/lbm

Total friction loss ƩF = 0,13597 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernouli : 1

2gc v 2

2−v21 + g

gc z2−z1 + P2−P1

ρ + ƩF+ Ws = 0 (Geankoplis, 1997)

Dimana : V1 =V2 ∆V2 = 0 P1 = P2 ∆P = 0

Tinggi pemompaan, ∆Z = 10 ft

0 +32,174

32,174 10 + 0 + 0,13597 +𝑊𝑠 = 0 -Ws = 10,13597 ft.lbf/lbm

Efisiensi pompa, 𝝶 = 80 % Wp = Ws/ 𝝶 = 12,667 ft.lbf/lbm Daya pompa, P =Wpvρ

550 =

12,667 x 0,0019 x 55,56

550 = 0,002 hp Digunakan daya motor standar 0,5 hp

(37)

LAMPIRAN E

PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Dalam rencana pra rancangan pabrik Keramik Barium Titanat digunakan asumsi sebagai berikut :

1. Pabrik beroperasi selama 330 hari dalam setahun. 2. Kapasitas maksimum adalah 660 ton/tahun. 3. Perhitungan didas

4. arkan pada harga alat terpasang (HAT)

5. Harga alat disesuaikan dengan basis 16 April 2012, dimana nilai tukar dollar terhadap rupiah adalah US$ 1 = Rp 9.225. (Bank Indonesia,16 April 2012)

1. Modal Investasi Tetap

1.1 Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)

1.1.1 Biaya Tanah Lokasi Pabrik

Biaya tanah pada lokasi pabrik diperkirakan Rp 877.297 /m2 (www.inkuiri.com) Luas tanah seluruhnya = 4994 m2

Harga tanah seluruhnya = 4994 m2 Rp 877.297 /m2 = Rp 4.381.221.218 Biaya perataan tanah diperkirakan 5 dari harga tanah seluruhnya Biaya perataan tanah = 0,05 x Rp 4.381.221.218 = Rp 219.061.061 Maka total biaya tanah (A) adalah Rp 4.600.282.279

(38)

1.1.2 Harga Bangunan dan Sarana

Tabel LE.1 Perincian Luas dan Harga Bangunan, serta sarananya

No Nama Bangunan

Luas

(m2)

Harga

(Rp/m2) Jumlah (Rp)

1 Pos jaga 30 300.000 9.000.000

2 Tempat parkir* 100 100.000 10.000.000

3 Gudang produk 150 400.000 60.000.000

4 Gudangbahan baku 150 400.000 60.000.000

5 Poliklinik 50 500.000 25.000.000

6 Bengkel 70 400.000 28.000.000

7 Pembang kitlistrik 100 800.000 80.000.000 8 Perkantoran 240 1.000.000 240.000.000 9 Tempat proses 2000 1.500.000 3.000.000.000 10 Gudang peralatan 100 400.000 40.000.000

11 Kantin 70 400.000 28.000.000

12 Tempat ibadah 70 400.000 28.000.000

13 Taman* 50 100.000 5.000.000

14 Jalan* 1200 150.000 180.000.000

15 Ruang control 80 600.000 48.000.000

16 Laboratorium 80 600.000 48.000.000

17 Daeran perluasan* 800 0 0

Total 4540 3.889.000.000

Ket * : sarana pabrik

Harga bangunan saja = Rp 3.694.000.000 Harga sarana = Rp 195.000.000 Total biaya bangunan dan sarana (B) = Rp 3.889.000.000

(39)

1.1.3 Perincian Harga Peralatan

Harga peralatan yang di impor dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :

dimana: Cx = harga alat pada tahun 2012

Cy = harga alat pada tahun dan kapasitas yang tersedia X1 = kapasitas alat yang tersedia

X2 = kapasitas alat yang diinginkan Ix = indeks harga pada tahun 2012

Iy = indeks harga pada tahun yang tersedia

m = faktor eksponensial untuk kapasitas (tergantung jenis alat)

(40)

Untuk menentukan indeks harga pada tahun 2012 digunakan metode regresi

Dengan memasukkan harga-harga pada Tabel LE – 2, maka diperoleh harga koefisien korelasi :

Harga koefisien yang mendekati +1 menyatakan bahwa terdapat hubungan linier antar variabel X dan Y. sehingga persamaan regresi yang mendekati adalah

Untuk mengetahui harga indeks tahun yang diinginkan. lebih dahulu dicari tetapan a dan b.

Jika disubstitusikan harga pada Tabel LE – 2. diperoleh harga :

(41)

Sehingga persamaan regresi liniernya adalah : Y = a + b  X

Y = 831,257 + 18,72265 X

Dengan demikian, harga indeks pada tahun 2012 (X = 26) adalah : Y = 831,257 + 18,72265 (26)

Y = 1318,046

Perhitungan harga peralatan menggunakan harga faktor eksponensial (m), kapasitas yang digunakan adalah harga eksponen Marshall & Swift yang dapat dilihat pada buku Plant Design and Economics for Chemical Engineers, Timmerhaus et.al, 2004, halaman 264, table 6-4. Untuk alat yang tidak tersedia. faktor eksponensialnya dianggap 0,6 (Timmerhaus et.al, 2004).

(42)

Contoh perhitungan harga peralatan :

Silo Bahan Baku TiO2 (G-101)

Capacity, m3

310 kPa (30 psig) Carbon-steel tank (spherical) Carbon steel 304 Stainless stell Mixing tank with agitator

(43)

Dengan cara yang sama diperoleh perkiraan harga alat lainnya yang dapat dilihat pada Tabel E.3 untuk perkiraan peralatan proses dan Tabel E.4 untuk perkiraan peralatan utilitas.

Tabel LE.3 Perkiraan Harga Peralatan Proses

Nama alat Kode Unit harga /unit (Rp) Harga Total (Rp)

Bucket Elevator BE-103 1 134.412.723 134.412.723 Bucket Elevator BE-104 1 134.412.723 134.412.723 Silo Bahan Baku TiO2 S – 110 1 35.295.306 35.295.306 Silo Bahan Baku BaCO3 S – 111 1 35.295.306 35.295.306 Screw Convenyor SC – 112 1 130.385.995 130.385.995 Screw Convenyor SC – 113 1 217.309.991 217.309.991 Ribbon Mixer M – 114 1 121.076.380 121.076.380 Screw Convenyor SC – 210 1 130.385.995 130.385.995 Pneumatic Press P – 211 1 1.774.048.500 1.774.048.500 Belt Convenyor BC – 212 1 300.890.757 300.890.757 Belt Convenyor BC – 310 1 300.890.757 300.890.757

Furnace Q – 311 1 7.071.011.243 7.071.011.243

Belt Convenyor BC – 312 1 300.890.757 300.890.757

Blower JB – 314 1 73.092.795 73.092.795

Alat Proses Impor 10.759.399.228

Alat Proses Non Impor 0

Harga Total Alat Proses 10.759.399.228

Tabel LE.4 Perkiraan Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah

Nama Alat Kode Unit Harga/Unit (Rp) Harga Total (Rp)

Tangki bahan bakar TU-01 1 5.328.917.903 5.328.917.903

Total Harga peralatan Utilitas Impor 5.328.917.903

Generator G 8 25.000.000 200.000.000

Pompa PU-01 2 3.500.000 7.000.000

Total Harga Peralatan Utilitas Non Impor 207.000.000

Total Harga Peralatan Utilitas 5.535.917.903

(44)

Tabel LE.5 Perkiraan Harga Peralatan Kesehatan dan keselamatan kerja

Nama Alat Unit Harga/Unit

(Rp) Harga Total (Rp)

Safety helmet 30 12.500 375.000

Sepatu pelindung 59 150.000 8.850.000

Masker 59 500 29.500

Sarung tangan 59 12.500 737.500

Penutup telinga 59 60.000 3.540.000

Baju tahan panas 4 1.300.000 5.200.000

Kaca mata pengaman 3 50.000 150.000

Fire extiguisher 10 650.000 6.500.000

Alarm 6 150.000 900.000

Total 26.282.000

Untuk harga alat impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut : - Biaya transportasi = 5 

- Biaya asuransi = 1 

- Bea masuk = 15  - PPn = 10  - PPh = 10  - Biaya gudang di pelabuhan = 0.5 

- Biaya administrasi pelabuhan = 0.5  - Transportasi lokal = 0,5  - Biaya tak terduga = 0,5 

Total = 43  (Timmerhaus et al, 2004). Untuk harga alat non impor sampai di lokasi pabrik ditambahkan biaya sebagai berikut:

- PPn = 10  - PPh = 10  - Transportasi lokal = 0,5 

- Biaya tak terduga = 0,5 

(45)

Total = 21  (Timmerhaus et al, 2004).

Total harga peralatan proses utilitas :

= 1,43 x (Rp 10.759.399.228 + Rp 5.535.917.903) + 1,21 x (Rp 207.00.000 + Rp 26.282.000)

= Rp 23.006.293.497 + Rp 282.271.220 = Rp 23.288.564.717

Biaya pemasangan diperkirakan 10 dari total harga peralatan Biaya pemasangan = 0,1  Rp 23.288.564.717

= Rp 2.328.856.472

Harga peralatan terpasang (HPT) (C) = Rp 23.288.564.717 + 2.328.856.472 = Rp 25.617.421.188

1.1.4 Instrumentasi dan Alat Kontrol

Diperkirakan biaya instrumentasi dan alat kontrol 13 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004).

Biaya instrumentasi dan alat kontrol (D) = 0,13  Rp 25.617.421.188 = Rp 3.330.264.754

1.1.5 Biaya Perpipaan

Diperkirakan biaya perpipaan 80 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004).

Biaya perpipaan (E) = 0,8  Rp 25.617.421.188 = Rp 20.493.936.951

1.1.6 Biaya Instalasi Listrik

Diperkirakan biaya instalasi listrik 50 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004).

Biaya instalasi listrik (F) = 0,5  Rp 25.617.421.188 = Rp 12.808.710.594

(46)

1.1.7 Biaya Insulasi

Diperkirakan biaya insulasi 10 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004).

Biaya insulasi (G) = 0,1  Rp 25.617.421.188 = Rp 2.561.742.119

1.1.8 Biaya Inventaris Kantor

Diperkirakan biaya inventaris kantor 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004).

Biaya inventaris kantor (H) = 0,05  Rp 25.617.421.188 = Rp 1.280.871.059

1.1.9 Biaya Perlengkapan Kebakaran dan Keamanan

Diperkirakan biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan 5 dari total harga peralatan (Timmerhaus et.al, 2004).

Biaya perlengkapan kebakaran dan keamanan (I) = 0,05  Rp 25.617.421.188 = Rp 1.280.871.059

1.1.10 Sarana Transportasi

Untuk mempermudah pekerjaan, perusahaan member fasilitas sarana

transportasi (J), seperti pada table berikut ini :

Tabel LE.6 Biaya Sarana Transportasi

No. Jenis Kendaraan Unit Jenis Harga/unit

(Rp)

Harga total

(Rp)

1. Mobil Direktur 1 New Camry _450.000.000 _450.000.000

2. Mobil Manajer 3 Ford _255.000.000 _765.000.000

3. Mobil kepala Bagian 9 Avanza _150.000.000 _{1.350.000.000}

5. Truk 4 Truk _380.000.000 _{1.520.000.000}

6. Ambulans 1 Mini Bus _150.000.000 _150.000.000

7. Mobil Pemadam Kebakaran 1 Truk Tangki _380.000.000 _380.000.000

Total 4.615.000.000

(47)

Total MITL = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J

= Rp 80.478.100.000

1.2 Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL)

1.2.1 Pra Investasi

Diperkirakan 7 dari MITL (Timmerhaus et.al, 2004) Pra investasi (K) = 0,07  Rp 80.478.100.004

= Rp 5.633.467.000

1.2.2 Engineering dan Supervisi

Diperkirakan 8 dari MITL (Timmerhaus et.al, 2004)

Engineering dan supervisi (L) = 0,08  Rp 80.478.100.004

= Rp 6.438.248.000

1.2.3 Biaya Kontraktor

Diperkirakan 5 dari MITL (Timmerhaus et.al, 2004) Biaya kontraktor (M) = 0,05  Rp 80.478.100.004

= Rp 4.023.905.000

1.2.4 Biaya Tak Terduga

Diperkirakan 10 dari MITL (Timmerhaus et.al, 2004) Biaya tak terduga (N) = 0,1  Rp 80.478.100.004

= Rp 8.047.810.000

Total MITTL = K + L + M + N = Rp 24.143.430.001 Total MIT = MITL + MITTL

= Rp 80.478.100.004 + Rp 24.143.430.001 = Rp 104.621.530.005

(48)

2. Modal Kerja

Modal kerja dihitung untuk pengoperasian pabrik selama 3 bulan (= 90 hari).

2.1Persediaan Bahan Baku Proses

1. Titanium Oksida ( TiO2)

Kebutuhan = 726,565 kg/hari

Harga = US $ 400/ton (PT. Tianjin Bairun, 2012) Harga total = 90 hari  0,7266 ton/hari  US $ 400/ton

= US $ 26.156,34 x Rp 9.225/US$ = Rp. 241.292.237

2. Barium Karbonat (BaCO3)

Kebutuhan = 1.795,23 kg/hari

Harga = US $ 100/ton (PT. Kronox Dupont, 2012)

Harga total = 90 hari  1,79523 ton/hari  US $ 100/ton = US $ 16.157,07 x Rp 9.225/US$ = Rp. 149.048.971

2.2Persediaan Bahan Baku Utilitas

1. Solar

Kebutuhan = 6,47 liter/jam

Harga = Rp 9700/ltr (PT. Pertamina, 2012) Harga total = 90 hari  24 jam/hari  6,47 liter/jam  Rp 9700/ltr

= Rp 135.559.440

2. Air

Kebutuhan = 22,09 m3/Hari

Harga = Rp 7750 /m3 (PT. PDAM Tritanadi, 2012)

Harga total = 90 hari  22,09 m3/Hari  Rp 7750 /m3 = Rp 15.409.505

(49)

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah = Rp 541.310.152

2.3 Kas

2.3.1 Gaji Pegawai

Tabel LE.7 Perincian Gaji Pegawai

No Jabatan Jumlah Gaji/bulan (Rp) Total Gaji (Rp)

14 Kepala Seksi Hubungan

(50)

23

Petugas Keamanan 6 1.500.000 9.000.000 24

Petugas Kebersihan 10 1.500.000 15.000.000 25

Supir 3 1.500.000 4.500.000

Jumlah 103 335.500.000

Total gaji pengawai selama 1 bulan = Rp 335.500.000 Total gaji pengawai selama 3 bulan = Rp 1.006.500.000

2.3.2 Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 10 dari gaji pegawai = 0,1  Rp 1.006.500.000 = Rp 100.650.000

2.3.3 Biaya Pemasaran

Diperkirakan 10 dari gaji pegawai = 0,1  Rp 1.006.500.000 = Rp 100.650.000

2.3.4 Pajak Bumi dan Bangunan

Dasar perhitungan Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) mengacu kepada Undang-Undang RI No. 20 Tahun 2000 Jo UU No. 21 Tahun 1997 tentang Bea Perolehan Hak atas Tanah dan Bangunan, sebagai berikut :

 Yang menjadi objek pajak adalah perolehan hak atas tanah dan atas bangunan (Pasal 2 ayat 1 UU No.20/00).

 Dasar pengenaan pajak adalah Nilai Perolehan Objek Pajak (Pasal 6 ayat 1 UU No.20/00).

 Tarif pajak ditetapkan sebesar 5% (Pasal 5 UU No.21/97).

 Nilai perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak ditetapkan sebesar Rp. 30.000.000,-

(Pasal 7 ayat 1 UU No.21/97).

 Besarnya pajak yang terutang dihitung dengan cara mengalikan tarif pajak dengan Nilai Perolehan Objek Kena Pajak (Pasal 8 ayat 2 UU No.21/97).

Maka berdasarkan penjelasan di atas, perhitungan PBB ditetapkan sebagai berikut :

(51)

Wajib Pajak Pabrik Pembuatan Keramik Barium Titanat

Nilai Perolehan Objek Pajak

 Tanah Rp 4.381.221.218

 Bangunan Rp 3.694.000.000

Total NJOP Rp 8.075.221.218

Nilai Perolehan Objek Pajak Tidak Kena Pajak Rp 30.000.000 Nilai Perolehan Objek Pajak Kena Pajak Rp 8.045.221.218 Nilai Jual Kena Pajak = 20% x Rp 8.045.221.218 Rp 1.609.044.244 Pajak yang terutang (5% Dari NJKP) Rp 80.452.212 Maka Pajak Bumi dan Bangunan per 3 bulan = (3/12) x Rp 80.452.212

= Rp 20.113.053

Tabel LE.8 Perincian Biaya Kas

No. Jenis Biaya Jumlah (Rp)

1. Gaji Pegawai 1.006.500.000

2. Administrasi Umum 100.650.000

3. Pemasaran 100.650.000

4. Pajak Bumi dan Bangunan 20.113.053

Total 1.227.913.053

2.4 Biaya Start – Up

Diperkirakan 12  dari Modal Investasi Tetap (Timmerhaus et.al, 2004) = 0,12  Rp 104.621.530.006

= Rp 12.554.583.601

2.5 Piutang Dagang

HPT 12

IP

PD 

dimana: PD = piutang dagang

IP = jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan) HPT = hasil penjualan tahunan

Penjualan :

Harga jual keramik barium titanat = US$ 17.500/ton

LE-15

(52)

Produksi Keramik BaTiO3 = 2,1212 ton/hari Hasil penjualan Keramik BaTiO3 tahunan

= 2,1212 ton/hari  330 hari/tahun  US$ 17.500/ton = US$ 12.249.930 x Rp 9.225/US$

= Rp 113.005.604.250 Piutang Dagang =

12

3 _

Rp 113.005.604.250 = Rp 28.251.401.063

Perincian modal kerja dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LE.9 Perincian Modal Kerja

No. Jenis Biaya Jumlah (Rp)

1. Bahan baku proses dan utilitas 541.310.152

2. Kas 1.227.913.053

3. Start up _{12.554.583.601}

4. Piutang Dagang 28.251.401.063

Total 42.575.207.868

Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja = Rp 104.621.530.006 + Rp 42.575.207.868 = Rp 147.196.737.874

Modal ini berasal dari:

1. Modal sendiri = 60  dari total modal investasi = 0,6  Rp 147.196.737.874 = Rp 88.318.042.724

2. Pinjaman dari Bank = 40  dari total modal investasi = 0,4  Rp 147.196.737.874 = Rp 58.878.695.150

(53)

3. Biaya Produksi Total

3.1 Biaya Tetap (Fixed Cost = FC)

3.1.1 Gaji Tetap Karyawan

Gaji tetap karyawan terdiri dari gaji tetap tiap bulan ditambah 3 bulan gaji yang diberikan sebagai tunjangan, sehingga :

Gaji total (O) = (12 + 3)  Rp 335.500.000 = Rp 5.032.500.000

3.1.2 Bunga Pinjaman Bank

Bunga pinjaman bank adalah 16% dari total pinjaman (Bank Mandiri, 2011). Bunga bank (P) = 0,16  Rp 58.878.695.150= Rp 9.420.591.224

3.1.3 Depresiasi dan Amortisasi

Pengeluaran untuk memperoleh harta berwujud yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun harus dibebankan sebagai biaya untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan melalui penyusutan (Rusdji, 2004). Pada perancangan pabrik ini dipakai metode garis lurus (straight line mothod). Dasar penyusutan menggunakan masa manfaat dan tarif penyusutan sesuai dengan Undang-Undang Republik Indonesia No.17 Tahun 2000 Pasal 11 ayat 6, dapat dilihat pada table dibawah ini :

Tabel LE.10 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No. 17 Tahun 2000

Kelompok Harta

Berwujud

Masa

(tahun)

Tarif

(%) Beberapa Jenis Harta

I. Bukan Bangunan

Mesin kantor, perlengkapan, alat perangkat/

tools industri. Mobil, truk kerja

Mesin industri kimia, mesin industri mesin II. Bangunan

Permanen 20 5 Bangunan sarana dan penunjang (Sumber : Waluyo, 2000 dan Rusdji,2004)

Depresiasi dihitung dengan metode garis lurus dengan harga akhir nol.

(54)

n L P

D 

dimana :

D = depresiasi per tahun P = harga awal peralatan L = harga akhir peralatan n = umur peralatan (tahun)

Tabel LE.11 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No. 17 Tahun 2000

Komponen Biaya (Rp) Umur

(tahun) Depresiasi (Rp)

Bangunan 3889.000.000 20 194.450.000

Peralatan proses dan utilitas 25.617.421.188 16 1.601.088.824 Instrumentrasi dan

pengendalian proses 3.330.264.754 16 208.141.547 Perpipaan 20.493.936.951 16 1.280.871.059 Instalasi listrik 12.808.710.594 16 800.544.412 Inventaris kantor 1.280.871.059 4 320.217.765

Insulasi 2.561.742.119 16 160.108.882

Perlengkapan keamanan 1.280.871.059 16 80.054.441 Sarana transportasi 4.615.000.000 8 576.875.000

TOTAL 5.222.351.931

Semua modal investasi tetap langsung (MITL) kecuali tanah mengalami penyusutan yang disebut depresiasi. Sedangkan modal investasi tetap tidak langsung (MITTL) juga mengalami penyusutan yang disebut amortisasi.

Pengeluaran untuk memperoleh harta tak berwujud dan pengeluaran lainnya yang mempunyai masa manfaat lebih dari 1 (satu) tahun untuk mendapatkan, menagih, dan memelihara penghasilan dapat dihitung dengan amortisasi dengan menerapkan taat azas (UURI Pasal 11 ayat 1 No. Tahun 2000). Para Wajib Pajak menggunakan tarif amortisasi untuk harta tidak berwujud dengan menggunakan masa manfaat kelompok masa 4 (empat) tahun sesuai pendekatan prakiraan harta tak berwujud yang dimaksud (Rusdji, 2004).

(55)

Untuk masa, maka biaya amortisasi adalah 20% dari MITTL, sehingga : Biaya amortisasi = 0,2  Rp 24.143.430.001

= Rp 4.828.686.000

Total biaya depresiasi dan amortisasi (Q)

= Rp 5.222.351.931 + Rp 4.828.686.000 = Rp 10.051.037.932

3.1.4 Biaya Tetap Perawatan

1. Perawatan mesin dan alat-alat proses

Perawatan mesin dan peralatan dalam industri proses berkisar 2 sampai 20%, diambil 5% dari harga peralatan terpasang di pabrik (Timmerhaus et.al,2004).

Biaya perawatan mesin = 0,05  Rp 25.617.421.188 = Rp 1.280.871.059

2. Perawatan bangunan

Diperkirakan 5 dari harga bangunan (Timmerhaus et.al, 2004). Perawatan bangunan = 0,05  Rp 3.889.000.000

= Rp 194.450.000

3. Perawatan kendaraan

Diperkirakan 5 dari harga kendaraan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan kendaraan = 0,05  Rp 4.615.000.000

= Rp 230.750.000

4. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol

Diperkirakan 5 dari harga instrumentasi dan alat kontrol (Timmerhaus et al, 2004).

Perawatan instrumentasi = 0,05  Rp 3.330.264.754 = Rp 166.513.238

(56)

5. Perawatan perpipaan

Diperkirakan 5 dari harga perpipaan (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan perpipaan = 0,05  Rp 20.493.936.951

= Rp 1.024.696.848

6. Perawatan instalasi listrik

Diperkirakan 5 dari harga instalasi listrik (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan listrik = 0,05  Rp 12.808.710.594

= Rp 640.435.530

7. Perawatan insulasi

Diperkirakan 5 dari harga Insulasi (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan insulasi = 0,05  Rp 2.561.742.119

= Rp 128.087.106

8. Perawatan inventaris kantor

Diperkirakan 5 dari harga inventaris kantor (Timmerhaus et al, 2004). Perawatan inventaris kantor = 0,05  Rp 1.280.871.059

= Rp 64.043.553

9. Perawatan perlengkapan kebakaran

Diperkirakan 5 dari harga perlenkapan kebakaran (Timmerhaus et al, 2004).

Perawatan perlengkapan kebakaran = 0,05 x Rp 1.280.871.059 = Rp 64.043.553

Total biaya perawatan (R) = Rp 3.793.890.886

3.1.5 Biaya Tambahan Industri (Pant Overhead Cost)

Biaya tambahan industri ini diperkirakan 10  dari modal investasi tetap (Timmerhaus et al, 2004).

Pant Overhead Cost (S) = 0,1  Rp 104.621.530.006

= Rp 10.462.153.001

(57)

3.1.6 Biaya Administrasi Umum

Biaya administrasi umum ini diperkirakan 10  dari biaya tambahan (Timmerhaus et al, 2004).

Biaya administrasi umum (T) = 0,1  Rp 10.462.153.001 = Rp 1.046.215.300

3.1.7 Biaya Pemasaran dan Distribusi

Biaya pemasaran selama 1 tahun = Rp 100.650.000

Biaya distribusi diperkirakan 50% dari biaya pemasaran, sehingga : Biaya distribusi = 0,5 x Rp 100.650.000 = Rp 50.325.000 Biaya pemasaran dan distribusi (U) = Rp 150.975.000

3.1.8 Biaya Laboratorium. Penelitan dan Pengembangan

Diperkirakan 5 dari biaya tambahan industri (Timmerhaus et al, 2004). Biaya laboratorium (V) = 0,05 x Rp 10.462.153.001

= Rp 523.107.650

3.1.9 Biaya Asuransi

1. Biaya asuransi pabrik. adalah 3,1 permil dari modal investasi tetap langsung (Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI, 2009).

Biaya asuransi = 0,0031  Rp 80.478.100.004 = Rp 249.482.110

Biaya asuransi karyawan.

Premi asuransi = Rp 351.000,-/tenaga kerja (PT. Prudential Life Assurance, 2010).

Maka biaya asuransi karyawan = 123 x Rp 351.000,- = Rp 36.153.000 Total biaya asuransi (W) = Rp 285.635.110

3.1.10 Pajak Bumi dan Bangunan

Pajak Bumi dan Bangunan (X) adalah Rp 80.452.212

(58)

Total Biaya Tetap (Fixed Cost) = O + P + Q + R + S + T + U + V + W + X

= Rp 40.846.558.315

3.2 Biaya Variabel

3.2.1 Biaya Variabel Bahan Baku Proses dan Utilitas per tahun

Biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 3 bulan adalah Rp 541.310.152

Total biaya persediaan bahan baku proses dan utilitas selama 1 tahun =

3 12

x Rp 541.310.152 = Rp 2.165.240.608

3.2.2 Biaya Variabel Tambahan

1. Perawatan dan Penanganan Lingkungan

Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku

Biaya variabel Perawatan dan Penanganan Lingkungan: = 0,1  Rp 2.165.240.608

= Rp 216.524.061

2. Biaya Variabel Pemasaran dan Distribusi

Diperkirakan 10 dari biaya variabel bahan baku

Biaya Pemasaran dan Distribusi = 0,1  Rp 2.165.240.608 = Rp 216.524.061

Total biaya variabel tambahan = Rp 433.048.122

3.2.3 Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5  dari biaya variabel tambahan = 0,05  Rp 433.048.122 = Rp 21.652.406

Total biaya variabel = Rp 2.619.941.136

Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

(59)

= Rp 40.846.558.315 + Rp 2.619.941.136 = Rp 43.466.499.451

4. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan

4.1 Laba Sebelum Pajak

Laba atas penjualan = total penjualan – total biaya produksi = Rp 113.005.604.250 – Rp 43.466.499.451

= Rp 69.539.104.799

Bonus perusahaan untuk karyawan 0,5 % dari keuntungan perusahaan = 0,005 x Rp 69.539.104.799

= Rp 347.695.524,00

Pengurangan bonus atas penghasilan bruto sesuai dengan UURI No. 17/00 Pasal 6 ayat 1 sehingga :

Laba sebelum pajak (bruto) = Rp 69.539.104.799 − Rp 347.695.524,00 = Rp 69.191.409.275,26

4.2 Pajak Penghasilan

Berdasarkan UURI Nomor 17 ayat 1 Tahun 2000, Tentang Perubahan Ketiga atas Undang-undang Nomor 7 Tahun 1983 Tentang Pajak Penghasilan adalah (Rusjdi, 2004) :

 Penghasilan sampai dengan Rp 50.000.000,- dikenakan pajak sebesar 5.

 Penghasilan Rp 50.000.000,- sampai dengan Rp 250.000.000,- dikenakan pajak sebesar 15.

 Penghasilan Rp 250.000.000,- sampai dengan Rp 500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 25.

 Penghasilan di atas Rp 500.000.000,- dikenakan pajak sebesar 30. Maka pajak penghasilan yang harus dibayar adalah :

- 5 Rp 50.000.000,- = Rp 2.500.000 - 15 (Rp 250.000.000,- - Rp 50.000.000,-) = Rp 30.000.000 - 25% x (Rp 500.000.000,- - Rp 250.000.000,-) = Rp 62.500.000 - 30 (Rp 69.191.409.275,26 – Rp 500.000.000)= Rp 20.607.422.783

Total PPh = Rp 20.702.422.783

(60)

(61)

5.4 Pay Out Time (POT) pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut “Cash Flow”. Untuk memperoleh cash flow diambil ketentuan sebagai berikut :

- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan 10  tiap tahun - Masa pembangunan disebut tahun ke nol

- Jangka waktu cash flow dipilih 10 tahun

- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke – 10 - Cash flow adalah laba sesudah pajak ditambah penyusutan (depresiasi). Dari Tabel LE.11 diperoleh nilai IRR =46,26 

(62)

Tabel E.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)

Thn Laba sebelum

pajak Pajak

Laba Sesudah

pajak Depresiasi Net Cash Flow

P/F

58.540.024.424 0,6849 40.095.907.140 0,6803 39.823.145.867 2

63.383.423.074 0,4691 29.735.139.367 0,4628 29.331.955.701 3

68.711.161.588 0,3213 22.078.457.236 0,3148 21.630.934.701 4

74.571.673.954 0,2201 16.412.036.302 0,2142 15.969.986.649 5

81.018.237.556 0,1507 12.212.891.885 0,1457 11.803.100.845 6