BAB IX STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN
9.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan
Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan antara lain berupa : 1. Tunjangan
a. Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan.
b. Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan.
c. Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja.
2. Cuti
a. Cuti tahunan, diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam setahun
b. Cuti sakit, diberikan kepada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan dokter
3. Pakaian kerja
Pakaian kerja diberikan kepada setiap karyawan sejumlah dua pasang untuk setiap tahunnya
4. Pengobatan
a. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kerja (kecelakaan kerja) ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan Undang-undang yang berlaku.
b. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja diatur kebijakan perusahaan.
5. Asuransi Tenaga Kerja (ASTEK)
ASTEK diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawannya lebih dari 10 orang.
78 9.8 Manajemen Produksi
Manajemen produksi dan operasional adalah berbagai usaha pengelolaan secara optimal penggunaan semua sumber daya (factor-faktor produksi); tenaga kerja, mesin- mesin, peralatan, bahan mentah, dan lain sebagainya, di dalam proses transformasi bahan mentah dan tenaga kerja menjadi berbagai produk atau jasa (Handoko, 1993)
Manajemen produksi berkaitan dengan keputusan mengenai proses produksi sehingga tujuan organisasi dapat tercapai. Selain itu, ada dua factor yang mempengaruhi manajemen produksi, diantaranya division of labour yang merupakan factor pembagi tugas dengan tepat. Sehingga produksi yang dihasilkan berkualitas dan dapat diterima dengan baik di pasar. Pembagian pekerjaan membantu produksi menjadi lebih efektif dan efisien.
a. Perencanaan Produksi
Perencanaan produksi adalah perencanaan kegiatan produksi dan manufaktur di perusahaan atau industri. Hal ini memanfaatkan alokasi sumber daya kegiatan karyawan, bahan dan kapasitas produksi, untuk melayani pelanggan yang berbeda.
Dalam menyusun rencana produksi secara garis besar ada dua hal yang perlu dipertimbangkan, yaitu faktor internal dan factor eksternal. Yang dimaksud faktor internal adalah faktor yang menyangkut kemampuan pasar terhadap jumlah produk yang dihasilkan, sedangkan faktor internal adalah kemampuan pabrik dalam menghasilkan jumlah produk.
1) Kemampuan pabrik
Pada umumnya kemampuan pabrik ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain :
a) Material (bahan baku)
Dengan pemakaian yang memenuhi kualitas dan kuantitas maka akan mencapai target produksi yang diinginkan.
79 b) Manusia (tenaga kerja)
Kurang terampilnya tenaga kerja akan menimbulkan kerugian pabrik, untuk itu perlu dilakukan pelatihan atau training pada karyawan agar keterampilan meningkat.
c) Mesin (peralatan)
Ada dua hal yang mempengaruhi kehandalan dan kemampuan peralatan, yaitu jam kerja mesin efektif dan kemampuan mesin. Jam kerja mesin efektif adalah kemampuan suatu alat untuk beroperasi pada kapasitas yang diinginkanpada periode tertentu.
2) Kemampuan pasar
Ada tiga alternatif yang dapat diambil, yaitu :
a) Rencana produksi sesuai dengan kemampuan pasar atau produksi diturunkan sesuai dengan kemampuan pasar, dengan mempertimbangkan untung dan rugi.
b) Rencana produksi tetapdengan mempertimbangkan bahwa kelebihan produksi disimpan dan dipasarkan pada tahun berikutnya.
c) Mencari daerah pemasaran lain.
80 BAB X
EVALUASI EKONOMI 10.1 Dasar Perhitungan
Analisis ekonomi dapat menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan termasuk dari besarnya tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi.
Perkiraan mengenai perhitungan ekonomi dilakukan berdasarkan pada kapasitas yang telah ditentukan. Parameter-parameter yang digunakan dalam analisis ekonomi antara lain: Total Modal Investasi / Total Capital Investment (TCI), Biaya produksi total / Total Cost (TC), Titik impas / Break Even Point (BEP), Shut Down Point (SDP), Laju pengembalian Modal / Return on Investment (ROI), Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR) dan Waktu pengembalian Modal / Pay Out Time (POT).
Beberapa asumsi yang digunakan dalam analisa ekonomi pra rancangan pabrik kloroform adalah sebagai berikut :
1. Jumlah hari kerja dalam setahun adalah 330 hari dan jumlah hari produksi dalam setahun adalah 300 hari.
2. Kapasitas produksi per tahun sebesar 155 ton dengan pembangunan akan dilaksanakan pada tahun 2026.
3. Tingkat produksi:
a. Tahun pertama : 80% kapasitas pabrik.
b. Tahun kedua : 90% kapasitas pabrik.
c. Tahun ketiga : 100% kapasitas pabrik
4. Asumsi nilai mata uang dolar terhadap rupiah, 1 $US = 14.578 (Bank Indonesia, Juni 2022)
5. Kenaikan harga bahan baku dan hasil produksi sebesar 1,5% per tahun.
6. Shut down dilakukan selama 60 hari setiap tahun untuk perawatan dan perbaikan alat-alat secara menyeluruh.
81 10.2 Perhitungan Biaya
1. Investasi Modal Total (TCI)
Total Capital Investment (TCI) atau modal investasi total adalah jumlah modal investasi tetap (Fixed Capital Investment/FCI) dan modal kerja (Working Capital Investment/WCI) yang di investasikan untuk mendirikan dan menjalankan pabrik.
TCI = FCI + WCI
Perhitugan Total Modal Investasi dapat dilihat pada lampiran E yang terdiri dari :
- Investasi modal tetap (FCI) = Rp 205.611.611.647 - Investasi modal kerja (WCI) = Rp 40.116.724.223 - Investasi modal total (TCI) = Rp 245.728.335.870 2. Modal Investasi Tetap (FCI)
Fixed Capital Investment (FCI) adalah modal yang diperlukan untuk membeli peralatan yang diperlukan yang digunakan, FCI dibagi 2 yaitu :
a. Modal Investasi Tetap Langsung (Direct Fixed Capital Investment), antara lain :
- Harga Alat - Instalasi - Perpipaan - Instrumentasi - Penataan Halaman - Listrik
- Tanah dan Bangunan - Fasilitas Pelayanan
b. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (Indirect Fixed Capital Investment) antara lain :
- Engineering dan supervise - Biaya Konstruksi
82 3. Investasi Modal Kerja (WCI)
Working Capital Investment (WCI) adalah modal yang digunakan untuk membiayai seluruh kegiatan perusahaan dari awal produksi (disebut produksi komersial) sampai dengan terkumpulnya hasil penjualan dan cukup untuk memenuhi kebutuhan perputaran biaya operasional, antara lain :
- Persiapan Bahan Baku - Persiapan Utilitas - Gaji Karyawan
- Pemeliharaan dan Perbaikan - Biaya Tak Terduga
4. Komposisi Permodalan
- Modal sendiri (40%) = Rp 110.086.294.470 - Modal Bank (60%) = Rp 165.129.441.704 5. Biaya Produksi Total (TPC)
Total Production Cost (TPC) terdiri dari dua bagian, yaitu : - Fixed Cost (FC)
Fixed Cost merupakan biaya konstan dari tahun ke tahun atau biaya yang tidak berubah dengan adanya perubahan kapasitas produksi. Hasil dari Fixed Cost di tahun pertama sebesar Rp 35.045.880.797
- Variable Cost (VC)
Variable cost adalah biaya variabel yang bisa naik turun tergantung produksi/penjualan perusahaan tersebut seperti bahan baku, utilitas, perbaikan, distribusi dan penjualan dan lainnya. Hasil dari variable cost di tahun pertama sebesar Rp 12.389.196.540
- Semi Variable Cost (SVC)
Hasil dari semi variable cost di tahun pertama sebesar Rp 55.183.789.101 - Biaya Produksi Total (TPC) di peroleh dari penjumlahan FC,VC, dan SVC
di tahun pertama sebesar Rp 61.295.423.124
83 10.3 Hasil Analisa
1. Break Event Point
Break Event Point (BEP) adalah tingkat kapasitas produksi dimana nilai total penjualan bersih sama dengan nilai total biaya yang dikeluarkan perusahaan, dalam kurun waktu satu tahun. BEP yang diperoleh selama 10 tahun sebesar 46,75%
2. Shut Down Point (SDP) adalah suatu titik atau saat penentuan aktivitas produksi dihentikan. Penyebabnya antara lain variable cost yang terlalu tinggi, atau karena keputusan manajemen akibat tidak ekonomisnya suatu aktivitas produksi (tidak menghasilkan keuntungan. Pabrik layak didirikan apabila Persentase SDP lebih kecil dari Persentase BEP. SDP yang diperoleh selama 10 tahun sebesar 20%
3. Perhitungan Laba Rugi
Laba atau rugi adalah selisih pendapatan penjualan bersih dengan total seluruh biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan. Bila selisih mempunyai nilai positif berarti laba (untung), sebaliknya bila negatif berarti rugi. Perhitungan laba rugi (Lampiran E) akan memberikan gambaran tentang kemampuan untuk mengembalikan modal investasi serta besarnya pajak perseroan.
Laba yang diperoleh sangat tergantung pada penerimaan dan pengeluaran ongkos pabrik. Besarnya pajak penghasilan Perseroan yang harus dibayar sesuai dengan besarnya laba kotor yang diperoleh dan dihitung berdasarkan Undang-Undang Pajak Penghasilan (PPh).
4. Net Present Value (NPV)
Net Present Value merupakan selisih antara pengeluaran dan pemasukan yang telah didiskon dengan menggunakan social opportunity cost of capital sebagai discount factor, atau dengan kata lain merupakan arus kas yang diperkirakan pada masa yang akan datang yang didiskonkan pada saat ini.
Jika NPV > 0 : Investasi yang dilakukan memberikan manfaat bagi perusahaan.
Maka proyek dapat dijalankan.
84 Jika NPV 0 : Investasi yang dilakukan akan mengakibatkan kerugian bagi perusahaan. Maka proyek ditolak.
Dari rincian data Net Present Value (NPV) dapat dilihat pada Lampiran E, didapatkan nilai NPV > 0, dengan NPV sebesar Rp. 245.728.335.870 maka proyek pabrik kloroform ini layak dijalankan.
5. Pay out time (POT)
Pay out time merupakan waktu minimum teoritis yang dibutuhkan untuk pengembalian modal tetap yang diinvestasikan atas dasar keuntungan setiap tahun setelah ditambah dengan penyusutan dan dihitung dengan menggunakan metode linier (Peters, 2003).
Waktu pengembalian modal pabrik kloroform adalah 2,41 tahun, dimana waktu ini menunjukkan lamanya pabrik dapat mengembalikan modal produksi modal dimulai sejak pabrik beroperasi.
6. Internal Rate of Return (IRR)
IRR merupakan suku bunga yang akan menyamakan jumlah nilai sekarang dari penerimaan yang diharapkan diterima (present value of future proceed) dengan jumlah nilai sekarang dari pengeluaran investasi. Apabila IRR lebih besar dari bunga yang disyaratkan, maka proyek dapat diterima. Besarnya nilai IRR didapatkan dari rasio PV/TCI = 1. Dengan cara trial and error, dan dididapatkan nilai IRR yaitu 17,34 %, yang melebihi suku bunga yang hanya sebesar 9,25 %, maka dapat dinyatakan bahwa pabrik ini layak dibangun (feasible).
85 BAB XI
KESIMPULAN
Kloroform dapat dibuat dengan mereaksikan aseton dengan bleaching liquor (kalsium hipoklorit). Pabrik kloroform dirancang dengan kapasitas produksi sebesar 155 ton/tahun. Pabrik ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan ekspor. Menimbang dari segi tempat yang strategis, pabrik ini akan didirikan di Kawasan Industri Cilegon. Berdasarkan evaluasi ekonomi dapat disimpulkan :
• Break Even Point = 49,33 %
• Shut Down Point = 18,00 %
• Rate of Investment = 34,83 %
• Internal Rate of Return = 17,34 %
• Minimum Pay Periode = 2,41 tahun
Berdasarkan hasil evaluasi ekonomi, pabrik kloroform dengan kapasitas 155 ton/tahun ini layak dilanjutkan (feasible) dan menguntungkan (profitable).
86 DAFTAR PUSTAKA
Amonette.J.E., Jeffers.P.M., Qafoku.O., Russel.C.K., Wietsma.T.W. and Truex.M.J., 2009. "Carbon Tetrachloride nad Chloroform Attenuation Parameter Studies : Heterogeneous Hydrolitic Reactions," Pacific Northwest National Laboratory, Washington.
ATSDR, 2002. “Calsium Hypochlorite & Sodium Hypochlorite,” Division of Toxicology ToxFAQs.
Bank Indonesia, “Kurs Rupiah Terhadap Dollar,” Bank Indonesia, [Online].
Available: http://www.bi.go.id. [Diakses 10 Juni 2022].
Badan Pusat Statistik Indonesia, 2017-2021. Data Impor Kloroform. Available : http://www.bps.go.id.
Brownell.L.E. dan Young.E.H., 1959. Process Equipment Design, 1st penyunt., New York: John Wiley and Sons Inc.
Coulson.J.M. dan Richardson.J.F., 1983. An Introduction to Chemical Engineering, Massachusetts: Allyn and Bacon Inc.
Djoko.P, 2003. Komunikasi Bisnis, Jakarta: Erlangga.
Fessenden.J.R. and Fessenden.J.S., 1990. Kimia Organik Jilid 2, Jakarta: Erlangga.
Frederick.W.P., 1989. Water Quality and Treatment, USA: McGraw-Hill.
Geankoplis.C.J. dan Richardson.J.F., 1989. Design Transport Process and Unit Operation, Singapore: Pegamon Press.
Geankoplis.C.J., 1997. Transport Process and Unit Operation, 3rd penyunt., USA:
Prentice Hall Inc.
I. Sipil, “Biaya Bangunan,” [Online]. Available: https://www.ilmusipil.com.
[Diakses 20 Agustus 2022].
Ketta.M.J.J dan Cunningham.W.A, 1992. Encyclopedia of Chemical Processing and Design, vol. 40, New York: Marcel Decker Inc.
Kern.D.Q., 1983. Process Heat Transfer, Tokyo: McGraw-Hill.
Kiely, G. 1997. Enviromental Engineering. Irwin McGraw-Hill. Boston.
87 Lorch, Walter. 1981. Handbook of Water Purification. McGraw-Hill Inc.,US.
Metcalf dan Eddy, 2003. Wastewater Engineering : Treatment, Disposal and Reuse, New York: McGraw-Hill.
Perry.R.H., Perry's, 1997. Chemical Engineers' Handbook, New York: McGraw- Hill.
Perry.G., Perry's, 2008. Chemical Engineers Handbook, 8th penyunt., United States: McGraw-Hill.
Peters.M.S. dan Timmerhaus.K.D., 1991. Plant Design and Economic for Chemical Engineers, 4th penyunt., New York: McGraw-Hill.
Peters.M.S. dan Timmerhaus.K.D., 2003. Plant Design and Economic For Chemical Engineering, 5th penyunt., New York: McGraw-Hill International Book Company Inc.
Peters, M.S., Timmerhaus, K.D., 2004. “Plant Design and Economics for Chemical Engineer”, 5th edition, John Wiley and Sons Inc., New York.
Smith.J., V. Ness.H. dan Abbot.M., 2005. Chemical Engineerin Thermodynamics, 6th penyunt., New York: McGraw-Hill.
Ullmann, F., 2005, Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York.
Wallas.S.M., 1990. Chemical Process Equipment, USA: Department of Chemical and Petroleum Engineering University of Kansas.
Widjaja.G., 2003. Tanggung Jawab Direksi atau Kepailitan Perseroan, Jakarta: Raja Grafindo Persada.
Yaws.C.L., 1999. Chemical Properties Handbook, New York: McGraw-Hill.
Anonim, “Equipment Cost Estimate, Ávailable :
https://matche.com/equipment/default.html. [Diakses 01 Oktober 2022].
LA |1 LAMPIRAN A
NERACA MASSA Kapasitas produksi : 155 ton/tahun
Waktu operasi : 330 hari (24 jam/hari) Kapasitas produksi : 155 𝑡𝑜𝑛
𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 𝑥 1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛
330 ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 1 ℎ𝑎𝑟𝑖
24 𝑗𝑎𝑚
: 0,02 ton/jam : 19,57 Kg/jam Basis perhitungan : 100 Kg/jam
Kapasitas kloroform murni : 19,57 Kg/jam x 99%
: 19,38 Kg/jam
Tabel A.1 Data Komponen Bahan Baku dan Produk
Komponen % Berat BM (Kg/Kmol)
Bahan Baku
1 Kalsium Hipoklorit Ca(OCl)2 70,00 143,0
Natrium Klorida NaCl 25,00 58,50
Air H2O 5,00 18,00
2 Aseton (CH3)2CO 99,00 58,00
Air H2O 1,00 18,00
Produk
1 Kloroform CHCl3 99,00 119,50
Air H2O 1,00 18,00
LA |2 1. Perhitungan Neraca Massa Reaktor (R-01)
Gambar A.1 Aliran Pada Reaktor (R-01) Reaksi :
2(CH3)2CO(l) + 3Ca(OCl)2(aq) 2CHCl3(l) + (CH3COO)2Ca(aq) + 2Ca(OH)2(aq)
Reaktor (R-01) berfungsi untuk mencampurkan larutan bleaching powder (kalsium hipoklorit) 20% dan aseton 99% pada suhu 70 °C dan tekanan 1 atm sehingga menghasilkan produk yang diinginkan.
Basis umpan aliran F3 di reaktor sebesar 100 kg/jam.
Neraca Massa Total pada Reaktor (R-01) F3 + F4 = F5
F4 – F5 = 100 Kg/jam
Neraca Massa Tiap Komponen - Aliran F3
F3 = 100 Kg/jam
Maka massa tiap komponen di aliran F3 adalah : Massa Ca(OCl)2 = F3 x Konsentrasi Ca(OCl)2
Massa Ca(OCl)2 = 100 Kg/jam x 0,20
= 20 Kg/jam
Massa NaCl = 100 Kg/jam x 0,07
= 7,14 Kg/jam
LA |3 Masaa H2O = 100 Kg/jam x 0,73
= 72,86 Kg/jam
Menghitung Kmol tiap-tiap komponen sebagai berikut : Kmol Ca(OCl)2 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 Ca(OCl)2
𝐵𝑀 Ca(OCl)2
= 20 𝐾𝑔/𝑗𝑎𝑚
143 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0,14 Kmol/jam Kmol NaCl = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑁𝑎𝐶𝑙
𝐵𝑀 𝑁𝑎𝐶𝑙
= 7,14 𝐾𝑔/𝑗𝑎𝑚
58,50 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0,12 Kmol/jam
Kmol H2O = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐻2𝑂
𝐵𝑀 𝐻2𝑂
= 72,86 𝐾𝑔/𝑗𝑎𝑚 18 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙
= 4,05 Kmol/jam - Aliran F4
Perbandingan rasio mol umpan aseton : bleaching powder adalah 2 : 3, maka massa aseton di aliran F4 :
Kmol (CH3)2CO = 2
3 x F3 Kmol Ca(OCl)2
= 2
3 x 0,14 Kmol/jam
= 0,09 Kmol/jam
Massa (CH3)2CO = 0,09 Kmol/jam x 58 Kg/Kmol
= 5,41 Kg/jam
Kemurnian aseton 99% dengan air 1%, maka aliran F4 berikut :
F4 = 1
0,99 x 5,41 Kg/jam
= 5,46 Kg/jam
Maka dapat dihitung massa air di aliran F4 sebagai berikut : Massa H2O = F4 – Massa (CH3)2CO
= 5,46 Kg/jam – 5,41 Kg/jam
= 0,05 Kg/jam
LA |4 Kmol H2O =0,05 𝐾𝑔/𝑗𝑎𝑚
18 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0,003 Kmol/jam - Aliran F5
Konversi aseton diketahui sebesar 87%
Fraksi konversi = 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑜𝑛 𝑏𝑒𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑜𝑛 𝑢𝑚𝑝𝑎𝑛
Mol aseton bereaksi = 0,87 x 0,09 Kmol/jam
= 0,08 Kmol/jam
Mol aseton sisa = 0,09 Kmol/jam – 0,081 Kmol/jam
= 0,01 Kmol/jam
Maka nilai Kmol (CH3COO)2Ca dapat diperoleh dari persamaan aseton Kmol (CH3)2CO = 0,09 Kmol/jam – (2 x Kmol (CH3COO)2Ca) 0,012 Kmol/jam = 0,09 Kmol/jam – (2 x Kmol (CH3COO)2Ca) Kmol (CH3COO)2Ca = 0,09 𝐾𝑚𝑜𝑙/𝑗𝑎𝑚−0,01 𝐾𝑚𝑜𝑙/𝑗𝑎𝑚
2
= 0,04 Kmol/jam Reaksi :
2(CH3)2CO(l) + 3Ca(OCl)2(aq) 2CHCl3(l) + (CH3COO)2Ca(aq) + 2Ca(OH)2(aq)
A : 0,093 0,140 - - - B : 0,081 0,122 0,081 0,041 0,081 S : 0,012 0,018 0,081 0,041 0,081 Kmol Ca(OCl)2 = 0,01 Kmol/jam – (3 x Kmol (CH3COO)2Ca)
= 0,02 Kmol/jam Kmol NaCl = 0,12 Kmol/jam
Kmol H2O = 4,05 Kmol/jam + 0,003 Kmol/jam
= 4,05 Kmol/jam
Kmol (CH3)2CO = 0,09 Kmol/jam – (2 x Kmol (CH3COO)2Ca)
= 0,01 Kmol/jam
Kmol Ca(OH)2 = 2 x Kmol (CH3COO)2Ca
= 0,08 Kmol/jam Kmol (CH3COO)2Ca = 0,04 Kmol/jam
LA |5 Kmol CHCl3 = 2 x Kmol (CH3COO)2Ca
= 0,08 Kmol/jam
Nilai masing-masing mol pada komponen aliran F5 telah diketahui, untuk mendapatkan massanya dikalikan dengan berat molekul masing-masing komponen. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel A.2.
Tabel A.2 Hasil Perhitungan Neraca Massa Reaktor (R-01)
Senyawa BM
Input Output
F3 F4 F5
Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam
Ca(OCl)2 143,00 0,14 20,00 0,00 0,00 0,02 2,58
NaCl 58,50 0,12 7,14 0,00 0,00 0,12 7,14
H2O 18,00 4,05 72,86 0,003 0,05 4,05 72,91
(CH3)2CO 58,00 0,00 0,00 0,09 5,41 0,01 0,70
Ca(OH)2 74,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,08 6,01
Ca(CH3COO)2 158,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,04 6,41
CHCl3 119,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,08 9,70
Sub Total 100,00 5,47 105,47
Total 105,47 105,47
2. Perhitungan Neraca Massa Mixer (M-01)
Gambar A.2 Aliran Pada Mixer (M-01)
LA |6 Mixer (M-01) berfungsi untuk membuat larutan bleaching powder (kalsium hipoklorit). Bleaching powder dari pemasok dengan kemurnian 70%
ditambahkan air hingga menjadi larutan bleaching powder 20% yang selanjutnya akan di alirkan menuju aliran F3.
Neraca Massa Total pada Mixer (M-01) F1 + F2 = F3
F1 + F2 = 100 kg/jam
Neraca Massa Tiap Komponen - Aliran F1
Konsentrasi Ca(OCl)2 F1 x F1 = Konsentrasi Ca(OCl)2 F3 x F3 0,70 x F1 = 0,20 x 100 Kg/jam
F1 = 28,57 Kg/jam
Setelah di dapatkan nilai F1 maka dapat dihitung massa masing-masing komponen di aliran F1 sebagai berikut :
Massa Ca(OCl)2 = 0,70 x 28,57 Kg/jam
= 20,00 Kg/jam Massa NaCl = 0,25 x 28,57 Kg/jam
= 7,14 Kg/jam
Massa H2O = 0,05 x 28,57 Kg/jam
= 1,43 Kg/jam - Aliran F2
Air yang ditambahkan untuk mengencerkan bleaching powder 70% menjadi larutan bleaching powder 20% adalah sebagai berikut :
F1 + F2 = F3 F2 = F3 – F1
F2 = 100 Kg/jam – 28,57 Kg/jam
F2 = 71,43 Kg/jam
- Aliran F3
F3 = 100 Kg/jam
Massa Ca(OCl)2 = F1 Ca(OCl)2
= 20 Kg/jam
LA |7 Massa NaCl = F1 NaCl
= 7,14 Kg/jam Massa H2O = F1 H2O + F2 H2O
= 72,86 Kg/jam
Table A.3 Perhitungan Neraca Mixer (M-01)
3. Perhitungan Neraca Massa Dekanter (DK-01)
Gambar A.3 Aliran Pada Dekanter (DK-01)
Dekanter berfungsi untuk memisahkan produk yang keluar dari reaktor dengan memanfaatkan perbedaan kelarutan dan densitas produk.
Senyawa Input (kg/jam) Output (kg/jam)
F1 F2 F3
Ca(OCl)2 20,00 0,00 20,00
NaCl 7,14 0,00 7,14
H2O 1,43 71,43 72,86
Sub Total 28,57 71,43 100,00
Total 100,00 100,00
LA |8 Table A.4 Data Kelarutan dan Densitas Produk
Senyawa
Kelarutan dalam air pada suhu 30 °C
(g/100mL)
Densitas (g/cm3)
Ca(OCl)2 21,40 2,35
NaCl 36,00 2,16
(CH3)2CO 100,00 0,79
Ca(OH)2 24,30 2,21
Ca(CH3COO)2 34,08 1,50
CHCl3 0,79 1,49
Berdasarkan data kelarutan diketahui bahwa kloroform tidak larut dalam air, dan untuk mengetahui fase ringan dan fase berat campuran pada dekanter, maka diperlukan nilai densitas campuran air, aseton, bleaching powder (kalsium hipoklorit), natrium klorida, kalsium klorida, dan kalsium asetat yang dapat dihitung sebagai berikut :
1
𝜌𝑐𝑎𝑚𝑝𝑢𝑟𝑎𝑛 = ∑ = 1 𝑋𝑖
𝜌𝑖
𝑛𝑖
Keterangan Xi = Fraksi Massa 𝜌𝑖 = Densitas (g/cm3)
LA |9 Tabel A.5 Hasil Perhitungan Densitas Campuran
Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka yang berada pada fase ringan (atas) adalah campuran air, bleaching powder (kalsium hipoklorit), natrium klorida, aseton, kalsium hidroksida, kalsium asetat, dan sedikit kloroform sedangkan yang berada pada fase berat (bawah) adalah kloroform dan sedikit air.
Hasil neraca massa dekanter dapat dilihat pada Tabel A.6.
Senyawa Massa (Kg) Fraksi Massa (Xi)
Ca(OCl)2 2,58 0,03 2,35 0,01
NaCl 7,14 0,07 2,16 0,03
H2O 72,91 0,76 0,99 0,77
(CH3)2CO 0,70 0,01 0,79 0,01
Ca(OH)2 6,01 0,06 2,21 0,03
Ca(CH3COO)2 6,41 0,07 1,50 0,04
Total 95,75 1,00 - 0,90
1,11 𝜌𝑖 (g/cm3) 𝑋𝑖/𝜌𝑖
1
𝜌 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑢𝑟𝑎𝑛= ∑ = 1𝑋𝑖 𝜌𝑖
𝑛 𝑖
LA |10 Tabel A.6 Hasil Perhitungan Neraca Massa Dekanter (DK-01)
Nilai kapasitas kloroform murni sebesar 19,38 Kg/jam, dengan nilai keluaran kloroform murni pada dekanter berdasarkan basis umpan reaktor (F3) 100 Kg/jam sebesar 9,12 Kg/jam, maka untuk menghitung neraca massa yang sesuai dengan kapasitas rancangan diperlukan faktor pengali. Nilai faktor pengali dapat dihitung sebagai berikut :
Faktor Pengali = 𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑟𝑎𝑛𝑐𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑚𝑢𝑟𝑛𝑖 𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑏𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟𝑘𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑠𝑖𝑠
= 19,38 𝐾𝑔/𝑗𝑎𝑚 9,12 𝐾𝑔/𝑗𝑎𝑚
= 2,12
Nilai faktor pengalii sebesar 2,12 maka neraca massa yang dibutuhkan untuk memproduksi kloroform 155 ton/tahun dengan kemurnian 99% sebagai berikut pada Tabel A.7 hingga A.9.
Senyawa Input (kg/jam) Output (kg/jam)
F5 F6 F7
Ca(OCl)2 2,58 2,58 0,00
NaCl 7,14 7,14 0,00
H2O 72,91 72,82 0,09
(CH3)2CO 0,70 0,70 0,00
Ca(OH)2 6,01 6,01 0,00
Ca(CH3COO)2 6,41 6,41 0,00
CHCl3 9,70 0,58 9,12
Sub Total 105,47 96,25 9,22
Total 105,47 105,47
LA |11 Tabel A.7 Neraca Massa Aktual Pada Mixer
Senyawa Input (kg/jam) Output (kg/jam)
F1 F2 F3
Ca(OCl)2 42,49 42,49
NaCl 15,17 15,17
H2O 3,03 151,75 154,78
Sub Total 60,70 151,75 212,45
Total 212,45 212,45
Tabel A.8 Neraca Massa Aktual Pada Reaktor
Senyawa BM
Input Output
F3 F4 F5
Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam
Ca(OCl)2 143,00 0,30 42,49 5,49 1769,87
NaCl 58,50 0,26 15,17 15,17 4893,09
H2O 18,00 8,60 154,79 0,01 0,12 154,90 49968,94
(CH3)2CO 58,00 0,20 11,50 1,50 482,27
Ca(OH)2 74,00 12,77 4117,87
Ca(CH3COO)2 158,00 13,63 4396,11
CHCl3 119,50 20,61 6649,81
Sub Total 212,45 11,62 224,06
Total 224,06 224,06
LA |12 Tabel A.9 Neraca Massa Aktual Pada Dekanter
Senyawa Input (kg/jam) Output (kg/jam)
F5 F6 F7
Ca(OCl)2 5,49 5,49
NaCl 15,17 15,17
H2O 154,90 154,71 0,20
(CH3)2CO 1,50 1,50
Ca(OH)2 12,77 12,77
Ca(CH3COO)2 13,63 13,63
CHCl3 20,61 1,23 19,38
Sub Total 224,06 204,48 19,58
Total 224,06 224.06
LB |13 LAMPIRAN B
PERHITUNGAN NERACA PANAS Kapasitas Produksi : 155 ton/tahun
Operasi Pabrik : 330 hari/tahun Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan perhitungan : kJ/jam
Temperatur referensi : 298,15 °K (25 ºC) Tekanan referensi : 1 atm
B.1 Data Yang Diperlukan Dalam Perhitungan Neraca Panas B.1.1 Kapasitas Panas
Besar perubahan panas dapat dihitung dengan persamaan berikut : 𝑄 = 𝑚 𝑥 ∫ 𝑑𝑇
𝑇 𝑇𝑟𝑒𝑓
Keterangan :
Q = Laju alir energi (kJ/jam) m = Laju alir massa zat (kg/jam) Cp = Kapasitas panas (kJ/kmol.°K) Tref = Suhu referensi (ºC atau °K) T = Suhu operasi (ºC atau °K)
dT = Perubahan temperatur bahan (ºC atau °K) (Perry, 1997)
LB |14 Nilai panas spesifik suatu bahan yang dipengaruhi suhu dapat dihitung dengan persamaan berikut :
𝐶𝑝 = 𝐴 + 𝐵𝑇 + 𝐶𝑇2+ 𝐷𝑇3 Kapasitas panas (Cp)
∫ 𝐶𝑝 𝑑𝑇 = ∫ (𝐴 + 𝐵𝑇 + 𝐶𝑇2+ 𝐷𝑇3)𝑑𝑇
𝑇 𝑇𝑟𝑒𝑓 𝑇
𝑇𝑟𝑒𝑓
∫ 𝐶𝑝 𝑑𝑇 = (𝐴(𝑇 − 𝑇𝑟𝑒𝑓) +𝐵
2(𝑇2− 𝑇𝑟𝑒𝑓2) +𝐶
3(𝑇3− 𝑇𝑟𝑒𝑓3) +𝐷
4(𝑇4− 𝑇𝑟𝑒𝑓4))
𝑇 𝑇𝑟𝑒𝑓
(Yaws, 1999) Keterangan :
A,B,C,D = Konstanta kapasitas panas
Nilai Cp konstan, besar entalpi dapat dinyatakan sebagai berikut : 𝑄 = 𝑚 𝑥 𝐶𝑝 𝑥 (𝑇 − 𝑇𝑟𝑒𝑓)
Tabel B.1 Konstanta Kapasitas Panas Komponen Cairan (kJ/kmol.K)
Tabel B.2 Konstanta Kapasitas Panas Komponen Padatan (kJ/kmol.K)
(Yaws, 1999)
Senyawa A B C D
H2O 92,05 -0,04 -0,00021 5,35,E-07
(CH3)2CO 46,88 0,63 -0,00208 2,96,E-06
CHCl3 28,30 0,66 -0,00204 2,59,E-06
Senyawa A B C D
Ca(OCl)2 299,10 - - -
NaCl 41,29 0,034 -0,0000139 -
Ca(CH3COO)2 100,83 - - -
Ca(OH)2 89,54 - - -
LB |15 B.2 Perhitungan Neraca Panas
B.2.1 Heater-01
Tujuan : untuk memanaskan larutan bleching powder (kalsium hipoklorit) 20% dari suhu 30 ºC (303,15 °K) hingga suhu 70 ºC (343,15 °K).
Tref : 298,15 °K
Gambar B.1 Alur Neraca Panas Pada Heater-01
• Menghitung Panas Masuk Heater Aliran F3
∆𝐻 = 𝑛 ∫𝑇𝑟𝑒𝑓𝑇 𝐶𝑝 𝑑𝑇
Contoh perhitungan perubahan entalpi pada komponen Ca(OCl)2 :
∆𝐻 = 0,30 kmol/jam x (299,10 kj/kmol. °K x (303,15 °K -298,15 °K))
= 444,35 kJ/jam
Komponen bahan yang masuk heater lainnya dihitung nilai perubahan entalpinya seperti contoh diatas. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel B.3
Tabel B.3 Neraca Panas Masuk Heater-01 Pada Aliran 3 Komponen F3 (kg/jam) n (kmol/jam) ∫ Cp dT
(kJ/kmol)
∆H3 in (kJ/jam)
Ca(OCl)2 42,49 0,30 1495,50 444,35
NaCl 15,17 0,26 206,45 53,53
H2O 154,79 8,60 460,25 3957,83
Total 4455,71
LB |16
• Menghitung Panas Keluar Heater Aliran F3
Contoh perhitungan perubahan entalpi pada komponen Ca(OCl)2 :
∆𝐻 = 0,30 kmol/jam x (299,10 kj/kmol. °K x (343,15 °K -298,15 °K))
= 3999,17 kJ/jam
Komponen bahan yang keluar heater lainnya dihitung nilai perubahan entalpinya seperti contoh diatas. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel B.4
Tabel B.4 Neraca Panas Keluar Heater-01 Pada Aliran 3
Berdasarkan Asas Black maka, kalor yang diserap pada heater sama dengan kalor yang dilepas oleh steam.
Q steam = ∑ ∆H3 out - ∑ ∆H3 in
= (40101,43 - 4455,71) kJ/jam
= 35645,72 kJ/jam
Pemanas yang digunakan adalah saturated steam 120 ºC, berdasarkan steam table tekanannya 198,54 Kpa dan diperoleh data berikut :
HL = 503,70 kJ/kg
Hv = 2706 kJ/kg
λ = (Hv – HL)
= (2706 – 503,7) kJ/kg
= 2202,30 kJ/kg
Sehingga massa steam yang dibutuhkan adalah sebagai berikut : Kebutuhan steam = 𝑄 𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚
λ
= 35645,72 kJ/jam
2202,30 kJ/kg
= 16,19 kg/jam
Komponen F3(kg/jam) n (kmol/jam) ∫ Cp dT (kJ/kmol)
∆H3 out (kJ/jam)
Ca(OCl)2 42,49 0,30 13459,50 3999,17
NaCl 15,17 0,26 1858,05 481,78
H2O 154,79 8,60 4142,25 35620,49
Total 40101,43