Pembuatan Soap Noodle Dengan Kapasitas Produksi 71.280 Ton/Tahun

Gratis

21
115
270
2 years ago
Preview
Full text

  

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SOAP NOODLE

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 71.280 TON/TAHUN

  

TUGAS AKHIR

DISUSUN OLEH:

SUMARDY CARNIAGO

  

NIM : 060405027

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

  

2011

  

LEMBAR PENGESAHAN

PABRIK PEMBUATAN SOAP NOODLE

DARI CAMPURAN ASAM LEMAK

KAPASITAS 71.280 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

  

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh:

  

SUMARDY CARNIAGO

NIM : 060405027

Telah Diperiksa / Disetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

  Dr.Ir. Iriany, M.Si Ir. Bambang Trisakti, MT NIP.196406131990032001 NIP. 196609251991031003 Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III Dr.Ir. Iriany, M.SiProf.Dr.Ir. M. Turmuzi Lubis, M.SIr. Indra Surya, M.Sc NIP.196406131990032001 NIP. 196306091989031004 NIP. 196112251989031003

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

  

Ir. Renita Manurung, MT

NIP196812141997022002

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

  

2011

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul :

  

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SOAP NOODLE

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 71.280 TON / TAHUN

  Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini juga, Penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Ibu Dr. Ir. Iriany, MSi., sebagai dosen pembimbing I yang telahmembimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini.

  2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, MT, sebagai dosen pembimbing II yang telah memberikan pengarahan pada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini.

  3. Orang tua yang telah memberikan dukungan moral dan spiritual.

  4. Oktabani atas kerjasamanya sebagai partner dalam penulisan tugas akhir ini.

  5. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis.

  6. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai Koordinator tugas akhir.

  7. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, sebagai ketua Departemen Teknik Kimia.

  8. BapakIr. Refnil Dodi,MBA yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis.

  9. BapakIr. Dodik Suyanto yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis.

  10. Teman-teman angkatan 2006 yang telah banyak memberikan, masukan, dukungan dan semangat.

  Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih.

  Medan, Juni 2011 Penulis Sumardy Carniago

  

INTISARI

   Hasil Penjualan : Rp765.190.800.000

   Internal Rate of Return : 24,74 %

   Return on Network : 24,60 %

   Pay Out Time : 6,77tahun

   Return of Investment : 14,76 %

   Break Even Point : 59,36 %

   Profit Margin : 7,26 %

   Laba Bersih : Rp 38.911.319.597

   Biaya Produksi : Rp709.348.991.532

  Indonesia merupakan negara produsen sawit kedua terbesar di dunia setelah Malaysia.Dalam rangka meningkatkan keuntungan dari melimpahnya produksi CPO (Crude Palm Oil), diperlukan usaha untuk mengolah CPO menjadi produk hilir yang dapat memberikan nilai tambah lebih tinggi. Salah satu produk olahan CPO adalah

   Modal Investasi : Rp 263.594.725.834

  Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan soap noodle adalah sebagai berikut:

  , tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 158 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.

  2

  kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Medan, Medan Labuhan, Sumatera Utara dengan luas areal 11.875 m

  Soap noodlediproduksi dengan kapasitas 71.280 ton/tahun dengan 330 hari

  dengan peningkatan penduduk dunia. Di Indonesia sendiri, kebutuhan soap noodle meningkat cukup pesat dari tahun ke tahun. Ada beberapa alternatif dalam proses produksi soap noodle, di antara alternatif yang ada dipilih proses netralisasi asam lemak.

  

soap noodle. Kebutuhan soap noodle industri sabun akan semakin meningkat seiring

  Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan soap noodle layak untuk didirikan.

  

DAFTAR ISI

  KATA PENGANTAR ..........................................................................................i

  INTISARI .......................................................................................................... iii DAFTAR ISI ...................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... vi DAFTAR TABEL ..............................................................................................vii

  BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ I-1

  1.1 Latar Belakang ....................................................................... I-1

  1.2 Perumusan Masalah ............................................................... I-2

  1.3 Tujuan Perancangan ............................................................... I-2

  1.4 Manfaat .................................................................................. I-2

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. II-1

  2.1 Soap Noodle .......................................................................... II-1

  2.2 Bahan Baku ........................................................................... II-2

  2.3 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk ........................................ II-2

  2.4 Proses-proses Pembuatan Soap Noodle .................................. II-6

  2.5 Seleksi Proses ....................................................................... II-7

  2.6 Deskripsi Proses ................................................................... II-7

  BAB III NERACA MASSA .....................................................................III-1 BAB IV NERACA PANAS ..................................................................... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ...................................................... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ............... VI-1

  6.1 Instrumentasi ....................................................................... VI-1

  6.2 Keselamatan Kerja ............................................................... VI-4

  6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Soap Noodle ..... VI-5

  BAB VII UTILITAS ................................................................................ VII-1

  7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ...................................................... VII-1

  7.2 Kebutuhan Air .................................................................... VII-2

  7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ..................................................... VII-9

  7.4 Kebutuhan Listrik ............................................................... VII-9

  7.5 Kebutuhan Bahan Bakar .................................................... VII-10

  7.6 Pengolahan Limbah........................................................... VII-11

  7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ............................................. VII-12

  BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ................................. VIII-1

  8.1 Lokasi Pabrik ..................................................................... VIII-1

  8.2 Tata Letak Pabrik ............................................................... VIII-3

  8.3 Perincian Luas Tanah ......................................................... VIII-4

  BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .............. IX-1

  9.1 Organisasi Perusahaan ......................................................... IX-1

  9.2 Manajemen Perusahaan ........................................................ IX-3

  9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ............................................... IX-4

  9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ................... IX-6

  9.5 Sistem Kerja ........................................................................ IX-8

  9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ........................... IX-9

  9.7 Fasilitas Tenaga Kerja ........................................................ IX-11

  BAB X ANALISA EKONOMI ................................................................ X-1

  10.1 Modal Investasi .................................................................... X-1

  10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC)........................ X-4

  10.3 Total Penjualan (Total Sales) ............................................... X-5

  10.4 Bonus Perusahaan ................................................................ X-5

  10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha .................................................. X-5

  10.6 Analisa Aspek Ekonomi ....................................................... X-5

  BAB XI KESIMPULAN ......................................................................... XI-1 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... x LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Soap Noodle.............................................................................. II-1Gambar 6.1 Instrumentasi pada Alat........................................................... VI-4Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Soap Noodle ... VIII-5Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan

  Soap Noodle IX-12

  Gambar LA.1 Neraca Overall Pembuatan Soap Noodle ................................ LA-2 Gambar LD.1 Bar Screen ..............................................................................LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan

  Tangki Pelarutan ..................................................................... LE-5 Gambar LE.2 Grafik Break Event Point (BEP) Pabrik Soap Noodle ............ LE-25

  

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Kebutuhan Sabun Dalam Negeri dan Ekspor ........................ I-1Tabel 2.1 Standar Mutu Sabun Mandi.......................................................... II-1Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak dari Stearin dan PKO ............................ II-2Tabel 3.1 Neraca Massa pada Static Mixer -1 (S-101).................................III-1Tabel 3.2 Neraca Massa pada Plate Exchanger -1 (PE-101) .......................III-1Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mix Joint -1..................................................III-2Tabel 3.4 Neraca Massa pada Static Mixer -2 (S-102).................................III-2Tabel 3.5 Neraca Massa pada Plate Exchanger -2 (PE-102) .......................III-2Tabel 3.6 Neraca Massa pada Homogenizer -1 (H-101) ..............................III-2Tabel 3.7 Neraca Massa pada Plug Flow Reactor (R-101) ..........................III-3Tabel 3.8 Neraca Massa pada Homogenizer -2 (H-102) ..............................III-3Tabel 3.9 Neraca Massa pada Vacuum Spray Drier (D-101) .......................III-4Tabel 3.10 Neraca Massa pada Cyclone Separator -1 (C-101) ......................III-4Tabel 3.11 Neraca Massa pada Cyclone Separator -2 (C-102) ......................III-4Tabel 3.12 Neraca Massa pada Steam Ejector ...............................................III-5Tabel 4.1 Neraca Panas pada Plate Exchanger -1 (PE-101) ....................... IV-1Tabel 4.2 Neraca Panas pada Plate Exchanger -2 (PE-102) ....................... IV-1Tabel 4.3 Neraca Panas pada Plug Flow Reactor (R-101) .......................... IV-1Tabel 4.4 Neraca Panas pada Vacuum Spray Drier (D-101) ....................... IV-2Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi Pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan

  Soap Noodle VI-3

Tabel 7.1 Kebutuhan Uap ......................................................................... VII-1Tabel 7.2 Kebutuhan Air Proses ............................................................... VII-2Tabel 7.3 Kualitas Air Sungai Deli ........................................................... VII-3Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ............................................................... VIII-4Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ..................................................... IX-9Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ...................................... IX-10

  Tabel LB.1 Nilai Kontribusi Gugus pada Perhitungan Cp dengan Metode Chueh dan Swanson .................................................................. LB-2

  Tabel LB.2 Nilai Elemen Atom pada Perhitungan Cp dengan metode

  Hurst dan Harisson ................................................................... LB-2 Tabel LB.3 Panas Masuk Static Mixer -1 pada Alur 1 .................................. LB-6 Tabel LB.4 Panas Masuk Static Mixer -1 pada Alur 2 .................................. LB-7 Tabel LB.5 Jumlah Nilai maStatic Mixer -1 pada Alur 3.............................. LB-7 Tabel LB.6 Jumlah Nilai mb Static Mixer -1 pada Alur 3 ............................. LB-8 Tabel LB.7 Panas Masuk Plate Exchanger -1 .............................................. LB-9 Tabel LB.8 Panas Keluar Plate Exchanger -1 .............................................LB-10 Tabel LB.9 Panas Masuk Plate Exchanger -2 .............................................LB-11 Tabel LB.10 Panas Keluar Plate Exchanger -2 .............................................LB-11 Tabel LB.11 Panas Masuk Plug Flow Reactor..............................................LB-12 Tabel LB.12 Panas Keluar Plug Flow Reactor..............................................LB-13 Tabel LB.13 Panas Masuk Homogenizer-2 pada Alur 13 ..............................LB-14 Tabel LB.14 Panas Masuk Homogenizer-2 pada Alur 14 ..............................LB-14 Tabel LB.15 Jumlah Nilai ma Homogenizer -2 pada Alur 15 ........................LB-15 Tabel LB.16 Jumlah Nilai mb Homogenizer -2 pada Alur 15 ........................LB-15 Tabel LB.17 Panas Masuk Vacuum Spray Dryer ..........................................LB-16 Tabel LB.18 Panas Masuk Vacuum Spray Dryer pada Alur 16 .....................LB-17 Tabel LB.19 Panas Masuk Vacuum Spray Dryer pada Alur 17 .....................LB-18 Tabel LC.1 Densitas dan Viskositas Stearin dan PKO ................................LC-15 Tabel LC.2 Fraksi dan Massa Komponen Masuk Static Mixer -2 (S-102) ...LC-18 Tabel LC.3 Data Komponen dan Bahan dalam Plate Exchanger -1 ............LC-22 Tabel LC.4 Data Air dan Steam dalam Plate Exchanger -1 .........................LC-24 Tabel LC.5 Data Komponen dan Bahan dalam Plate Exchanger -2 .............LC-27 Tabel LC.6 Densitas dan Viskositas Larutan NaOH dan Gliserin ................LC-31 Tabel LC.7 Densitas dan Viskositas Campuran Total .................................LC-31 Tabel LC.8 Jumlah Nilai ma Reaktor ..........................................................LC-35 Tabel LC.9 Jumlah Nilai mb Reaktor ..........................................................LC-35

  o

  Tabel LC.10 Fraksi, Densitas dan Viskositas komponen pada suhu 118,6 C .LC-36 Tabel LC.11 Densitas dan Viskositas Sabun dan EDTA ...............................LC-39 Tabel LC.12 Laju Alir Massa, Densitas, dan Viskositas Umpan ...................LC-56 Tabel LC.13 Laju Alir Volumetrik Umpan, Diameter Optimum dan Ukuran

  Pipa .........................................................................................LC-56

  Tabel LC.14 Kecepatan Linear, Bilangan Reynolds,

  ε/D, Faktor Fanning

  dan Panjang Pipa Lurus............................................................LC-57

  o

  Tabel LC.15 Jumlah Valve, Nilai K f Gate Valve, Jumlah Elbow 90 , Nilai K f Elbow,

  dan ΣF Pipa ........................................................LC-57

  Tabel LC.16 Static Head, Velocity Head, Pressure Head, -W s , Daya Pompa dan Daya yang Digunakan .......................................................LC-58 Tabel LD.1 Perhitungan Pompa Utilitas-2 sampai Pompa Utilitas-16

  (PU-02 – PU-16) ..................................................................... LD-27 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ........................ LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ............................................... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ................................................ LE-6 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas ............................................... LE-7 Tabel LE-5 Biaya Sarana Transportasi........................................................ LE-10 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ............................................................ LE-13 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ................................................................. LE-15 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ............................................................. LE-16 Tabel LE.9 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No.17

  Tahun 2000 .............................................................................. LE-18 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No.17 Tahun 2000 LE-18 Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ....................... LE-26

  

INTISARI

   Hasil Penjualan : Rp765.190.800.000

   Internal Rate of Return : 24,74 %

   Return on Network : 24,60 %

   Pay Out Time : 6,77tahun

   Return of Investment : 14,76 %

   Break Even Point : 59,36 %

   Profit Margin : 7,26 %

   Laba Bersih : Rp 38.911.319.597

   Biaya Produksi : Rp709.348.991.532

  Indonesia merupakan negara produsen sawit kedua terbesar di dunia setelah Malaysia.Dalam rangka meningkatkan keuntungan dari melimpahnya produksi CPO (Crude Palm Oil), diperlukan usaha untuk mengolah CPO menjadi produk hilir yang dapat memberikan nilai tambah lebih tinggi. Salah satu produk olahan CPO adalah

   Modal Investasi : Rp 263.594.725.834

  Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan soap noodle adalah sebagai berikut:

  , tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 158 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.

  2

  kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Medan, Medan Labuhan, Sumatera Utara dengan luas areal 11.875 m

  Soap noodlediproduksi dengan kapasitas 71.280 ton/tahun dengan 330 hari

  dengan peningkatan penduduk dunia. Di Indonesia sendiri, kebutuhan soap noodle meningkat cukup pesat dari tahun ke tahun. Ada beberapa alternatif dalam proses produksi soap noodle, di antara alternatif yang ada dipilih proses netralisasi asam lemak.

  

soap noodle. Kebutuhan soap noodle industri sabun akan semakin meningkat seiring

  Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan soap noodle layak untuk didirikan.

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

  Sebagai negara yang sedang berkembang, bangsa Indonesia memiliki kewajiban untuk melaksanakan pembangunan di segala bidang. Salah satunya adalah pembangunan di sektor ekonomi, yang sedang digiatkan oleh pemerintah untuk mencapai kemandirian perekonomian nasional. Untuk mencapai tujuan ini pemerintah menitikberatkan pada pembangunan di sektor industri. Untuk itu proses industri lebih dimantapkan guna mendukung berkembangnya industri sebagai penggerak utama peningkatan laju pertumbuhan ekonomi dan perluasan lapangan kerja.

  Di antara subsektor industri yang pembangunannya berkembang dengan pesat adalah subsektor industri oleokimia. Hal ini terjadi karena kebutuhan akan barang- barang hasil industri oleokimia terus meningkat sejalan dengan perkembangan pembangunan itu sendiri. Salah satu jenis produksi industri oleokimia yang dibutuhkan dan pemakaiannya terus meningkat akibat permintaan semakin banyak adalah soap

  

noodle. Soap noodle merupakan bahan baku dalam pembuatan sabun. Pada pra

  rancangan pabrik ini, pembuatan soap noodle dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa fatty acid. Untuk menghasilkan soap noodle berkualitas baik dan harga murah maka bahan baku diperoleh dengan mencampurkan fatty acid dari stearin dan

  

fatty acid dari PKO (Palm Kernel Oil). Kebutuhan sabundi Negara Indonesia untuk

berbagai keperluan selama kurun waktu 2003 – 2007dapat dilihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1. Data kebutuhan sabun dalam negeri dan ekspor

  

Tahun Kebutuhan dalam negeri (Ton) Kebutuhan ekspor (Ton)

  2003 689.456 120.000 2004 849.736 155.000 2005 986.569 189.000 2006 1.068.789 229.000 2007 1.198.678 284.000

  (Badan Pusat Statistik, 2003-2007) Berdasarkan tabel di atas dapat disimpulkan bahwa kebutuhan akan soap

  

noodle terus meningkat dari tahun ke tahun. Oleh karena itu, dengan adanya pabrik

  pembuatan soap noodle ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan sabun baik di dalam maupun di luar negeri.

  1.2. Perumusan Masalah

  Mengingat kebutuhan soap noodle yang semakin meningkat, mendorong untuk dibuat suatu perancangan pabrik pembuatan soap noodle dari fatty acid.

  1.3. Tujuan Perancangan

  Tujuan perancangan ini adalah untuk menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia, khususnya di bidang rancang, proses,operasi teknik kimia, dan ekonomi sehingga memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Soap Noodle ini.

  1.4. Manfaat

  Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan soap noodle dari fatty acid adalah memberi gambaran kelayakan (feasibility) dari segi rancangan dan ekonomi pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya gambaran tersebut menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik tersebut.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Soap Noodle

  Sama halnya dengan sabun, soap noodle adalah garam alkali dari asam lemak dan alkali seperti natrium hidroksida melalui reaksi saponifikasi. Soap noodle dapat dibuat dari minyak nabati (minyak kelapa, minyak kelapa sawit, olive oil), lemak hewan (tallow), dan minyak ikan (anchovy dan sardine).

Gambar 2.1 Soap Noodle

  Soap noodle merupakan bentuk paling dasar dari sabun.Untuk membentuk

  sabun, soap noodle ditambahkan pewarna, pewangi, dan komponen lain. Kemudian digemburkan dan dicetak menjadi sabun mandi (toilet soap). Standar mutu sabun mandi sesuai SNI 06-3532-1994 dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Standar mutu sabun mandi

  Tipe I Tipe II No. Uraian (Sabun padat) (Sabun cair)

  1 Kadar air (%) Maks. 15 Maks. 15

  2 Jumlah asam lemak (%) >70 64-70

  3 Alkali bebas

  • dihitung sebagai NaOH (%) Maks. 0,1 Maks. 0,1
  • dihitung sebagai KOH (%) Maks. 0,14 Maks. 0,14

  4 Asam lemak bebas (%) <2,5 <2,5

  5 Bilangan penyabunan 196-206 196-206 (Badan Standarisasi Nasional, 1994) Keterangan Tabel 2.1 : Tipe I (sabun padat) dengan menggunakan NaOH Tipe II (sabun cair) dengan menggunakan KOH

  2.2 Bahan baku

  Sabun terdiri dari asam lemak dengan rantai carbon dari 12 sampai 18. Rantai pendek seperti asam laurat meningkatkan kelarutan dan menghasilkan banyak busa tetapi kemampuan membersihkan kurang. Rantai yang lebih panjang seperti asam palmitat mempunyai kemampuan membersihkan yang bagus tetapi kelarutan kurang dan busa yang dihasilkan sedikit (Spitz, 1996).

  Bahan baku yang digunakan adalah asam lemak dari stearin dan asam lemak dari PKO (Palm Kernel Oil). Untuk menghasilkan sabun yang mepunyai kemampuan membersihkan, kekerasan, dan busa yang seimbang maka campuran yang digunakan adalah 80% dari stearin dan 20% dari PKO (Lab. PT Nubika Jaya, 2010). Tabel 2.2 menunjukkan komposisi asam lemak dari stearin dan PKO.

Tabel 2.2 Komposisi asam lemak dari stearin dan PKO

  Jenis asam lemak Stearin PKO

  C12 : 0 52,9

  C14 : 0 15,6

  C16 : 0 51,6 12,5 C18 : 0 6,8 3,8 C18 : 1 34,9 13,3 C18 : 2 6,1 1,7

  Other 0,6 0,2 (Lab. PT Nubika Jaya, 2010)

  2.3 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk

2.3.1 Sifat-Sifat Bahan Baku

  1. Bentuk fisik pada 20

  C

  6. Tidak larut dalam air (Lab. PT Nubika Jaya, 2010)

  C

  o

  5. Flash point : >182

  C

  o

  4. Titik lebur : 45-48

  o

  o

  C : 0,87 g/ml pada 48

  o

  3. Massa jenis pada 40

  C pada 760 mmHg

  A. Asam lemak dari stearin Asam lemak ini diperoleh dari proses splitting dan distilasi stearin. Adapun sifat-sifat asam lemak ini adalah sebagai berikut :

  2. Titik didih : > 298

  C : Padatan

  o B. Asam lemak dari PKO Asam lemak ini diperoleh dari proses splitting dan fraksinasi PKO. Adapun sifat-sifat asam lemak ini adalah sebagai berikut :

  o

  1. Bentuk fisik pada 20 C : Cair

  2. Bau : Tengik

  o

  3. Titik didih : >200 C pada 760 mmHg

  o

  4. Flash point : >154 C

  o

  5. Tekanan uap : <1 mmHg pada 22 C

  o

  6. Massa jenis : 0,85 g/ml pada 30 C

  o

  7. Titik lebur : 24-28 C

  8. Tidak larut dalam air (Lab. PT Nubika Jaya, 2010)

  C. Natrium Hidroksida (NaOH) Natrium hidroksida berperan sebagai reaktan pada reaksi penyabunan dengan asam lemak. Adapun sifat-sifat natrium hidroksida adalah sebagai berikut :

  1. Bentuk fisik : Padatan

  2. Warna : Putih

  o

  3. Titik lebur : 318,4 C

  o

  4. Titik didih :1390 C

  5. Berat Molekul : 40 g/mol

  o

  6. Massa jenis 50% (m) : 1,5253 g/ml pada 20 C

  o o

f : -101,46 kcal/mol pada 25 C

  7. ΔH

  8. Larut dalam air ( Perry, 1997)

  D. Gliserin (C

3 H

  8 O 3 )

  Gliserin digunakan sebagai zat tambahan yang berfungsi sebagai pelembab pada soap noodle. Adapun sifat-sifat gliserin adalah sebagai berikut :

  1. Warna : Tidak berwarna

  2. Bentuk fisik : Cair

  o

  3. Titik lebur : 17,9 C o

  4. Titik didih : 290 C

  5. Berat molekul : 92,09 g/mol

  o

  6. Tekanan uap : 760 mmHg pada 290 C

  7. Massa jenis : 1,262 g/ml

  o o

  : 139,8 kcal/mol pada 25 C

  8. ΔH f o

  9. Cp pada 30 C : 2,406 kJ/kg.K

  10.Larut dalam air dan alkohol

  11.Tidak larut dalam eter (Perry, 1997 ; Reklaitis, 1942)

  E. EDTA (Etilen Diamin Tetra Asetat) EDTA berfungsi sebagai antioksidan pada soap noodle yang memperlambat proses oksidasi pada rantai alkil tak jenuh. Adapun sifat-sifat EDTA adalah sebagai berikut :

  1. Bentuk fisik : Tepung

  2. Warna : Putih

  o

  3. Titik lebur : 400 C

  o

  4. Massa jenis 10% (m) : 1,07 g/ml pada 25 C

  5. Larut dalam air

  6. Larut dalam pelarut polar (BASF Corporation, 2008)

  F. Natrium Klorida (NaCl) Natrium klorida digunakan untuk menambah kekerasan pada sabun. Adapun sifat-sifat natrium klorida adalah sebagai berikut :

  1. Bentuk fisik : Padatan

  2. Warna : Tidak berwarna

  o

  3. Titik lebur : 800,4 C

  o

  4. Titik didih : 1413 C

  5. Berat molekul : 58,45 g/mol

  o

  6. Massa jenis 20% (m) : 1,145 g/ml pada 25 C

  o o

  7. Kapasitas panas 9,09% (mol) : 0,81 cal/g C pada 20 C o o

f : -98,32 kcal/mol pada 25 C

  8. ΔH

  9. Larut dalam air (Perry, 1997)

  G. Air (H O)

2 Air digunakan untuk melarutkan NaCl dan mengurangi viskositas sehingga

  memudahkan sirkulasi dalam reaktor. Adapun sifat-sifat air adalah sebagai berikut :

  1. Bentuk fisik : Cair pada suhu kamar

  2. Warna : Tidak berwarna

  3. Bau : Tidak berbau

  o

  4. Titik lebur : 0 C pada 1 atm

  o

  5. Titik didih : 100 C pada 1 atm

  o

  6. Massa jenis : 0,995 (gr/L) pada 30 C

  7. Berat molekul : 18 gr/mol

  o o

f : -57,8 kcal/mol pada 25 C

  8. ΔH o

  

VL : -9,717 kcal/mol pada 100 C

9. ΔH o o

  10.Kapasitas panas : 4,179 J/g C pada 25 C (Perry, 1997)

2.3.2 Sifat-sifat Produk

  Sifat-sifat dari Soap Noodle :

  1. Bentuk fisik : Padatan (Pelet)

  2. Warna : Putih

  o

  3. Titik didih : 343 C pada 760 mmHg

  o

  4. Tekanan uap : 1 mmHg pada 25 C

  

o

  5. Titik lebur : >200 C

  o

  6. Flash point : 300 C

  7. Larut dalam air (Lab. PT Nubika Jaya, 2010)

2.4 Proses-proses Pembuatan Soap Noodle

  Berdasarkan bahan baku yang digunakan maka ada tiga proses untuk membuat sabun, yaitu proses saponifikasi trigliserida, netralisasi asam lemak, dan saponifikasi metil ester.

2.4.1 Proses Saponifikasi Trigliserida

  Proses ini merupakan proses yang paling umum dalam membuat sabun. Pada saat ini telah digunakan proses saponifikasi trigliserida system kontinu menggantikan system batch. Reaksi yang terjadi di proses ini adalah : RCO-OCH

  2 C-OH

2 H

  3RCOONa HC-OH + RCO-OCH + 3NaOH RCO-OCH

  H C-OH

  2

  2 Trigliserida Natrium Hidroksida Sabun Gliserol

  Proses saponifikasi trigliserida ini mereaksikan trigliserida dengan basa alkali (NaOH) untuk membentuk sabun dan gliserol. Kemudian hasil reaksi dipisahkan menggunakan separator berdasarkan prinsip perbedaan densitas. Selanjutnya sabun ditambahkan aditif seperti EDTA yang berfungsi sebagai antioksidan. Tahap berikutnya adalah proses pengeringan sabun dan penyimpanan.

2.4.2 Proses Netralisasi Asam Lemak

  Proses ini menggunakan asam lemak sebagai pengganti trigliserida. Pada proses ini tidak menghasilkan gliserol melainkan menghasilkan air sebagai produk samping. Reaksi yang terjadi di proses ini adalah :

  NaOH RCOONa + RCOOH H +

  2 O

  Asam Lemak Natrium Hidroksida Sabun Air Untuk menghasilkan asam lemak, trigliserida terlebih dahulu harus melalui proses splitting dan destilasi. Asam lemak yang dihasilkan akan digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan sabun. Asam lemak direaksikan dengan basa alkali (NaOH) untuk membentuk sabun dan air. Selanjutnya sabun dikeringkan dengan drier dan disimpan.

2.4.3 Proses Saponifikasi Metil Ester

  Dalam proses ini, trigliserida direaksikan dengan metanol melalui reaksi esterifikasi dengan bantuan katalis. Reaksinya adalah sebagai berikut : RCO-OCH

  2 C-OH

2 H

  RCO-OCH + 3CH OH

  3

  3RCOOCH +

  3 HC-OH

  RCO-OCH H C-OH

  2

  2 Trigliserida Metanol Metil Ester Gliserol

  Kemudian metil ester direaksikan dengan basa alkali (NaOH) menghasilkan sabun dan metanol. Metanol dalam campuran dipisahkan dengan menggunakan flash drum. Selanjutnya sabun dikeringkan dalam pengering vakum dan disimpan. Reaksi saponifikasi metil ester adalah sebagai berikut :

3 NaOH RCOONa + CH

  • RCOOCH

  3 OH

  Metil ester Natrium Hidroksida Sabun Metanol

  2.5 Seleksi Proses

  Pembuatan soap noodle dengan proses saponifikasi trigliserida membutuhkan separator untuk memisahkan sabun dari gliserin yang terbentuk. Konversi dengan proses ini lebih dari 99,5% (Spitz, 1996).

  Pembuatan soap noodle dari metil ester tidak pernah digunakan dalam industri sebab tidak menguntungkan dari sisi ekonomi. Trigliserida terlebih dahlulu harus diproses menjadi metil ester, dimana proses ini memerlukan biaya yang cukup tinggi dan metil ester juga sudah merupakan produk dengan nilai jual tinggi.

  Pembuatan soap noodle dari asam lemak memiliki beberapa keuntungan yaitu konversi reaksi mencapai 99,9% (Othmer,1976) dan tidak membutuhkan separator untuk memisahkan sabun dengan gliserin. Berdasarkan pertimbangan di atas maka proses pembuatan soap noodle yang digunakan adalah proses netralisasi asam lemak.

  2.6 Deskripsi Proses

  Proses pembuatan soap noodle terdiri dari tiga tahap, yaitu tahap persiapan umpan, tahap reaksi netralisasi, dan tahap pengeringan.

  2.6.1 Tahap Persiapan Umpan

  Asam lemak dari stearin dan asam lemak dari PKO dicampur di dalam

  

feedtank dengan komposisi massa 80% dan 20%. Campuran asam lemak dimasukkan

o

  ke dalam heat exchanger dan dipanaskan menggunakan steam sampai suhu 70 C sebelum dimasukkan ke homogenizer. NaOH yang digunakan adalah NaOH 48% massa berbentuk cairan. Garam dilarutkan dengan air sampai konsentrasi 20% massa. EDTA dilarutkan dengan air sampai konsentrasi 25%. Selanjutnya NaOH, air, larutan garam, dan gliserin dicampur dalam static mixer. Kemudian dipanaskan dalam heat

  o exchanger sampai suhu 70 C sebelum dimasukkan ke homogenizer.

  2.6.2 Tahap Reaksi Netralisasi

  Dalam homogenizer asam lemak, NaOH, air, garam, dan gliserin diaduk merata. Kemudian campuran dari homogenizer dimasukkan ke dalam reaktor yang

  o

  diberi jaket pemanas untuk menaikkan temperatur sampai 120

  C. Tekanan dalam reaktor berkisar 2-3 bar. Reaktor dilengkapi circulation loop yang bertindak sebagai pengaduk dalam reaktor. Hasil reaksi dan EDTA dikirim ke homogenizer untuk memastikan sabun yang terbentuk homogen. Selanjutnya sabun dikirim ke vacuum

  spray chamber untuk dikeringkan.

  2.6.3 Tahap Pengeringan

  Pengeringan sabun dilakukan dalam unit vacuum spray chamber. Vacuum

spray chamber dilengkapi dengan steam ejector dan cyclone separator bertingkat.

  

Steam ejector berfungsi untuk menghasilkan keadaan vakum yang dapat menghisap

  uap air pada sabun. Uap air hasil pengisapan akan masuk ke barometric condenser dan dibuang menuju hot well. Cairan sabun yang masuk ke dalam vacuum spray chamber akan disemburkan membentuk lapisan film yang tipis. Lapisan ini akan dikikis dengan plat baja berputar sehingga sabun jatuh ke screw conveyor. Sabun selanjutnya masuk ke ekstruder untuk dikompres dan dibentuk menjadi peletan yang disebut soap noodle.

  

Soap noodle selanjutnya disimpan dalam silo. Sedangkan butiran sabun yang tidak

  berhasil masuk spray chamber akan dihisap masuk ke cyclone separator bertingkat dan akan keluar sebagai serbuk sabun. Serbuk sabun dikemas dalam jumbo bag.

BAB III NERACA MASSA Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan soap noodle dengan

  perincian sebagai berikut : Kapasitas produksi : 71.280 ton/tahun atau 9000 kg/jam Waktu bekerja / tahun : 330 hari Satuan operasi : kg/jam

  3.1 Static Mixer-1 (M-101)

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Static Mixer-1 (M-101)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

  Alur 1 Alur 2 Alur 3 CH

  3 -(CH 2 ) 10 -COOH 758,6204 758,6204

  CH

  3 -(CH 2 ) 12 -COOH 223,7141 223,7141

  CH

  3 -(CH 2 ) 14 -COOH 2959,9103 179,2581 3139,1684

  CH

  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 390,0657 54,4945 444,5602

  CH -(CH ) -CH=CH-COOH 2001,9548 190,7307 2192,6854

  3

  2

  14 CH 3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-

  (CH

  2 ) 7 -COOH 349,9119 24,3791 374,2910

  Impuritis 34,4176 2,8681 37,2857 Total 7170,3253 7170,3253

  3.2 Plate Exchanger-1(E-101)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Plate Exchanger(E-101)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 3 Alur 4

  CH -(CH ) -COOH 758,6204 758,6204

  3

  2

10 CH -(CH ) -COOH 223,7141 223,7141

  3

  2

  12 CH 3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3139,1684 3139,1684

  CH

  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 444,5602 444,5602

  CH

  3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-COOH 2192,6854 2192,6854

  CH -

  3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-(CH 2 )

  

7

COOH

  374,2910 374,2910 Impuritis

  37,2857 37,2857 Total 7170,3253 7170,3253

  3.3 Mix Joint-1

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mix Joint-1

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 5 Alur 6 Alur 7 Alur 8 Alur 9

  NaOH 1099,7541 1099,7541

  H

  

2 O 1191,4002 467,7498 180,0000 1839,1500

  NaCl 45,0000 45,0000

  Gliserin 40,0500 40,0500

  Total 3024,4041 3024,4041

  3.4Static Mixer-2 (M-102)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Static Mixer-2 (M-102)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 9 Alur 10

  NaOH 1099,7541 1099,7541 H

  

2 O 1839,1500 1839,1500

  NaCl 45,0000 45,0000 Gliserin 40,0500 40,0500

  Total 3024,4041 3024,4041

  3.5Plate Exchanger-2(E-102)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Plate Exchanger-2(E-102)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 10 Alur 11

  NaOH 1099,7541 1099,7541 H O 1839,1500 1839,1500

  2 NaCl 45,0000 45,0000

  Gliserin 40,0500 40,0500 Total 3024,4041 3024,4041

  3.6Homogenizer-1 (M-201)

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Homogenizer-1(M-201)

  Komponen Masuk Keluar (kg/jam) (kg/jam)

  Alur 4 Alur 11 Alur 12 CH -(CH ) -COOH 758,6204 758,6204

  3

  2

  10 CH -(CH ) -COOH 223,7141 223,7141

  3

  2

  12 CH 3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3139,1684 3139,1684

  CH

  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 444,5602 444,5602

  CH

  3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-COOH 2192,6854 2192,6854

  CH

  3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-

  (CH

  2 ) 7 -COOH 374,2910 374,2910

  Komponen Masuk Keluar (kg/jam) (kg/jam)

  Alur 4 Alur 11 Alur 12 NaOH

  1099,7541 1099,7541 H O

  1839,1500 1839,1500

2 NaCl

  45,0000 45,0000 Gliserin

  40,0500 40,0500 Impuritis 37,2857 37,2857

  Total 10194,7293 10194,7293

3.7Plug Flow Reactor(R-201)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Plug Flow Reactor(R-201)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 12 Alur 13

  Anhydrous soap

  7736,9143 CH -(CH ) -COOH 758,6204

  3

  2

  10 CH 3 -(CH 2 ) 12 -COOH 223,7141

  CH

  3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3139,1684

  CH

  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 444,5602

  CH

  3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-COOH 2192,6854

  • CH -(CH ) -CH=CH-CH -CH=CH-(CH )

  3

  2

  4

  2

  2

  

7

COOH

  374,2910 NaOH

  1099,7541 1,8000 H

2 O

  1839,1500 2333,2293 NaCl

  45,0000 45,0000 Gliserin

  40,0500 40,0500 Impuritis

  37,2857 37,2857 Total 10194,7293 10194,7293

3.8Homogenizer-2 (M-202)

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Homogenizer-2 (M-202)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 13 Alur 14 Alur 15

  

Anhydrous soap 7736,9143 7736,9143

  NaOH 1,8000 1,8000 H O 2333,2293 40,5000 2373,7293

2 NaCl 45,0000 45,0000

  Gliserin 40,0500 40,0500 EDTA 13,5000 13,5000 Impuritis 37,2857 37,2857

  Total 10248,7293 10248,7293

3.9Vacuum Spray Dryer(D-301)

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Vacuum Spray Dryer-1(D-301)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 15 Alur 16 Alur 17

  

Anhydrous soap 7736,9143 7504,8069 232,21074

  NaOH 1,8000 1,7460 0,0540 H

2 O 2373,7293 1091,2500 1282,4793

  NaCl 45,0000 43,6500 1,3500 Gliserin 40,0500 39,2850 1,2150 EDTA 13,5000 13,0950 0,4050 Impuritis 37,2857 36,1671 1,1186

  Total 10248,7293 10248,7293

3.10Cyclone Separator-1 (FG-301)

Tabel 3.10 Neraca Massa pada Cyclone Separator-1 (FG-301)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 17 Alur 18 Alur 19

  

Anhydrous soap 232,21074 154,7383 77,3691

  NaOH 0,0540 0,0360 0,0180 H O 1282,4793 22,5000 1259,9793

2 NaCl 1,3500 0,9000 0,4500

  Gliserin 1,2150 0,8100 0,4050 EDTA 0,4050 0,2700 0,1350 Impuritis 1,1186 0,7457 0,3729

  Total 1518,7293 1518,7293

3.11Cyclone Separator-2 (FG-302)

Tabel 3.11 Neraca Massa pada Cyclone Separator-2(FG-302)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 19 Alur 20 Alur 21

  Anhydrous soap 77,3691 77,3691

  NaOH 0,0180 0,0180 H

2 O 1259,9793 11,2500 1248,7293

  NaCl 0,4500 0,4000 Gliserin 0,4050 0,3600 EDTA 0,1350 0,1200 Impuritis 0,3729 0,3314

  Total 1338,7293 1338,7293

3.12Steam Ejector(L-101)

Tabel 3.12 Neraca Massa pada Steam Ejector (L-301)

  Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 21 Alur 22

  H

2 O 1248,7293 1248,7293

  Total 1248,7293 1248,7293

BAB IV NERACA PANAS Basis perhitungan : 1 jam Satuan operasi : Joule/jam (J/jam)

  o

  Temperatur Basis : 30 C (303,15 K)

  4.1 Plate Exchanger-1(E-101)

Tabel 4.1 Neraca Panas padaPlate Exchanger-1 (E-101)

  Komponen Alur masuk (J/jam) Alur keluar (J/jam) Umpan 416356139,2661 -

  • Produk

  683057069,1409

  • Steam 266700929,8748 Total 683057069,1409 683057069,1409

  4.2Plate Exchanger-2(E-102)

Tabel 4.2 Neraca Panas padaPlate Exchanger-2 (E-102)

  Komponen Alur masuk (J/jam) Alur keluar (J/jam)

  • Umpan
  • Produk

  365299331,8500

  • Steam 365299331,8500 Total 365299331,8500 365299331,8500

  4.3Plug Flow Reactor(R-201)

Tabel 4.3 Neraca Panas padaPlug Flow Reactor (R-201)

  Komponen Alur masuk (J/jam) Alur keluar (J/jam) Umpan

  • 1048356400,9910
  • Produk

  2641404215,6249

  • Panas reaksi 1607843,9394
  • Steam 1591439970,6946 Total 2641404215,6249 2641404215,6249
  • 4.4Vacuum Spray Dryer(D-301)

    Tabel 4.4 Neraca Panas pada Vacuum Spray Dryer-1(D-301)

      Komponen Alur masuk (J/jam) Alur keluar (J/jam) Umpan 2641404215,6249 - Produk - 3105097282,8735

      Steam 463693067,2486 -

      Total 3105097282,8735 3105097282,8735

    BAB V SPESIFIKASI PERALATAN

    1. Tangki Penyimpanan Stearin (T-101)

      Fungsi : menyimpan stearin untuk kebutuhan selama 3 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

    3 Kapasitas : 545,9337 m

      Kondisi penyimpanan:

    • Temperatur : 60°C
    • Tekanan : 1 atm Kondisi fisik: Diameter : 8,2233 m Tinggi shell : 10,2791 m

      7 Tebal shell : / 16 in

      Tinggi tutup : 0,0825 m

      7 Tebal tutup : / 16 in

      Jenis insulasi : wool Tebal insulasi : 1 in Sistem pemanas: Jenis pemanas : pengatur suhu dan koil pemanas Jumlah koil : 4 OD : ½ in BWG : 12 Bentuk : U-tube Panjang : 20 ft

    2. Tangki Penyimpanan PKO (T-102)

      Fungsi : menyimpan PKO untuk kebutuhan selama 3 hari

      Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

    3 Kapasitas : 139,6948 m

      Kondisi penyimpanan:

    • Temperatur : 30°C
    • Tekanan : 1 atm Kondisi fisik: Diameter : 5,2207 m Tinggi shell : 6,5259 m Tebal shell : ¼ in Tinggi tutup : 0,0635 m

      Tebal tutup : ¼ in

    3. Tangki Penyimpanan NaOH (T-103)

      Fungsi : menyimpan NaOH untuk kebutuhan selama 30 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 3 unit

    3 Kapasitas : 440,0923m

      Kondisi penyimpanan:

    • Temperatur : 30°C
    • Tekanan : 1 atm Kondisi fisik: Diameter : 7,6533m Tinggi shell : 9,5666m

      5 Tebal shell : / 8 in

      Tinggi tutup : 0,1016m

      5 Tebal tutup : / 8 in

    4. Tangki Penyimpanan NaCl (T-105)

      Fungsi : menyimpan NaCl untuk kebutuhan selama 30 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

    3 Kapasitas : 163,0135m

      Kondisi penyimpanan:

    • Temperatur : 30°C
    • Tekanan : 1 atm Kondisi fisik: Diameter : 5,4964m Tinggi shell : 6,8704m Tebal shell : ¼ in Tinggi tutup : 0,0635 m

      Tebal tutup : ¼ in

    5. Tangki Penyimpanan Gliserin (T-106)

      Fungsi : menyimpan gliserin untuk kebutuhan selama 30 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

    3 Kapasitas : 26,7214m

      Kondisi penyimpanan:

    • Temperatur : 30°C
    • Tekanan : 1 atm
    •   Kondisi fisik: Diameter : 3,0081m Tinggi shell : 3,7601m

        3 Tebal shell : / 16 in

        Tinggi tutup : 0,0571 m

        3 Tebal tutup : / 16 in

        6. Tangki Penyimpanan EDTA (T-107)

        Fungsi : menyimpan EDTA untuk kebutuhan selama 30 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kapasitas : 46,6772m3 Kondisi penyimpanan:

      • Temperatur : 30°C
      • Tekanan : 1 atm Kondisi fisik: Diameter : 3,6227 m Tinggi shell : 4,5284m

        3 Tebal shell : / 16 in

        Tinggi tutup : 0,0571 m

        3 Tebal tutup : / 16 in

        7. Static Mixer-1 (M-101)

        Fungsi : mencampur palm oil stearin dan palm kernel oil Bentuk : pipa silinder dengan modifikasi penambahan sekat Bahan konstruksi : Commercial Steel Kondisi operasi:

      • Temperatur : 54,4 °C
      • Tekanan : 1 atm
      •   Kondisi fisik: Jenis pipa : 1¼ in BWG 80 Diameter pipa : 0,03505 m Tipe element : SMV (Corrugated Plate) Jumlah element : 3

          8. Static Mixer-2 (M-102)

          Fungsi : mencampur NaOH, NaCl, gliserin dan H 2 O. Bentuk : pipa silinder dengan modifikasi penambahan sekat Bahan konstruksi : commercial pipe steel Kondisi operasi:

        • Temperatur : 30 °C
        • Tekanan : 1 atm Kondisi fisik: Jenis pipa : ¾ in BWG 80 Diameter pipa : 0,0188 m Tipe element : SMX (Cross Bar) Jumlah elemen : 11

          9. Plate Exchanger-1 (E-101)

          Fungsi : memanaskan campuran asam lemak Bentuk : balok berisi pelat-pelat tipis yang tersusun vertikal Bahan konstruksi : CarbonSteel SA-285 grade C Susunan pelat : susunan 2 pass – 1 pass dengan aliran berlawanan arah Jumlah : 1 unit

          Spacing : 3 mm

          Tebal pelat : 0,7 mm Lebal pelat : 15 cm Jumlah pelat : 85 Tinggi pelat : 0,1483 m

          10. Plate Exchanger-2 (E-102)

          Fungsi : memanaskan campuran NaOH, NaCl, gliserin dan H

          2 O

          Bentuk : balok berisi pelat-pelat tipis yang tersusun vertikal Bahan konstruksi : StainSteel SA-240grade 304 Susunan pelat : susunan 4 pass – 2 pass dengan aliran berlawanan arah Jumlah : 1 unit

          Spacing : 3 mm

          Tebal pelat : 0,7 mm Lebar pelat : 15 cm Jumlah pelat :57 Tinggi pelat : 0,1728 m

        11. Homogenizer-1 (M-201)

          Fungsi : mencampur asam lemak campuran dengan larutan NaOH, NaCl dan gliserin. Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,0407 m

        3 Kondisi operasi:

        • Temperatur : 70 °C
        • Tekanan : 1 atm Kondisi fisik: Diameter :0,3333 m Tinggi shell :0,3554 m Tebal shell :

          16 in

          Tinggi tutup : 0,1389 m Tebal tutup :

          3

          /

          16 in

          Sistem pengaduk: Jenis pengaduk : three blade propeller Jumlah baffle : 4 buah Kecepatan : 400 rpm

          3

          / Diameter impeller : 0,1333 m Tebal baffle : 0,0333 m

          Baffle spacing : 0,0033 m

          Pitch : 0,1333 m

        1 Daya : / Hp

          20

        12. Plug Flow Reactor (R-201) Fungsi : melangsungkan proses netralisasi asam lemak.

          Bentuk : pipahorizontal dengan saluran loop. Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

        3 Kapasitas : 2,7983 m

          Kondisi operasi:

        • Temperatur : 120 °C
        • Tekanan : 2– 3 bar(g) Kondisi fisik: Diameter :0,3291 m Panjang reaktor :32,9054 m

          3 Tebal shell : / 16 in

          Sistem pemanas: Jenis pemanas : pengatur suhu dan jaket pemanas Tebal jaket : 1 in

        13. Homogenizer-2 (M-202) Fungsi : mencampur sabun dengan larutan EDTA.

          Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

        3 Kapasitas : 0,1047 m

          Kondisi operasi:

        • Temperatur : 119,4°C
        • Tekanan : 2– 3 bar(g) Kondisi fisik: Diameter :0,4566 m Tinggi shell :0,5429 m Tebal shell :

          Baffle spacing : 0,0046 m

          in

          4

          /

          3

          Fungsi : memisahkan sebagian air dari sabun Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup konikal Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kapasitas : 34,8153 m

          Pitch : 0,1827 m Daya : ¼ Hp

          Sistem pengaduk: Jenis pengaduk : three blade propeller Jumlah baffle : 4 buah Kecepatan : 400 rpm Diameter impeller : 0,1827 m Tebal baffle : 0,0457 m

          16 in

          /

          3

          Tinggi tutup : 0,1698 m Tebal tutup :

          16 in

          /

          3

        14. Vacuum Spray Dryer(D-301)

        3 Kondisi operasi:

        • Temperatur : 32,9°C
        • Tekanan : 50 milibar Kondisi fisik: Diameter :3,3411 m Tinggi shell :3,3411 m Tebal shell : 1

          Tinggi tutup : 0,4823 m

          3 Tebal tutup : 1 / in

          4 o

          Sudut tutup konis : 30 Tinggi alas : 1,4468 m

          3 Tebal alas : 1 / in

          4 o

          Sudut dasar konis : 60 Panjang poros : 5,2702 m Panjang scrapper : 1,6706 m Panjang blade atas : 0,9645 m Panjang blade badan: 3,3411 m Panjang blade bawah: 1,6706 m Sistem pemanas: Jenis pemanas : pengatur suhu dan jaket pemanas Tebal jaket : 1 in

        15. Cyclone Separator-1 (FG-301)

          Fungsi : memisahkan debu sabun dari uap air Bentuk : silinder vertikal dengan tutup datar dan dasar konikal Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi:

        • Temperatur : 32,9°C
        • Tekanan : 50 milibar Kondisi fisik: Diameter : 2,6 m Tebal : 1in Tinggi inlet : 1,3 m Lebar inlet : 0,52 m

          Tinggi silinder : 3,9 m Tinggi dasar : 6,5 m Diameter exit atas : 1,3 m

          Diameter konikal : 0,975 m Sistem pemanas: Jenis pemanas : pengatur suhu dan jaket pemanas Tebal jaket : 1 in

          16. Cyclone Separator-2 (FG-302)

          Fungsi : memisahkan debu sabun dari uap air Bentuk : silinder vertikal dengan tutup datar dan dasar konikal Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit Kondisi operasi:

        • Temperatur : 32,9°C
        • Tekanan : 50 milibar Kondisi fisik: Diameter : 2,6 m Tebal : 1in Tinggi inlet : 1,3 m Lebar inlet : 0,52 m

          Tinggi silinder : 3,9 m Tinggi dasar : 6,5 m Diameter exit atas : 1,3 m Diameter konikal : 0,975 m Sistem pemanas: Jenis pemanas : pengatur suhu dan jaket pemanas Tebal jaket : 1 in

          17. Steam Ejector (L-301)

          Fungsi : menciptakan tekanan vakum dalam vaccum spray dryer dan membuang uap air dari cyclone separator Bentuk : silinder terbuka

          Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 2 unit Perbandigan luas penampang ejector pertama, A

          2 /A 1 : 9

          Perbandigan luas penampang ejector kedua, A /A : 7

          2

          1

          18. Pompa-1 (J-101)

          Fungsi : memompa palm stearin dari tanki penyimpanan ke static

          mixer-1

          Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa : 2 in

          1 Daya : / 20 hp

          19. Pompa-2 (J-102)

          Fungsi : memompa PKO dari tanki penyimpanan ke static mixer-1 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa : 1 in

          1 Daya : / 20 hp

          20. Pompa-3 (J-103)

          Fungsi : memompa NaOH dari tanki penyimpanan ke static mixer-2 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa : 1 ¼ in

          1 Daya : / 20 hp

          21. Pompa-4 (J-104)

          Fungsi : memompa air dari tanki penyimpanan ke static mixer-2 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel

          Ukuran pipa : ½ in Daya :

          Daya :

          20 hp

          24. Pompa-7 (J-107)

          Fungsi : memompa EDTA dari tanki penyimpanan ke homogenizer-2 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa :

          1

          /

          8 in

          1

          1

          /

          20 hp

          25. Pompa-8 (J-108)

          Fungsi : memompa campuran asam lemak ke plate exchanger-1 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa : 2½ in Daya :

          1

          /

          20 hp

          /

          in Daya :

          1

          8 in

          /

          20

          hp

          22. Pompa-5 (J-105)

          Fungsi : memompa NaCl dari tanki penyimpanan ke static mixer-2 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa :

          3

          /

          Daya :

          8

          1

          /

          20 hp

          23. Pompa-6 (J-106)

          Fungsi : memompa gliserin dari tanki penyimpanan ke static mixer-2 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa :

          1

          /

          26. Pompa-9 (J-109)

          Fungsi : memompa campuran NaOH, H

          2 O, NaCl dan gliserin ke plate exchanger-2

          Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa : 1¼ in

          1 Daya : / 20 hp

        27. Pompa-10 (J-110)

          Fungsi : memompa campuran asam lemak ke homogenizer-1 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa : 2½ in

        1 Daya : / hp

          20

          28. Pompa-11 (J-111)

          Fungsi : memompa campuran NaOH, H O, NaCl dan gliserin ke

          2 homogenizer-1

          Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa : 1¼ in

          1 Daya : / 20 hp

          29. Pompa-12 (J-112)

          Fungsi : memompa umpan ke plug flow reactor Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel Ukuran pipa : 2½ in Daya : 1 hp

          30. Pompa-13 (J-113)

          Fungsi : memompa sabun ke homogenizer-2 Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel

          Ukuran pipa : 2½ in

        1 Daya : / hp

          20

          31. Pompa-14 (J-114)

          Fungsi : memompa sabun dalam saluran recycle Jenis : pompa lube Bahan konstruksi : Commercial Steel

          1 Daya : / 20 hp

          32. Screw Conveyor (C-301)

          Fungsi : memindahkan sabun dari vaccum spray dryer ke ekstruder Bentuk : silinder panjang dengan screw di bagian dalam Bahan konstruksi : Commercial Steel Diameter flights : 10 in Diameter pipa : 2,5 in Diameter shaft : 2 in Kecepatan putar : 55 rpm Diameter feed : 9 in Daya : 0,85 hp

          33. Stirred Tank Reactor (R-202)

          Fungsi : mereaksikan sabun yang belum sesuai spesifikasi untuk 1 run Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

        3 Kapasitas : 3,3580 m

          Kondisi operasi:

        • Temperatur : 120°C
        • Tekanan : 2– 3 bar(g) Kondisi fisik: Diameter :1,4508 m
        •   Tinggi shell :1,5476 m Tebal shell : ¼ in Tinggi tutup : 0,4199 m Tebal tutup : ¼ in Sistem pengaduk: Jenis pengaduk : three blade propeller Jumlah baffle : 4 buah Kecepatan : 400 rpm Diameter impeller : 0,5803 m Tebal baffle : 0,1451 m

            Baffle spacing : 0,0145 m

            Pitch : 0,5803 m Daya : 18,73 Hp

            34. Shell and Tube Heat Exchanger (E-201)

            Fungsi : memanaskan produk darireaktor CSTR (R-102) Tipe : shell and tube heat exchanger Jumlah : 1 unit Data tube: OD tube : ¾ in BWG : 16 Panjang : 8 ft

            Pitch :

            15

            /

            16 intriangular

            Jumlah tube : 36 Jumlah pass : 1 Data shell: Diameter : 8 in

            Baffle spacing : 4 in

            35. Duplex Twin Worm Vacuum Refiner (VE-301)

            Fungsi : mengompress dan membentuk sabun menjadi bentuk peletan Bentuk : kotak berisi dua worm plodder kembar yang terhubung

            Bahan konstruksi : stainless steel (bagian ekstruder) dan mild steel (bagian luar) Tipe Vacuum Refiner : DRZ 400 RR Diameter Worm : 400 mm Motor tahap I/II : 75 kW Pompa vacuum : 0,75 kW Pemanasan : 4 kW

          BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

          6.1 Instrumentasi

            Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat-alat pengendali tersebut dipasang pada setiap peralatan penting agar dengan mudah dapat diketahui kejanggalan-kejanggalan yang terjadi pada setiap bagian. Pada dasarnya tujuan pengendalian adalah untuk mencapai harga error yang paling minimum.

            Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis).

            Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah:

            1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan. 2. variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.

            Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari :

            1. Sensing Elemen/Elemen Perasa (Primary Element) Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.

            2. Elemen pengukur (measuring element) Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol.

            3. Elemen pengontrol (controlling element) Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang diinginkan). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.

            4. Elemen pengontrol akhir (final control element) Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.

            Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat (recorder).

            Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah:

            1. Range yang diperlukan untuk pengukuran

            2. Level instrumentasi

            3. Ketelitian yang dibutuhkan

            4. Bahan konstruksinya

            5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah (Considine,1985):

            1. Untuk variabel temperatur:

          • Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk

            mengamati temperature suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian

          • Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk

            mengamati temperatur dari suatu alat

            2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan

          • Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk
          • Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat.
          • Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
          • Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat.
          • Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
          • Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju aliran atau cairan suatu alat.

            5. Homogenizer Flow Controller (FC)

            12. Shell & Tube Heat

            Reactor Level Indicator (LI), Flow Controller (FC)

            11. Stirred Tank

            10. Pompa Flow Controller (FC)

            9. Steam Ejector Flow Controller (FC), Pressure Recorder (PR)

            8. Cyclone Separator -

            Dryer Flow Controller (FC), Temperature Indicator (TI), Pressure Recorder (PR)

            7. Vaccum Spray

            Pressure Recorder (PR)

            6. Plug Flow Reactor Flow Controller (FC), Temperature Indicator (TI),

            4. Plate Exchanger Flow Controller (FC), Temperature Indicator (TI)

            mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

            3. Static Mixer -

            2. Tangki Level Indicator (LI), Flow Controller (FC)

            Indicator (TI)

            1. Tangki Stearin Level Indicator (LI), Flow Controller (FC), Temperature

            No. Nama Alat Jenis Instrumen

          Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi Pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Soap Noodle

            laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

            4. Untuk variabel aliran cairan

            mengamati tekanan operasi suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

            3. Untuk variabel tekanan

            Exchanger Flow Controller (FC), Temperature Indicator (TI) FC TI LI FC LI FC PR FC TI FC FC Tangki Stearin

          Tangki Plate Exchanger Homogenizer Steam Ejector

          FC TI FC FC PR TI FC LI

            Pompa

          PR

          FC TI

            Stirred Tank Reactor Shell and Tube Heat Exchanger Plug Flow Reactor

            Vaccum Spray Dryer

          Gambar 6.1 Instrumentasi pada Alat

          6.2 Keselamatan Kerja

            Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi.

            Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha untuk menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain:

            Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan - Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sanksi - bagi karyawan yang tidak disiplin Membeli karyawan dengan keterampilan menggunakan peralatan secara benar - dan cara-cara mengatasi kecelakaan kerja

            Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada tanggal 12 Januari 1970. Semakin tinggi tingkat keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.

            Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban para perancang untuk merencanakannya. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut:

          • Penanganan dan pengangkutan bahan menggunakan manusia harus seminimal mungkin .
          • Adanya penerangan yang cukup dan sistem pertukaran udara yang baik.
          • Jarak antar mesin-mesin dan peralatan lain cukup luas.
          • Setiap ruang gerak harus aman dan tidak licin .
          • Setiap mesin dan peralatan lainnya harus dilengkapi alat pencegah kebakaran.
          • Tanda-tanda pengaman harus dipasang pada setiap tempat yang berbahaya.
          • Penyediaan fasilitas pengungsian bila terjadi kebakaran.

          6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Soap Noodle

            Dalam rancangan pabrik pembuatan soap noodle, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai berikut:

          6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan

          • Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses.
          • Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole yang cukup untuk pemeriksaan. Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, saluran -

            steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu gerakan karyawan.

            Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam - keadaan siaga.

          • Bahan-bahan yang mudah terbakar dan meledak harus disimpan dalam tempat yang aman dan dikontrol secara teratur.

            Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No. Per/02/Men/1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu:

          • Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas:
            • Smoke detector adalah detector yang bekerja berdasarkan terjadinya akumulasi asap dalam jumlah tertentu.
            • Gas detector adalah detector yang bekerja berdasarkan kenaikan konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar.
            • Alarm Kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini berupa:
            • Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus (audible alarm).
            • Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm).

          • Panel Indikator Kebakaran Panel Indikator Kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang berfungsi mengendalikan kerja sistem dan terletak di ruang operator.

            6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri - Pakaian dan perlengkapan pelindung.

          • Sepatu pengaman.
          • Pelindung mata.
          • Masker udara.
          • Sarung tangan.

            6.3.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik

          • Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekring atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.
          • Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik
          • untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan. Penempatan dan pemasangan motor-motor listrik tidak boleh mengganggu lalu - lintas pekerja.

              Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi. - Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan. - Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal - petir yang dibumikan.

              Kabel-kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada - suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.

              6.3.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan

              Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam - lokasi pabrik. Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan - memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut. Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengelolaan, pengangkutan, - penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat. Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik. -

              6.3.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis

            • Alat-alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh.
            • Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan.
            • Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.
            • Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.
            • Pada alat-alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.
            •   Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan yaitu:

              • Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.
              • Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.
              • Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada.
              • Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan.
              • Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.
              • Setiap kontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas maintenance.
              •   Kondensat Bekas FC NaOH

                  PU-11 FC TP-04 Steam

                  

                H

                2 SO 4 KU TP-03 2 4 3 Na CO FC FC 2 3 PU-10 FC

                  Al (SO ) DE AE

                TP-01 TP-02

                  CE PU-03 FC PU-04 FC PU-14 FC PU-09 PU-13 FC PU-12 TF FC FC FC

                  TU-01 Kaporit FC PU-05 PU-08 TP-05 FC

                  PU-15 SC CL PU-06 PU-02

                  BS PU-01 TU-02 FC Domestik FC PU-16

                  Air proses PU-07

                  Universitas Sumatera Utara

                BAB VII UTILITAS Utilitas dalam suatu pabrik adalah sarana penunjang utama dalam kelancaran

                  operasi. Mengingat pentingnya utilitas ini, maka segala sarana dan prasarananya haruslah direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi pabrik. Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada “Prarancangan Pabrik Pembuatan Soap Noodle” meliputi:

                  1. Kebutuhan uap (steam)

                  2. Kebutuhan air

                  3. Kebutuhan bahan kimia

                  4. Kebutuhan bahan bakar

                  5. Kebutuhan listrik

                  6. Unit pengolahan limbah

                7.1. Kebutuhan Uap (Steam)

                  Pada pengoperasian pabrik dibutuhkan uap sebagai media pemanas. Adapun kebutuhan uap pada “ Prarancangan Pabrik Pembuatan Soap Noodle” dijabarkan dalam tabel di bawah.

                Tabel 7.1 Kebutuhan Uap

                  Nama Peralatan Banyaknya uap yang dibutuhkan (kg/jam)

                  Plate Exchanger-1

                  123,3105

                  Plate Exchanger-2

                  168,8980

                  Plug Flow Reactor

                  735,8105

                  Vacuum Spray Dryer

                  214,3909

                  Steam Ejector

                  951,3101 Total

                  2.193,7200 Tambahan untuk kebocoran dan lain-lain diambil 5% dan faktor keamanan diambil sebesar 20% (Perry, 1997). Maka kebutuhan uap adalah:

                  Tambahan untuk kebocoran = 5% 2.193,7200 kg/jam = 109,686 kg/jam Faktor keamanan = 20% 2.193,7200 kg/jam = 438,7440 kg/jam Total uap yang diperlukan = 2.742,15 kg/jam

                  Diperkirakan 80% kondensat dapat digunakan kembali (Evans, 1978), sehingga kondensat yang digunakan kembali adalah: Massa kondensat = 80% 2.742,15 kg/jam = 2.193,72kg/jam

                7.2 Kebutuhan Air

                  Kebutuhan air pada ”Prarancangan Pabrik Pembuatan Soap Noodle” ini mencakup kebutuhan air umpan ketel, proses dan domestik.

                  1. Kebutuhan air untuk ketel Air yang dibutuhkan = 2.742,15 - 2.193,72 = 548,43 kg/jam

                  2. Kebutuhan air proses Kebutuhan air proses pada pabrik ini adalah:

                Tabel 7.2 Kebutuhan air proses

                  Alat Massa (kg/jam) Tangki NaOH

                  1.191,4002 Tangki Air

                  467,7497 Tangki NaCl

                  180,0000 Tangki EDTA

                  40,5000 Total

                  1.879,6499

                  3. Kebutuhan air untuk berbagai kebutuhan Perkiraan pemakaian air untuk berbagai kebutuhan adalah sebagai berikut :

                   Domestik dan kantor Kebutuhan air domestik untuk tiap orang/shift adalah 40 – 100 liter/hari (Metcalf & Eddy, 1991). Diambil 60 liter/hari (2,5 liter/jam) Total kebutuhan air = 2,5 liter/jam 175 = 437,5 liter/jam

                  3 Densitas air pada 30°C = 995,68 kg/m (Geankoplis, 2003)

                  Massa air = 437,5 995,68/1000 = 435.61 kg/jam Jumlah air yang disediakan = 450 kg/jam

                   Laboratorium Kebutuhan air untuk laboratorium adalah 1000 – 1800 liter/hari (Metcalf & Eddy, 1991). Diambil 1200 liter/hari (50 liter/jam) Massa air = 50 995,68/1000 = 49,7840 kg/jam Jumlah air yang disediakan = 50 kg/jam

                   Kantin dan tempat ibadah

                  Kebutuhan air untuk kantin dan rumah ibadah adalah 40 – 120 liter/hari (Metcalf & Eddy, 1991). Diambil total 240 liter/hari (10 liter/jam) Massa air = 10 995,68/1000 = 9,9568 kg/jam Jumlah air yang disediakan = 10 kg/jam

                   Poliklinik Kebutuhan air untuk poliklinik adalah 1200 – 1500 liter/hari (Metcalf & Eddy, 1991). Diambil 1200 liter/hari (50 liter/jam) Massa air = 50 995,68/1000 = 49,7840 kg/jam Jumlah air yang disediakan = 50 kg/jam Total kebutuhan pemakaian air = 540 kg/jam

                  Total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah: = 548,43 kg/jam + 1.879,6499 kg/jam+ 540 = 2.968,0799 kg/jam

                  

                3

                Debit air = 2.968,0799 / 995,68 = 2.9810 m /jam = 0,828 liter/detik

                  Sumber air untuk pabrik ini berasal dari sungai Deli, daerah Labuhan,

                  3 Sumatera Utara. Debit air sungai 12 m /detik (Bapedal SUMUT, 2006). Kualitas air

                  sungai Deli ini ditabulasi pada tabel 7.3

                Tabel 7.3 Kualitas air Sungai Deli

                  Parameter Satuan Keterangan

                  3 Debit m /detik

                  12 Kekeruhan NTU > 60 Total Amonia (NH

                  3 -N) mg/L 0,0005

                  Besi (Fe) mg/L 0,42 Cadmium (Cd) mg/L 0,023 Clorida (Cl) mg/L

                  60 Mangan (Mn) mg/L 0,028 Calcium (Ca) mg/L

                  45 Magnesium (Mg) mg/L

                  28 Oksigen terlarut (O

                  2 ) mg/L 5,66

                  Seng (Zn) mg/L >0,0004 Sulfat (SO

                  4 ) mg/L

                  42 Tembaga (Cu) mg/L 0,01 Timbal (Pb) mg/L 0,0648

                  Hardness (CaCO 3 ) mg/L

                  95 ( Bapedal SUMUT, 2006)

                  Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap (seperti terlihat pada flowsheet pengolahan air), yaitu:

                  1. Screening

                  2. Sedimentasi

                  3. Klarifikasi

                  4. Filtrasi

                  5. Demineralisasi

                  6. Deaerasi

                  7.2.1 Screening Screening merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada screening, partikel-partikel padat yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia.

                  Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya.

                  7.2.2 Sedimentasi

                  Setelah air disaring pada screening, di dalam air tersebut masih terdapat partikel-partikel padatan kecil yang tidak tersaring pada screening. Untuk menghilangkan padatan tersebut, maka air yang sudah disaring tadi dimasukkan ke dalam bak sedimentasi untuk mengendapkan partikel-partikel padatan.

                  7.2.3 Klarifikasi

                  Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari

                  screening dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan larutan alum Al 2 (SO 4 )

                  3

                  dan larutan soda abu Na

                  2 CO 3 . Larutan Al 2 (SO 4 ) 3 berfungsi sebagai koagulan utama

                  dan larutan Na

                  2 CO 3 sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan

                  pembantu untuk mempercepat pengendapan dengan penyesuaian pH (basa) dan bereaksi substitusi dengan ion-ion logam membentuk senyawaan karbonat yang kurang/tidak larut.

                  Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok- flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.

                  Pemakaian larutan alum bergantung pada kekeruhan air yang akan diolah, dimana kekeruhan air setelah pengendapan berkisar pada 20 – 30 NTU (Lab. USU, 2009). Kadar alum yang diperlukan berkisar dari 30 hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan soda abu = 1 : 0,54 (Baumann, 1971). Untuk menjaga agar kebutuhan alum terpenuhi untuk situasi dimana kekeruhan air sungai meningkat drastis seperti setelah hujan deras, perhitungan kebutuhan alum menggunakan acuan kebutuhan 50 ppm. Total kebutuhan air = 2.968,0799 kg/jam Pemakaian larutan alum = 50 ppm Pemakaian larutan soda abu = 0,54

                  × 50 = 27 ppm

                • -6

                  Massa alum yang dibutuhkan = 50

                  ×10 ×2.968,0799 kg/jam = 0,1484 kg/jam

                • -6

                  Massa abu soda yang dibutuhkan = 27

                  ×10 ×2.968,0799 kg/jam = 0,0801 kg/jam

                7.2.4 Filtrasi

                  Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok yang tidak mengendap dalam

                  

                clarifier, melimpah bersama air di alur keluaran clarifier. Penyaring pasir (sand

                filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu:

                  a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 24 in

                  b. Lapisan II terdiri dari anterakit setinggi 12,5 in

                  c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel) setinggi 7 in Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer yang berfungsi sebagai penahan media saring. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk memenuhi berbagai kebutuhan.

                  Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO) 2 . Perhitungan kebutuhan kaporit, Ca(ClO)

                  2 Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 540 kg/jam:

                  Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 % Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air

                • 6

                  Total kebutuhan kaporit = (2.10 540)/0,7 = 0,0015 kg/jam

                7.2.5 Demineralisasi

                  Air untuk umpan ketel harus semurni mungkin dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi, yaitu proses penghilangan ion-ion terlarut dari dalam air. Alat demineralisasi dibagi atas:

                1. Penukar Kation (Cation Exchanger)

                  Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20. Reaksi yang terjadi:

                • 2+ 2+
                • 2H R + Ca R + 2H

                  → Ca

                • 2+ 2+ +

                  2H R + Mg R + 2H

                  → Mg

                  Untuk regenerasi dipakai H

                  2 SO

                4 berlebih dengan reaksi:

                2+

                • +

                  Ca R + H

                  2 SO

                  4 4 + 2H R → CaSO

                • 2+

                  Mg R + H

                  2 SO

                  4 4 + 2H R → MgSO

                2. Penukar Anion (Anion Exchanger)

                  Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek Dowex 2. Reaksi yang terjadi:

                  2- -

                  2ROH + SO SO + 2OH

                  4

                  2

                  4 → R

                • ROH + Cl
                • Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi:

                  → RCl + OH

                  R

                  2 SO 4 + 2NaOH

                  2 SO

                4 + 2ROH

                → Na

                  RCl + NaOH

                  → NaCl + ROH Perhitungan Kation

                  2+ +2 2+ 2+ 2+ +2 2+ +2

                  Air sungai Deli mengandung kation Fe ,Cd ,Mn ,Ca ,Mg ,Zn ,Cu dan Pb masing-masing 0,42 mg/l; 0,023 mg/l; 0,028 mg/l; 45 mg/l; 28 mg/l; 0,0004 mg/l; 0,01 dan 0,648 mg/l (Bapedal SUMUT, 2006). Total konsentrasi kation = 0,42 + 0,023 + 0,028 + 45 + 28 + 0,0004 + 0,01 + 0,648

                  = 74,1294 mg/L Massa air yang diolah = 548,43 kg/jam

                  3 Densitas air = 995,68 kg/m

                  Kesadahan air olahan = 74,1294 548,43 /(995,68 3600) = 11,342 mg/detik (0,9799 kg/hari)

                  Ukuran Cation Exchanger: Dari Tabel 12.4, Nalco, 1979, diperoleh:

                • Diameter penukar kation = 2 ft

                  2

                • Luas penampang penukar kation = 3,14 ft
                • Jumlah penukar kation = 1 unit Volume resin yang diperlukan: Dari Tabel 12.2, Nalco, 1979, diperoleh :

                  3

                • Kapasitas resin = 20 kg/ft

                  3

                • Kebutuhan regenerant = 6 lb H

                  2 SO 4 /ft resin 0,9799 kg/hari

                  3 Kebutuhan resin = = 0,049 ft /hari

                  3 20 kg/ft

                  0,049 Tinggi resin = = 0,0156 ft < tinggi minimum resin = 2,5 ft (Nalco,1979) 3 ,

                  14 Direncanakan tinggi resin = 2,5 ft

                  2

                  3 Volume resin = 2,5 ft = 7,85 ft × 3,14 ft

                  3

                  3 7,85 ft 20 kg/ft

                  ×

                  Waktu regenerasi = = 160,2 hari

                  ≈ 160 hari

                  0,9799 kg/hari 3 6 lb/ft Kebutuhan regenerant H

                  2 SO 4 = 0,9799 kg/hari 3

                  20 kgr/ft = 0,294 lb/hari = 0,1335 kg/hari Perhitungan Anion

                • 2- 2-

                  Air Sungai Deli mengandung Anion Cl , SO

                  4 , CO 3 masing-masing 60 mg/l; 42 mg/l dan 95 mg/l (Bapedal SUMUT, 2006).

                  Total konsentrasi anion = 60 + 42 + 95 = 197mg/L

                  Total anion dalam air = 197

                  ×548,43 /(995,68 3600)

                  = 30,1415 mg/detik (2,6042 kg/hari) Ukuran Anion Exchanger: Dari Tabel 12.4, Nalco, 1979, diperoleh:

                • Diameter penukar anion = 2 ft

                  2

                • Luas penampang penukar anion = 3,14 ft
                • Jumlah penukar anion = 1 unit Volume resin yang diperlukan: Dari Tabel 12.7, Nalco, 1979, diperoleh:

                  3

                • Kapasitas resin = 12 kg/ft

                  3

                • Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOH/ft resin

                  2,6042 kg/hari

                  Kebutuhan resin =

                  3 12 kg/ft

                  3

                  = 0,217 ft /hari 0,217

                  Tinggi resin = 3,14

                  = 0,0691 ft < tinggi resin minimum = 2,5 ft (Nalco,1979) Direncanakan tinggi resin = 2,5 ft

                  2

                  3 Volume resin = 2,5 ft = 7,85 ft × 3,14 ft

                  3

                  3 7,85 ft 12 kg/ft

                  ×

                  Waktu regenerasi = = 36,2 hari

                  ≈ 36 hari

                  2,6042 kg/hari 3 5 lb/ft Kebutuhan regenerant NaOH = 2,6042 kg/hari x 3 12 kg/ft

                  = 1,0851 lb/hari = 0,4926 kg/hari

                7.2.6 Deaerator

                  Deaerator berfungsi untuk memanaskan air dan menghilangkan gas terlarut yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 90°C supaya gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O dan CO dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat

                  2

                  2

                  menyebabkan korosi selain itu deaerator juga berfungsi sebagai preheater, mencegah perbedaan suhu yang mencolok antara air make-up segar dengan suhu air dalam boiler. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan pemanas listrik.

                  7.3 Kebutuhan Bahan Kimia

                  Kebutuhan bahan kimia untuk pengolahan air pada pabrik pembuatan soap

                  noodle adalah sebagai berikut:

                  1. Al

                  2 (SO 4 ) 3 = 0,1484 kg/jam

                  2. Na

                  2 CO 3 = 0,0801 kg/jam

                  3. Kaporit = 0,0015 kg/jam

                  7.4 Kebutuhan Listrik

                  Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut:

                  1. Unit Proses = 231,12 hp

                  2. Unit Utilitas = 164,25 hp

                  3. Ruang kontrol dan laboratorium = 35 hp

                  4. Penerangan dan kantor = 35 hp

                  5. Bengkel = 50 hp

                  6. Perumahan = 130 hp Total kebutuhan listrik = 645,37 hp =481,2524 kW Efisiensi generator 80 %, maka Daya output generator = 481,2524/0,8 = 601,5655 kW Dipakai 2 unit diesel generator AC 1500 kW, 220-260 Volt, 50 Hz (1 unit cadangan)

                7.5 Kebutuhan Bahan Bakar

                  Bahan bakar yang digunakan untuk ketel uap pipa api dan pembangkit tenaga listrik (generator) adalah minyak solar karena minyak solar memiliki nilai bakar yang tinggi. Kebutuhan bahan bakar adalah: Untuk bahan bakar Generator Nilai bakar solar = 19860 Btu/lb (Perry,1997) Densitas solar = 0,89 kg/liter Daya generator = 601,5655kW

                  = 601,5655 kW

                  × (0,9478 Btu/det)/kW × 3600 det/jam

                  = 2.052.589,6496 Btu/jam

                  2.052.589, 6496 Btu/jam kg

                  Kebutuhan solar = , 45359

                  ×

                19 . 860 Btu/lb lb

                  = 46,8799kg/jam 46,8799 kg/jam

                  = = 52,6740ltr/jam , 89 kg/ltr

                  Keperluan Bahan bakar ketel uap Uap yang dihasilkan ketel uap = 2.742,15 kg/jam Entalpi saturated steam (133,7 (Geankoplis, 2003)

                  

                °C) = 2722,268 kJ/kg

                  Entalpi air (133,7 = 376,92 kJ/kg (Geankoplis, 2003)

                  °C)

                  Panas yang dibutuhkan ketel = 2.742,15 kg/jam

                  

                × (2722,268 kJ/kg – 376,92 kJ/kg)

                  = 6.431.296,0182 kJ/jam Efisiensi ketel uap = 75 % Panas yang harus disuplai ketel

                  =6.431.296,0182 kJ/jam/0,75 = 8.575.061,3576 kJ/jam

                  Nilai bahan bakar solar = 19860 Btu/lb (Perry, 1999) Jumlah bahan bakar = 8.575.061,3576 kJ/jam 0,9478 Btu/kJ/(19860 Btu/lbm)

                  = 409,2368 lbm/jam (185,7935 kg/jam) Kebutuhan solar = 185,7935 kg/jam/(0,89 kg/ltr)

                  = 208,7568 ltr/jam Total kebutuhan solar = 52,6740ltr/jam + 208,7568 ltr/jam = 261,4308 ltr/jam

                7.6 Pengolahan Limbah

                  Limbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmosfer, karena limbah tersebut mengandung bermacam-macam zat yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.

                  Pada pabrik ini dihasilkan limbah cair dan padat terlarut meliputi:

                  1. Limbah cair-padat hasil pencucian peralatan pabrik

                  2. Limbah domestik

                  3. Limbah laboratorium

                  7.6.1 Limbah Cair-padat Hasil Pencucian Peralatan Pabrik

                  Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran-kotoran yang melekat pada peralatan pabrik. Limbah dari pencucian peralatan pabrik sebagian besar meliputi sabun, asam lemak dan soda abu (NaOH), sedangkan zat-zat yang terlarut dalam jumlah kecil adalah garam (NaCl), gliserin dan EDTA. Dari semua jenis limbah yang ada, hanya NaOH yang lebih berbahaya karena bersifat kaustik.

                  7.6.2 Limbah Domestik

                  Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin dan perumahan berupa limbah padat dan limbah cair yang meliputi sisa-sisa makanan, bahan kimia untuk keperluan sehari-hari seperti sabun, shampoo, cairan pencuci lantai, dan lain-lain. Dalam limbah ini, tidak terdapat zat berbahaya yang bersifat merusak.

                  7.6.3 Limbah Laboratorium

                  Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan-bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang dipergunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang dipergunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. Limbah ini meliputi soda abu (NaOH), asam lemak, sabun, phenolphthalein, asam klorida (HCl), asam oksalat (H C O ), dan lainnya. Zat-zat

                  2

                  2

                  4 yang cukup berbahaya adalah soda abu (NaOH) dan asam klorida (HCl). Namun kedua zat tersebut digunakan pada konsentrasi yang rendah.

                7.6.4 Pemilihan Sistem Pengolahan Limbah

                  Dinilai dari jenis limbah yang dihasilkan pabrik ini, diputuskan bahwa tidak diperlukan sistem pengolahan limbah karena jenis zat yang terlarut tidak bersifat ekstrim dan dapat terdegradasi secara alamiah.

                7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas

                  7.7.1 Screening(SC)

                  Fungsi : menyaring partikel-partikel padat yang besar Jenis : bar screen Jumlah : 1 Bahan konstruksi : stainless steel Panjangscreening :1 m Lebarscreening :1 m Lebar bar : 5 mm Tebal bar : 20 mm

                  Bar clear spacing : 20 mm

                  Slope : 30° Jumlah bar :24 buah

                  7.7.2 Bak Sedimentasi (BS)

                  Fungsi : untuk mengendapkan lumpur yang terikut dengan air Jumlah : 1 unit Jenis : Grift Chamber Sedimentation Aliran : horizontal sepanjang bak sedimentasi Bahan kontruksi : beton kedap air Kondisi operasi:

                • Temperatur : 30

                  °C

                • Tekanan : 1 atm Bentuk :bak dengan persegi panjang

                3 Kapasitas : 1 m

                  Panjang : 1 m Lebar : 0,5 m Tinggi : 2 m Waktu retensi : 15 menit

                  7.7.3 Tangki Pelarutan Alum [Al 2 (SO

                4 )

                3 ] (TP-01)

                  Fungsi : membuat larutan alum [Al

                  2 (SO 4 ) 3 ]

                  Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 grade C Kondisi operasi:

                • Temperatur : 30

                  °C

                  Tekanan : 1 atm - Jumlah : 1 unit

                  3 Kapasitas : 0,3005 m

                  Diameter : 0,726 m Tinggi : 0,726 m Jenis pengaduk : three blade propeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1 hp Ditinjau dari kapasitas penampungan alum yang sangat kecil, diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan penyalurannya dilakukan secara manual.

                  7.7.4 Tangki Pelarutan Soda Abu [Na

                  

                2 CO

                3 ] (TP-02)

                  Fungsi : membuat larutan soda abu (Na CO )

                  2

                  3 Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

                  Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 grade C Kondisi operasi:

                • Tekanan : 1 atm -

                  Temperatur : 30

                  °C

                  Jumlah : 1 unit

                  Kapasitas : 0,1666 m

                  3 Diameter : 0,5692 m

                  Tinggi : 0,5692 m Jenis pengaduk : three blade propeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : ¼ hp Ditinjau dari kapasitas penampungan soda abu dan kebutuhannya yang tidak kontinue, diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan penyalurannya dilakukan secara manual.

                  7.7.5 Clarifier (CL)

                  Fungsi : memisahkan endapan (flok-flok) yang terbentuk karena penambahan alum dan soda abu Tipe : External Solid Recirculation Clarifier Bentuk : circular desain Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C

                  Kondisi operasi:

                • Temperatur : 30

                  °C

                • Tekanan : 1 atm Jumlah : 1 unit

                  Kapasitas air : 8,9436 m

                  3 Diameter : 2,3861 m

                  Tinggi : 3,5792 m Kedalaman air : 2 m Daya motor : 0,0458 hp

                  7.7.6 Tangki Filtrasi (TF)

                  Fungsi : menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dalam air yang keluar dari clarifier Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C Kondisi operasi:

                • Tekanan : 1 atm -

                  Temperatur : 30

                  °C

                  Jumlah : 1 unit

                  3 Kapasitas : 0,7453 m

                  Diameter sand filter : 0,6553 m Tinggi sand filter : 3,8119 m

                  3 Tebal tangki : / 16 in

                  7.7.7 Menara Air/ Tangki Utilitas - 01 (TU-01)

                  Fungsi : menampung air untuk didistribusikan Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C Kondisi operasi:

                • Tekanan : 1 atm -

                  Temperatur : 30

                  °C

                  Jumlah : 1 unit

                  

                3

                Kapasitas : 27,4269 m

                  Diameter : 3,0343 m Tinggi : 3,7929 m

                  5 Tebal dinding : / 16 in

                  7.7.8 Tangki Pelarutan H

                2 SO 4 (TP-03) Fungsi : membuat larutan asam sulfat.

                  Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Low Alloy Steel SA–203 grade A Kondisi operasi:

                • Tekanan : 1 atm -

                  Temperatur : 30

                  °C

                  Jumlah : 1 unit

                  3 Kapasitas : 0,0868 m

                  Diameter : 0,458 m Tinggi : 0,458 m

                  Jenis pengaduk : three blade propeller Jumlah baffle : 4 buah

                  1 Daya motor : / 20 hp

                  Ditinjau dari kapasitas penampungan asam sulfat dan kebutuhan asam sulfat yang tidak kontinue, diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan penyaluran asam sulfat dilakukan secara manual.

                  7.7.9 Penukar Kation / Cation Exchanger (CE)

                  Fungsi : mengurangi kesadahan air Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C Kondisi operasi:

                • Tekanan : 1 atm -

                  Temperatur : 30

                  °C

                  Jumlah : 1 unit Resin yang digunakan : IRR-122 Silinder:

                  Diameter : 0,6096 m - Tinggi - : 0,8763 m

                  3 Tebal : / - 16 in

                  Tutup:

                • Diameter : 0,6096 m

                  Tinggi : 0,1524m -

                  3 Tebal : - / 16 in

                  7.7.10 Tangki Pelarutan Natrium Hidroksida [NaOH] (TP-04)

                  Fungsi : membuat larutan natrium hidroksida (NaOH) Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA–283 grade C Kondisi operasi:

                • Tekanan : 1 atm -

                  Temperatur : 30

                  °C Jumlah : 1 unit

                  3 Kapasitas : 0,4089 m

                  Diameter : 0,7679 Tinggi : 0,7679

                  3 Tebal : / in

                  16 Jenis pengaduk :three blade propeller

                  Jumlah baffle : 4 buah Daya motor : 1 hp Ditinjau dari kapasitas penampungan soda api dan kebutuhannya yang tidak kontinue, diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan penyalurannya dilakukan secara manual.

                7.7.11 Penukar Anion / Anion Exchanger (AE)

                  Fungsi : mengurangi kesadahan air Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C Kondisi operasi:

                • Tekanan : 1 atm -

                  Temperatur : 30

                  °C

                  Jumlah : 1 unit Resin yang digunakan : IRA-410 Silinder:

                • Diameter : 0,6096 m

                  Tinggi : 0,8763 m -

                  3 Tebal : - / 16 in

                  Tutup: Diameter : 0,6096 m - Tinggi - : 0,1524m

                3 Tebal : / in -

                  16

                  7.7.12 Deaerator (DE)

                  Fungsi : menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air umpan ketel Bentuk : silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283, Grade C Kondisi operasi:

                • Temperatur : 30

                  °C

                  Tekanan : 1 atm - Jumlah : 1 unit

                  

                3

                Kapasitas : 76,0117 m

                  Silinder: Diameter : 3,0735 m - Tinggi : 9,2206 m -

                  5 Tebal : / - 16 in

                  Tutup:

                • Diameter : 3,0735 m

                  Tinggi : 0,7684 m -

                  5 Tebal : / - 16 in

                  7.7.13 Ketel Uap (KU)

                  Fungsi : menyediakan uap untuk keperluan proses Jenis : ketel pipa air Bahan konstruksi : Carbon steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 2.742,15kg/jam Panjang tube : 12 ft Diameter tube : 3 in Jumlah tube : 166 buah

                  7.7.14 Tangki Kaporit (TP-05)

                  Fungsi : membuat larutan kaporit [Ca(ClO)

                  2 ]

                  Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

                • Temperatur : 30
                • Tekanan : 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 0,0753 m

                  Ditinjau dari kapasitas penampungan kaporit dan kebutuhannya yang sedikit, diputuskan menggunakan container dari fiberglass dan penyalurannya dilakukan secara manual.

                  7.7.16 Pompa Screening(PU-01)

                  Tinggi : 3,0996 m Tebal dinding : ¼ in

                  3 Diameter : 2,4797 m

                  °C

                  Fungsi : menampung air domestik sebelum didistribusikan Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon steel SA-53 grade B Kondisi operasi:

                  7.7.15 Tangki Utilitas -02 (TU-02)

                  20 hp

                  /

                  1

                  Tinggi : 0,4369 m Jenis pengaduk : three blade propeller Jumlah baffle : 4 buah Daya motor :

                  3 Diameter : 0,4369 m

                  °C

                  Bahan konstruksi : Plate Steel SA–167, Tipe 304 Kondisi operasi:

                • Temperatur : 30
                • Tekanan : 1 atm Jumlah : 1 unit Kapasitas : 14,9687 m

                  Fungsi : memompa air dari sungai ke bak pengendapan Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1

                  20 hp

                  Jenis : pompa injeksi Bahan konstruksi : commercial steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 4,9 10

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  

                3

                  ft

                  Fungsi : memompa larutan soda abu dari tangki pelarutan soda abuke clarifier Jenis : pompa injeksi Bahan konstruksi : commercial steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 2,6 10

                  7.7.19 Pompa Soda Abu (PU-04)

                  Karena tangki pelarutan alum tidak digunakan, maka pompa alum juga tidak digunakan.

                  20 hp

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  

                3

                  ft

                  clarifier

                  Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0292 ft

                  Fungsi : memompa air dari bak pengendapan ke bak clarifier Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0292 ft

                  3

                  /s Daya motor :

                  1

                  /

                  20 hp

                  7.7.17 Pompa Sedimentasi (PU-02)

                  3

                  Fungsi : memompa larutan alum dari tangki pelarutan alumke

                  /s Daya motor :

                  1

                  /

                  20

                  hp

                  7.7.18 Pompa Alum (PU-03)

                • 6
                • 6
                Karena tangki pelarutan soda abu tidak digunakan, maka pompa soda abu juga tidak digunakan.

                  7.7.20 Pompa Clarifier (PU-05)

                  20

                  7.7.23 Pompa Tangki Utilitas – 02 (PU-08)

                  20 hp

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                  Fungsi : memompa air dari tangki utilitas-01 untuk air proses Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0185 ft

                  7.7.22 Pompa Air Proses (PU-07)

                  hp

                  /

                  Fungsi : memompa air dari clarifier ke tangki filtrasi Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0292 ft

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                  Fungsi : memompa air dari tangki filtrasi ke tangki utilitas-01 Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0292 ft

                  7.7.21 Pompa Filtrasi (PU-06)

                  20 hp

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                  Fungsi :memompa air dari tangki utilitas-01 ke tangki utilitas-02 Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1

                  20 hp

                  ft

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                  ft

                  Jenis : pompa injeksi Bahan konstruksi : commercial steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 5,1.10

                  Fungsi : memompa larutan NaOH dari tangkipelarutan NaOHke penukar anion

                  7.7.26 Pompa Natrium Hidroksida (PU-11)

                  Karena tangki pelarutan asam sulfat tidak digunakan, maka pompa asam sulfat juga tidak digunakan.

                  20 hp

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                  Fungsi : memompa larutan asam sulfat dari tangki pelarutan asam sulfat ke penukar kation Jenis : pompa injeksi Bahan konstruksi : commercial steel Jumlah : 1 unit Kapasitas : 1,1.10

                  Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0053 ft

                  7.7.25 Pompa Asam Sulfat (PU-10)

                  hp

                  20

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                  Fungsi : memompa air dari TU -01 ke cation exchanger Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0054 ft

                  7.7.24 Pompa Tangki Utilitas – 01 (PU-09)

                  20 hp

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                • 6
                • 6
                Karena tangki pelarutan natrium hidroksida tidak digunakan, maka pompa natrium hidroksida juga tidak digunakan.

                  7.7.27 Pompa Cation Exchanger (PU-12)

                  1

                  7.7.30 Pompa Kaporit (PU-15)

                  20 hp

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                  Fungsi : memompa air dari deaerator ke ketel uap Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0270 ft

                  7.7.29 Pompa Deaerator (PU-14)

                  20 hp

                  /

                  /s Daya motor :

                  Fungsi : memompa air dari cation exchangerkeanion

                  3

                  Fungsi : memompa air dari anion exchangerke deaerator Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0054 ft

                  7.7.28 Pompa Anion Exchanger (PU-13)

                  hp

                  20

                  /

                  1

                  /s Daya motor :

                  3

                  Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0054 ft

                  exchanger

                  Fungsi : memompa larutan kaporit dari tangki pelarutan kaporitke tangki utilitas-02 Jenis : pompa sentrifugal

                  Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 3,8.10

                • 7

                  ft

                  3

                  /s Daya motor :

                  1

                  /

                  20 hp

                  Karena tangki pelarutan kaporit tidak digunakan, maka pompa kaporit juga tidak digunakan.

                7.7.31 Pompa Domestik (PU-16)

                  Fungsi : memompa air dari tangki utilitas -02 untuk kebutuhan domestik Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 Bahan konstruksi : commercial steel Kapasitas : 0,0053 ft

                  3

                  /s Daya motor :

                  1

                  /

                  20 hp

                BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK Tata letak peralatan dan fasilitas dalam suatu rancangan pabrik merupakan

                  syarat penting untuk memperkirakan biaya secara akurat sebelum mendirikan pabrik yang meliputi desain sarana perpipaan, fasilitas bangunan, jenis dan jumlah peralatan dan kelistrikan. Hal ini secara khusus akan memberikan informasi yang dapat diandalkan terhadap biaya bangunan dan tempat sehingga dapat diperoleh perhitungan biaya yang terperinci sebelum pendirian pabrik.

                8.1 Lokasi Pabrik

                  Penentuan lokasi pabrik mempunyai efek penting bagi kemajuan serta kelangsungan operasi dari suatu pabrik, baik pada masa berproduksi maupun pada masa yang akan datang, karena hal ini berpengaruh terhadap faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang didirikan. Oleh karenanya pemilihan tempat bagi berdirinya suatu pabrik harus diperhatikan suatu perhitungan biaya produksi dan distribusi yang minimal serta pertimbangan sosiologi yaitu pertimbangan dalam mempelajari sifat dan sikap masyarakat sekitar lokasi pabrik.

                  Pabrik pembuatan soap noodle ini direncanakan didirikan di daerah Mabar, Medan Labuhan, Sumatera Utara. Dasar pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik ini adalah: a. Bahan baku

                  Suatu pabrik sebaiknya berada di daerah yang dekat dengan sumber bahan baku dan daerah pemasaran sehingga transportasi dapat berjalan dengan lancar. Bahan baku utama yang digunakan yaitu fatty acid, yang disuplai daripabrik sekitar,sedangkan bahan kimia pendukung lainnya diperoleh dari pemasok lokal.

                  b. Transportasi Pembelian bahan baku dan penjualan produk dapat dilakukan melalui jalan darat maupun laut. Lokasi yang dipilih dalam rencana pendirian pabrik ini merupakan kawasan perluasan industri, yang telah memiliki sarana pelabuhan yaitu pelabuhan Belawan dan pengangkutan darat berupa fasilitas jalan tol. c. Pemasaran Kebutuhan akan soap noodleterus menunjukkan peningkatan dari tahun ke tahunseiring dengan semakin banyaknya kebutuhan sabun, maka pemasaran produk ke dalam maupun luar negeri tidak akan mengalami hambatan. Lokasi pendirian pabrik dekat dengan pelabuhan Belawan,sehingga produk dapat dipasarkan baik di dalam maupun luar negeri.

                  d. Kebutuhan air Air yang dibutuhkan dalam proses diperoleh dari Sungai Deli yang mengalir di sekitar pabrik untuk proses, sarana utilitas dan kebutuhan domestik.

                  e. Kebutuhan tenaga listrik dan bahan bakar Dalam pendirian suatu pabrik, tenaga listrik dan bahan bakar adalah faktor penunjang yang paling penting. Pembangkit listrik utama untuk pabrik adalah menggunakan generator diesel yang bahan bakarnya diperoleh dari PT Pertamina Medan. Selain itu, kebutuhan tenaga listrik juga dapat diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) Medan.

                  f. Tenaga kerja Sebagai kawasan industri, daerah ini merupakan salah satu tujuan para pencari kerja. Di daerah ini tersedia tenaga kerja terdidik maupun yang tidak terdidik serta tenaga kerja yang terlatih maupun tidak terlatih.

                  g. Biaya tanah Tanah yang tersedia untuk lokasi pabrik masih cukup luas dan dalam harga yang terjangkau.

                  h. Kondisi iklim dan cuaca Seperti daerah lain di Indonesia, maka iklim di sekitar lokasi pabrik relatif stabil.

                  Pada tengah tahun pertama mengalami musim kemarau dan tengah tahun berikutnya mengalami musim hujan. Walaupun demikian perbedaan suhu yang terjadi relatif kecil. i. Kemungkinan perluasan dan ekspansi

                  Ekspansi pabrik dimungkinkan karena tanah yang tersedia cukup luas dan di sekeliling lahan tersebut belum banyak berdiri pabrik serta tidak mengganggu pemukiman penduduk. j. Sosial masyarakat Sikap masyarakat diperkirakan akan mendukung pendirian pabrik pembuatan soap noodle karena akan menjamin tersedianya lapangan kerja bagi mereka.

                  Selain itu pendirian pabrik ini diperkirakan tidak akan mengganggu keselamatan dan keamanan masyarakat di sekitarnya.

                8.2 Tata Letak Pabrik

                  Tata letak pabrik adalah suatu perencanaan dan pengintegrasian aliran dari komponen-komponen produksi suatu pabrik, sehingga diperoleh suatu hubungan yang efisien dan efektif antara operator, peralatan dan gerakan material dari bahan baku menjadi produk.

                  Desain yang rasional harus memasukkan unsur lahan proses, storage (persediaan) dan lahan alternatif (areal handling) dalam posisi yang efisien dan dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut (Peters, 2004):

                  1. Urutan proses produksi.

                  2. Pengembangan lokasi baru atau penambahan/perluasan lokasi yang belum dikembangkan pada masa yang akan datang.

                  3. Distribusi ekonomis pada pengadaan air, steam proses, tenaga listrik dan bahan baku.

                  4. Pemeliharaan dan perbaikan.

                  5. Keamanan (safety) terutama dari kemungkinan kebakaran dan keselamatan kerja.

                  6. Bangunan yang meliputi luas bangunan, kondisi bangunan dan konstruksinya yang memenuhi syarat.

                  7. Fleksibilitas dalam perencanaan tata letak pabrik dengan mempertimbangkan kemungkinan perubahan dari proses/mesin, sehingga perubahan-perubahan yang dilakukan tidak memerlukan biaya yang tinggi.

                  8. Masalah pembuangan limbah cair.

                  9. Service area, seperti kantin, tempat parkir, ruang ibadah, dan sebagainya diatur sedemikian rupa sehingga tidak terlalu jauh dari tempat kerja.

                  Pengaturan tata letak pabrik yang baik akan memberikan beberapa keuntungan, seperti (Peters, 2004):

                  1. Mengurangi jarak transportasi bahan baku dan produksi, sehingga mengurangi material handling.

                  2. Memberikan ruang gerak yang lebih leluasa sehingga mempermudah perbaikan mesin dan peralatan yang rusak atau di-blowdown.

                  3. Mengurangi ongkos produksi.

                  4. Meningkatkan keselamatan kerja.

                  5. Mengurangi kerja seminimum mungkin.

                  6. Meningkatkan pengawasan operasi dan proses agar lebih baik.

                8.3 Perincian Luas Tanah

                  Pendirian pabrik pembuatan soap noodle ini direncanakan menggunakan tanah berukuran 125 × 95 m. Luas areal tanah adalah 11875 m². Tata letak pabriksoap noodle ini dapat dilihat pada Gambar 8.1. Sedangkan rinciannya dapat dilihat pada Tabel 8.1 berikut ini:

                Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah

                  2 No Nama Bangunan Luas (m )

                  1 Pos Keamanan

                  20

                  2 Parkir 300

                  3 Taman 1880

                  4 Areal Bahan Baku 1500

                  5 Ruang Kontrol

                  50

                  6 Areal Proses 2000

                  7 Areal Produk 525

                  8 Perkantoran 220

                  9 Laboratorium

                  80

                  10 Poliklinik

                  40

                  11 Kantin

                  80

                  12 Ruang Ibadah

                  40

                  13 Gudang Peralatan

                  40

                  14 Bengkel

                  70

                  15 Gudang Bahan 150

                  16 Unit Pengolahan Air 780

                  17 Pembangkit Uap

                  50

                  18 Pembangkit Listrik 150

                  19 Area Perluasan 1500

                  20 Perumahan Karyawan 400

                  21 Jalan 1000

                  22 Areal antar Bangunan 1000 Total 11875

                  3 20 No. Jenis Areal

                  1 Pos Keamanan 7

                  2 Parkir 19

                  3 Taman

                  4 Areal Bahan Baku 3

                  5 Ruang Kontrol

                  6 Areal Proses

                4

                  7 Areal Produk

                  8 Perkantoran

                  9 Laboratorium 6

                  10 Poliklinik

                  11 Kantin S U N G A I 5 1

                  12 Ruang Ibadah

                  13 Gudang Peralatan 13 J A L A N R A Y A

                  14 Bengkel 16 15 11 9 2

                  15 Gudang Bahan 14 12 10 8 3

                  16 Unit Pengolahan Air

                  17 Pembangkit Uap

                  18 Pembangkit Listrik 18 17 3

                  19 Areal Perluasan

                  20 Perumahan Karyawan Universitas Sumatera Utara

                BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN Masalah organisasi merupakan hal yang penting dalam perusahaan, hal ini

                  menyangkut efektivitas dalam peningkatan kemampuan perusahaan dalam memproduksi dan mendistribusikan produk yang dihasilkan. Dalam upaya peningkatan efektivitas dan kinerja perusahaan maka pengaturan atau manajemen harus menjadi hal yang mutlak. Tanpa manajemen yang efektif dan efisien tidak akan ada usaha yang berhasil cukup lama. Dengan adanya manajemen yang teratur baik dari kinerja sumber daya manusia maupun terhadap fasilitas yang ada secara otomatis organisasi akan berkembang (Madura,2000).

                9.1 Organisasi Perusahaan

                  Perkataan organisasi, berasal dari kata lain “organum” yang dapat berarti alat, anggota badan. James D. Mooney, mengatakan: “Organisasi adalah bentuk setiap perserikatan manusia untuk mencapai suatu tujuan bersama”, sedang Chester I. Barnard memberikan pengertian organisasi sebagai: “Suatu sistem daripada aktivitas kerjasama yang dilakukan dua orang atau lebih” (Siagian,1992).

                  Dari pendapat ahli yang dikemukakan di atas dapat diambil arti dari kata organisasi, yaitu kelompok orang yang secara sadar bekerjasama untuk mencapai tujuan bersama dengan menekankan wewenang dan tanggung jawab masing-masing. Secara ringkas, ada tiga unsur utama dalam organisasi, yaitu (Sutarto,2002):

                  1. Adanya sekelompok orang

                  2. Adanya hubungan dan pembagian tugas

                  3. Adanya tujuan yang ingin dicapai Menurut pola hubungan kerja, serta lalu lintas wewenang dan tanggung jawab, maka bentuk-bentuk organisasi itu dapat dibedakan atas (Siagian,1992):

                  1. Bentuk organisasi garis

                  2. Bentuk organisasi fungsionil

                  3. Bentuk organisasi garis dan staf

                  4. Bentuk organisasi fungsionil dan staf

                  9.1.1 Bentuk Organisasi Garis

                  9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil

                   Karena adanya spesialisasi, sukar mengadakan penukaran atau pengalihan tanggung jawab kepada fungsinya.

                   Digunakan tenaga-tenaga ahli dalam berbagai bidang sesuai dengan fungsi- fungsinya Keburukan bentuk organisasi fungsionil, yaitu:

                   Spesialisasi karyawan dapat dikembangkan dan digunakan semaksimal mungkin

                   Pembagian tugas-tugas jelas

                  Kebaikan bentuk organisasi fungsionil, yaitu:

                  Ciri-ciri dari organisasi fungsionil adalah segelintir pimpinan tidak mempunyai bawahan yang jelas, sebab setiap atasan berwenang memberi komando kepada setiap bawahan, sepanjang ada hubungannya dengan fungsi atasan tersebut(Siagian,1992).

                   Karyawan tidak mempunyai kesempatan untuk berkembang.

                  Ciri dari organisasi garis adalah: organisasi masih kecil, jumlah karyawan sedikit, pimpinan dan semua karyawan saling kenal dan spesialisasi kerja belum begitu tinggi (Siagian,1992).

                   Kecenderungan pimpinan bertindak secara otoriter.

                   Seluruh kegiatan dalam organisasi terlalu bergantung kepada satu orang sehingga kalau seseorang itu tidak mampu, seluruh organisasi akan terancam kehancuran.

                  Keburukan bentuk organisasi garis, yaitu:

                   Rasa solidaritas di antara para karyawan umumnya tinggi karena saling mengenal.

                   Proses pengambilan keputusan berjalan dengan cepat karena jumlah orang yang diajak berdiskusi masih sedikit atau tidak ada sama sekali.

                   Kesatuan komando terjamin dengan baik, karena pimpinan berada di atas satu tangan.

                  Kebaikan bentuk organisasi garis, yaitu:

                   Para karyawan mementingkan bidang pekerjaannya, sehingga sukar dilaksanakan koordinasi.

                  9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf

                  Kebaikan bentuk organisasi garis dan staf adalah:

                   Dapat digunakan oleh setiap organisasi yang besar, apapun tujuannya, betapa pun luas tugasnya dan betapa pun kompleks susunan organisasinya.

                   Pengambilan keputusan yang sehat lebih mudah diambil, karena adanya staf ahli.

                  Keburukan bentuk organisasi garis dan staf, adalah:

                   Karyawan tidak saling mengenal, solidaritas sukar diharapkan.

                   Karena rumit dan kompleksnya susunan organisasi, koordinasi kadang-kadang sukar diharapkan.

                  9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf

                  Bentuk organisasi fungsionil dan staf, merupakan kombinasi dari bentuk organisasi fungsionil dan bentuk organisasi garis dan staf. Kebaikan dan keburukan dari bentuk organisasi ini merupakan perpaduan dari bentuk organisasi yang dikombinasikan (Siagian,1992).

                  Dari uraian di atas dapat diketahui kebaikan dan keburukan dari beberapa bentuk organisasi. Setelah mempertimbangkan baik dan buruknya maka pada pra rancangan pabrik pembuatan soap noodlemenggunakan bentuk organisasi garis dan staf.Bagan struktur organisasi perusahaan pabrik soap noodle ditampilkan pada Gambar 9.1.

                9.2 Manajemen Perusahaan

                  Umumnya perusahaan modern mempunyai kecenderungan bukan saja terhadap produksi, melainkan juga terhadap penanganan hingga menyangkut organisasi dan hubungan sosial atau manajemen keseluruhan. Hal ini disebabkan oleh aktivitas yang terdapat dalam suatu perusahaan atau suatu pabrik diatur oleh manajemen. Dengan kata lain bahwa manajemen bertindak memimpin, merencanakan, menyusun, mengawasi, dan meneliti hasil pekerjaan. Perusahaan dapat berjalan dengan baik secara menyeluruh, apabila perusahaan memiliki manajemen yang baik antara atasan dan bawahan (Siagian,1992).

                  Fungsi dari manajemen adalah meliputi usaha memimpin dan mengatur faktor-faktor ekonomis sedemikian rupa, sehingga usaha itu memberikan perkembangan dan keuntungan bagi mereka yang ada di lingkungan perusahaan.

                  Dengan demikian, jelaslah bahwa pengertian manajemen itu meliputi semua tugas dan fungsi yang mempunyai hubungan yang erat dengan permulaan dari pembelanjaan perusahaan (financing).

                  Dengan penjelasan ini dapat diambil suatu pengertian bahwa manajemen itu diartikan sebagai seni dan ilmu perencanaan (planning), pengorganisasian, penyusunan, pengarahan, dan pengawasan dari sumber daya manusia untuk mencapai tujuan (criteria) yang telah ditetapkan (Siagian,1992).

                  Pada perusahaan besar, dibagi dalam tiga kelas, yaitu (Siagian,1992):

                  1. Top manajemen

                  2. Middle manajemen

                  3. Operating manajemen Orang yang memimpin (pelaksana) manajemen disebut dengan manajer. Manajer ini berfungsi atau bertugas untuk mengawasi dan mengontrol agar manajemen dapat dilaksanakan dengan baik sesuai dengan ketetapan yang digariskan bersama. Syarat-syarat manajer yang baik adalah (Madura, 2000):

                  1. Harus menjadi contoh (teladan)

                  2. Harus dapat menggerakkan bawahan

                  3. Harus bersifat mendorong

                  4. Penuh pengabdian terhadap tugas-tugas

                  5. Berani dan mampu mengatasi kesulitan yang terjadi

                  6. Bertanggung jawab, tegas dalam mengambil atau melaksanakan keputusan yang diambil.

                  7. Berjiwa besar.

                9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha

                  Dalam mendirikan suatu perusahaan yang dapat mencapai tujuan dari perusahaan itu secara terus-menerus, maka harus dipilih bentuk perusahaan apa yang harus didirikan agar tujuan itu tercapai. Bentuk-bentuk badan usaha yang ada dalam praktek di Indonesia, antara lain adalah (Sutarto,2002):

                  1. Perusahaan Perorangan

                  3. Modal dasar perseroan, yaitu paling sedikit Rp.20.000.000,- (dua puluh juta rupiah) atau 25 % dari modal dasar, tergantung mana yang lebih besar dan harus telah ditempatkan dan telah disetor.

                  2. Mudah memindahkan hak pemilik dengan menjual sahamnya kepada orang lain.

                  1. Kontinuitas perusahaan sebagai badan hukum lebih terjamin, sebab tidak tergantung pada pemegang saham, dimana pemegang saham dapat berganti-ganti.

                  Dasar-dasar pertimbangan pemilihan bentuk perusahaan PT adalah sebagai berikut:

                  3. Pendaftaran Perseroan 4. Pengumuman dalam tambahan berita Negara.

                  2. Pengesahan oleh Menteri Kehakiman

                  1. Pembuatan akta pendirian di hadapan notaris

                  Prosedur pendirian Perseroan Terbatas adalah:

                  2. Didirikan dengan akta otentik, yaitu di hadapan notaris.

                  2. Persekutuan dengan firma

                  1. Didirikan oleh dua orang atau lebih, yang dimaksud dengan “orang” adalah orang perseorangan atau badan hukum.

                  Syarat-syarat pendirian Perseroan Terbatas adalah:

                  Terbatas adalah badan hukum yang didirikan berdasarkan perjanjian, melakukan kegiatan usaha dengan modal dasar yang seluruhnya terbagi dalam saham, dan memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam UU No. 1 tahun 1995 tentang Perseroan Terbatas (UUPT), serta peraturan pelaksananya.

                  7. Perusahaan Daerah Bentuk badan usaha dalam pra rancangan pabrik pembuatan soap noodleyang direncanakan adalah perusahaan yang berbentuk Perseroan Terbatas (PT). Perseroan

                  6. Perusahaan Negara

                  5. Koperasi

                  4. Perseroan Terbatas

                  3. Persekutuan Komanditer

                  3. Mudah mendapatkan modal, yaitu dari bank maupun dengan menjual saham.

                  4. Tanggung jawab yang terbatas dari pemegang saham terhadap hutang perusahaan.

                  5. Penempatan pemimpin atas kemampuan pelaksanaan tugas.

                9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab

                  9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)

                  Pemegang kekuasaan tertinggi pada struktur organisasi garis dan staf adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) yang dilakukan minimal satu kali dalam setahun. Bila ada sesuatu hal, RUPS dapat dilakukan secara mendadak sesuai dengan jumlah forum. RUPS dihadiri oleh pemilik saham, Dewan Komisaris dan Direktur.

                  Hak dan wewenang RUPS (Sutarto,2002):

                  1. Meminta pertanggungjawaban Dewan Komisaris dan Direktur lewat suatu sidang.

                  2. Dengan musyawarah dapat mengganti Dewan Komisaris dan Direktur serta mengesahkan anggota pemegang saham bila mengundurkan diri.

                  3. Menetapkan besar laba tahunan yang diperoleh untuk dibagikan, dicadangkan, atau ditanamkan kembali.

                  9.4.2 Dewan Komisaris

                  Dewan Komisaris dipilih dalam RUPS untuk mewakili para pemegang saham dalam mengawasi jalannya perusahaan. Dewan Komisaris ini bertanggung jawab kepada RUPS. Tugas-tugas Dewan Komisaris adalah: 1. Menentukan garis besar kebijaksanaan perusahaan.

                  2. Mengadakan rapat tahunan para pemegang saham.

                  3. Meminta laporan pertanggungjawaban Direktur secara berkala.

                  4. Melaksanakan pembinaan dan pengawasan terhadap seluruh kegiatan dan pelaksanaan tugas Direktur.

                  9.4.3 Direktur

                  Direktur merupakan pimpinan tertinggi yang diangkat oleh Dewan Komisaris. Adapun tugas-tugas Direktur adalah: 1. Memimpin dan membina perusahaan secara efektif dan efisien.

                  2. Menyusun dan melaksanakan kebijaksanaan umum pabrik sesuai dengan kebijaksanaan RUPS.

                  3. Mengadakan kerjasama dengan pihak luar demi kepentingan perusahaan.

                  4. Mewakili perusahaan dalam mengadakan hubungan maupun perjanjian- perjanjian dengan pihak ketiga.

                  5. Merencanakan dan mengawasi pelaksanaan tugas setiap personalia yang bekerja pada perusahaan.

                  Dalam melaksanakan tugasnya, Direktur dibantu oleh Manajer Produksi, Manajer Teknik, Manajer Umum dan Keuangan, Manajer Pembelian dan Pemasaran.

                  9.4.4 Staf Ahli

                  Staf ahli bertugas memberikan masukan, baik berupa saran, nasehat, maupun pandangan terhadap segala aspek operasional perusahaan.

                  9.4.5 Sekretaris

                  Sekretaris diangkat oleh Direktur untuk menangani masalah surat-menyurat untuk pihak perusahaan, menangani kearsipan dan pekerjaan lainnya untuk membantu Direktur dalam menangani administrasi perusahaan.

                  9.4.6 Manajer Produksi dan Teknik

                  Manajer teknik dan produksi bertanggung jawab langsung kepada direktur utama. Tugasnya mengkoordinir segala kegiatan yang berhubungan dengan operasi pabrik baik proses maupun teknik. Manajer ini dibantu oleh tiga kepala bagian, yaitu kepala bagian QC, kepala bagian teknik dan kepala bagian produksi.

                  9.4.7 Manajer Accounting dan Keuangan

                  Manajer accounting dan keuangan bertanggung jawab langsung kepada direktur utama dalam mengawasi dan mengatur keuangan, administrasi, pemasaran dan audit. Dalam menjalankan tugasnya manajer accounting dan keuangan dibantu oleh dua kepala bagian yaitu kepala bagian keuangan dan kepala bagian accounting.

                  9.4.8 Manajer Umum dan HRD

                  Manajer umum dan HRD bertanggung jawab langsung kepada direktur utama dalam mengawasi dan mengatur personalia dan umum. Dalam menjalankan tugasnya manajer umum dan HRD dibantu oleh dua kepala bagian yaitu kepala bagian umum dan kepala bagian HRD.

                  9.4.9 Manajer Purchasing dan Logistik

                  Manajer purchasing dan logistik bertanggung jawab langsung kepada direktur utama dalam mengawasi dan mengatur pembelian, transportasi, dan gudang. Dalam menjalankan tugasnya manajer purchasing dan logistik dibantu oleh dua kepala bagian yaitu kepala bagian purchasingdan kepala bagian logistik.

                9.5 Sistem Kerja

                  Pabrik ini direncanakan beroperasi 330 hari per tahun secara kontinu 24 jam sehari. Berdasarkan pengaturan jam kerja, karyawan dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu:

                  1. Karyawan non-shift, yaitu karyawan yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi, misalnya bagian administrasi, bagian gudang, dan lain-lain.

                  Jam kerja karyawan non-shift ditetapkan 45 jam per minggu dan jam kerja selebihnya dianggap lembur. Perincian jam kerja non-shift adalah: Senin – Kamis

                • Pukul 08.00 – 12.00 WIB

                  → Waktu kerja

                • Pukul 13.00 – 17.00 WIB

                  Pukul 12.00 – 13.00 WIB

                  → Waktu istirahat

                • Jum’at

                  → Waktu kerja

                • Pukul 12.00 – 14.00 WIB

                  Pukul 08.00 – 12.00 WIB

                  → Waktu kerja

                • Pukul 14.00 – 17.00 WIB

                  → Waktu istirahat

                • Sabtu Pukul 08.00 – 14.00 WIB

                  → Waktu kerja

                  → Waktu kerja

                  2. Karyawan Shift Untuk pekerjaan yang langsung berhubungan dengan proses produksi yang membutuhkan pengawasan terus menerus selama 24 jam, para karyawan diberi pekerjaan bergilir (shift work). Pekerjaan dalam satu hari dibagi tiga shift, yaitu tiap

                  

                shift bekerja selama 8 jam dan 15 menit pergantian shift dengan pembagian sebagai

                  berikut :

                  Shift I (pagi) : 08.00 – 16.15 WIB −

                  Shift II (sore) : 16.00 – 00.15 WIB −

                  Shift III (malam) : 00.00 – 08.15 WIB −

                  Jam kerja bergiliran berlaku bagi karyawan. Untuk memenuhi kebutuhan pabrik, setiap karyawan shift dibagi menjadi empat regu dimana tiga regu kerja dan satu regu istirahat. Pada hari Minggu dan libur nasional karyawan shift tetap bekerja dan libur 1 hari setelah tiga kali shift.

                Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift

                  Hari Regu

                  1

                  2

                  3

                  4

                  5

                  6

                  7

                  8

                  9

                  10

                  11

                  12 A

                  I I

                  I II

                  II II

                  III

                  III

                  III - - - B

                  II II

                  II - - -

                  III

                  III

                  III

                  I I

                  I

                • C -

                  III

                  III

                  III

                  I I

                  I II

                  II II

                  III -

                  III

                  I I

                  I II

                  II II - D

                • 3. Karyawan borongan

                  III

                  Apabila diperlukan, maka perusahaan dapat menambah jumlah karyawan yang dikerjakan secara borongan selama kurun jangka waktu tertentu yang ditentukan menurut kebijaksanaan perusahaan.

                9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan

                  Dalam melaksanakan kegiatan perusahaan/pabrik, dibutuhkan susunan karyawan seperti pada struktur organisasi. Jumlah karyawan yang dibutuhkan adalah sebagai berikut

                Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya

                  1 Psikologi (S1) Kepala Seksi Humas

                  1 Akuntansi (S1) Kepala Seksi Pemasaran

                  1 Manajemen Pemasaran (S1) Kepala Seksi Pembukuan

                  1 Akuntansi (S1) Kepala Seksi Audit

                  1 Akuntansi (S1) Kepala Seksi Administrasi

                  1 Kesekretariatan (D3) Kepala Seksi Pembelian

                  1 Ekonomi (S1) Kepala Seksi Transportasi

                  1 Teknik Mesin (S1) Kepala Seksi Gudang

                  1 Manajemen (S1) Kepala Seksi Personalia

                  1 Psikologi (S1) Kepala Seksi Recruitment

                  1 Ilmu Komunikasi (S1) Kepala Seksi Keamanan

                  1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Laboratorium

                  1 Pensiunan ABRI Karyawan Proses

                  21 Teknik Kimia (S1)/Politeknik (D3) Karyawan Laboratorium

                  9 MIPA Kimia (S1)/Kimia Analis (D3) Karyawan Utilitas

                  9 Teknik Kimia (S1)/Politeknik (D3) Karyawan Unit Pembangkit Listrik

                  6 Teknik Elektro/Mesin Karyawan Instrumentasi Pabrik

                  9 Teknik Instrumentasi Pabrik (D4) Karyawan Bag. Keuangan

                  5 Akutansi/Manajemen (D3) Karyawan Bag. Pembukuan dan Audit

                  5 Ilmu Komputer/Akutansi (D1) Karyawan Bag. Personalia

                  4 Akutansi/Manajemen (D3) Karyawan Bag. Humas

                  1 MIPA Kimia (S1) Kepala Seksi Keuangan

                  1 Teknik Elektro (S1) Kepala Seksi QC

                  Jabatan Jumlah Pendidikan

                  1 Ekonomi/Manajemen (S1) Kepala Bagian Keuangan

                  Direktur

                  1 Teknik Kimia (S1) Dewan Komisaris

                  2 Ekonomi/Teknik (S1) Staf Ahli

                  2 Teknik Kimia/ Informatika (S1) Sekretaris

                  2 Akutansi (S1)/ Kesekretariatan (D3) Manajer Teknik dan Produksi

                  1 Teknik Kimia/ Teknik Industri (S2) Manajer Purchasing dan Logistik

                  1 Ekonomi/Manajemen (S2) Manajer Umum dan HRD

                  1 Psikologi / Hukum (S2) Manajer Accounting dan Keuangan

                  1 Ekonomi/Manajemen (S2) Kepala Bagian Accounting

                  1 Ekonomi/Manajemen (S1) Kepala Bagian Produksi

                  1 Teknik Mesin (S1) Kepala Seksi Listrik

                  1 Teknik Kimia (S1) Kepala Bagian Teknik

                  1 Teknik Industri (S1) Kepala Bagian QC dan Labora

                  1 Teknik Kimia (S1) Kepala Bagian Umum

                  1 Hukum (S1) Kepala Bagian HRD

                  1 Psikologi (S1) Kepala Bagian Logistik

                  1 Manajemen (S1) Kepala Bagian Purchasing

                  1 Ekonomi (S1) Kepala Seksi Proses

                  1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Utilitas

                  1 Teknik Kimia (S1) Kepala Seksi Mesin/Instrumentasi

                  4 Akutansi/Manajemen (D3)

                Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya…….................(lanjutan)

                  Jabatan Jumlah Pendidikan

                  Karyawan Penjualan dan Pembelian

                  10 Manajemen Pemasaran (D3) Petugas Keamanan

                  14 SLTP/STM/SMU/D1 Karyawan Gudang/Logistik

                  12 SLTP/STM/SMU/D1 Perawat

                  2 Akademi Perawat (D3) Petugas Kebersihan

                  7 SLTP/SMU Supir

                  3 SMU/STM

                  Jumlah 158

                9.7 Fasilitas Tenaga Kerja

                  Selain upah resmi, perusahaan juga memberikan beberapa fasilitas kepada setiap tenaga kerja antara lain:

                  1. Fasilitas cuti tahunan.

                  2. Tunjangan hari raya dan bonus.

                  3. Fasilitas asuransi tenaga kerja, meliputi tunjangan kecelakaan kerja dan tunjangan kematian, yang diberikan kepada keluarga tenaga kerja yang meninggal dunia baik karena kecelakaan sewaktu bekerja maupun di luar pekerjaan.

                  4. Pelayanan kesehatan secara cuma-cuma.

                  5. Penyediaan sarana transportasi/bus karyawan.

                  6. Penyediaan kantin, tempat ibadah dan sarana olah raga.

                  7. Penyediaan seragam dan alat-alat pengaman (sepatu, seragam dan sarung tangan).

                  8. Fasilitas kenderaan untuk para manager bagi karyawan pemasaran dan pembelian.

                  9. Family Gathering Party (acara berkumpul semua karyawan dan keluarga) setiap satu tahun sekali.

                  10.Bonus 0,5% dari keuntungan perusahaan akan didistribusikan untuk seluruh karyawan.

                BAB X ANALISA EKONOMI Untuk mengevaluasi kelayakan berdirinya suatu pabrik dan tingkat

                  pendapatannya, maka dilakukan analisa perhitungan secara teknik. Selanjutnya perlu juga dilakukan analisa terhadap aspek ekonomi dan pembiayaannya. Dari hasil analisa tersebut diharapkan berbagai kebijaksanaan dapat diambil untuk pengarahan secara tepat. Suatu rancangan pabrik dianggap layak didirikan bila dapat beroperasi dalam kondisi yang memberikan keuntungan.

                  Berbagai parameter ekonomi digunakan sebagai pedoman untuk menentukan layak tidaknya suatu pabrik didirikan dan besarnya tingkat pendapatan yang dapat diterima dari segi ekonomi. Parameter-parameter tersebut antara lain:

                  1. Modal investasi / Capital Investment (CI)

                  2. Biaya produksi total / Total Cost (TC)

                  3. Marjin keuntungan / Profit Margin (PM)

                  4. Titik impas / Break Even Point (BEP)

                  5. Laju pengembalian Modal / Return On Investment (ROI)

                  6. Waktu pengembalian Modal / Pay Out Time (POT)

                  7. Laju pengembalian internal / Internal Rate of Return (IRR)

                10.1 Modal Investasi

                  Modal investasi adalah seluruh modal untuk mendirikan pabrik dan mulai menjalankan usaha sampai mampu menarik hasil penjualan. Modal investasi terdiri dari:

                10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI)

                  Modal investasi tetap adalah modal yang diperlukan untuk menyediakan segala peralatan dan fasilitas manufaktur pabrik. Modal investasi tetap ini terdiri dari:

                  1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL) / Direct Fixed Capital Investment (DFCI), yaitu modal yang diperlukan untuk mendirikan bangunan pabrik, membeli dan memasang mesin, peralatan proses, dan peralatan pendukung yang diperlukan untuk operasi pabrik. Modal investasi tetap langsung ini meliputi: Modal untuk tanah - Modal untuk bangunan dan sarana - Modal untuk peralatan proses - Modal untuk peralatan utilitas - Modal untuk instrumentasi dan alat kontrol - Modal untuk perpipaan - Modal untuk instalasi listrik - Modal untuk insulasi - Modal untuk investaris kantor - Modal untuk perlengkapan kebakaran dan keamanan - Modal untuk sarana transportasi -

                  Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap langsung, MITL sebesar Rp 93.086.386.142

                  2. Modal Investasi Tetap Tak Langsung (MITTL) / Indirect Fixed Capital

                  Investment (IFCI), yaitu modal yang diperlukan pada saat pendirian pabrik

                  (construction overhead) dan semua komponen pabrik yang tidak berhubungan secara langsung dengan operasi proses. Modal investasi tetap tak langsung ini meliputi:

                  Modal untuk pra-investasi - Modal untuk engineering dan supervisi - Modal biaya legalitas - Modal biaya kontraktor (contractor’s fee) - Modal untuk biaya tak terduga (contigencies) -

                  Dari perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal investasi tetap tak langsung, MITTL sebesar Rp 38.522.698.236 Maka total modal investasi tetap, MIT = MITL + MITTL

                  = Rp 93.086.386.142+ Rp 38.522.698.236 = Rp 131.609.084.379

                10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC)

                  Modal kerja adalah modal yang diperlukan untuk memulai usaha sampai mampu menarik keuntungan dari hasil penjualan dan memutar keuangannya. Jangka waktu pengadaan biasanya antara 3 – 4 bulan, tergantung pada cepat atau lambatnya hasil produksi yang diterima. Dalam perancangan ini jangka waktu pengadaan modal kerja diambil 3 bulan. Modal kerja ini meliputi:

                • Modal untuk biaya bahan baku proses dan utilitas
                • Modal untuk kas

                  Kas merupakan cadangan yang digunakan untuk kelancaran operasi dan jumlahnya tergantung pada jenis usaha. Alokasi kas meliputi gaji pegawai, biaya administrasi umum dan pemasaran, pajak, dan biaya lainnya.

                • Modal untuk mulai beroperasi (start-up)
                • Modal untuk piutang dagang

                  Piutang dagang adalah biaya yang harus dibayar sesuai dengan nilai penjualan yang dikreditkan. Besarnya dihitung berdasarkan lamanya kredit dan nilai jual tiap satuan produk. Rumus yang digunakan:

                  HPT

                  12 IP PD × =

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

                  Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh modal kerja sebesar Rp 131.985.641.455 Maka, total modal investasi = Modal Investasi Tetap + Modal Kerja

                  = Rp 131.609.084.379+ Rp 131.985.641.455 = Rp 263.594.725.834

                  Modal investasi berasal dari:

                • Modal sendiri/saham-saham sebanyak 60

                  % dari modal investasi total

                  =Rp 158.156.835.500

                • Pinjaman dari bank sebanyak 40

                  % dari modal investai total

                  =Rp 105.437.890.333

                  Dengan: PD = piutang dagang

                10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC)

                  Biaya produksi total merupakan semua biaya yang digunakan selama pabrik beroperasi. Biaya produksi total meliputi:

                  10.2.1 Biaya Tetap / Fixed Cost (FC)

                  Biaya tetap adalah biaya yang jumlahnya tidak tergantung pada jumlah produksi, meliputi: Gaji tetap karyawan - Bunga pinjaman bank -

                • Depresiasi dan amortisasi

                  Biaya perawatan tetap - Biaya tambahan industri - Biaya administrasi umum - Biaya pemasaran dan distribusi - Biaya laboratorium, penelitian dan pengembangan - Biaya hak paten dan royalti - Biaya asuransi - Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) -

                  Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya tetap (FC) adalah sebesar Rp 81.554.807.472

                  10.2.2 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC)

                  Biaya variabel adalah biaya yang jumlahnya tergantung pada jumlah produksi. Biaya variabel meliputi:

                • Biaya bahan baku proses dan utilitas

                  Biaya variabel tambahan, meliputi biaya perawatan dan penanganan lingkungan, - pemasaran dan distribusi. Biaya variabel lainnya -

                  Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh biaya variabel (VC) adalah sebesar Rp 627.794.184.060

                  Maka, biaya produksi total, = Biaya Tetap (FC) + Biaya Variabel (VC) =Rp 81.554.807.472+ Rp 627.794.184.060 = Rp 709.348.991.532

                  10.3 Total Penjualan (Total Sales)

                  Penjualan diperoleh dari hasil penjualan soap noodle yaitu sebesar Rp 765.190.800.000

                  Maka laba atas penjualan adalah sebesar Rp 55.841.808.467

                  10.4 Bonus Perusahaan

                  Sesuai fasilitas tenaga kerja dalam pabrik pembuatan soap noodle, maka perusahaan memberikan bonus 0,5 % dari keuntungan perusahaan yaitu sebesar Rp 279.209.042

                  10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha

                  Dari hasil perhitungan pada Lampiran E diperoleh:

                  1. Laba sebelum pajak (bruto) = Rp 55.562.599.424

                  2. Pajak penghasilan (PPh) = Rp 16.651.279.827

                  3. Laba setelah pajak (netto) = Rp 38.911.319.597

                  10.6 Analisa Aspek Ekonomi

                10.6.1 Profit Margin (PM)

                  Profit Margin adalah persentase perbandingan antara keuntungan sebelum pajak penghasilan PPh terhadap total penjualan.

                  Laba sebelum pajak PM =

                  × 100%

                  total penjualan = = 7,26 %

                  Dari hasil perhitungan diperoleh profit margin sebesar 7,26

                  %, maka pra rancangan pabrik ini memberikan keuntungan.

                  10.6.2 Break Even Point (BEP) Break Even Point adalah keadaan kapasitas produksi pabrik pada saat hasil

                  penjualan hanya dapat menutupi biaya produksi. Dalam keadaan ini pabrik tidak untung dan tidak rugi.

                  Biaya Tetap

                  BEP =

                  × 100 % Total Penjualan Biaya Variabel

                  −

                  = = 59,36 % Kapasitas produksi pada titik BEP = 59,36 %

                  ×71.280 ton/tahun

                  = 42.309,8243 ton/tahun Nilai penjualan pada titik BEP = 59,36 % Rp 765.190.800.000

                  = Rp 454.195.963.611 Dari data feasibilities, (Peters, 2004) :

                  BEP

                  ≤ 50 %, pabrik layak (feasible)

                • BEP ≥ 70 %, pabrik kurang layak (infeasible).
                • Dari perhitungan diperoleh BEP = 59,36 %, maka pra rancangan pabrik ini layak.

                  10.6.3 Return on Investment (ROI) Return on Investment adalah besarnya persentase pengembalian modal tiap tahun dari penghasilan bersih.

                  Laba setelah pajak

                  ROI =

                  

                × 100%

                Total Modal Investasi

                  = = 14,76 % Analisa ini dilakukan untuk mengetahui laju pengembalian modal investasi total dalam pendirian pabrik. Kategori resiko pengembalian modal tersebut adalah:

                • ROI ≤ 15 % resiko pengembalian modal rendah.
                • 15 ≤ ROI ≤ 45 % resiko pengembalian modal rata-rata.
                • ROI ≥ 45 % resiko pengembalian modal tinggi.

                  Dari hasil perhitungan diperoleh ROI sebesar 14,76 %; sehingga pabrik yang akan didirikan ini termasuk resiko laju pengembalian modal rendah.

                  10.6.4 Pay Out Time (POT) Pay Out Time adalah angka yang menunjukkan berapa lama waktu

                  pengembalian modal dengan membandingkan besar total modal investasi dengan penghasilan bersih setiap tahun. Untuk itu, pabrik dianggap beroperasi pada kapasitas penuh setiap tahun.

                  POT = = 6,77 tahun Dari hasil perhitungan, didapat bahwa seluruh modal investasi akan kembali setelah 6,77 tahun operasi.

                  10.6.5 Return on Network (RON) Return on Network merupakan perbandingan laba setelah pajak dengan modal sendiri.

                  Laba setelah pajak

                  RON =

                  × 100% Modal sendiri

                  = = 24,60 %

                  10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) Internal Rate of Return merupakan persentase yang menggambarkan

                  keuntungan rata-rata bunga pertahunnya dari semua pengeluaran dan pemasukan besarnya sama.

                  Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga riil yang berlaku, maka pabrik akan menguntungkan tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga riil yang berlaku maka pabrik dianggap rugi.

                  Dari perhitungan Lampiran E diperoleh IRR = 24,74

                  %, sehingga pabrik akan

                  menguntungkan karena lebih besar dari bunga bank saat ini sebesar 13,5% (Bank Mandiri, 2011).

                BAB XI KESIMPULAN Hasil analisa perhitungan pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Soap Noodle kapasitas 71.280 ton / tahun diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu :

                  1. Kapasitas rancangan pabrik direncanakan 71.280 ton / tahun

                  2. Bentuk hukum perusahaan yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT)

                  4. Bentuk organisasi yang direncanakan adalah garis dan staf dengan jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan 158 orang.

                  2

                  5. Luas tanah yang dibutuhkan adalah 11.875m

                  5. Analisa ekonomi :

                   Modal Investasi : Rp 263.594.725.834

                   Biaya Produksi : Rp709.348.991.532

                   Hasil Penjualan : Rp765.190.800.000

                   Laba Bersih : Rp 38.911.319.597

                   Profit Margin : 7,26 %

                   Break Even Point : 59,36 %

                   Return of Investment : 14,76 %

                   Pay Out Time : 6,77tahun

                   Return on Network : 24,60 %

                   Internal Rate of Return : 24,74 %

                  Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan soap noodle layak untuk didirikan.

                  DAFTAR PUSTAKA Analisa, 2011, Harga BBM Industri dan Pertamax, 17 Juni 2011.

                  Anonim, 2000a, Lauric Acid, http://www.sjlipids.com/c12.htm (tgl. 1 Desember 2010)

                  Anonim, 2000b, Miristic Acid, http://www.sjlipids.com/c14.htm (tgl. 1 Desember 2010)

                  Anonim, 2000c, Palmitic Acid, http://www.sjlipids.com/c16.htm (tgl. 1 Desember 2010)

                  Anonim, 2000d, Stearic Acid, http://www.sjlipids.com/c18.htm (tgl. 1 Desember 2010)

                  Anonim, 2000e, Oleic Acid, http://www.sjlipids.com/c181.htm (tgl. 1 Desember 2010)

                  Anonim, 2004, Liquid Caustic Soda – Viscosity, http://www.solvaycausticsoda.com/ docroot/caustic/static_files/attachments/pch_1110_0006_w_en_ww.pdf (tgl 8 Februari 2011)

                  Anonim, 2009a, OxyChem Caustic Soda Handbook, http://www.oxy.com/ Our_Businesses/chemicals/Documents/caustic_soda/caustic.pdf (tgl. 17 Februari 2011)

                  Anonim, 2009b, Physical Properties, http://www.saltinstitute.org/About-salt/ Physical -properties (tgl. 20 Januari 2011)

                  Anonim, 2010a, Palm Oil Properties, http://www.chempro.in/palmoilproperties.htm (tgl. 1 Desember 2010)

                  Anonim, 2011a, Liquid Mixing Equation, http://www.chemicalprocessing.com/ experts/answers/2007/016.html (tgl. 6 Februari 2011) Anonim, 2011b, Sodium Chloride-Water, http://www.engineeringtoolbox.com/ sodium-chloride-water-d_1187.html (tgl. 11 April 2011) Anonim, 2011c, Viscosity of Aqueous Glycerine Solutions, http://www.dow.com/ glycerine/resources/table18.htm (tgl 8 Februari 2011) Applewhite, Thomas H., 1994, Proceedings of the World Conference on Lauric Oils: sources, processing, and applications, The American Oil Chemists Society,

                  Champaign, Illinois, USA. Asosiasi Asuransi Jiwa Indonesia-AAJI. 2007. Data Premi Perusahaan Asuransi Indonesia. Badan Pusat Statistik, 2007, Data Ekspor Indonesia, Badan Pusat Statistik Badan Standarisasi Nasional, 1994, SNI 06-3532-1994, Dewan Standarisasi Nasional Sabun Mandi, Jakarta. Bank Mandiri, 2011, Cicilan Ringan KPR dan Kredit Usaha,Jakarta. BapedalSUMUT, 2006,Laporan Baku Mutu Air,SUMUT. BASF Corporation, 2008,Price Product List. Jakarta. Baumann, E. Robert dan Harold E. Rabbit, 1971,Sewerage and Sewage Treatment, New York: John Willey & Sons. Brownell, Lloyd E. dan Young, Edwin, H., 1959, Process Equipment Design, John Wiley & Sons, Inc., New York. Burdick, Rebecca, 2010, Palm Kernel Oil Properties, http://www.ehow.com/list_

                  5965938_palm-kernel-oil-properties.html (tgl. 2 Desember 2010)

                  rd

                  Considine, Douglas M. 1985. Instruments and Controls Handbook. 3 Edition. USA: Mc.Graw-Hill, Inc. Couper, Stanley R., dkk, 2005, Chemical Process Equipment: Selection and Design, Edisi ke-2, Elsevier Inc., USA.

                  Evans, Ulick Richardson, 1978,An Introduction to Metallic Corrosion, London: Edward Arnold Press. Geankoplis, Christie John, 2003, Transport Processes and Separation Process Principles, Edisi ke-4, Pearson Education, Inc., New Jersey, USA. Handymath, 2010, The Complete Sodium Hydroxide Density-Concentration Table

                  Calculator, http://www.handymath.com/cgi-bin/naohtble3.cgi (tgl. 20 Januari 2011)

                  Kern, Donald Q., 1965, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New York. Kompas, 2011, Kurs BI, 15 Mei 2011. Lab. USU, 2009, Penjernihan Air Sungai Dengan Menggunakan Oscillatory Baffled Reactor, Medan.

                  nd

                  Madura, Jeff, 2000,Introduction to Business, 2 Edition, USA: South-Western College Publishing.

                  Metcalf & Eddy, 1991,Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse, McGraw-Hill Book Company, New Delhi.

                  nd

                  Nalco, 1988,The Nalco Water Handbook, 2 Edition, McGraw-Hill Book Company,New York. Othmer, D.F. dan Kirk, R.E., 1976, Encyclopedia pf Chemical Engineering Technology, John Wiley and Sons Inc. New York. Paul, Edward L., Atiemo, Victor A., and Kresta, Suzanne M., 2004, Handbook of Industrial Mixing, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey. Perry, Robert H., 1999, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, Edisi ke-7, McGraw-Hill, Inc., New York. Peters, M.S; Klaus D. Timmerhaus dan Ronald E.West, 2004,Plant Design and

                  Economics for Chemical Engineer, 5th Edition, International Edition, Mc.Graw-Hill, Singapore.

                  Poling, Bruce E., Prausnitz, John M., dan O’Connel, John P., 2001, The Properties of Gases and Liquids, Edisi ke-5, McGraw-Hill, Inc., New York. PT. Nubika Jaya, 2010. PT. Prudential Life Assurance, 2007,Prufast-Start Training: Product Knowledge. Reklaitis,G.V., 1942,Introduction to Material and Energy Balance, McGraw-Hill Book Company, New York. Siagian, Sondang P, 1992,Fungsi-fungsi Manajerial,Jakarta: Offset Radar Jaya. Sinnot, R. K., 2005, Chemical Engineering Design, Volume-6, Edisi ke-4, Elsevier Butterworth-Heinemann, Oxford. Smith, J. M., Ness, H. C. Van, dan Abbott, M. M., 2001, Introduction to Chemical

                Engineering Thermodynamics, Edisi ke-6,McGraw-Hill, Inc., New York.

                Spitz, L, 1996, Soaps and Detergents: A Theoretical and Practical Review, AOCS Press, Illinois. Sutarto, 2002,Dasar-dasar Organisasi, Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

                  

                LAMPIRAN A

                PERHITUNGAN NERACA MASSA

                  Kapasitas produksi : 71.280 ton/tahun Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu kerja pertahun : 330 hari Satuan operasi : kg/jam

                  ton 1 tahun 1 hari 1.000 kg        

                  Kapasitas tiap jam =

                  7 1 . 280 x x x  

                tahun 330 hari

                24 jam 1 ton

                         

                  = 9.000 kg/jam

                  Asam laurat Asam palmitat Asam miristat NaOH NaCl EDTA

                  Asam stearat Asam palmitat H 2 O H 2 O H 2 O Gliserin H 2 O Asam oleat Asam stearat Asam linoleat Asam oleat Impuritis Asam linoleat

                  1

                  5

                  6

                  7

                  8

                  14

                  2 Static Mixer I Impuritis Mix Joint I

                3 Plate Exchanger I

                  Static Mixer II

                  9

                  4

                  10 Homogenizer I

                  11 Plate Exchanger II

                  12 Plug Flow Reactor

                  13 Homogenizer II

                  15 Steam Ejector

                  21 Cyclone Separator Cyclone Separator Vacuum Spray II

                  19 I Dryer

                  17

                  20

                  

                18

                  16

                  22 Mix Joint II H 2 O

                  

                23

                Anhydrous soap NaOH NaCl Gliserin

                  EDTA H

                2 O

                Impuritis

                  Gambar LA.1 Neraca OverallPembuatan Soap Noodle

                  Universitas Sumatera Utara PERHITUNGAN SECARA OVERALL

                  1. Degree of Freedom (Derajat Kebebasan)

                  

                NaOH NaCl EDTA

                H O Gliserin 2 H 2 O H 2 O H 2 O Asam palmitat

                  5

                  6

                  

                7

                  8

                  14 Asam stearat

                  1 Asam oleat Anhydrous soap

                  Asam linoleat NaOH

                  23 Impuritis NaCl

                  OVERALL Gliserin Asam laurat

                  EDTA Asam miristat

                  2 H 2 O

                  

                22

                Asam palmitat Impuritis Asam stearat

                  Asam oleat Asam linoleat H O 2 Impuritis

                  Jumlah Variabel :

                  34 Jumlah Neraca : 13 Jumlah Spesifikasi

                • Komposisi : 18 Hubungan pembantu : 2 Konversi

                  : 1 Derajat Kebebasan : 0

                  2. Perhitungan Neraca Overall Diketahui data: Reaksi:

                  O O R-COH

                  H + + NaOH R-CONa

                  2 O ↔ fatty acid natrium soap noodle air

                  hidroksida H

                2 Omasuk total per umpan : 1879,65 kg/jam

                  Komposisi stearin: Asam palmitat : 51,6% Asam stearat : 6,8%

                  Asam oleat : 34,9% Asam linoleat : 6,1% Impuritis : 0,6%

                  Acid Value stearin : 207,2

                  Komposisi PKO: Asam laurat : 52,9% Asam miristat : 15,6% Asam palmitat : 12,5% Asam stearat : 3,8% Asam oleat : 13,3% Asam linoleat : 1,7% Impuritis : 0,2%

                  Acid Value PKO : 250,6

                  Perbandingan laju stearin terhadap PKO : 80% : 20% Komposisi NaOH:

                  NaOH : 48% H

                  2 O : 52%

                  Komposisi NaCl: NaCl : 20% H

                  2 O : 80%

                  Komposisi EDTA: EDTA : 25% H

                  2 O : 75% Yield:

                  NaOH : 0,02 % NaCl : 0,5% Gliserin : 0,45% H

                  2 O : 12,5%

                  EDTA : 0,15% Konversi fatty acid : 100% Perhitungan:

                  23 F = 9000 kg/jam

                  1

                  2

                  2 F = F = 4F Acid valuerata-rata = 80% × 207,2 + 20%

                  × 250,6 = 215,88

                  1 W fatty acid = 100% - 0,6% = 99,4%

                  2 W fatty acid = 100% - 0,2% = 99,8%

                  Neraca massa komponen: Impuritis:

                  1

                  2

                  23

                  23

                  0,6% F + 0,2%F = W impuritis F

                  2

                  2

                  23

                  23

                  0,006 × 4F + 0,002 F = W impuritis F

                  2

                  23

                  23

                  0,026 F = W F

                  impuritis

                  23 W = impuritis Anhydrous soap:

                  23 W = 100% - (0,02% + 0,5% + 0,45% + anhydrous soap

                  23

                  12,5% + 0,15% + W impuritis )

                  23

                  23 W anhydrous soap = 86,38% - W impuritis

                  23

                23 W anhydrous soap × F =

                  23

                  23

                  (86,38% - W impuritis ) × F =

                  23

                  (86,38% - ) × F = 4,974

                  23

                  0,8638F -0,026 = 4,974 0,8638 = 4,974

                  × 9000 kg/jam - 0,026

                  7774,2 kg/jam - 0,026 = 4,974 1,084658824 7774,2 kg/jam = 5,395092988 + 0,026 7774,2 kg/jam = 5,421092988

                  = 1434,065052 kg/jam

                  1

                  2 F =4F = 5736,260209 kg/jam NaOH:

                  5

                  23

                  48% F = + 0,02% F

                  5

                • 48%F = 0,02%

                  × 9000 kg/jam

                  5

                  48%F = 1097,954082 kg/jam + 1,8 kg/jam

                  5

                  48%F = 1099,754082 kg/jam

                5 F = 2291,15433 kg/jam

                  NaCl:

                  7

                  23

                  20% F = 0,5% F

                  7

                  23 F = F

                  7 F = 0,025 9000 kg/jam

                  7 F = 225 kg/jam

                  Gliserin:

                  8

                  23 F = 0,45% F

                  8 F = 0,0045 × 9000 kg/jam

                  8 F = 40,5 kg/jam

                  EDTA:

                  14

                  23

                  25% F = 0,15% F

                  14

                  23 F = F

                  14 F = 0,006 9000 kg/jam

                  14 F = 54 kg/jam

                  H

                2 O:

                  5

                  6

                  7

                  14

                  52% F + F + 80% F + 75% F = 1879,65 kg/jam

                  6

                  0,52 2291,15433 kg/jam + F + 0,8 225 kg/jam + 0,75 54 kg/jam = 1670,8 kg/jam

                  6 F + 1411,90025 kg/jam = 1879,65 kg/jam

                  6 F

                  = 467,74974 kg/jam

                  5

                  6

                  7

                  14

                  22

                  52% F + F

                • 80% F + + 75% F = F

                  23

                  12,5% F

                  22

                  1879,65 kg/jam + = F + 0,125 9000 kg/jam

                  22

                  2373,72933 kg/jam = F + 1125 kg/jam

                22 F

                  = 1248,72933 kg/jam

                1. Mix Joint-2

                  16

                  23 Anhydrous soap NaOH NaCl Gliserin

                  EDTA

                H

                2 O Impuritis Anhydrous soap

                  NaOH NaCl Gliserin EDTA

                  H 2 O Impuritis Anhydrous soap

                  NaOH NaCl Gliserin EDTA

                  

                H

                2 O Impuritis Anhydrous soap

                  NaOH NaCl Gliserin EDTA

                20 Mix Joint II

                  H 2 O Impuritis

                  Diketahui data:

                  Yield:

                  NaOH : 0,02 % NaCl : 0,5% Gliserin : 0,45% H

                  18

                2 O : 12,5%

                  = 97% F

                  

                23

                  = 0,97 9000 kg/jam = 8730 kg/jam

                  F

                  18

                  = 3% F

                  

                23

                  = 2% F

                  23

                  16

                  EDTA : 0,15% Perbandingan berat soap noodle pelet terhadap dust soap noodle = 97% : 3% Perbandingan berat dust soap noodle di cyclone separator I dan II = 2 : 1 Komposisi soap noodle pelet dan dust soap noodle sama Perhitungan:

                  F

                  = 0,02 9000 kg/jam = 180 kg/jam

                20 F = 180 kg/jam

                  = 90 kg/jam Fraksi berat komponen:

                  23 W = impuritis

                  = = 0,004142855

                  23

                  23 W anhydrous soap = 86,38% - W impuritis

                  = 0,8638 - 0,004142855 = 0,859657145

                2. Steam Ejector(L-301) Alat ini digunakan untuk menciptakan keadaan vakum dalam vacuum spray dryer.

                  Prinsip kerja alat: Melalui prinsip Bernoullie yang mengubah energi tekanan fluida penggerak menjadi energi gerak sehingga tercipta zona tekanan rendah yang menarik fluida terhisap (Wikipedia, 2010a).

                  21 Steam Ejector H O 2

                  22 H O 2 Perhitungan:

                  Neraca massa total:

                  21

                22 F = F

                  = 1248,72933 kg/jam

                3. Cyclone Separator-2(FG-302)

                  Alat ini digunakan untuk memisahkan debu-debu dari udara yang terhisap ke steam ejector. Prinsip kerja alat: Pemisahan terjadi akibat efek rotasi dan gravitasi. Efek rotasi dihasilkan dari udara berkecepatan tinggi dalam kontainer berbentuk silinder atau kerucut yang mengalir dalam bentuk spiral ke bawah kemudian keluar melalui pusat siklon dan keluar ke atas (Wikipedia, 2010b).

                  Anhydrous soap NaOH NaCl

                  21

                  19 Cyclone Separator H

                2 O Gliserin

                  II EDTA H O

                  20 2 Impuritis Anhydrous soap

                  NaOH NaCl Gliserin EDTA

                  H O 2 Impuritis

                  Perhitungan: Neraca massa total:

                  19

                  20

                  21 F = F + F

                  = 90 kg/jam + 1248,72933kg/jam = 1338,72933kg/jam

                  Neraca massa komponen: Impuritis:

                  19

                  20

                  20 F = W F impuritis impuritis

                  = 0,004142855 90 kg/jam = 0,372857 kg/jam

                  Anhydrous soap:

                  19

                  20

                  20 F unhydrous soap = W unhydrous soap F

                  = 0,859657145 90 kg/jam

                  F

                  20 Gliserin

                  20 H2O F

                  19 H2O = W

                  F

                  2 O:

                  H

                  = 0,0015 90 kg/jam = 0,135 kg/jam

                  

                20

                  20 EDTA F

                  19 EDTA = W

                  EDTA: F

                  = 0,0045 90 kg/jam = 0,405 kg/jam

                  20

                  = 77,369143 kg/jam NaOH:

                  = W

                  21

                  19 Gliserin

                  Gliserin: F

                  = 0,005 90 kg/jam = 0,45 kg/jam

                  

                20

                  F

                  20 NaCl

                  = W

                  19 NaCl

                  NaCl: F

                  = 0,0002 90 kg/jam = 0,018 kg/jam

                  

                20

                  20 NaOH F

                  19 NaOH = W

                  F

                  

                20

                • F

                  = 0,125 90 kg/jam + 1248,72933kg/jam = 1259,97933 kg/jam

                4. Cyclone Separator-1 (FG-301)

                  Alat ini digunakan untuk memisahkan debu-debu dari udara yang terhisap ke steam ejector. Prinsip kerja alat: Pemisahan terjadi akibat efek rotasi dan gravitasi. Efek rotasi dihasilkan dari udara berkecepatan tinggi dalam kontainer berbentuk silinder atau kerucut yang mengalir dalam bentuk spiral ke bawah kemudian keluar melalui pusat siklon dan keluar ke atas (Wikipedia, 2010b).

                  Anhydrous soap Anhydrous soap NaOH NaOH

                  NaCl

                  19

                  17 NaCl

                Cyclone Separator

                  Gliserin

                  

                I

                Gliserin EDTA EDTA

                  18 H 2 O H O 2 Impuritis Anhydrous soap Impuritis

                  

                NaOH

                NaCl

                Gliserin

                EDTA

                  

                H

                2 O

                Impuritis

                  Perhitungan: Neraca massa total:

                  17

                  18

                  19 F = F + F

                  = 180 kg/jam + 1338,72933kg/jam = 1518,72933 kg/jam

                  Neraca massa komponen: Impuritis:

                  17

                  18

                  18

                  19 F = W F + F impuritis impuritis impuritis

                  = 0,004142855 180 kg/jam + 0,372857 kg/jam = 1,1185709 kg/jam

                  Anhydrous soap:

                  17

                  18

                  18

                  19 F unhydrous soap = W unhydrous soap F + F unhydrous soap

                  = 0,859657145 180 kg/jam + 77,369143 kg/jam = 232,107429 kg/jam

                  NaOH:

                  17

                  18

                  

                18

                  19 F NaOH = W NaOH F + F NaOH

                  = 0,0002 180 kg/jam + 0,018 kg/jam = 0,054 kg/jam

                  NaCl:

                  17

                  18

                  

                18

                  19 F NaCl = W NaCl F + F NaCl

                  = 0,005 180 kg/jam + 0,45 kg/jam = 1,35 kg/jam

                • F
                • F

                  Anhydrous soap NaOH NaCl

                  18 H2O F

                  

                18

                  19 H2O

                  = 0,125 180 kg/jam + 1259,97933 kg/jam = 1282,47933 kg/jam

                  Prinsip kerja alat:

                  

                Slurry yang akan dikeringkan disemprotkan melalui sebuah noozle sehingga

                terbentuk padatan dalam bentuk butiran (Wikipedia, 2010c).

                  Gliserin EDTA H 2 O Impuritis

                  F

                  Vacuum Spray Dryer

                  15

                  17

                  16 Anhydrous soap NaOH NaCl Gliserin

                  EDTA H 2 O Impuritis Anhydrous soap

                  NaOH NaCl Gliserin EDTA

                  H 2 O Impuritis

                  17 H2O = W

                  2 O:

                  EDTA: F

                  H

                  = W

                  18 Gliserin

                  F

                  18

                  19 Gliserin

                  = 0,0045 180 kg/jam + 0,405 kg/jam = 1,215 kg/jam

                  17 EDTA

                  Gliserin: F

                  = W

                  18 EDTA

                  F

                  

                18

                  19 EDTA

                  = 0,0015 180 kg/jam + 0,135 kg/jam = 0,405 kg/jam

                  17 Gliserin

                • F

                5. Vacuum Spray Dryer (D-301) Alat ini digunakan untuk mengeringkan soap noodle yang dihasilkan.

                  Perhitungan: Neraca massa total:

                  15

                  16

                  17 F = F + F

                  = 8730 kg/jam + 1518,72933 kg/jam = 10248,72933 kg/jam

                  Neraca massa komponen: Impuritis:

                  15

                  16

                  16

                  17 F impuritis = W impuritis F + F impuritis

                  = 0,004142855 8730 kg/jam + 1,1185709 kg/jam = 37,28569 kg/jam

                  Anhydrous soap:

                  15

                  16

                  16

                  17 F unhydrous soap = W unhydrous soap F + F unhydrous soap

                  = 0,859657145 8730 kg/jam + 232,107429 kg/jam = 7736,91430 kg/jam

                  NaOH:

                  15

                  16

                  

                16

                  17 F NaOH = W NaOH F + F NaOH

                  = 0,0002 8730 kg/jam + 0,054 kg/jam = 1,8 kg/jam

                  NaCl:

                  15

                  16

                  

                16

                  17 F NaCl = W NaCl F + F NaCl

                  = 0,005 8730 kg/jam + 1,35 kg/jam = 45 kg/jam

                  Gliserin:

                  15

                  16

                  16

                  17 F = W F + F Gliserin Gliserin Gliserin

                  = 0,0045 8730 kg/jam + 1,215 kg/jam = 40,5 kg/jam

                  EDTA:

                  15

                  16

                  

                16

                  17 F = W F + F EDTA EDTA EDTA

                  = 0,0015 8730 kg/jam + 0,405 kg/jam = 13,5 kg/jam

                  H

                2 O:

                  15

                  16

                  

                16

                  17 F H2O = W H2O F +F H2O

                  = 0,125 8730 kg/jam + 1282,47933 kg/jam = 2373,72933 kg/jam

                6. Homogenizer-2(M-202) Alat ini digunakan untuk menyatukan dua fasa yang berbeda agar sefasa.

                  Prinsip kerja alat: Dua campuran yang berbeda akan dicampurkan sehingga terbentuk menjadi satu campuran.

                  Anhydrous soap NaOH NaCl

                  Gliserin EDTA H 2 O Impuritis

                  14 Homogenizer II

                  13

                  15 EDTA H 2 O Anhydrous soap

                  NaOH NaCl Gliserin H 2 O Impuritis

                  Perhitungan: Neraca massa total:

                15 F

                  F

                  13

                  14

                • F

                  13

                • 54 kg/jam = 10248,72933 kg/jam F

                  13

                  = 10194,72933 kg/jam Neraca massa komponen: Impuritis:

                  F

                  13 impuritis = F 15 impuritis

                  F

                  13 impuritis = 37,28569 kg/jam Anhydrous soap:

                  F

                  13 unhydrous soap = F

                  15 unhydrous soap

                  = 7736,91430 kg/jam

                  = F

                  14 EDTA

                  15 Gliserin

                  14 H2O =F

                  F

                  2 O:

                  = 13,5 kg/jam H

                  NaOH: F

                  F

                  15 EDTA

                  14 EDTA = F

                  F

                  = 40,5 kg/jam EDTA:

                  13 Gliserin = F

                  14 EDTA

                  F

                  = 45 kg/jam Gliserin:

                  15 NaCl

                  = F

                  13 NaCl

                  F

                  = 1,8 kg/jam NaCl:

                  15 NaOH

                  = F

                  13 NaOH

                  14

                • F

                  = 54 kg/jam -13,5 kg/jam = 40,5 kg/jam

                  F

                  13 H2O +F

                  14 H2O =F

                  15 H2O

                  F

                  13 H2O +40,5 kg/jam = 2373,72933 kg/jam

                  F

                  13 H2O

                  = 2333,22933 kg/jam

                7. Plug Flow Reactor (R-201) Alat ini digunakan sebagai tempat berlangsungnya reaksi netralisasi.

                  Prinsip kerja alat: Umpan yang masuk ke reaktor akan dilewatkan pada kecepatan tinggi sehingga turbulensi yang dihasilkan melalui aliran menghasilkan pencampuran dalam reaktor.

                  Anhydrous soap NaOH NaCl

                  F

                  2 O fatty acid natrium soap noodle air

                  R-CONa + H

                  ↔

                  O O R-COH + NaOH

                  13 NaCl

                  12 NaCl = F

                  NaCl: F

                  = 1,8 kg/jam + = 1099,75406 kg/jam

                  13 NaOH +

                  12 NaOH = F

                  F

                  = 37,28569 kg/jam NaOH:

                  12 impuritis = F 13 impuritis

                  Neraca massa komponen: Impuritis:

                  Gliserin H 2 O Impuritis

                Plug Flow Reactor

                  12 fatty acid = 7133,0395 kg/jam

                  7736,91430 kg/jam = F

                  13 anhydrous soap =

                  F

                  12 asam oleat + F 12 asam linoleat

                  12 asam palmitat + F 12 asam stearat + F

                  12 asam laurat + F 12 asam miristat + F

                  12 fatty acid = F

                  F

                  Diketahui data: Reaksi: Perhitungan:

                  Gliserin H 2 O Impuritis

                  Asam oleat Asam linoleat NaOH NaCl

                  13 Asam laurat Asam miristat Asam palmitat Asam stearat

                  12

                  hidroksida

                  = 45 kg/jam Gliserin:

                  F

                  12 Gliserin = F

                  13 Gliserin

                  = 40,5 kg/jam H

                  2 O:

                  F

                  12 H2O =F

                  13 H2O -

                  = 2333,22933 kg/jam - = 1839,15 kg/jam

                8. Homogenizer-1(M-201) Alat ini digunakan untuk menyatukan dua fasa yang berbeda agar sefasa.

                  Asam laurat Asam miristat Asam palmitat Asam stearat

                  Asam oleat Asam linoleat NaOH NaCl

                  Gliserin H 2 O Impuritis Homogenizer I

                  4

                  12

                  11 NaOH NaCl Gliserin H 2 O Asam laurat

                  Asam miristat Asam palmitat Asam stearat Asam oleat

                  Asam linoleat Impuritis

                  Prinsip kerja alat: Dua campuran yang berbeda akan dicampurkan sehingga terbentuk menjadi satu campuran.

                  F

                  12 Gliserin

                  4

                  = 3024,404069 kg/jam F

                  = 1099,7540 kg/jam + 45 kg/jam + 40,5 kg/jam + 1839,15 kg/jam

                  11

                  F

                  = 1839,15 kg/jam Neraca massa total:

                  12 H2O

                  11 H2O =F

                  Perhitungan: Neraca massa komponen: Impuritis:

                  2 O:

                  = 40,5 kg/jam H

                  11 Gliserin = F

                  F

                  = 45 kg/jam Gliserin:

                  12 NaCl

                  11 NaCl = F

                  F

                  = 1099,75406 kg/jam NaCl:

                  12 NaOH

                  11 NaOH = F

                  F

                  = 37,28569 kg/jam NaOH:

                  4 impuritis = F 12 impuritis

                  F

                  11

                12 F

                • F

                  4

                  = 10194,7293 kg/jam - F

                  11

                  = 10194,7293 kg/jam - 3024,404069 kg/jam = 7170,32526 kg/jam

                  Alat ini digunakan untuk memanaskan campuran NaOH, NaCl, gliserin dan H 2 O. Prinsip kerja alat: Campuran yang masuk akan dipanaskan sewaktu melewati pelat-pelat bersamaan dengan steam dengan pola aliran berlawanan arah laluan tunggal susunan U.

                  = F

                9. Plate Exchanger-2 (E-102)

                  NaOH NaCl Gliserin H O 2

                  10 NaOH

                  11 NaCl Plate Exchanger II

                  Gliserin H O 2 Perhitungan:

                  Neraca massa komponen: NaOH:

                  10

                11 F NaOH = F NaOH

                  = 1099,75406 kg/jam NaCl:

                  10

                  11 F = F NaCl NaCl

                  = 45 kg/jam Gliserin:

                  10

                11 F Gliserin = F Gliserin

                  = 40,5 kg/jam H

                2 O:

                  10

                  11 F =F H2O H2O

                  = 1839,15 kg/jam

                10. Static Mixer-2 (M-102)

                  Alat ini digunakan untuk mencampur campuran NaOH, NaCl, gliserin dan H 2 O. Prinsip kerja alat: Campuran masuk melalui sekat-sekat yang memicu terjadinya pusaran sehingga terjadi pencampuran.

                  

                NaOH

                NaCl

                Gliserin

                H

                2

                O

                  = 45 kg/jam Gliserin:

                  10 H2O

                  9 H2O =F

                  F

                  2 O:

                  = 40,5 kg/jam H

                  10 Gliserin

                  9 Gliserin = F

                  F

                  10 NaCl

                  10 Static Mixer

                  9 NaCl = F

                  F

                  = 1099,75406 kg/jam NaCl:

                  10 NaOH

                  9 NaOH = F

                  F

                  Perhitungan: Neraca massa komponen: NaOH:

                  

                9

                NaOH

                NaCl

                Gliserin

                H

                2

                O

                  = 1839,15 kg/jam

                11. Mix Joint-1

                  8 Gliserin = F

                  = 467,7497 kg/jam

                  6

                  6

                  6

                  0,52 2291,1543 kg/jam + F

                  9 H2O

                  =F

                  7

                  6

                  5

                  52% F

                  2 O:

                  = 40,5 kg/jam H

                  9 Gliserin

                  F

                  NaOH NaCl Gliserin H 2 O

                  Perhitungan: Neraca massa komponen: NaOH:

                  Mix Joint I H 2 O

                  5

                  6 NaCl H 2 O Gliserin

                  7

                  8

                  9 NaOH H 2 O

                  F

                  = 45 kg/jam Gliserin:

                  5 NaOH = F

                  9 NaOH

                  = 1099,75406 kg/jam NaCl:

                  F

                  7 NaCl = F

                  9 NaCl

                • F
                • 80% F
                • 0,8 225 kg/jam = 1839,15 kg/jam F
                • 1371,4002 kg/jam = 1839,15 kg/jam F

                12. Plate Exchanger-1 (E-101) Alat ini digunakan untuk memanaskan campuran fatty acid.

                  Prinsip kerja alat: Campuran yang masuk akan dipanaskan sewaktu melewati pelat-pelat bersamaan dengan steam dengan pola aliran berlawanan arah laluan tunggal susunan U.

                  Asam laurat Asam miristat Asam palmitat Asam stearat

                  Asam oleat Asam linoleat Impuritis

                  

                3

                Plate Exchanger I

                  

                4

                Asam laurat Asam miristat Asam palmitat Asam stearat

                  Asam oleat Asam linoleat Impuritis

                  Perhitungan: Neraca massa total:

                  3

                4 F =F

                  = 7170,32526 kg/jam

                13. Static Mixer-1 (M-101) Alat ini digunakan untuk mencampur stearin dan PKO.

                  Prinsip kerja alat: Stearin dan PKO diaduk secara mekanis.

                  Asam laurat Asam palmitat Asam miristat Asam stearat

                  1

                  2 Asam palmitat

                Mixer

                  Asam oleat Asam stearat Asam linoleat Asam oleat

                  Impuritis Asam linoleat

                  3 Impuritis

                Asam laurat

                Asam miristat

                Asam palmitat

                  

                Asam stearat

                Asam oleat

                Asam linoleat

                Impuritis

                  Perhitungan: Neraca massa komponen: Asam laurat:

                  3

                  2 F asam palmitat = 52,9% F

                  = 0,529 1434,065052 kg/jam = 758,6204 kg/jam

                  Asam miristat:

                  3

                  2 F asam miristat = 15,6% F

                  = 0,156 1434,065052 kg/jam = 223,7141 kg/jam

                  Asam palmitat:

                  3

                  1

                  2 F asam palmitat = 51,6% F + 12,5% F

                  = 0,516 5736,260209 kg/jam + 0,125 1434,065052 kg/jam

                  = 3139,1684 kg/jam Asam stearat:

                  3

                  1

                  2 F asam stearat = 6,8% F + 3,8% F

                  = 0,068 5736,260209 kg/jam + 0,038 1434,065052 kg/jam

                  = 444,56016 kg/jam Asam oleat:

                  3

                  1

                  2 F asam oleat = 34,9% F + 13,3% F

                  = 0,349 5736,260209 kg/jam + 0,133 1434,065052 kg/jam

                  = 2192,6854 kg/jam Asam linoleat:

                  3

                  1

                  2 F asam linoleat = 6,1% F + 1,7% F

                  = 0,061 5736,260209 kg/jam + 0,017 1434,065052 kg/jam

                  = 374,2909 kg/jam Impuritis:

                  3

                  1

                  2 F impuritis = 0,6% F + 0,2% F

                  = 0,006 5736,260209 kg/jam + 0,002 1434,065052 kg/jam

                  = 37,2856 kg/jam

                  

                LAMPIRAN B

                PERHITUNGAN NERACA ENERGI

                  Basis perhitungan : 1 jam Satuan operasi : Joule/jam (J/jam) Suhu referensi : 30 °C (303,15 K) Neraca energi ini menggunakan rumus-rumus perhitungan sebagai berikut:

                  Perhitungan panas yang masuk dan keluar - Q = H =

                  Jika Cp adalah fungsi dari temperatur maka persamaan menjadi: Q = = Perhitungan panas reaksi: - Q = Perhitungan panas penguapan - Q =

                  λ

                  Perhitungan estimasi Cp L (J/mol.K) dengan menggunakan metode Chueh dan Swanson dengan rumus: n

                  Cp L = Ni i + 18,83m

                  ∆Cp ∑ i 1

                  =

                  Dengan: Cp L = kapasitas panas cairan pada 293,15 K, J/mol K

                  n = jumlah gugus yang berbeda dalam senyawa

                  Ni = jumlah gugus i dalam senyawa

                  i = nilai numerik kontribusi gugus i ∆Cp

                  m = jumlah gugus karbon yang membutuhkan kontribusi tambahan, yang mana merupakan gugus yang terikat oleh ikatan tunggal ke sebuah gugus karbon yang selanjutnya terikat ke gugus karbon yang ketiga oleh ikatan rangkap dua maupun rangkap tiga. Jika sebuah gugus karbon memenuhi kriteria ini dengan lebih dari dari satu cara, maka m harus ditambah satu untuk setiap cara, dan kontribusi tambahan

                  2 - adalah 10,46 J/mol K. Tetapi jika ada gugus -CH

                  2

                • yang pertama untuk gugus -CH yang memenuhi kriteria ini untuk cara kedua, nilai kontribusi tambahan kedua kembali ke nilai 18,83 J/mol K Nilai kontribusi gugus untuk perhitungan dengan metode Chueh dan Swansondapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LB.1 Nilai Kontribusi Gugus pada Perhitungan Cpdengan Metode Chueh dan Swanson Gugus Harga -CH 36,82

                  3

                • CH -

                  

                2 30,38

                • CH= 21,34
                • COOH 79,91 (Perry, 1999) Perhitungan estimasi C (J/mol K) dengan menggunakan metode Hurst and Harrison

                  Ps

                  dengan rumus: n Cp S = Ni i

                  ∆E ∑ i 1

                  =

                  Dengan: Cp S = kapasitas panas solid pada suhu 298.15 K, J/mol K

                  n = jumlah unsur atom yang berbeda dalam senyawa

                  Ni = jumlah unsur atom i dalam senyawa

                  i = nilai numerik kontribusi unsur atom i ∆E

                  Nilai kontribusi elemen atomuntuk perhitungan dengan metodeHurst and Harrison dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel LB.2 Nilai Elemen Atom pada Perhitungan C p dengan metode Hurst and Harrison

                  Elemen atom

                  ∆E

                  C 10,89 H 7,56 O 13,42 N 18,74

                  Na 26,19 (Perry, 1999) Data nilai-nilai Cp sesuai literatur: Cp

                  asam laurat

                  1. Asam linoleat (CH

                  o

                  C = 2.409,984 J/kg K (32

                  o

                  C = 305,15 K) (Perry, 1999) Cp soap noodle = 0,6 kkal/kg

                  o

                  C = 2.510,4 J/kg K Data nilai-nilai Cp yang dihitung:

                  3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-(CH 2 ) 7 -COOH, BM = 280,45):

                  o

                  Cp asam linoleat = 1(-CH

                  3 ) + 12(-CH 2 -) + 4(-CH=) + 1(-COOH) + 10,46 + 3(18,83)

                  = 1(36,82) + 12(30,38) +4(21,34) + 1(79,91)+ 10,46 + 3(18,83) = 633,6 J/mol K = 2.259,226244 J/kg K (Metode Chueh dan Swanson)

                  2. NaOH (BM = 39,99711): Cp NaOH = 1Na + 1O + 1H

                  = 26,19 + 13,42 + 7,56 = 47,17 J/mol K = 1.179,335207 J/kg K (MetodeHurst and Harrison)

                  3. Gliserin: Cp gliserin =

                  C = 283,15 K) (Perry, 1999) Cp gliserin = 0,576 kal/g

                  C = 2.322,12 J/kg K (15

                  = 2,15 J/g

                  asam stearat

                  o

                  C = 2.150 J/kg K (Anonim, 2000a) Cp asam miristat = 2,26 J/g

                  o

                  C = 2.260 J/kg K (Anonim, 2000b) Cp asam palmitat = 2,73 J/g

                  o

                  C = 2.730 J/kg K (Anonim, 2000c) Cp

                  = 2,30 J/g

                  o

                  o

                  C = 2.300 J/kg K (Anonim, 2000d) Cp asam oleat = 2,046 J/g

                  o

                  C = 2.046 J/kg K (Anonim, 2000e) Cp copper = 5,44 + 0,001462T kal/mol.K (Perry, 1999) Cp iron = 4,13 + 0,00638T kal/mol.K (Perry, 1999) Cp air = 4184 J/kg K Cp NaCl = 10,79 + 0,00420T kal/mol K (Perry, 1999)

                  = 772,3757057 + 0,3006467066T J/kg K Cp

                  gliserin

                  = 0,555 kal/g

                  = 832,8252 + 5,168470588T J/kg K

                  4. EDTA (C

                  10 H

                  16 N

                  2 O 8 , BM =292,24):

                  Cp = 10C + 16H + 2N + 8O

                  EDTA

                  = 10(10,89) + 16(7,56) + 2(18,74) + 8(13,42) = 374,7 J/mol K = 1.282,165344 J/kg K (MetodeHurst and Harrison)

                  5. Impuritis: Diasumsikan impuritis mengandung 60% tembaga dan 40% besi (BM av = 60,482). Cp impuritis = 0,6Cp copper + 0,4Cp iron

                  = 0,6(5,44 + 0,001462T) + 0,4(4,13 + 0,00638T) = 4,916 + 0,0034292T kal/mol K = 340,0771139 + 0, 2372238484T J/kg K

                  Panas yang dihasilkan dalam reaksi netralisasi: = 14 kal/mol asam lemak = = 225,40796577 J/kg asam lemak Steam yang digunakan adalah saturated steam pada tekanan gauge 2 bar.

                  sat

                  P = 200 kPa + 101,325 kPa = 301,325 kPa

                  sat

                  Untuk P = 300 kPa, diperoleh data:

                  sat o

                  T = 133,54 C (Smith, 2001)

                  H liq = 561,429 kJ/kg (Smith, 2001)

                  H vap = 2.724,7 kJ/kg (Smith, 2001)

                  = 2.724,7 kJ/kg – 561,429 kJ/kg

                  λ

                  = 2.163,271 kJ/kg = 2.163.271 J/kg

                  sat

                  Untuk P = 325 kPa, diperoleh data:

                  sat o

                  T = 136,29 C (Smith, 2001)

                  H liq = 573,197 kJ/kg (Smith, 2001)

                  H vap = 2.728,3 kJ/kg (Smith, 2001)

                  = 2.728,3 kJ/kg – 573,197 kJ/kg

                  λ

                  = 2.155,103 kJ/kg = 2.155.103 J/kg

                  sat

                  Sehingga untuk steam pada P = 301,325 kPa:

                  sat

                  T =

                  o

                  = 133,7 C

                • – =

                  λ

                  = 2.162.839,527 J/kg

                1. Static Mixer-1 (M-101)

                  Asam palmitat Asam stearat Asam oleat Asam linoleat

                  Impuritis o

                  1 1atm, 60 C Asam laurat Asam miristat

                  2 Asam palmitat Static Mixer I o

                  Asam stearat 1atm, 30 C Asam oleat Asam linoleat

                  3 Impuritis 1atm Asam laurat Asam miristat

                  Asam palmitat Asam stearat Asam oleat Asam linoleat

                  Impuritis

                  Perhitungan: Panas masuk:

                  1

                  2 Q = Q + Q in in in o

                  Alur 1 (T = 60 C = 333,15 K): - Q in = Tabel LB.3 Panas Masuk StaticMixer-1 pada Alur 1

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/jam) (J/kg)

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -COOH 2.959,9103 81.900,0000 242.416.650,9543

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 390,0656 69.000,0000 26.914.532,9026

                  CH -(CH ) -CH=CH-COOH 2.001,9548 61.380,0000 122.879.986,4274

                  3

                  2

                14 CH - -(CH ) -CH=CH-CH

                  3

                  2

                  4

                  2 CH=CH-(CH 2 ) 7 -COOH 349,9119 67.776,7873 23.715.902,5769

                  Impuritis 34,4176 12.466,4964 429.066,4048 Total

                  416.356.139,2661 o

                  Alur 2 (T = 30 C = 303,15 K): - Q in = Tabel LB.4 Panas Masuk Static Mixer-1 pada Alur 2

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/jam) (J/kg)

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 10 -COOH 758,6204

                  CH -(CH ) -COOH 223,7141

                  3

                  2

                12 CH -(CH ) -COOH 179,2581

                  3

                  2

                  14 CH 3 -(CH 2 ) 16 -COOH 54,4945

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-COOH 190,7307

                  CH -

                  3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH

                  2 CH=CH-(CH ) -COOH 24,3791

                  2

                  7 Impuritis 2,8681

                  Total Panas masuk total: Q in = 416.356.139,2661 J/jam + 0 J/jam = 416.356.139,2661 J/jam Panas keluar: Q = Q

                  out in

                  = 416.356.139,2661 J/jam Tabel LB.5Jumlah Nilai maStaticMixer-1 pada Alur 3

                  Komponen m ma (kg/jam) (J/kg K) (J/jam K)

                  CH -(CH ) -COOH 758,6204 2.150,0000 1.631.033,8873

                  3

                  2

                  10 CH 3 -(CH 2 ) 12 -COOH 223,7141 2.260,0000 505.593,9749

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3139,1684 2.730,0000 8.569.929,7309

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 444,5602 2.300,0000 1.022.488,3823

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-

                  COOH 2192,6854 2.046,0000 4.486.234,4615 CH

                  3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH- 2 -CH=CH-(CH 2 )

                  7

                • CH COOH 374,2910 2.259,2262 845.608,0017 Impuritis 37,2857 340,0771 12.680,0103

                  Total 17.073.568,4489 Tabel LB.6Jumlah Nilai mb StaticMixer-1 pada Alur 3 Komponen m mb

                  (kg/jam) (J/jam (J/jam

                  2 K ) K)

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 10 -COOH 758,6204

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 12 -COOH 223,7141

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3139,1684

                  CH -(CH ) -COOH 444,5602

                  3

                  2

                  16 CH 3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-COOH 2192,6854

                  CH -

                  3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-(CH 2 )

                  

                7

                COOH 374,2910

                  Impuritis 37,2857 0,2372 8,8450 Total

                  8,8450 Suhu keluar pada alur 3: Q out =

                  = Dimana:

                  ma(T-303,15) = 17.073.568,4489 T – 17.073.568,4489 (303,15)

                  = 17.073.568,4489 T –5.175.852.275,2951

                  2

                  2

                  2

                  2 mb(T – 303,15 ) = 8,8450 T - 8,8450 (303,15 )

                  2

                  = 8,8450 T – 812.859,8869 Sehingga: Q

                  out =

                • – –

                  T = 327,5 K

                2. Plate Exchanger-1(E-101)

                  Asam laurat Asam miristat Asam palmitat Asam stearat

                  Asam oleat Asam linoleat Impuritis

                  3 1atm 327,5 K Saturated

                  Plate Exchanger I Kondensat steam 2 bar (g) o 2 bar (g) o 133,7 C

                  133,7 C

                  4 o 1atm, 70 C Asam laurat Asam miristat

                  Asam palmitat Asam stearat Asam oleat Asam linoleat

                  Impuritis

                  Perhitungan: Panas masuk (T = 327,5 K): Q in = Tabel LB.7 Panas Masuk Plate Exchanger-1

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/kg) (J/jam) CH

                  3 -(CH 2 ) 10 -COOH 758,6204 52.421,3487 39.767.905,1906

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 12 -COOH 223,7141 55.103,3712 12.327.403,7491

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3139,1684 66.562,9218 208.952.220,8482

                  CH -(CH ) -COOH 444,5602 56.078,6521 24.930.334,9021

                  3

                  2

                16 CH -(CH ) -CH=CH-COOH 2192,6854 49.885,6184 109.383.470,2743

                  3

                  2

                  14 CH 3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-

                  (CH

                  2 ) 7 -COOH 374,2910 55.084,5055 20.617.633,4549

                  Impuritis 37,2857 10.115,6994 377.170,8471 Total

                  416.356.139,2661 o

                  Panas keluar (T = 70 C = 343,15 K): Q out = Tabel LB.8 Panas Keluar Plate Exchanger-1

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/kg) (J/jam) CH

                  3 -(CH 2 ) 10 -COOH 758,6204 86.000,0000 65.241.355,4919

                  CH -(CH ) -COOH 223,7141 90.400,0000 20.223.758,9943

                  3

                  2

                12 CH -(CH ) -COOH 3139,1684 109.200,0000 342.797.189,2371

                  3

                  2

                  14 CH 3 -(CH 2 ) 16 -COOH 444,5602 92.000,0000 40.899.535,2932

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-COOH 2192,6854 81.840,0000 179.449.378,4599

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-

                  (CH ) -COOH 374,2910 90.369,0497 33.824.320,0688

                  2

                7 Impuritis 37,2857 16.669,4400 621.531,5958

                  Total 683.057.069,1409

                  Panas yang dibutuhkan: Q = Q out - Q in

                  = 683.057.069,1409 J/jam – 416.356.139,2661 J/jam = 266.700.929,8748 J/jam

                  Massa saturated steam yang dibutuhkan: m = = 123,3105kg/jam

                3. Plate Exchanger-2(E-102)

                  

                NaOH

                NaCl

                Gliserin

                H O

                2

                  10 o 1atm, 30 C Saturated

                  

                Plate Exchanger II

                Kondensat steam

                  

                2 bar (g) 2 bar (g)

                o o

                133,7 C 133,7 C

                11 o 1atm, 70 C

                  

                NaOH

                NaCl

                Gliserin

                H O

                2 Perhitungan:

                  o

                  Panas masuk (T = 30 C = 303,15 K): Q =

                  in

                  Tabel LB.9 Panas Masuk Plate Exchanger-2 Komponen m

                  (kg/jam) (J/kg) (J/jam)

                  NaOH 1099,7541 H

                  2 O 1839,1500

                  NaCl 45,0000 Gliserin 40,0500

                  Total

                  o

                  Panas keluar (T = 70 C = 343,15 K): Q out = Tabel LB.10 Panas Keluar Plate Exchanger-2

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/kg) (J/jam) NaOH 1099,7541 47.173,4083 51.879.147,7277 H

                  

                2 O 1839,1500 167.360,0000 307.800.144,0000

                  NaCl 45,0000 34.781,1876 1.565.153,4401 Gliserin 40,0500 100.120,6588 4.054.886,6822

                  Total 365.299.331,8500

                  Panas yang dibutuhkan: Q = Q - Q = 365.299.331,8500 J/jam – 0 J/jam= 365.299.331,8500J/jam

                  out in

                  Massa saturated steam yang dibutuhkan: m = =168,8980 kg/jam

                4. Plug Flow Reactor(R-201)

                  

                Saturated

                Asam laurat

                steam

                Asam miristat

                  2 bar (g) Asam palmitat o Anhydrous soap

                  133,7 C Asam stearat NaOH Asam oleat

                  12

                  13 NaCl

                Plug Flow Reactor

                  Asam linoleat o o Gliserin

                1atm, 70 C 2 bar, 120 C

                NaOH

                  H O 2 NaCl 2 bar (g) o Impuritis Gliserin 133,7 C H O 2 Kondensat Impuritis

                  Perhitungan:

                  o

                  Panas masuk (T = 70 C = 343,15 K): Q =

                  in

                  Tabel LB.11 Panas Masuk Plug Flow Reactor Komponen m

                  (kg/jam) (J/kg) (J/jam)

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 10 -COOH 758,6204 86.000,0000 65.241.355,4919

                  CH -(CH ) -COOH 223,7141 90.400,0000 20.223.758,9943

                  3

                  2

                  12 CH 3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3139,1684 109.200,0000 342.797.189,2371

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 444,5602 92.000,0000 40.899.535,2932

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-COOH 2192,6854 81.840,0000 179.449.378,4599

                  CH -(CH ) -CH=CH-CH -

                  3

                  2

                  4

                  2 CH=CH-(CH ) -COOH 374,2910 90.369,0497 33.824.320,0688

                  2

                  7 Impuritis 37,2857 16.669,4400 621.531,5958

                  NaOH 1099,7541 47.173,4083 51.879.147,7277 H

                2 O 1839,1500 167.360,0000 307.800.144,0000

                  NaCl 45,0000 34.781,1876 1.565.153,4401 Gliserin 40,0500 100.120,6588 4.054.886,6822

                  Total 1.048.356.400,9910

                  o

                  Panas reaksi (T = 120 C = 393,15 K): Q reaksi =

                  12

                  = F fatty acid = = 1.607.843,9394 J/jam o

                  Panas keluar (T = 120 C = 393,15 K): Q out = Tabel LB.12 Panas Keluar Plug Flow Reactor

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/kg) (J/jam)

                  

                Anhydrous soap 7736,9143 225.936,0000 1.748.047.471,2366

                  NaOH 1,8000 106.140,1686 191.052,3035 H

                2 O 2333,2293 376.560,0000 878.600.836,9835

                  NaCl 45,0000 78.934,1271 3.552.035,7192 Gliserin 40,0500 236.900,5412 9.594.471,9173 Impuritis 37,2857 38.039,9937 1.418.347,4647

                  Total 2.641.404.215,6249

                  Panas yang dibutuhkan: Q = Q out –(Q in + Q reaksi )

                  = 2.641.404.215,6249 – (1.048.356.400,9910+ 1.607.843,9394) =1.591.439.970,6946J/jam

                  Massa saturated steam yang dibutuhkan: m = =735,8105 kg/jam

                5. Homogenizer-2 (M-202)

                  Anhydrous soap NaOH

                  13

                  14 NaCl EDTA Homogenizer II

                  Gliserin o o H 2 O 2 bar, 120 C 1atm, 30 C H O 2

                  15 Impuritis Anhydrous soap

                  NaOH NaCl Gliserin EDTA

                  H 2 O Impuritis Perhitungan: Panas masuk:

                  13

                  14 Q in = Q in + Q in o

                  Alur 13 (T = 120 C = 393,15 K): - Q in = Tabel LB.13 Panas Masuk Homogenizer-2 pada Alur 13

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/kg) (J/jam)

                  

                Anhydrous soap 7736,9143 225.936,0000 1.748.047.471,2366

                  NaOH 1,8000 106.140,1686 191.052,3035 H

                  

                2 O 2333,2293 376.560,0000 878.600.836,9835

                  NaCl 45,0000 78.934,1271 3.552.035,7192 Gliserin 40,0500 236.900,5412 9.594.471,9173 Impuritis 37,2857 38.039,9937 1.418.347,4647

                  Total 2.641.404.215,6249

                  o

                  Alur 14 (T = 30 C = 303,15 K): - Q in = Tabel LB.14 Panas Masuk Homogenizer-2 pada Alur 14

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/jam) (J/kg)

                  H

                  2 O 40,50000

                  EDTA 13,50000 Total

                  Panas masuk total: Q in = 2.641.404.215,6249 J/jam + 0 J/jam = 2.641.404.215,6249 J/jam Panas keluar: Q out = Q in

                  = 2.641.404.215,6249 J/jam Tabel LB.15Jumlah Nilai maHomogenizer-2 pada Alur 15 Komponen m ma

                  (kg/jam) (J/jam K) (J/kg K)

                  

                Anhydrous soap 7736,9143 2.510,4000 19.422.749,6804

                  NaOH 1,8000 1.179,3352 2.122,8034 H

                  

                2 O 2373,7293 4.184,0000 9.931.683,5220

                  NaCl 45,0000 772,3757 34.756,9068 Gliserin 40,0500 832,8252 33.729,4206 EDTA 13,5000 1.282,1653 17.309,2321 Impuritis 37,2857 340,0771 12.680,0103

                  Total 29.455.031,5756

                  Tabel LB.16Jumlah Nilai mbHomogenizer-2 pada Alur 15 Komponen m mb

                  2

                  (kg/jam) (J/jam K ) (J/jam K)

                  Anhydrous soap 7736,9143

                  NaOH 1,8000 H O 2373,7293

                  2 NaCl 45,0000 0,3006 13,5291

                  Gliserin 40,0500 5,1685 209,3231 EDTA 13,5000 Impuritis 37,2857 0,2372 8,8451

                  Total 231,6972

                  Suhu keluar pada alur 15: Q =

                  out

                  = Dimana:

                  ma(T-303,15) = 29.455.031,5756 T – 29.455.031,5756 (303,15)

                  = 29.455.031,5756 T –8.929.292.822,1493

                  2

                  2

                  2

                  2 mb(T – 303,15 ) = 231,6972T - 231,6972 (303,15 )

                  2

                  = 231,6972T – 21.292.956,1760 Sehingga: Q =

                • – – out
                T = 392,6 K

                6. Vacuum Spray Dryer (D-301)

                  Anhydrous soap NaOH NaCl

                  Gliserin EDTA H O 2 Impuritis 2 bar

                  Anhydrous soap

                  15 392,6 K NaOH NaCl

                  17 Saturated Vacuum Spray

                  Gliserin steam Dryer 2 bar (g) o 50 milibar EDTA 133,7 C H 2 O 2 bar (g) o Impuritis

                  133,7 C

                  16 Kondensat 50 milibar Anhydrous soap

                  NaOH NaCl Gliserin EDTA

                  H O 2 Impuritis

                  Perhitungan: Panas masuk (T = 392,6 K): Q in = Tabel LB.17 Panas Masuk Vacuum Spray Dryer

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/kg) (J/jam)

                  

                Anhydrous soap 7736,9143 225.936,0000 1.748.047.471,2366

                  NaOH 1,8000 106.140,1686 191.052,3035 H

                2 O 2333,2293 376.560,0000 878.600.836,9835

                  NaCl 45,0000 78.934,1271 3.552.035,7192 Gliserin 40,0500 236.900,5412 9.594.471,9173 EDTA 37,2857 38.039,9937 1.418.347,4647

                  Impuritis 7736,9143 225.936,0000 1.748.047.471,2366 Total

                  2.641.404.215,6249 Panas keluar:

                  16

                17 Q out = Q out + Q out

                  Alur 16: - Q out = Untuk air, diketahui:

                  sat o

                  T = 30 C (P = 4,246 kPa) (Geankoplis, 2003)

                  sat o

                  T = 33 C (P = 5,034 kPa) (Geankoplis, 2003) Titik didih air pada tekanan 50 milibar (5 kPa) adalah:

                • – sat

                  T P = 5 kPa =

                  o

                  = 32,9 C = 306,0 K Tabel LB.18 Panas Keluar Vacuum Spray Dryer pada Alur 16

                  Komponen m (kg/jam)

                  (J/kg) (J/jam)

                  

                Anhydrous soap 7504,8069 7.206,2497 54.081.512,6691

                  NaOH 1,7460 3.385,3506 5.910,8221 H

                2 O 1091,2500 12.010,4162 13.106.366,7257

                  NaCl 43,6500 2.480,0139 108.252,6082 Gliserin 39,2850 6.909,6213 271.444,4741 EDTA 13,0950 3.680,5305 48.196,5465 Impuritis 36,1671 1.183,6231 42.808,2392

                  Total 67.664.492,0848

                  Alur 17: - Q out = Untuk saturated vapor, diketahui: H = 2.556,3 kJ/kg (P = 4,246 kPa) (Geankoplis, 2003)

                  saturated vapor

                  H saturated vapor = 2.561,7 kJ/kg (P = 5,034 kPa) (Geankoplis, 2003) Entalpi saturated vapor pada tekanan 50 milibar (5 kPa) adalah:

                • – sat

                  H vap(P = 5 kPa) = = 2.556,53299492 kJ/kg = 2.556.532,99492 J/kg

                  o

                  Untuk suhu 303,15 K (30

                  C), diketahui: H air = 125,79 kJ/kg = 125.790 J/kg (Geankoplis, 2003) Entalpi saturated vapor dengan suhu referensi 303,15 K adalah:

                  sat

                  H vap = 2.556.532,99492 J/kg – 125.790 J/kg = 2.430.742,99492 J/kg

                  Sehingga untuk air dalam bentuk uap, perhitungan panas keluar menggunakan nilai entalpi: Q out = mH Massa air dalam bentuk uap pada alur 17 sama dengan massa uap air yang masuk ke

                  steam ejector:

                  = 1.248,7293 kg/jam = 1282,4793 kg/jam – 1.248,7293 kg/jam = 33,75 kg/jam

                  Tabel LB.19 Panas Keluar Vacuum Spray Dryer pada Alur 17 Komponen m

                  (kg/jam) (J/kg) (J/jam)

                  

                Anhydrous soap 232,21074 7.206,2497 1.672.624,1032

                  NaOH 0,0540 3.385,3506 182,8089 H

                2 O (liq) 33,7500 12.010,4162 405.351,5482

                  H O 1.248,7293 2.430.742,9949 3.035.340.074,5386

                  2 (g)

                  NaCl 1,3500 2.480,0139 3.348,0188 Gliserin 1,2150 6.909,6213 8.395,1899 EDTA 0,4050 3.680,5305 1.490,6148 Impuritis 1,1186 1.391,0350 1.323,9662

                  Total 3.037.432.790,7887

                  Panas yang dibutuhkan: Q = Q out – Q in

                  16

                  17

                  = Q out + Q out – Q in = (67.664.492,0848 + 3.037.432.790,7887)J/jam – 2.641.404.215,6249 J/jam =463.693.067,2486 J/jam

                  Massa saturated steam yang dibutuhkan: m = =214,3909kg/jam

                  

                LAMPIRAN C

                PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

                1. Tangki Penyimpanan Stearin (T-101)

                  Fungsi : menyimpan stearin untuk kebutuhan selama 3 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi penyimpanan: Temperatur (T) = 60 °C Tekanan dalam (P) = 1 atm = 14,696 psia

                  3 Densitas stearin = 870 kg/m (Lab. PT Nubika Jaya, 2010) (ρ)

                  Laju alir massa stearin (m) = 5.736,2602 kg/jam Lama penyimpanan (n) = 3 hari Faktor kelonggaran (fk) = 0,15 Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : H ) = 4 : 5

                  s

                  Perhitungan:

                  a. Volume tangki Volume larutan, V l =

                  3

                  = 474,7250 m Volume tangki, Vt =

                  3

                  = 545,9337 m b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) -

                  (Perry,1999) Volume tangki (Vt) - Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

                  3

                  545,9337 m = Di =8,2233 m = 323,7517 in H s = 10,2791 m = 404,6892 in

                  c. Tebal shell tangki Tinggi larutan (h) = = 8,9383 m Tekanan hidrostatik (Ph) =

                  ρgh

                  3

                  2

                  = 870 kg/m 9,8 m/det 8,9383 m = 76.208,3537 Pa = 11,0532 psia

                  Maka, P = (1,15) P

                  desain operasi

                  = 1,15 ( 14,696 + 11,0532) = 29,6116 psia Untuk bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C:

                  Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Couper, 2005) - Joint efficiency (E) : 0,85 - Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999) -

                • Umur alat (n) : 10 tahun

                  (Brownell, 1959) = = 0,4323 in

                  

                7

                Tebal shell standar yang digunakan = / in (Brownell, 1959)

                  16

                  d. Tebal head

                  7 Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu / 16 in

                  7 Untuk tebal shell / 16 in:

                  5

                  icr = 1 /

                  16 in

                  (Brownell, 1959) sf = 1½ -3½ in dipilih 1½ in (Brownell, 1959)

                  7

                  5 Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = / 16 + 1 / 16 + 1½ = 3,25 in (0,0825 m)

                  Tinggi total tangki = Hs + Hh = 10,2791 m + 0,0825 m = 10,3616 m

                  e. Insulasi Digunakan insulasi wool dengan spesifikasi: Tebal (t i ) = 1 in

                  

                3

                  = 110,5 kg/m (Geankoplis, 2003)

                  Densitas wool (ρ)

                  Konduktivitas termal (k) = 0,036 W/m.K (Geankoplis, 2003)

                • Estimasi panas hilang tanpa insulasi:

                  

                o

                  Suhu udara (T udara ) = 30 C = 303,15 K

                  

                o

                  Suhu permukaan (T s ) = 60 C = 333,15 K = 333,15 K – 303,15 K = 30 K

                  Beda suhu (ΔT)

                  Suhu rata-rata (T ) = ½ (303,15 K + 333,15 K) = 318,15 K

                  av

                  Perhitungan nilai koefisien konveksi udara (h o ) membutuhkan data berikut:

                  o

                  Untuk udara pada suhu 37,8

                  C:

                  2

                  2

                  8

                  3

                  = 1,12 10 /K.m (Geankoplis, 2003)

                  gβρ /μ

                  N Pr = 0,705 (Geankoplis, 2003)

                  o

                  Untuk udara pada suhu 65,6

                  C:

                  2

                  2

                  8

                  3

                  = 0,775 10 /K.m (Geankoplis, 2003)

                  gβρ /μ

                  N = 0,702 (Geankoplis, 2003)

                  Pr o

                  Pada suhu 318,15 K (45

                  C):

                  2

                  2

                  =

                  gβρ /μ

                  3

                  =103.064.748,2014 /K.m N =

                  Pr

                  = 0,7042

                  3

                  2

                2 N Gr = L (Geankoplis, 2003)

                  (gβρ /μ )ΔT

                  3

                  3

                  = (10,2791 m) (103064748,2014 /K.m ) (30 K)

                  12

                  = 3,35812 10

                12 Untuk N Pr N Gr > 10

                1 L

                2 Panas hilang tanpa insulasi:

                  Q = T

                  2

                  .K (266,2704 m

                  2

                  ) (30 K) = 30.778,1974 W

                  Konduktivitas termal Carbonsteel (k

                  1 ) = 45 W/m.K (Geankoplis, 2003)

                  = 333,15 K – = 333,1214 K

                  1 = Ti -

                  ΔT

                  Diameter luar insulator: D

                  2 = D 1 + 2t i

                  = 324,6267 in + 2 (1 in) = 326,6267 in (8,2963 m)

                  U = = = 1,0382 W/m

                  2

                  .K

                  = 3,8530 W/m

                  Q = h o A o

                  N Pr N Gr = 0,7042 (3,3581 10

                  = 3,8530 W/m

                  12

                  ) = 2,36479 10

                  9

                  digunakan persamaan: h o

                  = 1,24 (ΔT) 1/3

                  (Geankoplis, 2003) = 1,24 (30)

                  1/3

                  

                2

                  = 3,14 (8,2455 m) (10,2791 m) = 266,2704 m

                  .K Diameter, luas permukaan transfer panas dan suhu tangki luar: D

                  1 = Di + 2t

                  = 323,7517 in + 2 (

                  7

                  /

                  16 in)

                  = 324,6267 in (8,2455 m) A o

                  = πD

                • Panas hilang dengan insulasi:

                  Q loss = U A o

                  ΔT

                  2

                  2

                  = 1,0382 W/m .K (266,2704 m ) (333,1214 K - 303,15 K) = 8.285,5586 W

                  f. Sistem pemanas Untuk menggantikan panas yang hilang, tangki dilengkapi pengatur suhu dan koil pemanas yang menggunakan air kondensat dari berbagai unit operasi dengan spesifikasi: n = 4 buah OD = ½ in BWG = 12 Bentuk = U-tube Panjang = 20 ft

                  o

                  Suhu air = 133,7 C

                  2 o

                  U D estimasi = 40 – 75 Btu/h.ft . F (Kern, 1965)

                2 A o /L = 0,1309 ft /ft (Kern, 1965)

                  Massa air pemanas maksimum: - Wmaks = 123,3105 + 168,8980 + 735,8105 + 214,3909

                  = 1.242,4009 kg/jam Suhu keluar air pemanas: - Q

                  = W Cp ΔT o

                  8.285,5586 W = 1.242,4009 kg/jam (4.184 J/kg) (133,7 C - T out ) (1 jam/3.600 detik)

                  o

                  T = 128,0 C

                  out

                  Panas yang ditransfer heater: -

                  o

                  Suhu stearin dianggap konstan = 60 C

                  o o o 2 = 128,0 C – 60 C = 68,0 C ΔT o o o 1 = 133,7 C – 60 C = 73,7 C

                  ΔT

                  =

                  lm (ΔT)

                  = o

                  = 70,8 C A = 2n(A /L) L

                  total o

                  2

                  = 2 (4) (0,1309 ft /ft) (20 ft)

                  2

                  2

                  = 20,944 ft (0,5927 m )

                  2 o

                  2 U diambil 40 Btu/h.ft . F (227,132 W/m .K) D

                  Q heater = U D A o

                  ΔT

                  2 2 o

                  = 227,132 W/m .K (0,5927 m ) (70,8118

                  C) = 9.532,7608 W Q heater > Q loss maka sistem pemanas dengan spesifikasi di atas dapat diterima.

                2. Tangki Penyimpanan PKO (T-102)

                  Fungsi : menyimpan PKO untuk kebutuhan selama 3 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi penyimpanan: Temperatur (T) = 30 °C Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

                  3 Densitas =850kg/m (Lab. PT Nubika Jaya, 2010) PKO (ρ)

                  Laju alir massa PKO (m) = 1.434,0651kg/jam Lama penyimpanan (n) = 3 hari Faktor kelonggaran (fk) = 0,15 Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : H ) = 4 : 5

                  s

                  Perhitungan:

                  a. Volume larutan, V l =

                  3

                  = 121,4737 m Volume tangki, Vt =

                  3

                  = 139,6948 m

                  b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) -

                  (Perry,1999) Volume tangki (Vt) - Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

                  3

                  139,6948 m = Di = 5,2207 m = 205,5380 in H s = 6,5259 m = 256,9237 in

                  c. Tebal shell tangki Tinggi larutan (h) = = 5,6747 m Tekanan hidrostatik (Ph) =

                  ρgh

                  3

                  2

                  = 850 kg/m 9,8 m/det 5,6747 m = 47.270,2148 Pa = 6,8560 psia

                  Maka, P desain = (1,15) P operasi = 1,15 ( 14,696 + 6,8560) = 24,7848 psia

                  Untuk bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C:

                  Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Couper, 2005) - Joint efficiency (E) : 0,85 -

                • Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

                  Umur alat (n) : 10 tahun - (Brownell, 1959)

                  = = 0,2390 in Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in (Brownell, 1959)

                  d. Tebal head

                  Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu ¼ in Untuk tebal shell ¼ in: icr = ¾ in

                  (Brownell, 1959) sf = 1½ - 2½ in dipilih 1½ in (Brownell, 1959) Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = ¼ + ¾ + 1½ = 2,5 in (0,0635 m) Tinggi total tangki = Hs + Hh = 6,5259 m + 0,0635 m = 6,5894 m

                3. Tangki Penyimpanan NaOH (T-103)

                  Fungsi : menyimpan NaOH untuk kebutuhan selama 30 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 3 unit

                  Data kondisi penyimpanan: Temperatur (T) = 30 °C Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

                  3 Densitas NaOH 48% = 1.499,35 kg/m (Handymath, 2010) (ρ)

                  Laju alir massa NaOH (m) = 2.291,1543kg/jam Lama penyimpanan (n) = 30 hari Faktor kelonggaran (fk) = 0,2 Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : H s ) = 4 : 5

                  Perhitungan:

                  a. Volume larutan, V l =

                  3

                  = 1.100,2308 m Volume tangki, Vt =

                  3

                  = 440,0923 m

                  b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) -

                  (Perry,1999) Volume tangki (Vt) - Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

                  3

                  440,0923 m = Di = 7,6533 m = 301,3099 in H = 9,5666 m = 376,6376 in

                  s

                  c. Tebal shell tangki Tinggi larutan (h) = = 7,9722 m Tekanan hidrostatik (Ph) =

                  ρgh

                  3

                  2

                  = 1.499,35 kg/m 9,8 m/det 7,9722m = 117.140,0673 Pa = 16,9897 psia

                  Maka, P = (1,2) P

                  desain operasi

                  = 1,2 ( 14,696 + 16,9897) = 38,0229 psia Untuk bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C:

                  Allowable working stress (S) : 13.700 psia (Couper, 2005) -

                • Joint efficiency (E) : 0,85

                  Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999) -

                  Umur alat (n) : 10 tahun - (Brownell, 1959)

                  = = 0,5129 in

                  

                5

                Tebal shell standar yang digunakan = / in

                  

                8

                  d. Tebal head

                  5 Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu / 8 in

                5 Untuk tebal shell / in:

                  8

                  7

                  icr = 1 /

                  8 in

                  sf = 1½ - 3½ in dipilih 1½ in

                  5

                  7 Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = / 8 + 1 / 8 + 1½ = 4 in (0,1016 m)

                  Tinggi total tangki = Hs + Hh = 9,5666m + 0,1016 m = 9,6682 m

                4. Tangki Penyimpanan NaCl (T-105)

                  Fungsi : menyimpan NaCl untuk kebutuhan selama 30 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : Stainless Steel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi penyimpanan: Temperatur (T) = 30 °C Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

                  3 Densitas NaCl 20% = 1.142,85 kg/m (Anonim, 2009b) (ρ)

                  Laju alir massa NaCl (m) = 225kg/jam Lama penyimpanan (n) = 30 hari Faktor kelonggaran (fk) = 0,15 Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : H s ) = 4 : 5

                  Perhitungan:

                  a. Volume larutan, V l =

                  3

                  = 141,7509 m Volume tangki, Vt =

                  3

                  = 163,0135 m

                  b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) -

                  (Perry,1999) Volume tangki (Vt) - Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

                  3

                  163,0135 m = Di = 5,4964 m = 216,3914 in H s = 6,8704 m = 270,4892 in

                  c. Tebal shell tangki Tinggi larutan (h) = = 5,9743 m Tekanan hidrostatik (Ph) =

                  ρgh

                  3

                  2

                  = 1.142,85 kg/m 9,8 m/det 5,9743 m = 66.911,6989 Pa = 9,7047 psia

                  Maka, P desain = (1,15) P operasi = 1,15 ( 14,696 + 9,7047 ) = 28,0608 psia

                  Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

                  Allowable working stress (S) : 18.700 psia -

                  (Couper, 2005)

                  Joint efficiency (E) : 0,85 - Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999) -

                  Umur alat (n) : 10 tahun - (Brownell, 1959)

                  = = 0,2112 in Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in

                  d. Tebal head Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu ¼ in Untuk tebal shell¼ in: icr = ¾ in sf = 1½ - 2½ in dipilih 1½ in Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = ¼ + ¾ + 1½ = 2,5 in (0,0635 m) Tinggi total tangki = Hs + Hh = 6,8704m + 0,0635 m = 6,9339 m

                5. Tangki Penyimpanan Gliserin (T-106)

                  Fungsi : menyimpan gliserin untuk kebutuhan selama 30 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar

                  Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi penyimpanan: Temperatur (T) = 30 °C Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

                  3 Densitas gliserin = 1.254,95 kg/m (Perry, 1999) (ρ)

                  Laju alir massa gliserin (m) = 40,5kg/jam Lama penyimpanan (n) = 30 hari Faktor kelonggaran (fk) = 0,15 Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : H ) = 4 : 5

                  s

                  Perhitungan:

                  a. Volume larutan, V =

                  l

                  3

                  = 23,2360 m Volume tangki, Vt =

                  

                3

                  = 26,7214 m

                  b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) -

                  (Perry,1999)

                • Volume tangki (Vt)

                  Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

                  3

                  26,7214 m = Di = 3,0081 m = 118,4290 in H s = 3,7601 m = 148,0350 in

                  c. Tebal shell tangki

                  Tinggi larutan (h) = = 3,2696 m Tekanan hidrostatik (Ph) =

                  ρgh

                  3

                  2

                  = 1.254,95 kg/m 9,8 m/det 3,2696m = 40.211,5690 Pa = 5,8322 psia

                  Maka, P desain = (1,15) P operasi = 1,15 ( 14,696 + 5,8322) = 23,6074 psia

                  Untuk bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C:

                  

                Allowable working stress (S) - : 13700 psia (Couper, 2005)

                Joint efficiency (E) : 0,85 - Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999) -

                • Umur alat (n) : 10 tahun

                  (Brownell, 1959) = = 0,1402 in

                  

                3

                Tebal shell standar yang digunakan = / 16 in

                  d. Tebal head

                  3 Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu / 16 in

                3 Untuk tebal shell / in:

                  16

                  9

                  icr = /

                  16 in

                  sf = 1½ - 2 in dipilih 1½ in

                  3

                  9 Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = + / / + 1½ = 2,25 in (0,0571 m)

                  16

                  16 Tinggi total tangki = Hs + Hh = 3,7601m + 0,0571 m = 3,8172 m

                6. Tangki Penyimpanan EDTA (T-107)

                  Fungsi : menyimpan EDTA untuk kebutuhan selama 30 hari Bentuk : silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup datar Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi penyimpanan:

                  Temperatur (T) = 30 °C Tekanan (P) = 1 atm = 14,696 psia

                  3 Densitas EDTA = 860 kg/m (Perry, 1999) (ρ)

                  Laju alir massa EDTA (m) = 54kg/jam Lama penyimpanan (n) = 30 hari Faktor kelonggaran (fk) = 0,15 Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : H s ) = 4 : 5

                  Perhitungan:

                  3

                  a. Densitas EDTA 25% = = 957,8987 kg/m Volume larutan, V l =

                  3

                  = 40,5888 m Volume tangki, Vt =

                  

                3

                  = 46,6772 m

                  b. Diameter dan tinggi shell Volume shell tangki (Vs) -

                  (Perry,1999) Volume tangki (Vt) - Vt = Vs + 2Vh ; Vh dianggap sangat kecil untuk tutup datar

                  3

                  46,6772 m = Di = 3,6227 m = 142,6260 in H s = 4,5284 m = 178,2830 in

                  c. Tebal shell tangki Tinggi larutan (h) = = 3,9377 m Tekanan hidrostatik (Ph) =

                  ρgh

                  3

                  2

                  = 957,8987 kg/m 9,8 m/det 3,9377 m

                  = 36.965,1698 Pa = 5,3613 psia Maka, P = (1,15) P

                  desain operasi

                  = 1,15 ( 14,696 + 5,3613) = 23,0659 psia Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

                  Allowable working stress (S) : 18.700 psia (Couper, 2005) - Joint efficiency (E) : 0,85 - Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999) -

                • Umur alat (n) : 10 tahun

                  (Brownell, 1959) = = 0,1236 in

                  

                3

                Tebal shell standar yang digunakan = / in

                  16

                  d. Tebal head

                  3 Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu / 16 in

                  3 Untuk tebal shell / 16 in:

                  9

                  icr = /

                  16 in

                  sf = 1½ - 2 in dipilih 1½ in

                  3

                  9 16 /

                • Maka tinggi head (Hh) = dh + icr + sf = /

                  16 + 1½ = 2,25 in (0,0571 m)

                  Tinggi total tangki = Hs + Hh = 4,5284m + 0,0571 m = 4,5855 m

                7. Static Mixer-1 (M-101)

                  Fungsi : mencampur palm oil stearin dan palm kernel oil Bentuk : pipa silinder dengan modifikasi penambahan sekat Bahan konstruksi : Commercial Steel

                  Data kondisi operasi: Temperatur = 327,5 K (54,4 °C) Tekanan = 1 atm = 14,696 psia Laju alir massa stearin (m) = 5.736,2602 kg/jam Laju alir massa PKO (m) = 1.434,0651kg/jam

                • 0,2 (16,2676)
                  • Laju alir volumetrik stearin (Q

                  = massa stearin/ ρ stearin

                  d. Coefficient of Variation reduction (CoV R ) CoV =

                  = = 0,1962

                  /jam Cv =

                  3

                  = 1,6037 m

                  3

                  = 1.434,0651kg/jam / 894,2171 kg/m

                  / ρ PKO

                  Q PKO = massa PKO

                  /jam

                  3

                  = 6,5714 m

                  3

                  = 5.736,2602 kg/jam / 872,9067 kg/m

                  ) Q stearin

                  (Paul, 2004) = = 2,0243 Pencampuran dianggap sudah homogeny bila CoV = 0,05 CoV = CoV/CoV (Paul, 2004)

                  Viskositas campuran (μ m )

                  Data stearin dan PKO: Tabel LC.1 Densitas dan Viskositas Stearin dan PKO

                  Komponen Fraksi ρ i (kg/m3) μ i

                  (cP) 50 °C 55 °C 54,4 °C 50 °C 55 °C 54,4 °C

                Stearin 0,8 875,1000 872,6000 872,9067 23,6800 19,8800 20,3462

                PKO 0,2 897,2000 893,8000 894,2171 18,6100 15,9400 16,2676

                  (Anonim, 2010; Burdick, 2010) Perhitungan:

                  a. Densitas campuran(ρ m ) = = 877,0871 kg/m

                  3 b.

                  (Perry,1999)

                  stearin

                  μ m = [0,8 (20,3462) 1/3

                  

                1/3

                  ]

                  3

                  = 19,4815 cP = 0,0195 Pa.s

                  c. Fraksi Volume (Cv)

                • Laju alir volumetrik PKO (Q PKO )

                  R

                  = 0,05/2,0243 = 0,0247

                  e. Diameter pipa (Di) Untuk cairan, kecepatan yang direkomendasikan adalah antara 2 m/s – 3 m/s.

                  Q total = Q PKO + Q Stearin

                  3

                  

                3

                  = 1,6037 m /jam+ 6,5714 m /jam

                  3

                  = 8,1751 m /jam Q total =

                  3

                  8,1751 m /jam = Di = 0,0340 m = 34,0079 mm Digunakan pipa standar 1¼ in BWG 40.

                  Diperoleh data: Di = 35,05 mm = 0,03505 m (Geankoplis, 2003)

                • 4

                2 A = 9,648 10 m (Geankoplis, 2003)

                  Kecepatan fluida, v = = = 2,3537 m/s

                  f. Bilangan Reynolds N Re =

                  (Geankoplis, 2003) = = 3.710,6450 (transisi)

                • 5

                  Untuk commercial steel, diperoleh equivalent roughness m

                  (ε) = 4,6 10 (Geankoplis, 2003).

                  = 0,0013

                  g. Fanning friction factor

                  0,225 0,44

                  f = + 0,53 (Couper, 2005)

                  0,094(ε/D) (ε/D) +88(ε/D) 0,225 0,44

                  = 0,094(0,0013) + 0,53(0,0013) +88(0,0013) = 0,0418

                  h. Tipe static mixer Karena N lebih dekat ke N aliran turbulen (4000), digunakan:

                  Re Re

                  Tipe element : SMV (Corrugated Plate)

                  Koefisien pencampuran (KT) = 100 – 200 (diambil rata-rata: 150) Koefisien pressure drop (KiT) = 0,21 – 0,46 (diambil rata-rata: 0,335)

                  g. Jumlah elemen

                L/D

                  CoV R = Ki (Couper, 2005)

                  L/D = = = 3,3841

                  Untuk elemen dengan L/D = 1, jumlah elemen yang diperlukan hanya 3 elemen karena pencampuran juga terjadi di sepanjang pipa.

                  h. Penurunan tekanan (Paul, 2004)

                  ΔP = KT.ΔP pipe pipe

                  (Couper, 2005)

                  ΔP = f ρ

                  3

                  2

                  = 0,0418 (877,0871 kg/m ) (3) (2,3537 m/s) /2 = 304,6579 Pa = 150 (304,6579 Pa) = 45.698,6887 Pa (dapat diterima)

                  ΔP

                8. Static Mixer-2 (M-102)

                  Fungsi : mencampur NaOH, NaCl, gliserin dan H 2 O. Bentuk : pipa silinder dengan modifikasi penambahan sekat Bahan konstruksi : commercial pipe steel

                  Data kondisi operasi: Temperatur = 30 °C Tekanan = 1 atm = 14,696 psia Laju alir massa campuran (m) = 2.688,3592 kg/jam

                  Data komponen: Tabel LC.2 Fraksi dan Massa Komponen Masuk Static Mixer-2 (S-102)

                  Komponen Fraksi Massa (kg/jam) NaOH 0,3636 1.099,7541 H

                2 O

                  0,6081 1.839,1500 NaCl 0,0149 45,0000 Gliserin 0,0134 40,0500 Perhitungan:

                  a. Densitas campuran(ρ m ) Karena 97,1730% komponen dalam static mixer terdiri dari NaOH dan air, digunakan larutan NaOH sebagai acuan perhitungan densitas dan viskositas.

                  Komponen yang digunakan sebagai parameter pencampuran adalah gliserin yang merupakan komponen dengan jumlah fraksi terkecil. % NaOH =

                  = = 37,4206 %

                  3 Densitas NaOH 37,4206% pada 30 °C= 1397,53 kg/m (Handymath, 2010)

                  3 Densitas gliserin pada 30 °C= 1.254,95 kg/m (Perry, 1999)

                  3 ρ m = = 1.395,4070 kg/m

                  b. m )

                  Viskositas campuran (μ

                  Viskositas larutan NaOH 35% pada 30 °C = 13,4 cP (Anonim, 2004) Viskositas larutan NaOH 40% pada 30 °C = 21,8 cP (Anonim, 2004)

                  NaOH (37,4206%) = 13,4 + (21,8 – 13,4)/(40-35) (37,4206 – 35) = 17,7335 cP μ

                  Viskositas gliserin pada 30 °C = 612 cP (Anonim, 2011c) Untuk cairan non organik,

                  (Perry,1999)

                  m = exp [(1 – 0,0134) ln(17,7335 cP) + 0,0134 ln(612 cP)] μ

                  = 18,5947 cP = 0,0186 Pa.s

                  c. Fraksi Volume (Cv) Laju alir volumetrik larutan non gliserin (Q ) -

                  A

                  Q A = (massa total – massa gliserin) NaOH

                  / ρ

                  3

                  = (3.024,4041 kg/jam – 40,05 kg/jam)/ 1.397,53 kg/m

                  3

                  = 2,1354 m /jam Laju alir volumetrik gliserin (Q - B ) Q = massa gliserin

                  B gliserin / ρ

                  3

                  = 40,05kg/jam / 1.254,95 kg/m

                  3

                  = 0,0319 m /jam Cv =

                  = = 0,0147

                  d. Coefficient of Variation reduction (CoV R ) CoV =

                  (Paul, 2004) CoV =

                  = 8,1318 Pencampuran dianggap sudah homogeny bila CoV = 0,05 CoV R = CoV/CoV (Paul, 2004) CoV = 0,05/8,1318

                  R

                  = 0,0061

                  e. Diameter pipa (Di) Untuk cairan, kecepatan yang direkomendasikan adalah antara 2 m/s – 3 m/s.

                  Q = Q + Q

                  total A B

                  3

                  

                3

                  = 2,1354 m /jam+ 0,0319 m /jam

                  3

                  = 2,1673 m /jam Q =

                  total

                  3

                  2,1673 m /jam = Di = 0,0175 m = 17,5103 mm Digunakan pipa standar ¾ in BWG 80.

                  Diperoleh data: Di = 18,85 mm = 0,0188 m (Geankoplis, 2003)

                • 4

                2 A = 2,791 10 m (Geankoplis, 2003)

                  Kecepatan fluida, v = = = 2,1570 m/s

                  f. Bilangan Reynolds N =

                  (Geankoplis, 2003)

                  Re

                  = = 3.042,2573 (transisi)

                • 5

                  Untuk commercial steel, diperoleh equivalent roughness m

                  (ε) = 4,6 10 (Geankoplis, 2003).

                  = 0,0024

                  g. Fanning friction factor

                  0,225 0,44

                  f = + 0,53 (Couper, 2005)

                  0,094(ε/D) (ε/D) +88(ε/D) 0,225 0,44

                  = 0,094(0,0024) + 0,53(0,0024) +88(0,0024) = 0,0444

                  h. Tipe static mixer Karena N lebih dekat ke N aliran laminar (2300), digunakan:

                  Re Re

                  Tipe element : SMX (Cross Bar) Koefisien pencampuran (KL) = 37,5 Koefisien pressure drop (KiL) = 0,63 i. Jumlah elemen

                L/D

                  CoV R = Ki (Couper, 2005)

                  L/D = = = 11,0203

                  Untuk elemen dengan L/D = 1, jumlah elemen yang diperlukan hanya 11 elemen karena pencampuran juga terjadi di sepanjang pipa. j. Penurunan tekanan

                  (Paul, 2004)

                  ΔP = KL.ΔP pipe pipe

                  (Couper, 2005)

                  ΔP = f ρ

                  

                3

                  2

                  = 0,0444 (1.395,4070 kg/m ) (11) (2,1570 m/s) /2 = 1.585,4292 Pa = 37,5 (1.585,4292 Pa) = 59.453,5942 Pa (dapat diterima)

                  ΔP

                9. Plate Exchanger-1 (E-101)

                  Fungsi : memanaskan campuran asam lemak Bentuk : balok berisi pelat-pelat tipis yang tersusun vertikal

                  Bahan konstruksi : CarbonSteel SA-285 grade C Susunan pelat : susunan 2 pass – 1 pass dengan aliran berlawanan arah Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi operasi:

                  Spacing = 3 mm

                  Diameter ekuivalen (De) = 6 mm = 0,006 m Tebal pelat = 0,7 mm = 0,0007 m Lebar pelat (W) = 15 cm = 0,15 m Perpindahan panas (Q) = 266.700.929,8748 J/jam Perbandingan massa stearin dan PKO = 4 : 1

                  Fluida dingin: Massa = 7.170,3253 kg/jam Suhumasuk (Tin) = 54,4 °C Suhukeluar (Tout) = 70 °C Kecepatan (Vc) = 0,25 m/s Jumlah Pass = 2 Faktor Fouling (Rc) = 0,0002 – 0,00005 (diambil 0,0001)

                  Fluida panas: Massa = 123,3105 kg/jam Suhumasuk/keluar (Ts) = 133,7 °C Tekanan (P) = 2 bar (g) Jumlah Pass = 1 Faktor Fouling (Rs) = 0,00003

                  Perhitungan:

                  a. Log Mean Temperature Difference av

                  (LMTD), ΔTc dan Tc

                  = Ts – Tout = 133,7 °C – 70 °C = 63,7 °C

                  ΔT1

                  = Ts – Tin = 133,7 °C – 54,4 °C = 79,3 °C

                  ΔT2

                  LMTD = = = 71,2 °C = Tout – Tin = 70 °C – 54,4 °C = 15,6 °C

                  ΔTc

                  Tc = (Tout + Tin)/2 = (70 °C + 54,4 °C)/2 = 62,2 °C

                  av Data Komponen dan Bahan Tabel LC.3 Data Komponen dan Bahan dalam Plate Exchanger-1 (PE-101)

                  Komponen Suhu Densitas Viskositas Konduktivitas

                  o

                  3

                  (

                  C) (kg/m ) (cP/mPa.s) (W/m.K) Stearin 62,2 869,1472 15,9123 0,1689 PKO 62,2 888,7647 12,4285 0,1520 Stearin + PKO 62,2 873,0011 15,1693 0,1636

                • Carbon Steel 100,0

                  45 (Anonim, 2010; Applewhite, 1994; Burdick, 2010; Obetta, 1964; Geankoplis, 2003; Perry, 1999; Poling, 2001)

                  b. Jumlah unit transfer N =

                  (Sinnot, 2005)

                  H ΔTc/LMTD = 15,6 °C/ 71,2 °C = 0,2193

                  Diperoleh faktor koreksi LMTD, Fg = 0,99 (Sinnot, 2005)

                  c. Jumlah saluran

                  2 A = w.spacing = 0,15 m (0,003 m) = 0,00045 m

                  N = = = 20,28

                  ≈ 21

                  Untuk 2 pass: N = 2 N = 2 21 = 42 Jumlah saluran total (n) = 2 N = 2 42 = 84 Jumlah pelat = n + 1 = 84 + 1 = 85

                  Fluida Dingin

                  d. Bilangan Reynolds N Re = = = 86,3258 (Geankoplis, 2003)

                  e. Koefisien konveksi Cp = = = 2.382,2547 J/kg.°C N Pr = = = 220,9008 (Geankoplis, 2003)

                  0,67 0,34

                  Nu = 0,37(N Re ) (N Pr ) (McCabe, 2010)

                  0,67 0,34

                  = 0,37(86,3258) (220,9008) = 43,5513

                  2

                  hc = Nu.k/De = 43,5513 (0,1636 W/m.K)/0,006 m = 1.187,4250 W/m .K

                  f. Koefisien perpindahan panas

                2 Estimasi: hs = 1.680 W/m .K

                • 0,3
                • 0,3

                  = 62,2 °C + (133,7 °C – 62,2 °C) = 104,1 °C

                  λ

                  (Geankoplis, 2003)

                  

                Steam 133,7 1,5542 - -

                  (W/m.K) Air 118,9 945,0943 0,3011 0,6805

                  (cP/mPa.s) Konduktivitas

                  ) Viskositas

                  3

                  (kg/m

                  C) Densitas

                  o

                  Komponen Suhu (

                  = (Tw + Ts)/2 = (104,1 °C + 133,7 °C)/2 = 118,9 °C Data Air dan Steam Tabel LC.4 Data Air dan Steam dalam Plate Exchanger-1 (PE-101)

                  ref

                  T

                  i. Suhu dinding Tw = Tc av + (Ts – Tc av )

                  = 2.162.839,527 J/kg (Geankoplis, 2003) j. Bilangan Reynolds

                  h. Pressure drop fc = 2,5 N Re

                  U = = = 631,7311 W/m

                  2

                  .K

                  g. Tinggi pelat m.Cp.dT = U.A.Fg.LMTD

                  ρc.Vc.w.De.Cp.ΔTc

                  = U.2.w.L.Fg.LMTD L = = = 0,2734 m Untuk 2 pass, L = ½ (0,2734 m) = 0,1483 m

                  = 2,5 (86,3258)

                  Fluida Panas (Steam)

                  = 0,6563

                  ΔP = 2f[L/De]ρv

                  2

                  = 2 (0,6563) (0,2734/0,006) (873,0011) (0,25)

                  2

                  = 3.263,7014 Pa

                • Kecepatan steam
                m.Cp.dT

                  = m.λ (Susunan U) ρc.Vc.A.Cp.ΔTc = ρs.Vs.A.λ (Susunan U)

                  Vs = = = 2,4150 m/s

                  Untuk susunan 2 pass – 1 pass, flow area steam 2 kali dari umpan, sehingga: Vs = ½ (2,4150 m/s) = 1,2075 m/s N Re = = = (Geankoplis, 2003) N Re = = 74,7830 k. Koefisien konveksi

                  Untuk N Re < 1800, maka: Nu = 1,13

                  (Geankoplis, 2003) Dimana:

                  

                ref

                ρl = densitas kondensat pada suhu T sat

                  ρv = densitas uap pada T

                  2

                  g = konstanta gravitasi (9,8 m/s )

                  sat

                  h = panas laten penguapan pada suhu T

                  fg

                ref

                μl = viskositas kondensat pada suhu T

                  kl = konduktivitas panas kondensat pada suhu T ref

                  ΔT = beda suhu uap dan dinding = Ts – Tw

                  Nu = 1,13 = 1,13 = 337,5355

                  2

                  hs = Nu.kl/L = 337,5355 (0,6805/0,1367) = 1.680,0423 W/m .K Karena hs hitung

                  ≈ hs estimasi, maka perhitungan dengan nilai hs estimasi dapat diterima.

                  l. Pressure drop N Re = = = 37,3915

                • 0,3

                  fc = 2,5 N Re

                • 0,3

                  = 2,5 (37,3915) = 0,8435

                  2 ΔP = 2f[L/De]ρv

                  2

                  = 2 (0,8435) (0,1367/0,006) (1,5542) (1,2075) = 87,1105 Pa

                10. Plate Exchanger-2 (E-102)

                  Fungsi : memanaskan campuran NaOH, NaCl, gliserin dan H

                  2 O

                  Bentuk : balok berisi pelat-pelat tipis yang tersusun vertikal Bahan konstruksi : StainSteel SA-240grade 304 Susunan pelat : susunan 4 pass – 2 pass dengan aliran berlawanan arah Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi operasi:

                  Spacing = 3 mm

                  Diameter ekuivalen (De) = 6 mm = 0,006 m Tebal pelat = 0,7 mm = 0,0007 m Lebar pelat (W) = 15 cm = 0,15 m Perpindahan panas (Q) = 365.299.331,8500 J/jam Fraksi massa larutan NaOH dan NaCl = 0,9866

                  Fluida dingin: Massa = 3.024,4041 kg/jam Suhumasuk (Tin) = 30 °C Suhukeluar (Tout) = 70 °C Kecepatan (Vc) = 0,2 m/s Jumlah Pass = 4 Faktor Fouling (Rc) = 0,0002 – 0,00005 (diambil 0,0001)

                  Fluida panas: Massa = 168,8980 kg/jam Suhumasuk/keluar (Ts) = 133,7 °C Tekanan (P) = 2 bar (g) Jumlah Pass = 2

                  Faktor Fouling (Rs) = 0,00003 Perhitungan:

                  a. Log Mean Temperature Difference av

                  (LMTD), ΔTc dan Tc

                  = Ts – Tout = 133,7 °C – 70 °C = 63,7 °C

                  ΔT1

                  = Ts – Tin = 133,7 °C – 30 °C = 103,7 °C

                  ΔT2

                  LMTD = = = 82,1 °C = Tout – Tin = 70 °C – 30 °C = 40 °C

                  ΔTc

                  Tc = (Tout + Tin)/2 = (70 °C + 30 °C)/2 = 50 °C

                  av

                  Data Komponen dan Bahan Tabel LC.5 Data Komponen dan Bahan dalam Plate Exchanger-2 (PE-102)

                  Komponen Suhu Densitas Viskositas Konduktivitas

                  o

                  3

                  (

                  C) (kg/m ) (cP/mPa.s) (W/m.K) NaOH 37,4206% 50 1384,1100 7,0000 0,6629 Gliserin 50 1261,0000 142,0000 0,2838 Campuran 50 1357,6018 7,2879 0,5434

                • 50
                • Stainless Steel

                  15,05 (Anonim, 2004; 2009a; 2011c; Geankoplis, 2003; Handymath, 2010; Perry, 1999; Poling, 2001; Wikipedia, 2011)

                  b. Jumlah unit transfer N =

                  (Sinnot, 2005)

                  H ΔTc/LMTD = 40 °C/ 82,1 °C = 0,4874

                  Diperoleh faktor koreksi LMTD, Fg = 0,99 (Sinnot, 2005)

                  c. Jumlah saluran

                  2 A = w.spacing = 0,15 m (0,003 m) = 0,00045 m

                  N = = = 6,87

                  ≈ 7

                  Untuk 4 pass: N = 4 N = 4 7 = 28 Jumlah saluran total (n) = 2 N = 2 28 = 56 Jumlah pelat = n + 1 = 56 + 1 = 57

                  Fluida Dingin

                  d. Bilangan Reynolds N Re = = = 223,5378 (Geankoplis, 2003)

                  e. Koefisien konveksi Cp = = = 3.019,5976 J/kg.°C N Pr = = = 40,4979 (Geankoplis, 2003)

                  0,67 0,34

                  Nu = 0,37(N Re ) (N Pr ) (McCabe, 2010)

                  0,67 0,34

                  = 0,37(223,5378) (40,4979) = 47,0673

                  2

                  hc = Nu.k/De = 47,0673 (0,5434 W/m.K)/0,006 m = 4.262,7269 W/m .K

                  f. Koefisien perpindahan panas

                2 Estimasi: hs = 1.369 W/m .K

                  U = =

                  2

                  = 875,9916 W/m .K

                  g. Tinggi pelat m.Cp.dT = U.A.Fg.LMTD

                  = U.2.w.L.Fg.LMTD

                  ρc.Vc.w.De.Cp.ΔTc

                  L = = = 0,6912 m Untuk 4 pass, L = ¼ (0,6912 m) = 0,1728 m Untuk 2 pass, L = ½ (0,6912 m) = 0,3456 m

                  h. Pressure drop

                • 0,3

                  fc = 2,5 N Re

                • 0,3

                  = 2,5 (223,5378) = 0,4933

                  2 ΔP = 2f[L/De]ρv

                  2

                  = 2 (0,4933) (0,6912/0,006) (1.357,6018) (0,2) = 6.172,2305 Pa

                  Fluida Panas (Steam) i. Suhu dinding

                • Tw = Tc (Ts – Tc )

                  av av

                  = 50 °C + (133,7 °C – 50 °C) = 70,3 °C

                  T ref = (Tw + Ts)/2 = (70,3 °C + 133,7 °C)/2 = 102,0 °C Data Air dan Steam Tabel LC.4 Data Air dan Steam dalam Plate Exchanger-1 (PE-101)

                  Komponen Suhu Densitas Viskositas Konduktivitas

                  o

                  3

                  (

                  C) (kg/m ) (cP/mPa.s) (W/m.K) Air 102,0 953,8118 0,2596 0,6825

                • Steam 133,7 1,5542 0,0116 (Geankoplis, 2003)

                  = 2.162.839,527 J/kg (Geankoplis, 2003)

                  λ

                  j. Bilangan Reynolds Kecepatan steam - m.Cp.dT

                  = m.λ (Susunan U) ρc.Vc.A.Cp.ΔTc = ρs.Vs.A.λ (Susunan U)

                  Vs = = = 9,7564 m/s Untuk susunan 4 pass – 2 pass, flow area steam 2 kali dari umpan, sehingga: Vs = ½ (9,7564 m/s) = 4,8782 m/s N Re = = = (Geankoplis, 2003)

                  = = 350,4934 k. Koefisien konveksi

                  Untuk N < 1800, maka:

                  Re

                  Nu = 1,13 (Geankoplis, 2003)

                  Dimana:

                  

                ref

                ρl = densitas kondensat pada suhu T ρv = densitas uap (ρv dapat diabaikan karena sangat kecil disbanding ρl)

                  2

                  g = konstanta gravitasi (9,8 m/s )

                  sat

                  h fg = panas laten penguapan pada suhu T

                  

                ref

                μl = viskositas kondensat pada suhu T

                  kl = konduktivitas panas kondensat pada suhu T

                  ref ΔT = beda suhu uap dan dinding = Ts – Tw

                  Nu = 1,13 = 1,13

                  Nu = 346,5990

                  2

                  hs = Nu.kl/L = 346,5990 (0,6825/0,3456) = 1.369,0380 W/m .K Karena hs hitung

                  ≈ hs estimasi, maka perhitungan dengan nilai hs estimasi dapat diterima.

                  l. Pressure drop N Re = = = 175,2467 (Geankoplis, 2003)

                • 0,3

                  fc = 2,5 N Re

                • 0,3

                  fc = 2,5 (175,2467) = 0,5307

                  2 ΔP = 2f[L/De]ρv

                  2

                  = 2 (0,5307) (0,3456/0,006) (1,5542) (4,8782) = 2.261,0313 Pa

                11. Homogenizer-1 (M-201)

                  Fungsi : mencampur asam lemak campuran dengan larutan NaOH, NaCl dan gliserin. Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi operasi: Temperatur = 70 °C Tekanan = 1 atm = 14,696 psia Laju alir massa campuran A (m) = 7.170,3253 kg/jam

                  Laju alir massa campuran B (m) = 3.024,4041 kg/jam Faktor kelonggaran = 0,2 Perbandingan diameter tangki dengan tinggi head (Di : H h ) = 4 : 1

                  Data sistem pengaduk: Jenis pengaduk = three blade propeller Jumlah baffle = 4 buah Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm Diameter impeller (Da) = 0,4 Di Tinggi cairan (h) = 1 Di Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

                  Baffle spacing = 0,1 J

                  Pitch = Da Data campuran A: Tabel LC.5 Densitas dan Viskositas Stearin dan PKO 3 Komponen Fraksi

                  i (cP) ρ i (kg/m ) μ

                  

                Stearin 0,8 12,7500 865,4000

                PKO 0,2 10,0000 883,3000

                Total 1,0 12,1641 868,9217

                  (Anonim, 2010; Burdick, 2010; Perry, 1999) Data campuran B: Tabel LC.6 Densitas dan Viskositas Larutan NaOH dan Gliserin 3 Komponen Fraksi i (cP) ρ i (kg/m )

                  μ

                  NaOH (aq) 0,9866 4,0000 1.370,5200 Gliserin 0,0134 50,6000 1.254,9500 Total 1,0000 4,1383 1.368,8320 (Anonim, 2004; 2011c; Handymath, 2010; Perry, 1999) Data campuran total: Tabel LC.7 Densitas dan Viskositas Campuran Total 3 Komponen Fraksi i (cP) ρ i (kg/m )

                  μ

                  A 0,7033 12,1641 868,9217 B 0,2967 4,1383 1.368,8320 Total 1,0000 8,8341 974,5036 (Perry, 1999)

                  Perhitungan:

                • Waktu pengadukan untuk mencapai 99%keseragaman pada propeller dapat dihitung menggunakan persamaan:

                  Waktu pengadukan (τ)

                  16,4 = Θ

                99 N

                  (Anonim, 2011) Dimana:

                  Θ 99 = waktu untuk mencapai 99% keseragaman

                  N = kecepatan putaran pengaduk D = diameter impeller T = diameter tangki Z = tinggi cairan

                  1,7 -0,5

                  16,4 = Θ

                  99 (400 rpm) [0,4] [1] Θ 99 = 0,1947 menit (0,00324 jam) Waktu pencampuran dari persamaan di atas hanya berlaku untuk N’ Re > 10.000.

                • Laju alir massa total (M)

                  M = 7.170,3253 kg/jam + 3.024,4041 kg/jam = 10.194,7294 kg/jam Trial

                  τ = 0,1947 menit (0,00324 jam)

                  3 Volume larutan, V = = 0,0339 m - l

                  Volume head tangki (Vh) - (Couper, 2005)

                  Volume shell yang terisi cairan (Vf) - Volume total yang ditempati cairan (V -

                  

                l )

                  V l = Vf + Vh ; hanya bagian dasar tangki yang terisi cairan V l =

                  V l =

                  3

                  0,0339 m = Di = 0,3333 m Diameter impeller (Da) - Da = 0,4 Di = 0,4 (0,3333 m) = 0,1333 m Bilangan Reynolds, N’ - Re = (Geankoplis, 2003) N’ Re = = 13.074,9103 Oleh karena bilangan Reynolds pengadukan > 10.000, maka waktu pencampuran yang dicoba telah memenuhi.

                  a. Volume tangki, Vt =

                  3

                  = 0,0407 m

                  b. Diameter dan tinggi shell Di = 0,3333 m = 13,1102 in

                • Volume shell tangki (Vs)

                  (Perry,1999) Volume tangki (Vt) - Vt = Vs + 2Vh

                  3

                  0,0407 m = H s = 0,3554 m = 13,9913 in

                  c. Tebal shell tangki Tinggi larutan (h) = Di = 0,3333 m Tekanan hidrostatik (Ph) =

                  ρgh

                  3

                  2

                  = 974,5036 kg/m 9,8 m/det 0,3333 m = 3.183,0601 Pa = 0,4617 psia

                  Maka, P desain = (1,2) P operasi = 1,2 ( 14,696 + 0,4617) = 18,1892 psia

                  Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

                  Allowable working stress (S) : 12.900 psia (Couper, 2005) - Joint efficiency (E) : 0,85 - Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999) -

                  Umur alat (n) - : 10 tahun (Brownell, 1959)

                  = = 0,0308 in

                  3 Tebal shell standar yang digunakan = / 16 in

                  d. Tebal head (Brownell, 1959) dh =

                  = 0,0309 in

                  3 Tebal head standar yang digunakan = / in

                  

                16

                H e = Di/4 = 0,3333 m/4 = 0,0833m = 3,2805 in

                  3 Untuk tebal shell / 16 in, tidak terdapat data untuk tutup elipsoidal sehingga

                  digunakan data yang paling mendekati (¼ in): sf = 2 – 2¼ in dipilih 2 in

                  3 Maka tinggi head (Hh) = dh + H e + sf = / 16 + 3,2805 + 2 = 5,4680 in (0,1389 m)

                  Tinggi total tangki = Hs + 2 Hh = 0,3554 m + 2 (0,1389 m) = 0,6332 m

                  e. Daya pengaduk

                  Power number, N - p

                  Diperoleh, N p = 0,3652 (Couper, 2005)

                  3

                5 P = N p Da (Geankoplis, 2003)

                  ρ N

                  3

                  3

                  5

                  = 0,3652 (974,5036kg/m ) (400/60 rps) (0,1333 m) = 3,9626 W (0,0053 Hp)

                  Diasumsikan efisiensi pengaduk (η) = 50%, maka:

                  P akt = 0,0053 Hp/0,5 = 0,0106 Hp

                  1 Digunakan daya standar /

                  20 Hp

                  12. Plug Flow Reactor (R-201) Fungsi : melangsungkan proses netralisasi asam lemak.

                • (CH
                • COOH 758,6204 2.150,0000 1.631.033,8873 CH

                  CH

                  Total 465.158.092,2217

                  

                Anhydrous soap 116.053,7146 2.510,4000 291.341.245,2061

                  NaCl 720,0000 772,3757 556.110,5081 Gliserin 648,0000 832,8252 539.670,7296

                  Impuritis 596,5711 340,0771 202.880,1649 NaOH 1.126,7541 1.179,3352 1.328.820,7438 H

                  2 ) 7 -COOH 374,2910 2.259,2262 845.608,0017

                  2

                  4

                  )

                  2

                  3

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -CH=CH-COOH 2.192,6855 2.046,0000 4.486.234,4615

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 444,5602 2.300,0000 1.022.488,3823

                  3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3.139,1684 2.730,0000 8.569.929,7309

                  ma

                  Bentuk : pipahorizontal dengan saluran loop. Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  3 -(CH 2 ) 12 -COOH 223,7141 2.260,0000 505.593,9749

                  10

                  )

                  2

                  3

                  (J/jam K) CH

                  CH

                  Komponen m (kg/jam) (J/kg K)

                  a. Suhu campuran umpan dan laju recycle Tabel LC.8 Jumlah Nilai maReaktor

                  Perhitungan:

                  = 0,0167 jam (Lab. PT Nubika Jaya, 2010) Faktor keamanan (F) = 0,2 Rasio laju recycle terhadap laju alir masuk (R) = 15 (Lab. PT Nubika Jaya, 2010) Perbandingan diameter reaktor dengan panjang (Di : L) = 1 : 100

                  Waktu tinggal (τ)

                  Data kondisi operasi: Temperatur umpan = 70 °C Temperatur akhir = 120 °C Tekanan gauge = 2 – 3 bar (diambil 3 bar/ 43,5114 psi) Laju alir massa umpan masuk = 10.194,7293kg/jam Laju steam = 735,8105 kg/jam Perpindahan panas (Q) = 1.591.439.970,6946J/jam

                • (CH
                • CH=CH-CH
                • CH=CH-(CH

                2 O 36.837,5900 4.184,0000 154.128.476,4306

                  Tabel LC.9 Jumlah Nilai mb Reaktor Komponen m mb

                  2

                  2

                  (kg/jam) (J/kg K ) (J/jam K ) CH

                  3 -(CH 2 ) 10 -COOH 758,6204 0,0000

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 12 -COOH 223,7141 0,0000

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 14 -COOH 3.139,1684 0,0000

                  CH

                  3 -(CH 2 ) 16 -COOH 444,5602 0,0000

                  CH -(CH ) -CH=CH-COOH 2.192,6855 0,0000

                  3

                  2

                  14 CH 3 -(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-

                  (CH

                  2 ) 7 -COOH 374,2910 0.0000

                  Impuritis 596,5711 0,2372 141,5209 NaOH 1.126,7541 0,0000 H O 36.837,5900 0,0000

                2 NaCl

                  720,0000 0,3006 216,4656 Gliserin 648,0000 5,1685 3349,1689

                  Anhydrous soap 116.053,7146

                  Total 3.707,1555 Jumlah panas masuk ke reaktor adalah panas umpan ditambah panas laju recycle.

                  Q = Q in + R.Q out = 1.048.356.400,9910 J/jam + 15(2.641.404.215,6249J/jam)

                  Q = 40.669.419.635,3641 J/jam Suhu campuran: Q =

                  = Diperoleh:

                  ma(T-303,15) = 465.158.092,2217 T – 465.158.092,2217(303,15)

                  = 465.158.092,2217T – 141.012.675.657,0150

                  2

                  2

                  2

                  2 mb(T – 303,15 ) = 3.707,1555 T – 3.707,1555 (303,15 )

                  2

                  = 3.707,1555 T – 340.687.298,8166 Sehingga: Q=

                • – o

                  T = 390,3 K (117,2

                  C) Suhu rata-rata campuran dalam reaktor:

                  o o o

                  T = (117,2 C + 120 C)/2 = 118,6 C

                  av o

                  Tabel LC.10 Fraksi, Densitas dan Viskositas komponen pada suhu 118,6 C

                  3 Fraksi ρ i (cP) i (kg/m ) μ

                  Stearin 0,0352 4,9370 842,7000 PKO 0,0088 7,0000 858,8000 NaOH (aq) 0,0183 3,5000 1.349,8500 Gliserin 0,0002 12,0000 1.254,9500 Soap 0,9375 40,0000 975,0000 Total 1,0000 34,9920 973,4666 (Anonim, 2004; 2009a; 2010a; 2011c; Applewhite, 1994; Handymath, 2010; Perry, 1999; Splitz, 1996)

                  b. Volume tangki

                  3 Volume tangki, Vt = = 2,7983 m

                  c. Diameter dan panjangshell reaktor

                  3

                  2,7983 m = Di = 0,3291 m = 12,9556 in H s = 32,9054 m = 1.295,4864 in

                  d. Tebal shell tangki P desain = (1,15) P operasi

                  = 1,15 ( 14,696 + 43,5114) = 66,9385 psia

                  Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

                  Allowable working stress (S) : 12900 psia -

                  (Couper, 2005)

                  Joint efficiency (E) : 0,85 - Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999) -

                  Umur alat (n) : 10 tahun - (Brownell, 1959)

                  = = 0,0597 in

                  

                3

                Tebal shell standar yang digunakan = / 16 in (Brownell, 1959)

                  e. Bilangan Reynolds

                  N Re = (Geankoplis, 2003)

                  = = 5.009,6415

                  f. Sistem pemanas Reaktor dilengkapi pengatur suhu dan jaket pemanas yang menggunakan steam dengan spesifikasi: Tebal jaket = 1 in (0,0254 m)

                  o

                  Suhu steam = 133,7 C

                  

                2 o

                  U D estimasi = 100 – 500 Btu/h.ft . F Panas yang ditransfer heater:

                  o o o

                  = 133,7 C – 120 C = 13,7 C

                  2 ΔT o o o 1 = 133,7 C – 117,4 C = 16,3 C

                  ΔT

                  =

                  (ΔT) lm

                  =

                  o

                  = 15,0 C A o s

                  = π(Di + 2t)H = π(0,3291 m + 2 0,0254 m) 32,9054 m

                  2

                  = 39,2723 m

                  2 o

                  2 U D diambil 300 Btu/h.ft . F (1703,49 W/m .K)

                  Q = U A

                  heater D o ΔT

                  2 2 o

                  Q heater = 1.703,49 W/m .K (39,2723 m ) (15,0

                  C) = 1.003.499,564 W = 3.612.598.431 J/jam Q heater > Q maka sistem pemanas dengan spesifikasi di atas dapat diterima.

                13. Homogenizer-2 (M-202) Fungsi : mencampur sabun dengan larutan EDTA.

                  Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints

                  Jumlah : 1 unit Data kondisi operasi:

                  Temperatur = 119,4 °C Tekanan = 2 – 3 bar gauge(diambil 3 bar/ 43,5114 psi) Laju alir massa sabun (m) = 10.194,7293 kg/jam Laju alir massa EDTA (m) = 54 kg/jam Faktor kelonggaran = 0,2 Perbandingan diameter tangki dengan tinggi head (Di : H h ) = 4 : 1

                  Data sistem pengaduk: Jenis pengaduk = three blade propeller Jumlah baffle = 4 buah Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm Diameter impeller (Da) = 0,4 Di Tinggi cairan (h) = 1 Di Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

                  Baffle spacing = 0,1 J

                  Pitch = Da Data sabun dan EDTA: Tabel LC.11 Densitas dan Viskositas Sabun dan EDTA

                  Komponen Fraksi μ i (cP)

                  ρ i (kg/m 3 ) Sabun

                  0,9947 40,0000 975,0000

                  EDTA

                  0,0053 30,0000 957,8987

                  Total

                  1,0000 39,9394 974,9083 (Perry, 1999; Splitz, 1996) Perhitungan:

                • Waktu pengadukan (τ)

                  Waktu pengadukan untuk mencapai 99%keseragaman pada propeller dapat dihitung menggunakan persamaan: 16,4 = Θ

                99 N

                  (Anonim, 2011) Dimana:

                  Θ 99 = waktu untuk mencapai 99% keseragaman

                  N = kecepatan putaran pengaduk D = diameter impeller T = diameter tangki Z = tinggi cairan

                  1,7 -0,5

                  16,4 = Θ

                  99 (400 rpm) [0,4] [1] Θ

                  99 = 0,1947 menit (0,00324 jam) Waktu pencampuran dari persamaan di atas hanya berlaku untuk N’ Re > 10000.

                  Laju alir massa total (M) - M = 10.194,7293 kg/jam + 54 kg/jam = 10.248,7293kg/jam Trial

                  τ = 0,1947 menit (0,00324 jam)

                  Volume larutan, V = -

                  l

                  3

                  = 0,0341 m Volume head tangki (Vh) -

                  (Couper, 2005) Volume shell yang terisi cairan (Vf) - Volume total yang ditempati cairan (V ) -

                  

                l

                  V l = Vf + Vh ; hanya bagian dasar tangki yang terisi cairan =

                  V l =

                  3

                  0,0341 m = Di = 0,3337 m Diameter impeller (Da) - Da = 0,4 Di

                  = 0,4 (0,3337 m) = 0,1335 m

                  Bilangan Reynolds, N’ - Re = (Geankoplis, 2003) N’ = = 2.902,9913

                  Re

                  Oleh karena bilangan Reynolds pengadukan < 10.000, diperlukan perhitungan lebih lanjut akibat pengaruh bilangan Reynolds, perbedaan densitas dan viskositas terhadap waktu pencampuran menggunakan persamaan:

                • T = t f f f

                  (Couper, 2005)

                  u u, turb Re μ Δρ

                  Dimana: T u = waktu pencampuran total t = waktu pencampuran pada keadaan turbulen

                  u, turb

                  f Re = faktor koreksi untuk bilangan Reynolds

                • f = faktor koreksi untuk rasio viskositas

                  μ

                  f Δρ = faktor foreksi untuk perbedaan densitas

                  Trial τ = 0,5 menit (0,0083 jam)

                  Volume larutan, V = - l

                  3

                  = 0,0873 m Volume total yang ditempati cairan (V ) -

                  

                l

                  V =

                  l

                  3

                  0,0873 m = Di = 0,4566 m Diameter impeller (Da) - Da = 0,4 Di

                  = 0,4 (0,4566 m) = 0,1827 m Bilangan Reynolds, N’ - Re = (Geankoplis, 2003) N’ Re = = 5.434,8143

                • = 40/30 = 1,3333

                  sabun EDTA μ = μ /μ

                  2

                2 N Ri D

                  = ΔρgZ/ρN

                  2

                  2

                  = (975-957,8987) 9,8 (0,4566)/[957,8987 (400/60) (0,1827) ] = 0,0538

                  Diperoleh: f = 1,1331 (Couper, 2005)

                  Re

                • f = 1

                  (Couper, 2005)

                  μ

                  f Δρ = 1 (Couper, 2005)

                • T u = t u, turb f Re f μ f Δρ = 0,1947 menit 1,1331 1 1 = 0,2426 menit Karena

                  τ (0,5 menit) > Tu (0,2426 menit), maka waktu pengadukan dapat diterima.

                  a. Volume tangki, Vt =

                  3

                  = 0,1047 m

                  b. Diameter dan tinggi shell Di = 0,4566 m = 17,9746 in Volume shell tangki (Vs) -

                  (Perry,1999) Volume tangki (Vt) - Vt = Vs + 2Vh

                  3

                  0,1047 m = H s = 0,5429 m = 21,3743 in

                  c. Tebal shell tangki P desain = (1,2) P operasi

                  = 1,2 ( 14,696 + 43,5114) = 69,8489 psia Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

                  Allowable working stress (S) : 12.900 psia (Couper, 2005) - Joint efficiency (E) : 0,85 -

                  Corossion allowance (C) : 0,002 in/tahun (Perry,1999) -

                  Umur alat (n) : 10 tahun - (Brownell, 1959)

                  = t = 0,0775 in

                  3 Tebal shell standar yang digunakan = / in

                  

                16

                  d. Tebal head (Brownell, 1959)

                  = = 0,0773 in

                  3 Tebal head standar yang digunakan = / 16 in

                  H = Di/4 = 0,4566 m/4 = 0,1142m = 4,4946 in

                  e

                3 Untuk tebal shell / in, tidak terdapat data untuk tutup elipsoidal sehingga

                  16

                  digunakan data yang paling mendekati (¼ in): sf = 2 – 2¼ in dipilih 2 in

                  3 Maka tinggi head (Hh) = dh + H e + sf = / 16 + 4,4946 + 2 = 6,6821 in (0,1698 m)

                  Tinggi total tangki = Hs + 2 Hh = 0,5429 m + 2 (0,1698 m) = 0,8824 m

                  e. Daya pengaduk

                • Power number, N p

                  Diperoleh, N p = 0,3924 (Couper, 2005)

                  3

                5 P = N p Da (Geankoplis, 2003)

                  ρ N

                  3

                  3

                  5

                  = 0,3924 (974,9083kg/m ) (400/60 rps) (0,1827 m) P = 23,0734 W (0,0310 Hp)

                  Diasumsikan efisiensi pengaduk (η) = 50%, maka:

                  P = 0,0310 Hp/0,5 = 0,0620 Hp

                  akt

                  Digunakan daya standar ¼ Hp

                14. Vaccum Spray Dryer(D-301)

                  Fungsi : memisahkan sebagian air dari sabun Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup konikal

                  Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi operasi: Temperatur (T) = 32,9 °C Tekanan dalam (P) = 50 milibar = 5.000 Pa Tekanan steam(P) = 2 bar (g) = 301.325 Pa

                  3

                  3 Densitas s = 950 – 1.000 kg/m (diambil 975 kg/m ) lurry (ρ)

                  3 Volume spesifik uap air (V) = 28,2217 m /kg (Geankoplis, 2003)

                  Laju alir massa slurry (m) = 10.248,7293kg/jam Laju alir massa uap (m) = 1.248,7293 kg/jam

                  = 4 detik (Woollatt, 1985)

                  Waktu tinggal (τ)

                  Perpindahan panas (Q) = 463.693.067,2486J/jam Perbandingan diameter dengan tinggitangki (Di : H ) = 1 : 1

                  s

                  Perbandingan diameter dengan diameter bukaan atas (Di : da) = 2 : 1 Perbandingan diameter dengan diameter bukaan bawah (Di : db) = 2 : 1

                  

                o

                  Sudut kemiringan tutup (Θa) = 30

                  

                o

                  Sudut kemiringan dasar (Θb) = 60 Perhitungan:

                  a. Volume chamber Vc = V Slurry + V uap

                  = + mVt

                • Vc =

                  3

                  = 39,1672 m

                  b. Diameter dan tinggi chamber Volumeshell (Vs) -

                  (Perry,1999)

                3 Vs = 0,7854 Di

                  Volume tutup dan alas tangki -

                  Untuk headkonikal:

                  2

                2 V = 0,262 H(D + Dd + d )

                  H = [(D-d)/2]tanΘ

                  o

                  2

                  2

                  2 Volume tutup, Va = 0,262 [(Di-0,5Di)/2]tan(30 ) (Di + 0,5Di + 0,25Di )

                  3

                  = 0,0662 Di

                  o

                  2

                  2

                  2 Volume dasar, Vb = 0,262 [(Di-0,5Di)/2]tan(60 ) (Di + 0,5Di + 0,25Di )

                  3

                  = 0,1985 Di Volume chamber (Vc) -

                  3

                  3

                  3 Vt = 0,7854 Di + 0,0662 Di + 0,1985 Di

                3 Vt = 1,0501 Di

                  3

                  3

                  39,1672 m = 1,0501 Di Di = 3,3411 m H s = 3,3411 m

                  c. Tinggi tutup dan alas

                  o

                  Ha = [(Di – 0,5Di)/2]tan(30 )

                  o

                  = (0,25Di) tan(30 )

                  o

                  = 0,25 (3,3411 m) tan(30 ) = 0,4823 m

                  o

                  Hb = [(Di – 0,5Di)/2]tan(60 )

                  o

                  = (0,25Di) tan(60 )

                  o

                  Hb = 0,25 (3,3411 m) tan(60 ) = 1,4468 m

                  d. Tebal chamber Tekanan kritik yang menyebabkan buckling:

                3 Pc = 2,2E[t/D]

                  Dimana: Pc = tekanan kritik E = modulus young bahan konstruksi t/D = perbandingan tebal dan diameter tangki

                  2

                  11

                  2 Untuk baja, E = 200.000 N/mm = 2 10 N/m

                  Untuk faktor keselamatan = 3,

                3 Pc = (2,2E[t/D] )/3

                  1/3

                  t = (3P/2,2E) D = = 0,0425 m (1,6722 in)

                  

                3

                Tebal shell standar yang digunakan = 1 / 4 in (Brownell, 1959)

                  e. Tebal head

                  3 Tebal head (dh) diambil sama dengan tebal shell, yaitu 1 / 4 in

                  f. Ukuran poros, scrapper, dan blade Panjang poros - L = Tinggi total chamber

                  = 0,4823 m + 3,3411 m + 1,4468 m = 5,2702 m

                • Diameter dalam poros

                  Kecepatan slurry melewati poros diestimasi melalui perbedaan tekanan:

                  0,5

                  v

                  = (2ΔP/ρ) 3 0,5

                  = [2(200.000 Pa – 5.000 Pa)/(975 kg/m )] = 20 m/s

                  Kecepatan sebenarnya harus lebih rendah lagi akibat gaya gesekan pada saluran dan hambatan pada noozle, sehingga kecepatan yang digunakan dalam perhitungan adalah setengah dari kecepatan yang dihitung (10 m/s).

                2 Q v

                  = A.v = π/4 d

                  d = = = = 0,0193 m = 1,93 cm Panjang scrapper - L = ½ Di = ½ (3,3411 m) = 1,6706 m

                • Panjang blade

                  o

                  Panjang blade atas (tutup) = Ha/ sinΘa = 0,4823 m / sin(30 ) = 0,9645 m Panjang blade tengah (badan) = H s = 3,3411 m

                  o

                  Panjang blade bawah (dasar) = Hb/ sinΘb = 1,446 m / sin(60 ) = 1,6706 m

                  g. Jaket pemanas

                  Chamber dilengkapi pengatur suhu dan jaket pemanas yang menggunakan steam

                  dengan spesifikasi: Tebal jaket = 1 in (0,0254 m) o

                  Suhu steam = 133,7 C

                  2

                  2 U estimasi = 150 Kcal/m .jam.K (627.600 J/m .jam.K) D

                  Panas yang ditransfer heater:

                  o o o

                  C – 32,9 C = 100,8 C

                  ΔT = 133,7

                  A

                  o = π(Di + 2t)H s = π(3,3411 m + 2 0,0254 m) 3,3411 m

                  2

                  = 35,6027 m Q heater = U D A o

                  ΔT

                  2 2 o

                  = 627.600 J/m .jam.K (35,6027 m ) (100,8

                  C) = 2.252.298.009 J/jam Q heater > Q maka sistem pemanas dengan spesifikasi di atas dapat diterima.

                15. Cyclone Separator-1 (FG-301)

                  Fungsi : memisahkan debu sabun dari uap air Bentuk : silinder vertikal dengan tutup datar dan dasar konikal Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi operasi: Temperatur (T) = 32,9 °C Tekanan dalam (P) = 50 milibar = 5.000 Pa

                  3 Volume spesifik uap air (V) = 28,2217 m /kg (Geankoplis, 2003)

                  Laju alir massa uap (m) = 1.248,7293 kg/jam Dimensi Cyclone:

                  Tinggi inlet = 0,5 D Lebar inlet = 0,2 D Tinggi silinder = 1,5 D Tinggi dasar = 2,5 D Diameter exit atas = 0,5 D Diameter konikal = 0,375 D Perhitungan:

                  a. Laju alir volumetrik Q = mV

                  3

                  = 1.248,7293 kg/jam 28,2217 m /kg

                  3

                  

                3

                  = 35.241,248 m /jam = 9,7892 m /s

                  b. Diameter dan tinggi silinder Kecepatan masuk siklon = 15 m/s Q = A.v

                2 A = W.H = 0,2D (0,5D) =0,1D

                  2 Q = 0,1D .v 0,5

                3 0,5

                  D = (10Q/v) = (10 9,7892m /s / 15m/s) = 2,5546 m Untuk perancangan digunakan diameter 2,6 m. Tinggi silinder, Hs = 1,5D = 1,5 (2,6 m) = 3,9 m

                  c. Lebar dan tinggi inlet Lebar inlet, W = 0,2D = 0,2 (2,6 m) = 0,52 m Tinggi inlet, H = 0,5D = 0,5 (2,6 m) = 1,3 m

                  d. Diameter dan tinggi konikal Diameter atas = D = 2,6 m Diameter bawah, Dk = 0,5D = 0,5 (2,6 m) = 1,3 m Tinggi konikal, Hk = 2,5D = 2,5 (2,6 m) = 6,5 m

                  e. Diameter exit atas Diameter exit, De = 0,5D = 0,5(2,6 m) = 1,3 m

                  f. Tebal siklon Tekanan kritik yang menyebabkan buckling:

                3 Pc = 2,2E[t/D]

                  Dimana: Pc = tekanan kritik E = modulus young bahan konstruksi t/D = perbandingan tebal dan diameter tangki

                  2

                  11

                  2 Untuk baja, E = 200.000 N/mm = 2 10 N/m

                  Untuk faktor keselamatan = 3,

                  3 Pc = (2,2E[t/D] )/3 1/3

                  t = (3P/2,2E) D = = 0,0230 m (0,9049 in)

                  Tebal shell standar yang digunakan = 1 in (Brownell, 1959)

                  g. Penurunan tekanan

                  ΔP =

                  Dimana:

                  ΔP = penurunan tekanan siklon, mbar ρf = densitas fluida, kg/m3

                  u

                  1 = kecepatan masuk, m/s

                  u

                  2 = kecepatan keluar, m/s

                  rt = jari-jari lingkaran ke pusat garis dari jalan masuk, m re = jari-jari pipa keluar, m Ø

                  = faktor tekanan yang bergantung pada nilai φ dan rt/re

                  1 φ = fc.As/A

                  fc = faktor friksi, untuk gas 0,005

                  2 As = luas permukaan siklon yang terbuka untuk fluida yang berputar, m

                  2 A 1 = luas pipa masuk, m

                  

                2

                A = W.H = (0,52 m) 1,3 m = 0,676 m

                  1

                  2 As = πD(Hs + Hk) = π 2,6 m (3,9 m + 6,5 m) = 84,9487 m

                  2

                  2

                  )/0,676 m = 0,6283

                  φ = 0,005 (84,9487 m

                  rt/re = (D-W/2)/De = (2,6 – 0,52/2)/1,3 = 1,8 Diperoleh Ø = 0,9

                  3

                  u

                  1 = Q/A 1 = 9,7892 m /s / 0,676 m/s = 14,4810 m/s

                  2

                  2

                  

                2

                A 2 /4 = 1,3273 m = πDe /4 = π (1,3 m)

                  3

                  2

                  u

                  2 = Q/A 2 = 9,7892 m /s /1,3273 m = 7,3752 m/s ΔP =

                  = 0,2098 mbar

                16. Cyclone Separator-2 (FG-302)

                  Fungsi : memisahkan debu sabun dari uap air Bentuk : silinder vertikal dengan tutup datar dan dasar konikal Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi operasi: Temperatur (T) = 32,9 °C Tekanan dalam (P) = 50 milibar = 5.000 Pa

                  3 Volume spesifik uap air (V) = 28,2217 m /kg (Geankoplis, 2003)

                  Laju alir massa uap (m) = 1.248,7293 kg/jam Dimensi Cyclone:

                  Tinggi inlet = 0,5 D Lebar inlet = 0,2 D Tinggi silinder = 1,5 D Tinggi dasar = 2,5 D Diameter exit atas = 0,5 D Diameter konikal = 0,375 D

                  Perhitungan:

                  a. Laju alir volumetrik Q = mV

                  3

                  = 1.248,7293 kg/jam 28,2217 m /kg

                  3

                  3

                  = 35.241,248 m /jam = 9,7892 m /s

                  b. Diameter dan tinggi silinder Kecepatan masuk siklon = 15 m/s Q = A.v

                2 A = W.H = 0,2D (0,5D) =0,1D

                  2 Q = 0,1D .v 0,5

                3 0,5

                  D = (10Q/v) = (10 9,7892m /s / 15m/s) = 2,5546 m Untuk perancangan digunakan diameter 2,6 m.

                  Tinggi silinder, Hs = 1,5D = 1,5 (2,6 m) = 3,9 m

                  c. Lebar dan tinggi inlet Lebar inlet, W = 0,2D = 0,2 (2,6 m) = 0,52 m Tinggi inlet, H = 0,5D = 0,5 (2,6 m) = 1,3 m

                  d. Diameter dan tinggi konikal Diameter atas = D = 2,6 m Diameter bawah, Dk = 0,5D = 0,5 (2,6 m) = 1,3 m Tinggi konikal, Hk = 2,5D = 2,5 (2,6 m) = 6,5 m

                  e. Diameter exit atas Diameter exit, De = 0,5D = 0,5(2,6 m) = 1,,3 m

                  f. Tebal siklon Tekanan kritik yang menyebabkan buckling:

                3 Pc = 2,2E[t/D]

                  Dimana: Pc = tekanan kritik E = modulus young bahan konstruksi t/D = perbandingan tebal dan diameter tangki

                  2

                  11

                  2 Untuk baja, E = 200.000 N/mm = 2 10 N/m

                  Untuk faktor keselamatan = 3,

                  3 Pc = (2,2E[t/D] )/3 1/3

                  t = (3P/2,2E) D = = 0,023 m (0,9049 in)

                  Tebal shell standar yang digunakan = 1 in (Brownell, 1959)

                  g. Penurunan tekanan

                  ΔP =

                  Dimana:

                  ΔP = penurunan tekanan siklon, mbar ρf = densitas fluida, kg/m3

                  u

                  1 = kecepatan masuk, m/s

                  u = kecepatan keluar, m/s

                  2 rt = jari-jari lingkaran ke pusat garis dari jalan masuk, m re = jari-jari pipa keluar, m Ø = fakt

                  or tekanan yang bergantung pada nilai φ dan rt/re

                  1 φ = fc.As/A

                  fc = faktor friksi, untuk gas 0,005

                  2 As = luas permukaan siklon yang terbuka untuk fluida yang berputar, m

                  2 A 1 = luas pipa masuk, m

                  

                2

                A 1 = W.H = (0,52 m) 1,3 m = 0,676 m

                  2 As = πD(Hs + Hk) = π 2,6 m (3,9 m + 6,5 m) = 84,9487 m

                  2

                  2

                  )/0,676 m = 0,6283

                  φ = 0,005 (84,9487 m

                  rt/re = (D-W/2)/De = (2,6 – 0,52/2)/1,2 = 1,8 Diperoleh Ø = 0,9

                  3

                  u = Q/A = 9,7892m /s / 0,676 m/s = 14,4810 m/s

                  1

                  1

                  2

                  2

                  

                2

                A 2 /4 = 1,3273 m = πDe /4 = π (1,3 m)

                  3

                  2

                  u

                  2 = Q/A 2 = 9,7892m /s /1,3273 m = 7,3752 m/s ΔP =

                  = 0,2098 mbar

                17. Steam Ejector (L-301)

                  Fungsi : menciptakan tekanan vakum dalam vaccum spray dryer dan membuang uap air dari cyclone separator Bentuk : silinder terbuka Bahan konstruksi : Stainless SteelSA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 2 unit

                  Data kondisi operasi: Temperatur uap (T u ) = 32,9 °C = 306,0 K Temperatur steam (T ) = 133,7 °C = 406,8 K

                  s

                  Tekanan dalam (P) = 50 milibar = 0,05 bar

                  Tekanan luar ejector-1 (P

                  1 ) = 500 milibar = 0,5 bar

                  Tekanan luar ejector-2 (P ) = 1 atm = 1,0132 bar

                2 Tekanan steam (P s ) = 2 bar(g) = 3,0132 bar

                  Laju alir massa uap (W u ) = 1.248,7293 kg/jam Perhitungan:

                  a. Dimensi ejector pertama P

                  1 /P = 0,5 bar/ 0,05 bar = 10

                  P/P s = 0,05 bar/ 3,0132 bar = 0,0166 Diperoleh: A

                  2 /A 1 = 9

                  (Perry, 1999)

                  b. Massa steam yang diperlukan untuk ejector pertama W s /W u = 0,03

                  (Perry, 1999) w/wa = wb/wa (Perry, 1999)

                  Dimana: W/Wa = perbandingan aktual massa steam yang diperlukan terhadap massa uap Wb/Wa = perbandingan massa steam yang diperlukan terhadap massa uap dari perhitungan T 0a = suhu steam T = suhu uap

                  0b

                  Ma = massa molekul steam Mb = massa molekul uap Untuk Mb = Ma w/wa = 0,03 = 0,0346 Massa steam, w = W u (w/wa) = 1.248,7293 kg/jam (0,0346) = 43,194 kg/jam

                  c. Dimensi ejector kedua P

                  1 /P = 1,0132 bar/ 0,5 bar = 2,0265

                  P/P s = 0,5 bar/ 3,0132 bar = 0,1659 Diperoleh: A

                  2 /A 1 = 7

                  (Perry, 1999)

                  d. Massa steam yang diperlukan untuk ejector kedua

                  W s /W u = 0,7 (Perry, 1999) w/wa = wb/wa (Perry, 1999)

                  Dimana: W/Wa = perbandingan aktual massa steam yang diperlukan terhadap massa uap Wb/Wa = perbandingan massa steam yang diperlukan terhadap massa uap dari perhitungan T = suhu steam

                  0a

                  T 0b = suhu uap Ma = massa molekul steam Mb = massa molekul uap Suhu campuran steam dan uap (T): W s .C s u .C u

                  .ΔT = W .ΔT

                  C = C , sehingga:

                  s u

                  W s u

                  . ΔT = W . ΔT

                  43,194 kg/jam (T – 306,0 K)= 1.248,7293 kg/jam (406,8 K – T) T = 403,5 K Untuk Mb = Ma w/wa = 0,7 = 0,7029 Massa total uap, wa = 1.248,7293 kg/jam + 43,194 kg/jam = 1.291,9233 kg/jam Massa steam, w = W u (w/wa) = 1.291,9233 kg/jam (0,7029) = 908,1161 kg/jam

                18. Pompa-1 (J-101)

                  Fungsi : memompa palm stearin dari tanki penyimpanan ke static

                  mixer

                  Jenis : pompa rotary Bahan konstruksi : Commercial Steel

                  Data kondisi operasi: Temperatur operasi (T) = 30 °C Laju alir massa stearin (m) = 5.736,2602 kg/jam = 3,5128 lbm/s

                  3

                  3

                  = 870 kg/m = 54,3143 lbm/ft

                  Densitas (ρ)

                  = 16,95 cP = 0,0114 lbm/ft.s

                  Viskositas (μ) Perhitungan:

                  a. Laju alir volumetrik

                  3 Q /s = m/ρ = 3,5128 /54,3143 = 0,0647 ft

                  b. Diameter optimum

                  0,45 0,13

                  D = 3,9 (Peters et.al., 2004)

                  × Q ×ρ 0,45 0,13

                  = 3,9 0,0647 54,3143 = 1,9118 in

                  c. Spesifikasi pipa Digunakan pipa dengan spesifikasi: (Geankoplis, 2003) Ukuran pipa nominal = 2 in -

                  Schedule pipa = 40 -

                  Diameter dalam (ID) = 2,067 in - Diameter luar (OD) - = 2,375 in

                  2 Luas penampang dalam (a - t ) = 0,0233 ft

                  Bahan konstruksi = commercial steel -

                • 5 -3
                • d. Kecepatan linear v = Q/a = 0,0647 /0,0233 = 2,7758 ft/s

                  equivalent roughness = 4,6 10 m = 1,8110 10 in (ε)

                  t

                  e. Bilangan Reynold N Re = = = 2280,0264 (Geankoplis, 2003)

                  f. Faktor fanning

                • 3

                  /2,067 = 0,0009

                  ε/D = 1,8110 10

                  Diperoleh f = 0,05 (Couper, 2005)

                  g. Instalasi pipa Panjang pipa lurus = 50 ft -

                • 1 buah gate valve fully open, K f = 0,17 (Geankoplis, 2003)

                  o

                • 2 buah standard elbow 90 , K f = 0,75 (Geankoplis, 2003)
                • 1 buah sharp edge entrance, K e = 0,55 (Geankoplis, 2003)
                • 1 buah sharp edge exit, K ex = 1 (Geankoplis, 2003)

                  = = 14,5266

                  ΣF =

                  = = 2,125 ft.lbf/lbm

                  Tinggi pemompaan, Δz = 0 ft Static head

                  , Δz = 0 ft.lbf/lbm Velocity head, = 0 ft.lbf/lbm Pressure head, = = 0 ft.lbf/lbm

                  h. Daya pompa

                • W s

                  (Geankoplis, 2003)

                  = Δz + + + ΣF

                  = 0 + 0 + 0 + 2,125 ft.lbf/lbm = 2,125 ft.lbf/lbm

                  Untuk efisiensi pompa 80

                  %, maka

                  Tenaga pompa, P = = = 0,017 hp

                  1 Maka dipilih pompa dengan tenaga /

                20 hp

                19. Pompa-2 sampai Pompa-13 (J-102 – J-113)

                  Analog dengan cara di atas, untuk pompa lainnyadiperoleh: Tabel LC.12 Laju Alir Massa, Densitas, dan Viskositas Umpan

                  Pompa m

                  ρ μ

                  (kg/jam) (lbm/s) (kg/m3) (lbm/ft3) (cP) (lbm/ft.s) J-102 1434,0651 0,8782 850,0000 53,0657 39,0300 0,0262 J-103 2291,1543 1,4031 1.499,3500 93,6048 36,0000 0,0242 J-104 467,7497 0,2864 995,6800 62,1606 0,8007 0,0005 J-105 225,0000 0,1378 1.142,8500 71,3484 5,0000 0,0034 J-106 40,5000 0,0248 1.254,9500 78,3469 612,0000 0,4112 J-107 54,0000 0,0331 957,8987 59,8019 30,0000 0,0202 J-108 7170,3253 4,3910 877,0871 54,7568 19,4815 0,0131 J-109 3024,4041 1,8521 1.395,4070 87,1156 18,5947 0,0125 J-110 7170,3253 4,3910 868,9217 54,2470 12,1641 0,0082 J-111 3024,4041 1,8521 1.368,8320 85,4565 4,1383 0,0028 J-112 10194,7293 6,2431 974,5036 60,8385 8,8341 0,0059 J-113 10194,7293 6,2431 975,0000 60,8695 40,0000 0,0269

                  (Anonim, 2004; 2009a; 2009b; 2010a; 2011b; 2011c; Applewhite, 1994; Burdick, 2010; Handymath, 2010; Lab. PT Nubika Jaya, 2010; Perry, 1999; Poling, 2001; Splitz, 1996) Tabel LC.13 Laju Alir Volumetrik Umpan, Diameter Optimum dan Ukuran Pipa

                  3

                  2 Pompa Q (ft /s) D opt (in) Nominal

                  ID (in) OD (in) a t (ft ) J-102 0,0165 1,0321 1 1,0490 1,3150 0,0060 J-103 0,0150 1,0628 1 1/4 1,3800 1,6600 0,0104 J-104 0,0046 0,5927 1/2 0,6220 0,8400 0,0021 J-105 0,0019 0,4080 3/8 0,4930 0,6750 0,0013 J-106 0,0003 0,1830 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 J-107 0,0006 0,2271 1/8 0,2690 0,4050 0,0004 J-108 0,0802 2,1082 2 1/2 2,4690 2,8750 0,0332 J-109 0,0213 1,2322 1 1/4 1,3800 1,6600 0,0104 J-110 0,0809 2,1146 2 1/2 2,4690 2,8750 0,0332 J-111 0,0217 1,2398 1 1/4 1,3800 1,6600 0,0104 J-112 0,1026 2,3881 2 1/2 2,4690 2,8750 0,0332 J-113 0,1026 2,3877 2 1/2 2,4690 2,8750 0,0332 (Geankoplis, 2003)

                  

                Tabel LC.14 Kecepatan Linear, Bilangan Reynolds, ε/D, Faktor Fanning dan Panjang

                  Pipa Lurus Pompa v (ft/s) N Re f L (ft)

                  ε/D

                  J-102 2.7582 487.8549 0,0017 0.0979

                  50 J-103 1.4413 641.3480 0,0013 0.0860

                  50 J-104 2.1840 13078.1956 0,0029 0.0328

                  50 J-105 1.4520 1266.7881 0,0037 0.0603

                  50 J-106 0.7914 3.3798 0,0067 3.5862

                  50 J-107 1.3824 91.9308 0,0067 0.2639

                  50 J-108 2.4140 2077.4668 0.0007 0.0522

                  50 J-109 2.0443 1639.0514 0,0013 0.0562

                  50 J-110 2.4366 3327.1816 0.0007 0.0438

                  50 J-111 2.0840 7364.7798 0,0013 0.0345

                  50 J-112 3.0890 6513.7490 0,0007 0.0354

                  50 J-113 3.0875 1438.5778 0,0007 0.0606

                  50 (Geankoplis, 2003)

                  o

                  Tabel LC.15 Jumlah Valve, Nilai K f Gate Valve, Jumlah Elbow 90 , Nilai K f Elbow,

                  dan ΣF Pipa

                  Pompa Valve K f Valve Elbow K f Elbow

                  ΣF (ft,lbf/lbm) J-102 1 0,17 2 0,75 55.9699 6.9980 J-103 1 0,17 2 0,75 37.3961 1.3112 J-104 1 0,17 2 0,75 31.6626 2.5856 J-105 1 0,17 2 0,75 73.4244 2.5113 J-106 1 0,17 2 0,75 7999.0312 77.8894 J-107 1 0,17 2 0,75 588.6515 17.5786 J-108 1 0,17 2 0,75 12.6838 1.4402 J-109 1 0,17 2 0,75 24.4291 1.7956 J-110 1 0,17 1 0,75 10.6478 1.2103 J-111 1 0,17 0,75 14.9803 1.1271 J-112 1 0,17 0,75 8.5977 1.5300 J-113 1 0,17 0,75 14.7377 2.4380 (Geankoplis, 2003) Tabel LC.16 Static Head, Velocity Head, Pressure Head, -W s , Daya Pompa dan Daya yang Digunakan

                  Static Velocity Pressure -W s P hitung P

                  Pompa

                  Head Head Head (ft.lbf/lbm) (hp) (hp)

                  1 J-102

                  6.9980 0.0140 /

                  20

                  1 J-103

                  1.3112 0.0042 /

                  20

                  1 J-104

                  2.5856 0.0017 /

                  20

                  1 J-105

                  2.5113 0.0008 /

                  20

                  1 J-106

                  77.8894 0.0044 /

                  20

                  1 J-107

                  1 69.3864 87.9650 0.0066 /

                  20

                  1 J-108

                  1 2.4402 0.0244 /

                  20

                  1 J-109

                  1 2.7956 0.0118 /

                  20

                  1 J-110

                  1.2103 0.0121 /

                  20

                  1 J-111

                  1.1271 0.0047 /

                  20 J-112 68.2041 69.7341 0.9895

                  1

                  1 J-113

                  2.4380 0.0346 /

                  20

                  (Geankoplis, 2003)

                20. Pompa Recycle Reaktor (J-114)

                  Fungsi : memompa sabun dalam saluran recycle Jenis : pompa lube

                  Bahan konstruksi : Commercial Steel Data kondisi operasi:

                  Temperatur operasi (T) = 120 °C Laju alir massa (m) = 10.194,7293 kg/jam = 6,2431 lbm/s

                  3

                  3

                  = 973,4666 kg/m = 60,7738 lbm/ft

                  Densitas (ρ)

                • 5 -3

                  Equivalent roughness = 4,6 10 m = 1,8110 10 in (ε)

                  Diameter dalam reaktor (ID) = 12,9556 in = 1,0796 ft Panjang total reaktor (L) = 1295,4864 in = 107,9572 ft Bilangan Reynolds (N Re ) = 5.009,6415

                  o

                  Jumlah belokan (elbow 90 ) = 4 (K f = 0,75) (Geankoplis, 2003)

                  Recycle = 15

                  Perhitungan:

                  a. Laju alir volumetrik recycle

                  3 Q

                  /s

                  = (1+R)m/ρ = (1+15) 6,2431 /60,7738 = 1,6436 ft

                  b. Kecepatan linear

                  2

                  3

                  2

                  v ) = 4 (1,6436 ft ) = 1,7954 ft/s

                  = Q/A = 4Q/(πD /s)/(π (1,0796 ft)

                  c. Faktor fanning

                • 3

                  /12,9556 = 0,0001

                  ε/D = 1,8110 10

                  Diperoleh f = 0,0394 (Couper, 2005)

                  d. Spesifikasi pemompaan = = 3,9366

                  ΣF =

                  = = 0,3475 ft.lbf/lbm

                  Tinggi pemompaan, Δz = 0 ft Static head

                  , Δz = 0 ft.lbf/lbm Velocity head, = 0 ft.lbf/lbm

                  Pressure head, = 0 ft.lbf/lbm

                  e. Daya pompa

                • W s

                  = Δz + + + ΣF

                  = 0 + 0 + 0 + 0,3475 ft.lbf/lbm = 0,3475 ft.lbf/lbm

                  Untuk efisiensi pompa 80

                  %, maka

                  Tenaga pompa, P = = = 0,0789 hp Maka dipilih pompa dengan tenaga 1/4 hp

                21. Screw Conveyor (C-101)

                  Fungsi : memindahkan sabun dari vaccum spray dryer ke ekstruder Bentuk : silinder panjang dengan screw di bagian dalam Bahan konstruksi : Commercial Steel

                  Data kondisi operasi: Temperatur operasi (T) = 32,9 °C Laju alir massa (m) = 8730 kg/jam = 19.246,1580 lbm/jam

                  3

                  3

                  = 975 kg/m = 60,8695 lbm/ft

                  Densitas (ρ)

                  Perhitungan:

                  a. Laju alir volumetrik

                  3 Q

                  /jam

                  = m/ρ = 19.246,1580 /60,8695 = 316,1872 ft

                  b. Spesifikasi konveyor Untuk laju alir volumetrik di atas, diperoleh: (Perry, 1999) Diameter flights = 10 in Diameter pipa = 2,5 in Diameter shaft = 2in Kecepatan putar = 55 rpm Diameter feed = 9 in Daya = 0,85 hp

                22. Stirred Tank Reactor (R-202)

                  Fungsi : mereaksikan sabun yang belum sesuai spesifikasi untuk 1 run Bentuk : silinder vertikal dengan dasar dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi : StainlessSteel SA-240grade 304 Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah : 1 unit

                  Data kondisi operasi: Temperatur = 120 °C Tekanan = 2 – 3 bar gauge(diambil 3 bar/ 43,5114 psi)

                  3 Volume umpan per run (V) = 2,7983 m

                  3

                  = 973,4666 kg/m

                  Densitas umpan (ρ)

                  = 34,992 cP

                  Viskositas umpan (μ)

                  Faktor kelonggaran = 0,2 Perbandingan diameter tangki dengan tinggi head (Di : H h ) = 4 : 1

                  Data sistem pengaduk: Jenis pengaduk = three blade propeller Jumlah baffle = 4 buah Kecepatan pengadukan (N) = 400 rpm = 6,6667 rps Diameter impeller (Da) = 0,4 Di Tinggi cairan (h) = 1 Di Jarak impeller dari dasar (C) = 1/3 Di Tebal Baffle (J) = 0,1 Di

                  Baffle spacing = 0,1 J

                  Pitch = Da Perhitungan:

                  a. Diameter tanki Volume head tangki (Vh) -

                  (Couper, 2005) Volume shell yang terisi cairan (Vf) - Volume total yang ditempati cairan (V ) -

                  

                l

                  V l = Vf + Vh ; hanya bagian dasar tangki yang terisi cairan =

                  V l =

                  3

                  2,7983 m = Di = 1,4508 m = 57,1197 in Diameter impeller (Da) - Da = 0,4 Di

                  = 0,4 (1,4508 m) = 0,5803 m

                  b. Bilangan Reynolds, N’ = (Geankoplis, 2003)

                  Re

                  N’ Re = = 63.589,9408

                  c. Volume tangki, Vt =

                  3

                  = 3,3580 m

                  d. Tinggi shell Volume shell tangki (Vs) -

                  (Perry,1999) Volume tangki (Vt) - Vt = Vs + 2Vh

                  3

                  3,3580 m = H = 1,5476 m

                  s e. Tebal shell tangki P = (1,2) P

                  desain operasi

                  = 1,2 ( 14,696 + 43,5114) = 69,8489 psia Untuk bahan konstruksi Stainless Steel SA-240grade 304:

                  Allowable working stress (S) : 12.900 psia (Couper, 2005) - Joint efficiency (E) : 0,85 -

                Corossion allowance (C) - : 0,002 in/tahun (Perry,1999)

                  Umur alat (n) : 10 tahun - (Brownell, 1959)

                  = t = 0,2026 in Tebal shell standar yang digunakan = ¼ in

                  f. Tebal head (Brownell, 1959)

                  = = 0,2020 in

                  Tebal head standar yang digunakan =¼ in H e = Di/4 = 1,4508 m/4 = 0,3627m = 14,2799 in Untuk tebal shell ¼ in: sf = 2 – 2¼ in dipilih 2 in Maka tinggi head (Hh) = dh + H e + sf = ¼ + 14,2799 + 2 =16,5299 in (0,4199 m) Tinggi total tangki = Hs + 2 Hh = 1,5476 m + 2 (0,4199 m) = 2,3873 m

                  g. Daya pengaduk

                  Power number, N - p

                  Diperoleh, N p = 0,3652 (Couper, 2005)

                  3

                  5 P = N Da (Geankoplis, 2003) p ρ N

                  3

                  3

                  5

                  = 0,3652 (973,4666kg/m ) (400/60 rps) (0,5803 m) = 6982,9885 W (9,3643 Hp)

                  Diasumsikan efisiensi pengaduk (η) = 50%, maka:

                  P akt = 9,3643 Hp/0,5 = 18,73 Hp

                23. Shell and Tube Heat Exchanger (E-201)

                  C = 230

                  a. Neraca Panas Qin = Qout

                  Perhitungan:

                  C Faktor fouling = 0,001

                  o

                  Data steam: Panas laten = 2.162.839,53 J/kg = 929,8451 Btu/lbm Suhu steam = 133,7

                  C Faktor fouling = 0,003

                  o

                  F Suhu rata-rata = 117,5

                  o

                  C = 248

                  o

                  F Suhu keluar = 120

                  o

                  Fungsi : memanaskan produk darireaktor CSTR (R-102) Tipe : shell and tube heat exchanger Jumlah : 1 unit

                  Data tube: OD tube = ¾ in BWG = 16 Panjang = 8 ft

                  F Suhu masuk = 110

                  o

                  F Kapasitas panas = 0,6 Btu/lbm.

                  3 Viskositas = 40 cP = 96,7640 lbm/ft.jam Konduktivitas = 0,1490 Btu/jam.ft.

                o

                  = 60,8693 lbm/ft

                  3

                  Massa (w) = 10.194,7293 kg/jam = 22.475,5041 lbm/jam Densitas = 975 kg/m

                  /ft Data sabun:

                  2

                  ID = 0,62 in (0,0517 ft) a’ = 0,1963 ft

                  16 intriangular

                  /

                  15

                  Pitch, P T =

                  o w.c.ΔT = W.λ o o

                  22.475,5041 lbm/jam 0,6 Btu/lbm. F (248 – 230) F = W 929,8511 Btu/lbm Massa steam, W = 260,8724 lbm/jam = 118,3299 kg/jam

                  b. Log Mean Temperature Difference

                  o

                  = Ts – Tin = 133,7 – 110 = 23,7 C

                  ∆T1 o

                  = Ts – Tout = 133,7 – 120 = 13,7 C

                  ∆T2 o

                  LMTD = = = 18,23 C

                  c. Jumlah tube

                  2 2 o

                  U estimasi = 743W/m .K = 130,8490 Btu/jam.ft . F

                  D

                  Luas permukaan untuk perpindahan panas:

                  W 260,8724 lbm/jam 929,8511 Btu/lbm 2 × λ ×

                  A 56 , 4921 ft

                  = = = 2 o o U 130,8490 Btu/jam ft F D Δt 18 ,

                  23 9 /

                  5 F × × × 2 A

                  56 , 5301 ft Jumlah tube, N t = = = 2 36 buah

                  L a' 8 ft 0,1963 ft /ft

                  × ×

                  Spesifikasi STHE: Diameter shell, Ds = 8 in Jumlah tube, Nt = 36 Jumlah pass, n = 1

                  Baffle spacing, B = 4 in

                  2 Area perpindahan panas, A = N.L.at = 36 8 0,1963 = 56,5344 ft

                  Koreksi U D

                  W 260,8724 lbm/jam 929,8511 Btu/lbm 2 o × λ ×

                  U D = = = 2 o o 130 , 7510 Btu / jam ft F A 56,5344 ft F 18 ,

                  23 9 /

                  5 F Δt × × ×

                  = 0,9375 – 0,75 = 0,1875 in

                  Fluida dingin: sisi shell, sabun

                  d. Flow area shell 8 0,1875

                  4

                  × ×

                  2

                  a 0,0444 ft

                  = =

                  s

                  '

                  144 0,9375 D C B

                  × s × ×

                  2

                  a ft (Kern, 1965)

                  s =

                  144 P

                  T ×

                  e. Kecepatan massa D s = Diameter dalam shell

                  Gs = w/a s (Kern, 1965) B = Baffle spacing

                  = 22.475,5041 /0,0444

                  2 P T = Tube pitch

                  = 505.698,8425 lbm/jam.ft C – OD

                  T

                  f. Bilangan Reynold

                  ′ = Clearance = P

                  (Kern, 1965)

                  4

                  i. ho = = = 168,6134 Btu/jam.ft

                  2 . o

                  F

                  h. Bilangan Reynold Ret

                  = ID.Gt/μ

                  (Kern, 1965) Ret = 0,0517(3.455,2631)/0,6865

                  = 260,0311 j. Clean Overall Coeficient, Uc

                  F ft Btu/jam 8,4301

                  

                4

                  

                1

                168,6134 240 .

                  1 168,6134 1.240 o h io h o h io h

                  U 2 C ° =

                  (Kern, 1965) k. Faktor pengotor, Rd

                  0,0009 8,4301 130 7510 ,

                  1 8,4301 130 7510 ,

                  C

                  2

                  1 N × = +

                  12

                  B L

                  = 1 (2)

                  φ s

                  (Kern, 1965) s = 0,975

                  /in

                  4

                  2

                  (1) Untuk Res = 239,5298 f = 0,0045 ft

                  Pressure Drop

                  (Kern, 1965)

                  = × − =

                  U U 1 U U R D C D C d = × −

                  Diperoleh μ = 0,6865 lbm/ft.jam

                  o

                  d e = 0,55 in (Kern, 1965) D

                  Fluida panas: sisi tube, steam

                  × × =

                  144 n ' t a t N at

                  (Kern, 1965)

                  2

                  t ′ = 0,302 in

                  d.Flow area tube, a

                  h. = = 7,3034

                  2 0,0755 ft 1 144

                  g. jH = 7,1 (Kern, 1965)

                  = 239,5298

                  (Kern, 1965) Res =

                  Res = De.Gs/μ

                  = 0,55/12 = 0,0458 ft

                  e

                  (Kern, 1965)

                  0,302

                  = (133,7 + 117,2)/2 = 125,4

                  2 . o

                  C Tt = (Tw + Tv)/2

                  o

                  = 117,2

                  = 115 + (133,7– 115)

                  g. Suhu dinding Tw = Ta + (Tv – Ta)

                  F

                  F hio = hi ID/OD = 1.500 0,62/0,75 = 1.240 Btu/jam.ft

                  36 at = ×

                  2 . o

                  f. Untuk steam yang berkondensasi, hi = 1.500 Btu/jam.ft

                  2

                  = 260,8724 /0,0755 = 3.455,2631 lbm/jam.ft

                  e. Kecepatan massa Gt = W/at (Kern, 1965)

                  × =

                • × =
                • × =

                  8

                  t = 1 φ

                  1

                  12

                  24 = × = 2 .

                • N

                  4

                  fG L.n t ΔP = t 10 5,22 . 1 .

                  ID . s.

                  φ

                  D s = 8/12 = 0,6667 ft

                  t

                  1

                  (Kern, 1965)

                  ⋅ ⋅ ⋅ 2 s s

                • f G D N

                  ( ) ΔP s = 10 5,22

                10 D s φ

                  2 ⋅ ⋅ e ⋅ ⋅ s

                  (0,0023)(3 .455,2631)

                  8

                  1

                  ( )( ) ΔP = 10 t

                  (Kern, 1965) 5,22 10 0,062 (0,001)

                  1

                  ⋅ 2 ( ) ( ) , 0785 psi

                  = 0,0045 505.698 0,667

                  24 ( )( ) ( )( )

                  ΔP = 10 s 5,22

                  10 0,0458 0,975

                  1 ⋅

                  ( )( )( )

                  (2) UntukGt = 3.455,2631

                  7 , 8933 psi =

                  2 V

                  = 0,00002

                  s yang diperbolehkan = 10 psi ∆P

                  2g'

                  2 4n

                  V ΔP .

                  =

                  r s 2g' (4).(1)

                  .0,00002

                  =

                  0,001 , 0771 psi

                  =

                  (1) Untuk Ret = 260,0311 T = t r = 0,1557 psi

                • 2

                  ∆P ∆P ∆P

                  2

                  f = 0,0023 ft /in (Kern, 1965)

                  T yang diperbolehkan = 2 psi ∆P

                  s = 0,0010

                24. Duplex Twin Worm Vacuum Refiner (VE-301)

                  Fungsi : mengompress dan membentuk sabun menjadi bentuk peletan Bentuk : kotak berisi dua worm plodder kembar yang terhubung Bahan konstruksi : stainless steel (bagian ekstruder) dan mild steel (bagian luar)

                  Kondisi operasi: Temperatur operasi (T) = 32,9 °C Laju alir massa (m) = 8730 kg/jam = 19.246,1580 lbm/jam

                  

                3

                  3

                  = 975 kg/m = 60,8695 lbm/ft

                  Densitas (ρ)

                  Dipilih: Tipe Vacuum Refiner : DRZ 400 RR Diameter Worm : 400 mm Motor tahap I : 75 kW Motor tahap II : 75 kW

                  Pompa vacuum : 0,75 kW Pemanasan : 4 kW

Dokumen baru

Dokumen yang terkait

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan 2-Feniletanol Dengan Proses Hidrogenasi Stirena Oksida Dengan Kapasitas Produksi 1.000 Ton/Tahun
20
102
371
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sodium Lactate Dari Molase Dengan Kapasitas Produksi 1.800 Ton/Tahun
15
91
331
Pembuatan Soap Noodle Dengan Kapasitas Produksi 71.280 Ton/Tahun
21
115
270
Pembuatan Soap Noodle Dengan Kapasitas Produksi 63.360 Ton/Tahun
38
166
267
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sirup Glukosa Dari Pisang Raja Dengan Kapasitas Produksi 5.600 Ton/Tahun
24
114
271
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sirup Glukosa Dari Pisang Raja Dengan Kapasitas Produksi 3700 Ton/Tahun
2
45
283
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pektin Dari Kulit Buah Kakao Dengan Kapasitas Produksi 12.000 Ton/Tahun
18
79
308
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pektin Dari Kulit Buah Kakao Dengan Kapasitas Produksi 5.000 Ton/Tahun
29
96
268
Pembuatan Tetradecene Dari Asam Palmitat Melalui Proses Cracking Dengan Kapasitas Produksi 1000 Ton/Tahun
9
82
372
Pembuatan Margarin Dari Minyak Kacang Tanah Dengan Proses Hidrogenasi Dengan Kapasitas Produksi 22.500 Ton/Tahun
10
87
308
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Minyak Nilam Dengan Kapasitas Produksi 900 Ton/Tahun
91
181
226
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Noodle Soap Dari Netralisasi Asam Stearat Dan NaOH Dengan Kapasitas 50.000 Ton/Tahun
9
35
464
Pra Rancangan Pembuatan Glukosa Monohidrat Dari Ubi Ayu (Cassava) Dengan Kapasitas Produksi 14.100 Ton/Tahun
4
30
316
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Noodle Soap Dari Netralisasi Asam Stearat Dan Naoh Dengan Kapasitas 50.000 Ton/Tahun
4
24
464
Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Noodle Soap Dari Netralisasi Asam Stearat Dan Naoh Dengan Kapasitas 40.000 Ton/Tahun
5
63
464
Show more