perhitungan neraca massa pabrik gula
TRANSCRIPT
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 1/87
LAMPIRAN A
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Basis Perhitungan : 1 jam operasi.
Waktu Operasi : 330 hari.
Satuan Operasi : kg/jam.
Kapasitas Produksi : 5000 ton / hari = 208.333,33 kg/jam
Pra Rancangan Pembuatan Molases Pada Pabrik Gula dengan kapasitas
bahan baku 5000 ton / hari mempunyai komposisi bahan baku dan produk dengan
persentase sebagai berikut :
• Komposisi Nira Kental : (Pabrik Gula Sei Semayang, 2007)
Nira : 85 %
Air : 15 %
• Komposisi Molases/Produk : (Pabrik Gula Sei Semayang, 2007)
Nira : 89,16 %
Air : 10,84 %
Misal :
Nira : A
Air : B
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 2/87
LA-1. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 01 (VP-01)
VP-011
2
3 A= 85 %
B= 15%
A = ...
B = …
B
Gambar LA.1. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 01
Neraca Massa Total :
F1 = F2 + F3
F
………………….(1)
2 + F3
F
= 208.333,33 kg/jam
2B = 5 % x F1
B
Neraca Massa Komponen :
F1 X 1A
= 177.083,33 kg/jam
= 208.333,33 kg/jam x 0,85
F1 X1B
= 31.249,99 kg/jam
= 208.333,33 kg/jam x 0,15
F2B = 5 % x F1
B
F
2B
= 1.562,49 kg/jam
= 5 % x 31.249,99 kg/jam
F3 X3A = F1 X1
A
= 177.083,33 kg/jam
F3 X3B = F1X1
B – F2X2B
= 31.249,99 kg/jam – 1.562,49 kg/jam
= 29.687,5 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 3/87
Tabel LA-1. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 01 (VP-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
1 2 3A 177.083,33 - 177.083,33
B 31.249,99 1.562,49 29.687,5
TOTAL 208.333,33 208.333,33
LA-2. Neraca Massa Pada Centrifugal 01 (C-01)
C-013
4
5 A= 85,64 %
B= 14,36%
A = ...
B = …
A
Gambar LA.2. Neraca Massa Pada Centrifugal 01
Neraca Massa Total :
F3 = F4 + F5
F
………………….(2)
4 + F5
F
= 206.770,84 kg/jam
4A = 3 % x F3
A
Neraca Massa Komponen :
F4A = 3 % x F3A
F
4A
=.5,312,49 kg/jam
= 3 % x 177.083,33 kg/jam
F5 X5B = F3 X3
B
= 29.687,5 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 4/87
F5 X5A = F3X3
A – F4X4A
= 177.083,33 kg/jam – 5.312,49 kg/jam
Tabel LA-2. Neraca Massa Pada Centrifugal 01 (C-01)
= 171.770,84 kg/jam
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
3 4 5
A 177.083,33 5.312,49 171.770,84
B 29.678,5 - 29.678,5
TOTAL 206.770,84 206.770,84
LA-3. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 02 (VP-02)
VP-02
6
10
8 A= 85,26 %
B= 14,74%
A = ...
B = …
B
Gambar LA.3. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 02
Neraca Massa Total :
F6 = F8 + F10
F
………………….(3)
8 + F10
F
= 201.458,35 kg/jam
10B = 5 % x F6
B
Neraca massa komponen :
F10B = 5 % x F6
B
F
10B
= 1.484,37 kg/jam
= 5 % x 29.687,5 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 5/87
F8 X8A = F6 X6
A
= 137.416,67 kg/jam
F8
X8
B = F6
X6
B – F10
X10
B
= 29.687,5 kg/jam – 1.483,37 kg/jam
Tabel LA-3. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 02 (VP-02)
= 28.203,13 kg/jam
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
6 8 10
A 171.770,84 171.770,84 -
B 29.687,5 28.203,13 1.484,37
TOTAL 201.458,35 201.458,35
LA-4. Neraca Massa Pada Centrifugal 02 (C-02)
C-01
8
9
11 A= 85,89 %
B= 14,11%
A = ...
B = …
A
Gambar LA.4. Neraca Massa Pada Centrifugal 02
Neraca Massa Total :
F8 = F9 + F11
F
………………….(4)
9 + F11
F
= 199.997,98 kg/jam
9A = 3 % x F8
A
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 6/87
Neraca Massa Komponen :
F9A = 3 % x F8
A
F
9A
= 5.153,12 kg/jam
= 3 % x 171.770,84 kg/jam
F11 X11B = F8 X8
B
= 28.203,13 kg/jam
F11 X11A = F8X8
A – F9X9A
= 171.770,84 kg/jam – 5.153,12 kg/jam
Tabel LA-4. Neraca Massa Pada Centrifugal 02 (C-02)
= 166.617,71 kg/jam
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
8 9 11
A 171.770,84 5.153,12 166.617,71
B 28.203,13 - 28.203,13
TOTAL 199.997,98 199.997,98
LA-5. Neraca Massa Pada Mixer 01 (M-01)
M-015
7
9
A
A = 95 %
B = …
A
19B
Gambar LA.5. Neraca Massa Pada Mixer 01
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 7/87
Neraca Massa Total :
F5 + F9 + F19 = F7
5.213,49 kg/jam + 5.153,12 kg/jam + F
………………….(5)
19
= F7
10.366,61 kg/jam + F
19 = F7
F
19 = 10% x (F5 + F9)
Neraca Massa Komponen :
10.366,61 kg/jam = F7 + F
10.366,61 kg/jam = F
19
7 + 10% x (F5 + F9)
10.366,61 kg/jam+10%x(10.366,61 kg/jam)
= F
F
7
7 = 11.403,27 kg/jam
F
19 = 10% x (10.366,61 kg/jam)
= 1.036,66 kg/jam
F7 X7A
= 10.833,11 kg/jam
= 11.403,27 kg/jam x 0,95
F7 = F7X7
A + F7X7B
F
7 X7B
= 570,16 kg/jam
= 11.403,27 kg/jam – 10.833,11 kg/jam
Tabel LA-5. Neraca Massa Pada Mixer 01 (M-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
5 9 19 7
A 5.213,49 5.153,12 - 10.833,11
B - - 1.036,66 570,16
TOTAL 11.403,27 11.403,2
7
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 8/87
LA-6. Neraca Massa Pada Mixer 02 (M-02)
M-027
14
13 A= 95 %
B= 5%
A = ...
B = …
A
Gambar LA.6. Neraca Massa Pada Mixer 02
Neraca Massa Total :
F7 = F13 + F14
F
………………….(6)
13 + F14
F
= 11.403,27 kg/jam
14A = 0,01 % x F7
A
Neraca Massa Komponen :
F14A = 0,01 % x F7
A
F
14
A
= 1.08 kg/jam
= 0,01 % x 10.833,11 kg/jam
F13 X13B = F7 X7
B
= 570,16 kg/jam
F13 X13A = F7X7
A – F14X14A
= 10.833,11 kg/jam – 1,08 kg/jam
= 10.832,03 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 9/87
Tabel LA-6. Neraca Massa Pada Mixer 02 (M-02)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
7 13 14A 10.833,11 10.832,03 1,08
B 570,16 570,16 -
TOTAL 11.403,27 11.403,27
LA-7. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 03 (VP-03)
VP-0312
16
15 A= 85,52 %
B= 14,47%
A = ...
B = …
B
Gambar LA.7. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 03
Neraca Massa Total :
F12 = F15 + F16
F
………………….(3)
15 + F16
F
= 194.844,86 kg/jam
16B = 5 % x F12
B
Neraca Massa Komponen :
F16B = 5 % x F12
B
F
16B
= 1.410,15 kg/jam
= 5 % x 28.203,13 kg/jam
F15 X15A = F12 X12
A
= 166.617,71 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 10/87
F15 X15B = F12X12
B – F16X16B
= 28.203,13 kg/jam – 1.410,15 kg/jam
Tabel LA-7. Neraca Massa Pada Vacuum Pan 03 (VP-03)
= 26.792,97 kg/jam
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
12 15 16
A 166.617,71 166.617,71 -
B 28.203,13 26.792,97 1.410,15
TOTAL 194.844,86 194.844,86
LA-8. Neraca Massa Pada Centrifugal 03 (C-03)
C-0313
17
15 A= 94,99 %B= 5,01%
A = 88,81%B = 11,19 %
A = ...
B = …
Gambar LA.8. Neraca Massa Pada Centrifugal 03
Neraca Massa Total :
F17 = F13 + F15
F
………………….(8)
17
= 204.836,9 kg/jam
= 193.434,71 kg/jam + 11.402,19 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 11/87
Neraca Massa Komponen :
F17 X17A = F13X13
A + F15X15A
= 10.832,03 kg/jam + 166.617,71 kg/jam
= 177.449,74 kg/jam
F17 X17B = F13X13
B + F15X15B
= 570 16 kg/jam + 26.792,97 kg/jam
= 27.363,13 kg/jam
Tabel LA-8. Neraca Massa Pada Centrifugal 03 (C-03)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
13 15 17
A 10.832,03 166.617,71 177.449,74
B 570,16 26.792,97 27.363,13
TOTAL 204.836,97 204.836,19
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 12/87
LAMPIRAN B
PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Basis Perhitungan = 1 Jam Operasi
Suhu Referensi = 250C (298
Satuan Perhitungan = kJ/jam
K)
B.1. Sifat Fisik Bahan
B.1.1. Kapasitas Panas/Cp
Harga kapasitas panas (Cp) untuk masing-masing bahan yang digunakan
adalah (Perrys, 1997):
Cp Nira / A = 602,81 J/mol.K
Cp Air (H2
BM Nira / A = 180 kg/kmol
O) / B = 75,24 J/mol.K
BM Air (H2
O) / B = 18 kg/kmol
LB-1. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 01 (VP-01)
1 2
Steam
P = 1,013 bar
T = 980C
Kondensat
P = 1,013 bar
T = 700C
A
BP = 1,013 bar
T = 300C
A
B
P = 1,013 bar
T = 700C
3
B
P = 1,013 bar T = 70
0C
VP-01
Gambar LB-1. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 01 (VP-01)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 13/87
Tabel LB-1. ∆H
Komponen
Bahan Masuk Pada Vacuum Pan 01 (VP-01)
M (kg) n (kmol) Cp
(kJ/kmol.K)
∆T
(K)
n.Cp.dT (kJ)
A 177.083.33 983.79 602,81 5 2.965.192,25
B 31.249.99 1.736.11 75,24 5 653.124,58
TOTAL 3.618.316,83
Tabel LB-2. ∆H
Komponen
Bahan Keluar Dari Vacuum Pan 01 (VP-01)
M (kg) n (kmol) Cp
(kJ/kmol.K)
∆T
(K)
n.Cp.dT (kJ)
A 177.083,33 983,79 602,81 45 26.686.730,25
B 29.687,50 1.649,30 75,24 45 5.584.199,94
B 1.562,49 86,80 75,24 45 293.887,44
TOTAL 32.564.817,63
dQ = Qout – Qin
= (32.564.817,63 – 3.618.316,83) kJ
= 28.946.500,80 kJ/jam
Maka panas yang dilepas steam sebesar 28.946.500,80 kJ/jam.
Vacuum Pan (VP-01) membutuhkan panas sebesar 28.946.500,80 kJ/jam.
Untuk mencapai kondisi Vacuum Pan (VP-01) digunakan saturated steam yang
masuk pada suhu 980C; 1,013 bar. Dari Appendix steam tabel 8, Reklaitis (1983)
diperoleh bahwa pada suhu 980 −
H C; 1,013 bar besar entalpi ( ) steam adalah 2.673
kJ/kg. Steam keluar sebagai kondensat pada suhu 700C; 1,013 bar. Dari Appendix
steam tabel 8, Reklaitis (1983) diperoleh uap air pada suhu 700
C; 1,013 bar
mempunyai besar entalpi sebesar 293 kJ/kg.
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 14/87
Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah :
m =
L steam H H
dQ
−
−
=293673.2
,8028.946.500
−
= 12.162,39 kg/jam
LB-2. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 02 (VP-02)
12 16
Steam
P = 1,013 bar
T = 980C
Kondensat
P = 1,013 bar
T = 800C
A
B
P = 1,013 bar
T = 650C
A
B
P = 1,013 bar
T = 800C
15
B
P = 1,013 bar
T = 800C
VP-02
Gambar LB-2. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 02 (VP-02)
Tabel LB-3. ∆H
Komponen
Bahan Masuk Pada Vacuum Pan 02 (VP-02)
M (kg) n (kmol) Cp
(kJ/kmol.K)
∆T
(K)
n.Cp.dT (kJ)
A 171.770,84 954,28 602,81 40 23.009.981,07
B 29.687,50 1.649,30 75,24 40 4.963.733,28
TOTAL 27.973.714,35
Tabel LB-4. ∆H
Komponen
Bahan Keluar Dari Vacuum Pan 02 (VP-02)
M (kg) n (kmol) Cp
(kJ/kmol.K)
∆T
(K)
n.Cp.dT (kJ)
A 171.770,84 954,28 602,81 55 31.638,97
B 28.203,13 1.566,84 75,24 55 6.483.897,29
B 1.484,37 82,46 75,24 55 341.235,97
TOTAL 38.463,857,23
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 15/87
dQ = Qout – Qin
= (38.463.857,23 – 27.973.714,35) kJ
= 10.490.142,88 kJ/jam
Maka panas yang dilepas steam sebesar 10.490.142,88 kJ/jam.
Vacuum Pan 02 (VP-02) membutuhkan panas sebesar 10.490.142,88
kJ/jam. Untuk mencapai kondisi Vacuum Pan 02 (VP-02) digunakan saturated
steam yang masuk pada suhu 980C; 1,013 bar. Dari Appendix steam tabel 8,
Reklaitis (1983) diperoleh bahwa pada suhu 980 −
H C; 1,013 bar besar entalpi ( )
steam adalah 2.673 kJ/kg. Steam keluar sebagai kondensat pada suhu 800C; 1,013
bar. Dari Appendix steam tabel 8, Reklaitis (1983) diperoleh uap air pada suhu
800
Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah :
C; 1,013 bar mempunyai besar entalpi sebesar 334,90 kJ/kg.
m =
L steam H H
dQ
−
−
=90,334673.2
,8810.490.142
−
= 4.486,61 kg/jam
LB-3. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 03 (VP-03)
12 15
Steam
P = 1,013 bar
T = 980C
Kondensat
P = 1,013 bar
T = 900C
A
BP = 1,013 bar
T = 750C
A
B
P = 1,013 bar
T = 900C
16
B
P = 1,013 bar
T = 900C
VP-03
Gambar LB-3. Neraca Energi Pada Vacuum Pan 03 (VP-03)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 16/87
Tabel LB-5. ∆H
Komponen
Bahan Masuk Pada Vacuum Pan 03 (VP-03)
M (kg) n (kmol) Cp
(kJ/kmol.K)
∆T
(K)
n.Cp.dT (kJ)
A 166.617,71 925,65 602,81 50 27.899.553,83
B 28.203,13 1.566,84 75,24 50 5.894.452,08
TOTAL 33.794.005,91
Tabel LB-6. ∆H
Komponen
Bahan Keluar Dari Vacuum Pan 03 (VP-03)
M (kg) n (kmol) Cp
(kJ/kmol.K)
∆T
(K)
n.Cp.dT (kJ)
A 166.617,71 925,65 602,81 65 36.269.419,97
B 26.762,97 1.488,49 75,24 65 7.279.609,19
B 1.410,15 78,34 75,24 65 383.129,60
TOTAL 43.932.159,47
dQ = Qout – Qin
= (43.932.159,47 – 33.794.005,91) kJ
= 10.138.153,56 kJ/jam
Maka panas yang dilepas steam sebesar 10.138.153,56 kJ/jam.
Vacuum Pan 03 (VP-03) membutuhkan panas sebesar 10.138.153,56
kJ/jam. Untuk mencapai kondisi Vacuum Pan 03 (VP-03) digunakan saturated
steam yang masuk pada suhu 980C; 1,013 bar. Dari Appendix steam tabel 8,
Reklaitis (1983) diperoleh bahwa pada suhu 980 −
H C; 1,013 bar besar entalpi ( )
steam adalah 2.673 kJ/kg. Steam keluar sebagai kondensat pada suhu 900C; 1,013
bar. Dari Appendix steam tabel 8, Reklaitis (1983) diperoleh uap air pada suhu
900
Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah :
C; 1,013 bar mempunyai besar entalpi sebesar 377 kJ/kg.
m =
L steam H H
dQ
−
−
=377673.2
,5610.138.153
−
= 4.415,57 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 17/87
LB-4. Neraca Energi Pada Kondenser (K-01)
17 18
Air Pendingin
P = 1,013 bar
T = 25
0
C
Air Pendingin Bekas
P = 1,013 bar
T = 300C
A
B
P = 1,013 bar
T = 900C
A
B
P = 1,013 bar
T = 300C
K-01
Gambar LB-4. Neraca Energi Pada Kondenser (K-01)
Tabel LB-7 ∆H Bahan Masuk Pada Kondenser (K-01)
Komponen M (kg) n (kmol) Cp
(kJ/kmol.K)
∆T
(K)
n.Cp.dT (kJ)
A 177.449,74 985,83 602,81 60 35.656.090,94
B 27.363,13 1.520,17 75,24 60 6.862.655,45
TOTAL 42.518.746,39
Tabel LB-8. ∆H
Komponen
Bahan Keluar Dari Kondenser (K-01)
M (kg) n (kmol) Cp
(kJ/kmol.K)
∆T
(K)
n.Cp.dT (kJ)
A 177.449,74 985,83 602,81 5 2.971.340,91
B 27.363,13 1.520,17 75,24 5 571.887,95
TOTAL 3.543.228,86
dQ = Qout – Qin
= (3.543.228,86 – 42.518.746,39) kJ
= -38.975.517,53 kJ/jam
Maka panas yang diserap air pendingin sebesar -38.975.517,53 kJ/jam.
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 18/87
Digunakan air pendingin dengan temperatur masuk 250C (298 K), 1 atm
dan keluar pada temperatur 300
Q = n x Cp x dT
C (303 K), 1 atm. Cp air = 75,24 Joule/mol.K
(Perry, 1997).
n =dT Cp
Q
. =
)303298(24,75
,5338.975.517-
− x = 103.603,18 kmol
Maka jumlah air pendingin yang digunakan adalah :
m = n x BM
= 103.603,18 kmol x 18 kg/kmol = 1.864.857,29 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 19/87
LAMPIRAN C
PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
LC-1. Tangki Nira Kental
Fungsi : untuk menampung nira kental selama 30 hari
Jumlah : 10 unit
Spesifikasi :
1.
Tipe : Silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas datar.
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
3. Volume :
Tabel LC-1. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki
Komponen M (kg/jam) ρ (kg/liter) V (liter/jam)
Nira Kental 177.083,33 0,85 208.333,33
Total 177.083,33 208.333,33
(Sumber : Neraca Massa)
ρ = 0,85 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft3 = 53,0947 lb/ft3
Direncanakan dibuat tangki sebanyak 10 unit untuk persediaan 30 hari maka :
(Perry, 1997)
t = 30 hari = 30 hari x 24 jam/hari = 720 jam
Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2
Volume bahan masuk,
Vt = ( ρ
m) x t
= 208.333,33 liter x 720 = 149.999.997,20 liter
= 149.999,99 m
3
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 20/87
Kapasitas volume tangki,
Vt = Vt (1 + fk)
= 149.999,99 (1 + 0,2 ) = 179.999,99 m
Masing-masing tangki memiliki volume sebesar =
3
10
99,999.179= 17.999,99 m
3
4. Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup berbentuk
ellipsoidal, alas datar.
Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter
tangki :
2
3=
D
Hs,
4
1=
D
Hh
Volume silinder,
Vs = Hs D ..4
1 2π =
D D
2
3..
4
1 2π = 3.
8
3 Dπ = 1,1775 D
Volume tutup tangki :
3
Vh = 3
24 D
π = 0,1309 D3
Volume tangki = Vs + Vh
(Brownell, 1959)
17.999,99 m3 = 1,1775 D3 + 0,1309 D
17.999,99 m
3
3 = 1,3084 D
D
3
3
1,3084
17.999,99= = 13.757,25 m
D =
3
3 3m13.757,25 =
= 23,96 m x 3,2808 ft/m = 78,61 ft
23,96 m
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 21/87
5. Tinggi :
Tinggi tangki,
Hs =23 x D =
23 x 23,96 = 35,94 m
Tinggi tutup,
Hh =4
1x D =
4
1x 23,96 = 5,99 m
Tinggi total tangki = Hs + Hh
= 35,94 m + 5,99 m =
Tinggi cairan dalam tangki,
41,93 m
Hc =2
4
xD
xVc
π =
296,2314,3
99,999.174
x
x= 39,94 m
= 39,94 m x 3,2808 ft/m = 131,04 ft
6.
Tekanan :
Tekanan Operasi, Poperasi
Tekanan desain,
= 1 atm = 14,696 psi
Pdesain144
)1( −+
Hc P operasi
ρ = =14,696 +
144
)104,131(0947,53 −= 14,696 + 47,95
= 62,61 psi
Faktor keamanan 20%, maka
Tekanan desain alat = 62,61 x (1,2) = 75,13 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi (Brownell,1959)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 22/87
Effisiensi sambungan, E = 85% (Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun
Umur alat, n = 10 tahun
Tebal dinding tangki :
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
t =13,756,085,0650.12
1296,2313,75
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 2,02 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 2,15 inchi)
2,14 in
LC-2. Vacuum Pan
Fungsi : untuk mengurangi kandungan air pada nira
Jumlah : 3 unit
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan tutup berbentuk datar, alas kerucut.
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
3.
Volume :
Tabel LC-2. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Vacuum Pan
Komponen M (kg/jam) ρ (kg/liter) V (liter/jam)
Nira Kental 177.083,33 0,85 208.333,33
Total 177.083,33 208.333,33
(Sumber : Neraca Massa)
ρ = 0,85 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft3 = 53,0947 lb/ft3
Waktu tinggal nira dalam vacuum pan (t) = 1 jam
(Perry, 1997)
Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 23/87
Volume bahan masuk,
Vt = ( ρ
m) x t
= 208.333,33 liter x 1 = 208.333,33 liter
= 208,33 m
Kapasitas volume tangki,
3
Vt = Vt (1 + fk)
= 208,33 (1 + 0,2 ) = 249,99 m
3
4. Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup datar, alas kerucut.
Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter
tangki :
23=
D Hs ,
41=
D Hh
Volume silinder,
Vs = Hs D ..4
1 2π =
D D
2
3..
4
1 2π = 3.
8
3 Dπ = 1,1775 D
Volume alas tangki :
3
Va = 3
24 Dπ = 0,1309 D3
Volume tangki = Vs + Va
(Brownell, 1959)
249,99 m3 = 1,1775 D3 + 0,1309 D
249,99 m
3
3 = 1,3084 D
D
3
3
1,3084
249,99= = 191,07 m3
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 24/87
D = 3 3m191,07 =
= 5,76 m x 3,2808 ft/m = 18,94 ft
5,76 m
5. Tinggi :
Tinggi tangki,
Hs =2
3x D =
2
3x 5,76 = 8,64 m
Tinggi alas,
Ha =4
1x D =
4
1x 5,76 = 1,44 m
Tinggi total tangki = Hs + Ha
= 8,64 m + 1,44 m =
Tinggi cairan dalam tangki,
10,08 m
Hc = 2
4
xD
xVc
π = 276,514,3
99,4924
x
x= 9,59 m
= 9,59 m x 3,2808 ft/m = 31,49 ft
6. Tekanan :
Tekanan Operasi, Poperasi
Tekanan desain,
= 1 atm = 14,696 psi
Pdesain144
)1( −+
Hc P operasi
ρ = =14,696 +
144
)149,31(0947,53 −= 14,696 + 11,24
= 25,94 psi
Faktor keamanan 20%, maka
Tekanan desain alat = 25,94 x (1,2) = 31,12 psi
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 25/87
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi (Brownell,1959)
Effisiensi sambungan, E = 85% (Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun
Umur alat, n = 10 tahun
Tebal dinding tangki :
t = )(6,0 Cxn P fxE
PxD
+− (Brownell,1959)
t =12,316,085,0650.12
1276,512,31
x x
x x
−
+ (0,0125x10)
t = 0,75 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 0,90 inchi)
0,87 in
Jacket steam,
Kebutuhan steam = 12.162,39 kg/jam
Panas steam = 28.946.500,80 kJ/jam (Neraca Energi)
Temperatur steam masuk = 980C = 176,40 0
Temperatur steam keluar = 70
F
0C = 126 0
Diameter luar vacuum pan = diameter dalam + 2x tebal dinding
F
= 18,94 x 12 in + 2 x 2 in = 231,28 in
Asumsi jarak jaket = 5 in
Diameter dalam jaket = 231,28 in + 2 x 5 in
= 241,28 in
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 26/87
Luas permukaan perpindahan panas, A =T xU
dQ
D ∆
Dimana :
dQ = panas yang yang dibawa oleh air pendingin, BTU/jam
= 28.946.500,80 kJ/jam = 27.499.175,76 BTU/jam
∆T = perbedaan temperatur fluida masuk dan keluar
= T1 = 176,40 0F, T2 = 126 0
U
F, ΔT = 50,4
D = koefisien perpindahan panas, BTU/jam.0F.ft
Besar U
2
D berada antara 50 – 150 BTU/jam.0F.ft2
U
(Perry, 1997)
D yang diambil adalah 50 BTU/jam.0F.ft
Sehingga,
2
A =4,5050
,7627.499.175
x= 10.912,37 ft
Tinggi jaket steam,
2
H = xD
A
π =
10,2014,3
10.912,37
x= 172,89 ft
Tekanan jaket steam,
P desain = P operasi144
)1( − Hc ρ +
Dimana : ρ = 62,2 lb/ft3
P
, tekanan operasi 14,696 psi
desain144
)189,172(2,62 − = 14,696 + = 88,95 psi
Tebal jaket pendingin,
t = )(6,085,0650.12
12Cxn
P x
PxDx+
−
t = )100125,0(95,886,085,0650.12
1210,2095,88 x
x x
x x+
−
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 27/87
t = 2,00 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 2,15 inchi)
2,12 in
Ejektor,
Pob
P
= tekanan operasi dalam tangki = 0,5 bar
oa
P
= tekanan steam yang masuk ke ejektor = 16 bar
03
Pob
P 03
= tekanan yang keluar dari ejektor = 1 atm = 1,01325 bar
= 5,0
01325,1
= 2,0265 , == 16
5,0
Poa
Pob
0,03125
Dari figure 10-102 Perrys (1997) diperoleh :
501
2 = A
A, 15=wa
wb
wb = jumlah uap air yang dikeluarkan = 1.562,49 kg/jam (Neraca Energi)
Sehingga jumlah steam yang diperlukan adalah :
wa =8,3
wb=
15
1.562,49= 104,17 kg/jam
Gambar LC-1. Ejektor dan bagian-bagiannya
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 28/87
LC-3. Centrifugal (C-01)
Fungsi : untuk mencampur nira dengan air sehingga memperkecil
gumpalan nira
Jumlah : 3 unit
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan tutup berbentuk datar, alas kerucut.
2.
Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
3.
Volume :
Tabel LC-3. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Centrifugal
Komponen M (kg/jam) ρ (kg/liter) V (liter/jam)
Nira 177.083,33 0,850 208.333,33
Air 29.687,50 0,995 31.250,00
Total 206.770,84 219.298,24
(Sumber : Neraca Massa)
ρ =24,298.219
84,770.206= 0,94 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft3 = 58,86 lb/ft3
Waktu tinggal dalam centrifugal (t) = 1 jam
Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2
Volume bahan masuk,
Vt = ( ρ
m
) x t
= 219.968,97 liter x 1 = 219.968,97 liter
= 219,97 m
Kapasitas volume tangki,
3
Vt = Vt (1 + fk)
= 219,97 (1 + 0,2 ) = 263,96 m3
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 29/87
4. Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup datar, alas kerucut.
Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter
tangki :
2
3=
D
Hs,
4
1=
D
Hh
Volume silinder,
Vs = Hs D ..
4
1 2π =
D D
2
3..
4
1 2π = 3.
8
3 Dπ = 1,1775 D
Volume alas tangki :
3
Va = 3
24 D
π = 0,1309 D3
Volume tangki = Vs + Va
(Brownell, 1959)
263,96 m3 = 1,1775 D3 + 0,1309 D
263,96 m
3
3 = 1,3084 D
D
3
3
1,3084
263,96= = 201,74 m
D =
3
3 3m201,74 =
= 14,20 m x 3,2808 ft/m = 46,59 ft
14,20 m
5. Tinggi :
Tinggi tangki,
Hs =2
3x D =
2
3x 14,20 = 21,30 m
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 30/87
Tinggi alas,
Ha =4
1x D =
4
1x 14,20 = 3,55 m
Tinggi total tangki = Hs + Ha
= 21,30 m + 3,55 m =
Tinggi cairan dalam tangki,
24,85 m
Hc =2
4
xD
xVc
π =
220,1414,3
96,2634
x
x= 23,68 m
= 23,68 m x 3,2808 ft/m = 77,69 ft
6. Tekanan :
Tekanan Operasi, Poperasi
Tekanan desain,
= 1 atm = 14,696 psi
Pdesain 144
)1( −+
Hc
P operasi
ρ
= =14,696 + 144
)169,77(79,71 −
= 14,696 + 31,35
= 46,04 psi
Faktor keamanan 20%, maka
Tekanan desain alat = 46,04 x (1,2) = 55,25 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi (Brownell,1959)
Effisiensi sambungan, E = 85% (Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun
Umur alat, n = 10 tahun
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 31/87
Tebal dinding tangki :
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
t =25,556,085,0650.12
1220,1425,55
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 0,88 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 1,10 inchi)
1,03 in
LC-4. Mixer
Fungsi : untuk mencampur nira dengan air sehingga memperkecil
gumpalan nira yang tidak terproses di centrifugal
Jumlah : 2 unit
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan tutup berbentuk datar, alas ellipsoidal.
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
3. Volume :
Tabel LC-4. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Mixer
Komponen M (kg/jam) ρ (kg/liter) V (liter/jam)
Nira 10.833,11 0,850 12.744,83
Air 570,16 0,995 573,02
Total 11.403,27 13.317,85
(Sumber : Neraca Massa)
ρ =85,317.13
27,403.11= 0,85 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft3 = 53,45 lb/ft3
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 32/87
Waktu tinggal dalam mixer (t) = 1 jam
Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2
Volume bahan masuk,
Vt = ( ρ
m) x t
= 13.415,61 liter x 1 = 13.415,61 liter
= 13,41 m
Kapasitas volume tangki,
3
Vt = Vt (1 + fk)
= 13,41 (1 + 0,2 ) = 16,09 m
3
4. Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup datar, alas
ellipsoidal.
Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter
tangki :
2
3=
D
Hs,
4
1=
D
Hh
Volume silinder,
Vs = Hs D ..4
1 2π =
D D
2
3..
4
1 2π = 3.
8
3 Dπ = 1,1775 D
Volume alas tangki :
3
Va = 3
24 D
π = 0,1309 D3 (Brownell, 1959)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 33/87
Volume tangki = Vs + Va
16,09 m3 = 1,1775 D3 + 0,1309 D
16,09 m
3
3
= 1,3084 D
D
3
3
1,3084
16,09= = 12,30 m
D =
3
3 3m12,30 =
= 2,30 m x 3,2808 ft/m = 7,57 ft
2,30 m
5. Tinggi :
Tinggi tangki,
Hs =2
3x D =
2
3x 2,30 = 3,45 m
Tinggi alas,
Ha =41 x D =
41 x 2,30 = 0,57 m
Tinggi total tangki = Hs + Ha
= 3,45 m + 0,57 m =
Tinggi cairan dalam tangki,
4,02 m
Hc =2
4
xD
xVc
π =
230,214,3
09,164
x
x= 3,87 m
= 3,87 m x 3,2808 ft/m = 12,71 ft
6. Tekanan :
Tekanan Operasi, Poperasi
= 1 atm = 14,696 psi
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 34/87
Tekanan desain,
Pdesain144
)1( −+
Hc P operasi
ρ = =14,696 +
144
)1,7121(45,53 −= 14,696 + 4,35
= 19,01 psi
Faktor keamanan 20%, maka
Tekanan desain alat = 19,01 x (1,2) = 22,81 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi (Brownell,1959)
Effisiensi sambungan, E = 85% (Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun
Umur alat, n = 10 tahun
Tebal dinding tangki :
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
t =81,226,085,0650.12
1209,1681,22
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 0,41 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 0,55 inchi)
0,53 in
Pengaduk (agitator ),
Fungsi : untuk menghomogenkan campuran
Tipe : helical ribbon
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 35/87
Pengaduk didesain dengan standar sebagai berikut :
• Diameter pengaduk, Da =x Dt =3
1x 7,57 ft = 2,52 ft
• Lebar efektif, J =12
1x Dt =
12
1x 7,57 ft = 0,63 ft
• Tinggi pengaduk dari dasar, E = Da = 2,52 ft
• Kecepatan putaran: 500 rpm →
60
500 = 8,3333 rps
Daya Pengaduk,
Sifat-sifat bahan campuran dalam mixer :
Densitas, ρ = 53,45 lb/ft
Viscositas, μ = 4,6 cp x 6,7197 x 10
3
-4
Bilangan Reynold,
lb/ft.s = 0,0031 lb/ft.s (Kern, 1965)
NRe
µ
ρ xNx Da 2
=
=0031,0
45,533333,852,2 2 x x = 912.078,25
Dari figure 8.3 N.Harnby, 1992 diperoleh nilai Np = 0,8
Maka daya pengadukan,
P =
55017,32
35
x
x xNpxN Da ρ
=55017,32
45,533333,88,052,2 35
x
x x x = 8,77 hp
Daya motor, (diasumsikan efisiensi motor 80%)
Pmotor η
P = =
0,8
8,77= 10,97 hp
Untuk desain dipilih motor dengan daya 11,00 hp
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 36/87
LC-5. Tangki Produk
Fungsi : untuk menampung produk selama 15 hari
Jumlah : 10 unit
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder tegak dengan tutup berbentuk ellipsoidal, alas datar.
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
3.
Volume :
Tabel LC-5. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Tangki Produk
Komponen M (kg/jam) ρ (kg/liter) V (liter/jam)
A 177.449,74 0,850 208.764,40
B 27.363,13 0,995 27.500,63
Total 204.836,90 236.265,03
(Sumber : Neraca Massa)
ρ =
03,265.236
90,836.204= 0,87 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft3 = 54,12 lb/ft
Direncanakan dibuat tangki sebanyak 10 unit untuk persediaan 15 hari maka :
3
t = 30 hari = 15 hari x 24 jam/hari = 360 jam
Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2
Volume bahan masuk,
Vt = ( ρ
m
) x t
= 235.444,71 liter x 360 = 84.760.096,55 liter
= 84.760,09 m
Kapasitas volume tangki,
3
Vt = Vt (1 + fk)
= 84.760,09 (1 + 0,2 ) = 101.712,11 m3
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 37/87
Masing-masing tangki memiliki volume sebesar =10
11,712.101= 1.017,12 m
3
4. Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup berbentuk
ellipsoidal, alas datar.
Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter
tangki :
2
3=
D
Hs,
4
1=
D
Hh
Volume silinder,
Vs = Hs D ..4
1 2π =
D D
2
3..
4
1 2π = 3.
8
3 Dπ = 1,1775 D
Volume tutup tangki :
3
Vh = 3
24 D
π = 0,1309 D3
Volume tangki = Vs + Vh
(Brownell, 1959)
1.017,12 m3 = 1,1775 D3 + 0,1309 D
1.017,12 m
3
3 = 1,3084 D
D
3
3
1,3084
1.017,12= = 7.773,78 m
D =
3
3 3m7.773,78 =
= 19,81 m x 3,2808 ft/m = 64,99 ft
19,81 m
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 38/87
5. Tinggi :
Tinggi tangki,
Hs =23 x D =
23 x 19,81 = 29,71 m
Tinggi tutup,
Hh =4
1x D =
4
1x 19,81 = 4,95 m
Tinggi total tangki = Hs + Hh
= 29,71 m + 4,95 m =
Tinggi cairan dalam tangki,
34,66 m
Hc =2
4
xD
xVc
π =
281,1914,3
78,773.74
x
x= 25,23 m
= 25,23 m x 3,2808 ft/m = 82,79 ft
6.
Tekanan :
Tekanan Operasi, Poperasi
Tekanan desain,
= 1 atm = 14,696 psi
Pdesain144
)1( −+
Hc P operasi
ρ = =14,696 +
144
)182,79(12,54 −= 14,696 + 30,74
= 45,43 psi
Faktor keamanan 20%, maka
Tekanan desain alat = 45,43 x (1,2) = 54,52 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi (Brownell,1959)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 39/87
Effisiensi sambungan, E = 85% (Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun
Umur alat, n = 10 tahun
Tebal dinding tangki :
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
t =52,546,085,0650.12
1281,1952,54
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 1,21 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 1,35 inchi)
1,33 in
LC-6. Kondenser
Fungsi : untuk menampung mendinginkan produk menjadi suhu kamar
Jumlah : 1 unit
Spesifikasi :
1. Tipe : Silinder horizontal dengan tutup berbentuk ellipsoidal.
2.
Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
3.
Volume :
Tabel LC-6. Komponen Bahan Yang Terdapat Pada Kondenser
Komponen M (kg/jam) ρ (kg/liter) V (liter/jam)
A 177.449,74 0,850 208.764,40
B 27.363,13 0,995 27.500,63
Total 204.836,90 236.265,03
(Sumber : Neraca Massa)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 40/87
ρ =03,265.236
90,836.204= 0,87 kg/liter x 2,2046 lb/kg x 28,317 liter/ft3 = 54,12 lb/ft
Waktu tinggal dalam kondenser/t = 1 jam
3
Faktor keamanan, fk = 20% = 0,2
Volume bahan masuk,
Vt = ( ρ
m) x t
= 236.265,03 liter x 1 = 236.265,03 liter
= 236,26 m
Kapasitas volume tangki,
3
Vt = Vt (1 + fk)
= 236,26 (1 + 0,2 ) = 283,51 m
3
4. Diameter :
Tangki didesain berbentuk silinder tegak dengan tutup berbentuk
ellipsoidal, alas datar.
Direncanakan perbandingan antara tinggi tangki dan tinggi head dengan diameter
tangki :
2
3=
D
Hs,
4
1=
D
Hh
Volume silinder,
Vs = Hs D ..4
1 2π =
D D
2
3..
4
1 2π = 3.
8
3 Dπ = 1,1775 D
Volume tutup tangki :
3
Vh = 3
24
Dπ
= 0,1309 D3 (Brownell, 1959)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 41/87
Volume tangki = Vs + Vh
283,51 m3 = 1,1775 D3 + 0,1309 D
283,51 m
3
3
= 1,3084 D
D
3
3
1,3084
283,51= = 216,68 m
D =
3
3 3m216,68 =
= 14,72 m x 3,2808 ft/m = 48,29 ft
14,72 m
5. Tinggi :
Tinggi tangki,
Hs =2
3x D =
2
3x 14,72 = 22,08 m
Tinggi tutup,
Hh =41 x D =
41 x 14,72 = 3,68 m
Tinggi total tangki = Hs + Hh
= 22,08 m + 3,68 m =
Tinggi cairan dalam tangki,
25,76 m
Hc =2
4
xD
xVc
π =
272,1414,3
51,2834
x
x= 24,53 m
= 24,53 m x 3,2808 ft/m = 80,49 ft
6. Tekanan :
Tekanan Operasi, Poperasi
= 1 atm = 14,696 psi
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 42/87
Tekanan desain,
Pdesain144
)1( −+
Hc P operasi
ρ = =14,696 +
144
)180,49(12,54 −= 14,696 + 29,88
= 44,57 psi
Faktor keamanan 20%, maka
Tekanan desain alat = 44,57 x (1,2) = 53,49 psi
7. Tebal Dinding :
Bahan konstruksi tangki carbon steel grade B
Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi (Brownell,1959)
Effisiensi sambungan, E = 85% (Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun
Umur alat, n = 10 tahun
Tebal dinding tangki :
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
t =49,536,085,0650.12
1272,1449,53
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 0,88 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 1,10 inchi)
1,01 in
LC-7. Pompa
Fungsi : Mengalirkan bahan
Type : Pompa sentrifugal
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 43/87
Laju alir massa,
F = 177.083,33 kg/jam x 2,2046 lb/kg x 2,7778 x 10-4
= 10,84 lb/s
jam/s
Densitas,
ρ = 71,79 lb/ft3
Viskositas,
(Perhitungan Sebelumnya)
µ = 9,0 cp x 6,7197 x 10-4
Kecepatan aliran,
lb/ft.s = 0,00605 lb/ft.s (Kern, 1965)
Q = ρ
F =
3/79,71
/84,10
ft lb
slb
= 0,15 ft3
Perencanaan pompa :
/s
Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan :
De = 3,9 (Q)0,45
(ρ)0,13
= 3,9 (0,15)
(Foust,1979)
0,45(71,79)
= 2,90 in
0,13
Dipilih material pipa comercial steel 3 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam (ID) = 3,50 in = 0,29 ft
• Diameter luar (OD) = 3,068 in = 0,25 ft
• Luas Penampang pipa (A) = 7,68 in2 = 0,05 ft2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa,
V = A
Q =
2
3
05,0
/15,0
ft
s ft
= 3,00 ft/s
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 44/87
Sehingga,
Bilangan Reynold,
NReµ
ρ VD = =00605,0
25,000,379,71 x x
= 8.899,59
Material pipa merupakan bahan comercial steel maka diperoleh harga-harga
sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10-5 m = 1,5092 x 10-4
ε/D = 1,5092 x 10
ft
-4
dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,015
ft/0,25 ft = 0,0006
Panjang eqivalen total perpipaan (ΣL)
• Pipa lurus (L1
• 1 buah gate valve fully open (L/D = 13),
) = 35,00 ft
L2
• 2 buah elbow 90
= 1 x 13 x 0,25 ft = 3,25 ft
0 (L/D = 30), L3
L
3
• 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5)
= 2 x 30 x 0,25 ft = 15,00 ft
(L/D = 25), L4
• 1 buah sharp edge exit (K = 1; L/D = 47)
= 1 x 25 x 0,25 ft = 6,25 ft
L5
Total panjang ekuivalen (ΣL) = L
= 1 x 47 x 0,25 ft = 11,75 ft
1 + L2 + L3 + L4 + L
= 71,25 ft
5
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 45/87
Friksi (Σf),
Σf = xgcxD
L x fxV
2
2 Σ =
25,017,322
25,7100,3015,0 2
x x
x x
= 5,97 ft.lbf /lb
Kerja Pompa (W),
m
f W xgc
V V Z Z P P Σ=+
−+−+−
2)()( 21
2121
Persamaan Bernouli
P1 = P2, V1 = V2 = 0, Z1 = 0 dan Z2
-35,00 + W = 5,97
= 35,00
Wf
Daya,
= 5,97 + 35,00 = 40,97 lb.ft/jam
Ws550
ρ WfxQx = =
550
79,7115,097,40 x x
= 0,80 hp
Jika efisiensi pompa, η = 80% dan efisiensi motor, ηm
P =
= 75%
m x
Ws
η η =
75,08,0
80,0
x = 1,33 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 1,35 hp.
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 46/87
LAMPIRAN D
PERHITUNGAN PERALATAN UTILITAS
LD-01. Bak Penampungan (BP-01)
Fungsi : Tempat menampung air dari sumur pompa
Jumlah : 1 unit
Spesifikasi :
1. Tipe : Bak beton
2. Bahan Konstruksi : Beton
Massa air yang dibutuhkan untuk 1 hari,
= 1.291.015,67 kg/hari
Volume,
= ρ
m=
3/53,996
kg/hari671.291.015,
mkg = 1.295,51 m
3
Faktor keamanan, 20%
/hari
= (1+0,2) x 1.295,51 m3
=
/hari
1.554,61 m3
Direncanakan : Panjang bak = 3 x lebar bak
/hari
Tinggi bak = 2 x lebar bak
Sehingga, volume :
= p x l x t = l
1.554,61 = l
3
3⇒ l = 11,58 m
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 47/87
Maka,
Panjang bak = 3 x 11,58 m = 34,75 m
Lebar bak = 11,58 m
Tinggi bak = 2 x 11,58 m = 23,16 m
LD-02. Klarifier (KL-01)
Fungsi : Sebagai tempat untuk memisahkan kontaminan-kontaminan
terlarut dan tersuspensi dari air dengan menambahkan alum yang
menyebabkan flokulasi dan penambahan soda abu agar reaksi
alum dengan lumpur dapat terjadi dengan sempurna.
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi :
1. Tipe : continous thickener
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
Jumlah air yang diklarifikasi = 1.291.015,67 kg/hari
Reaksi : Al2(SO4)3 + 6H2 →O 2Al(OH)3 + 3H2SO
Jumlah Al
4
2(SO4)3
BM Al
yang tersedia = 2,9691 kg/hari
2(SO4)3
Jumlah Al
= 342 kg/kmol
2(SO4)3
adalah,
342
9691,2= 0,0086 kmol/hari
Jumlah Al(OH)3
2 x 0,0086 kmol/hari = 0,0172 kmol/hari
yang terbentuk,
BM Al(OH)3
= 78 kg/kmol
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 48/87
Jumlah Al(OH)3
adalah,
78
0172,0= 0,0002 kg/hari
Sifat-sifat bahan (Perry, 1997):
• Densitas Al(OH)3 = 2.420 kg/m3 (pada suhu 300
• Denssitas Na
C, tekanan 1 atm)
2CO3 = 2.710 kg/m
Jumlah Na
3
2CO3 diperkirakan sama dengan jumlah Al(OH)3
• Massa Na
yang terbentuk.
2CO3
• Massa Al(OH)
= 0,0002 kg/hari
3
Total massa = 0,0004 kg/hari
= 0,0002 kg/hari
• Volume Na2CO3420.2
0002,0 = = 8,2 x 10-8 m
• Volume Al(OH)
3
3710.2
0002,0 = = 7,3 x 10-8 m
Volume total = 1,56 x 10
3
-7 m
• Denssitas partikel =
3
71056,1
0004,0− x
= 2.564,1025 kg/m3
3. Terminal Setting Velocity dari Hk. Stokes
= 2,5641 gr/liter
Ut =µ
ρ ρ
18
)(2 g x D s − (Ulrich, 1984)
Dimana,
D = diameter partikel = 20 mikron = 0,002 cm (Perry, 1997)
ρ = densitas air = 0,999 gr/liter
ρs
μ = viscositas air = 0,007 gr/cm.s (Kern, 1950)
= densitas partikel = 2,5641 gr/liter
g = percepatan gravitasi = 980 gr/cm
2
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 49/87
Sehingga setting velocity,
Ut =007,018
980)999,05641,2(002,0 2
x
x −= 0,04869 m/sek
4. Diameter Klarifier
D =12
2
25,0
CxKxm
(Brown, 1978)
Dimana,
C = kapasitas klarifier = 1.291.015,67 kg/hari (2.843.646,85
lb/hari)
K = konstanta pengendapan = 995
m = putaran motor direncanakan 1,5 rpm
D = diameter klarifier, ft
Maka diameter klarifier,
D =12
2
5,1995852.843.646, 25,0
x x
= 17,88 ft
Tinggi klarifier = 1,5 x D
H = 1,5 x 17,88 ft = 26,83 ft
Tinggi konis,
h = 0,33 x 26,83 ft = 8,85 ft
5. Waktu Pengendapan
t =36000487,0
48,3083,26
3600
48,30
x
x
xU
Hx
t
= = 4,66 jam
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 50/87
6. Daya Klarifier
Wk = xt
xm D xHx D
415
)27( 224 +=
66,4415
)5,188,1727(83,2672,17 224
x
x x x +
= 36,73 hp
7. Tebal dinding klarifier
Tekanan cairan dalam klarifier,
P = P operasi + ρgh
= 14,696 psi + 0,995 gr/cm3 x 980 cm/s2
= 14,696 psi + 3.554,948 dyne/cm
x 364,5727 cm
= 14,7473 psi
2
Maka,
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
t =7473,146,085,0650.12
129739,77473,14
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 0,1313 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 0,3 inchi)
0,2563 in
LD-03. Sand F il ter (SF-01)
Fungsi : menyaring kotoran-kotoran air dari klarifier
Jumlah : 1 buah
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 51/87
Spesifikasi :
1. Tipe : silinder tegak dengan tutup segmen bola
2. Bahan Konstruksi : carbon steel grade B
Direncanakan volume bahan penyaring 0,3 dari volume tangki.
Media penyaring adalah :
o Lapisan I pasir halus
o
Lapisan II antrasit
o
Lapisan batu grafel
Laju alir massa = 1.291.015,67 kg/hari = 2.843.646,85 lb/hari
Sand filter yang dirancang untuk penampungan 1 hari operasi
3. Volume tangki
Volume air,
=
2,62
852.843.646,= 45.717,79 ft
Faktor keamanan 10%,
3
Volume tangki,
= 1,1 x 45.717,79 ft3 = 50.289,57 ft
Sand filter dirancang sebanyak 2 unit dengan kapasitas 25.144,79 ft
3
Direncanakan tinggi tangki, H = 2 x D
3
Volume = ¼ π x D2 x H = ½ π x D
25.144,79 = ½ π x D
3
D =
3
3
14,3
25.144,792 x= 25,21 ft = 7,68 m
H = 2 x 7,68 m = 15,37 m = 50,41 ft
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 52/87
Tinggi total tangki,
= 37,87 ft + 50,41 ft = 88,28 ft
4. Tekanan
P = P operasi + ρgh
= 14,696 psi + 0,995 gr/cm3 x 980 cm/s2
= 14,696 psi + 7,3686 psi
x 523,99 cm
= 22,0646 psi
5. Tebal Dinding
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
t =0646,226,085,0650.12
1287,370646,22
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 0,2119 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 0,35 inchi)
0,3369 in
LD-04. Menara Air (MA-01)
Fungsi : Menampung air untuk didistribusikan sebagai air domestik dan air
umpan ketel
Jumlah : 1 buah
Spesifikasi :
1. Tipe : silinder tegak dengan tutup segmen bola
2. Bahan Konstruksi : fiber glass
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 53/87
Laju alir massa = 1.291.015,67 kg/hari = 2.843.646,85 lb/hari
Direncanakan untuk menampung air selama 1 hari.
Banyak air yang ditampung,
=9,995
671.291.015,= 1.296,33 m
Faktor keamanan 10%
3
Maka volume menara,
= 1,1 x 1.296,33 m3 = 1.425,96 m
Didesain 4 tangki menara air dengan volume 356,49 m
3
Diambil tinggi tangki, H =
3
2
3x D
Volume = ¼ π x D2 x H = 1,1775 x D
356,49 = 1,1775 x D
3
D =
3
31775,1
356,49
= 6,71 m = 22,03 ft
H =2
3 x 6,71 m = 10,06 m = 33,02 ft
LD-05. Kation Exchanger (KE-01)
Fungsi : mengurangi kation dalam air
Bentuk : silinder tegak dengan tutup ellipsoidal
Bahan : carbon steel grade B
Jumlah air yang masuk KE = 126.387,34 kg/hari
Volume air,
Vair = hari ft harim /54,481.4/91,1269,995
126.387,34 33 ==
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 54/87
Dari tabel 12-4. Nalco, 1958 diperoleh ukuran tangki sebagai berikut :
a. Diameter tangki : 5 ft
b.
Luas penampang : 19,6 ft
c. Jumlah penukar kation : 1 unit
2
Resin
Total kesadahan : 3,3125 kg grain/hari
Kapasitas resin : 20 kg grain/ft
Kapasitas regeneran : 2,3838 lb/ft
3
Tinggi resin, h : 2,1 ft
3
Regenerasi
Volume resin, V : h x A = 2,1 ft x 19,6 ft2 = 41,16 ft
Siklus regenerasi, t : 30,1887 hari
3
Kebutuhan regeneran : 0,3948 kg/regenerasi
Volume tangki,
= Vair + Vresin = (4.481,54 + 41,16) ft
= 4.522,69 ft
3
Faktor keamanan 20% maka :
3
Volume tangki,
Vt = 1,2 x 4.522,69 = 5.427,24 ft3
Vt = ¼ π D
2
Hs =
Hs
ft x
x55,276
514,3
424,427.52 =
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 55/87
Tinggi tutup ellipsoidal : Diameter = 1 : 4
Hh = ¼ D
Hh = ¼ (5) = 1,25 ft
HT
Tekanan operasi, P = 14,696 psi
= Hs + Hh = (276,55+ 1,25) ft = 277,79 ft (84,67 m)
P hidrostatik = ρ g h
= psi x x
15,39745,894.6
55,2768,99,995=
Tekanan desain,
Pdesain
Penentuan tebal dinding tangki
= (14,696 + 39,15) psi = 53,84 psi
• Bahan : carbon steel grade B
• Diameter tangki : 5 ft = 1,5 m
Maksimum allowed stress, f = 12.750 psi (Brownell,1959)
Effisiensi sambungan, E = 85% (Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun
Umur alat, n = 10 tahun
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
t =84,536,085,0650.12
12584,53
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 0,30 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 0,45 inchi)
0,42 in
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 56/87
LD-06. Anion Exchanger (AE-01)
Fungsi : Mengurangi anion dalam air
Bentuk : silinder tegak dengan tutup ellipsoidal
Bahan : carbon steel grade B
Jumlah air yang masuk AE = 126.387,34 kg/hari
Volume air,
Vair = hari ft harim /54,481.4/91,1269,995
126.387,34 33 ==
Dari tabel 12-4 Nalco, 1958 diperoleh ukuran tangki sebagai berikut :
a. Diameter tangki : 5 ft
b.
Luas penampang : 19,6 ft
c.
Jumlah penukar kation : 1 unit
2
Resin
Total kesadahan : 0,0636 kg grain/hari
Kapasitas resin : 20 kg grain/ft
Kapasitas regeneran : 4,5 lb/ft
3
Tinggi resin, h : 0,6 ft
3
Regenerasi
Volume resin, V : h x A = 0,6 ft x 19,6 ft2 = 11,76 ft
Siklus regenerasi, t : 1.572,3270 hari
3
Kebutuhan regeneran : 6,4967 kg/regenerasi
Volume tangki,
= Vair + Vresin = (4.481,54 + 11,76) ft
= 4.493,30 ft
3
Faktor keamanan 20% maka :
3
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 57/87
Volume tangki,
Vt = 1,2 x 4.493,30 = 5.391,96 ft3
Vt = ¼ π D
2
Hs =
Hs
ft x
x75,274
514,3
45.391,962 =
Tinggi tutup ellipsoidal : Diameter = 1 : 4
Hh = ¼ D
Hh = ¼ (5) = 1,25 ft
HT
Tekanan operasi, P = 14,696 psi
= Hs + Hh = (274,75 + 1,25) ft = 276 ft (84,12 m)
P hidrostatik = ρ g h
= psi x x
87,39745,6894
2768,99,995=
Tekanan desain,
Pdesain
Penentuan tebal dinding tangki
= (14,696 + 39,87) psi = 54,56 psi
• Bahan : carbon steel grade B
• Diameter tangki : 5 ft = 1,5 m
Maksimum allowed stress, f = 12.650 psi (Brownell,1959)
Effisiensi sambungan, E = 85% (Brownell,1959)
Faktor korosi, C = 0,0125 in/tahun
Umur alat, n = 10 tahun
t = )(6,0
Cxn P fxE
PxD+
− (Brownell,1959)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 58/87
t =54,566,085,0650.12
12554,56
x x
x x
−+ (0,0125x10)
t = 0,30 in + 0,125 in
=
(dipilih tebal dinding standar 0,45 inchi)
0,42 in
LD-07. Cooling Tower (CT-01)
Fungsi : mendinginkan air pendingin bekas
Jumlah : 1 unit
Jenis : mechanical induced draft
Laju alir massa air pendingin bekas = 1.864.857,29 kg/hari
= 4.107.615,17 lb/hari
Suhu air pendingin masuk = 300C = 111,6 0
Suhu air pendingin keluar = 25
F
0C = 102,60
Wet bulb temperatur udara = 80
F)
0
Dari fig. 12-14. Perry, 1997 diperoleh konsentrasi air 0,75 gpm/ft
F
Laju alir air pendingin,
2
=9,995
291.864.857,= 1.872,53 m3/hari = 0,52 m3
= 0,52 m
/menit
3/menit x 264,17 gallon/m
= 137,41 gpm
3
Factor keamanan 20%
Laju air pendingin,
= 1,2 x 137,41 gpm = 164,89 gpm
Luas menara yang dibutuhkan,
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 59/87
=75,0
164,89= 219,85 ft
Diambil performance menara pendingin 90%, dari fig. 12-15. Perry, 1997
diperoleh tenaga kipas 0,03 hp/ft
2
Daya yang diperlukan untuk menggerakkan kipas,
2
= 0,03 hp/ft2 x 219,85 ft2
Dimensi menara,
= 6,59 hp
Panjang = 2 x lebar,
Lebar = tinggi
Maka,
V = p x l x t
= 2 x l
1.872,53 = 2 x l
3
l =
3
3
21.872,53 = 9,78 m
Sehingga,
Panjang = 19,56 m
Tinggi = 9,78 m
LD-08. Dearator (DE-01)
Fungsi : memanaskan air yang dipergunakan untuk air umpan boiler dan
menghilangkan gas CO2 dan O
Jumlah : 1 unit
2
Bentuk tangki : silinder horizontal dengan tutup berbentuk ellipsoidal
Temperatur air masuk : 250
C
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 60/87
Temperatur air keluar : 900
Banyak air yang dipanaskan : 126.387,42 kg/hari
C
Densitas air : 995,9 kg/m3
Laju volumetrik,
(Perry, 1997)
Q =9,995
126.387,42 = 126,91 m3
Panas yang dibutuhkan
/hari
= m.c.∆T
= 126,91 x 1 x (90-25) = 8.249,00 kkal
Silinder berisi 75% air
Volume silinder,
= 1,75 x 126,91 = 222,09 m3
Silinder dirancang dengan ketentuan H = 2,5 x D
Vs = ¼ π x D2 x H = ¼ π x D2 x 2,5 x D = 1,9625 D
V
3
h3
3
2616,012
D D
=π
=
VD = Vs + V
222,09 = (1,9625 + 0,2616 ) D
h
D =
3
3
2241,2
222,09= 4,64 m
H = 4,64 (1,6398 m) = 7,61 m
LD-09. Boiler (B-01)
Fungsi : memanaskan air hingga menjadi steam sebagai media pemanas
Tipe : ketel pipa api
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 61/87
Diagram alir proses
Diagram alir proses secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar :
Gambar LD.1. Diagram Alir Proses Pada Ketel Uap
Luas Perpindahan Panas
A=T xU
Q
D ∆
A = Ni x a” x L
Dimana :
A = Luas perpindahan panas (ft2
Q = Jumlah panas yang ditransfer = 7.686,23 Btu/jam
)
UD = Koefisien perpindahan panas overall = 350 Btu/jam.ft2.0
(Kern, 1965)
F
∆T = Perbedaan temperatur (∆T = T2 – T1
Uap air keluar boiler ( steam), T
)
2 = 980C (208,40
Air masuk boiler, T
F)
1 = 900C (1940
Ni = jumlah tube
F)
A” = luas permukaan tube per in ft (ft2
L = Panjang tube (ft)
/ft)
Ketel Uap
Uap
Asap
Blow DownAir
Bahan Bakar
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 62/87
A = 2
002 52,1
)1944,208(../350
/ 7.686,23 ft
F x F ft jam Btu
jam Btu=
−
Digunakan OD tube = 1 in
L = 20 ft
A” = 0,2618 ft2
Jumlah tube,
/ft
Ni = ft x ft ft
ft
20/2618,0
52,12
2
= 1
Dari ASTM Boiler Code, permukaan bidang pemanas = 10 ft2
Daya boiler ,
/1hp
= 1,52 ft2 x 1 hp/10 ft
= 0,15 hp
2
Dipilih boiler dengan daya 0,15 hp
LD-09. Pompa
Fungsi : Mengalirkan air ke bak penampungan
Type : Pompa sentrifugal
Laju alir massa,
F = 1.291.015,67 kg/jam x 2,2046 lb/kg x 2,7778 x 10-4
= 31,2336 lb/s
jam/s
Densitas,
ρ = 62,2 lb/ft3
Viskositas,
(Perry, 1997)
µ = 8,9 cp x 6,7197 x 10-4
Kecepatan aliran,
lb/ft.s = 0,0059 lb/ft.s (Kern, 1965)
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 63/87
Q = ρ
F =
3/2,62
/2336,31
ft lb
slb
= 0,502 ft3
Perencanaan pompa :
/s
Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan :
De = 3,9 (Q)0,45 (ρ)0,13
= 3,9 (0,502)
(Foust,1979)
0,45(62,2)
= 4,8936 in
0,13
Dipilih material pipa commercial steel 6 in schedule 40, dengan :
• Diameter dalam (ID) = 6,065 in = 0,5054 ft
• Diameter luar (OD) = 6,625 in = 0,5521 ft
• Luas Penampang pipa (A) = 28,9 in2 = 0,2007 ft2
Kecepatan rata-rata fluida dalam pipa,
V = A
Q =
2007,0
502,0
= 2,5012 ft/s
Sehingga,
Bilangan Reynold,
NReµ
ρ VD = =
0059,0
5054,05012,22,62 x x
= 14.040,6113
Material pipa merupakan bahan commercial steel maka diperoleh harga-harga
sebagai berikut :
ε = 4,6 x 10-5 m = 1,5092 x 10-4 ft
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 64/87
ε/D = 1,5092 x 10-4
dari grafik 5-9. Mc.Cabe, 1999 diperoleh f = 0,017
ft/0,5054 ft = 0,0002
Panjang eqivalen total perpipaan (ΣL)
• Pipa lurus (L1
• 1 buah gate valve fully open (L/D = 13),
) = 25,888 ft
L2
• 3 buah elbow 90
= 1 x 13 x 0,5054 ft = 6,5702 ft
0 (L/D = 30), L3
L
3
• 1 buah sharp edge entrance (K = 0,5)
= 3 x 30 x 0,5054 ft = 30,324 ft
(L/D = 25), L4
• 1 buah sharp edge exit (K = 1; L/D = 47)
= 1 x 25 x 0,5054 ft = 12,635 ft
L5
Total panjang ekuivalen (ΣL) = L
= 1 x 47 x 0,5054 ft = 23,754 ft
1 + L2 + L3 + L4 + L
= (25,888 + 6,5702 + 30,324 + 12,635 + 23,754) ft
5
= 99,1712 ft
Friksi (Σf),
Σf = xgcxD
L x fxV
2
2 Σ =
5054,017,322
1712,995012,2017,0 2
x x
x x
= 0,3243 ft.lbf /lb
Kerja Pompa (W),
m
f W xgc
V V Z Z P P Σ=+
−+−+−
2)()( 21
2121
Persamaan Bernouli
P1 = P2, V1 = V2 = 0, Z1 = 0 dan Z2
-25,888 + W = 0,3243
= 25,888
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 65/87
Wf
Daya,
= 0,3243 + 25,888 = 26,2123 lb.ft/jam
Ws550
ρ WfxQx = =550
2,62502,026,2123 x x
= 1,4881 hp
Jika efisiensi pompa, η = 80% dan efisiensi motor, ηm
P =
= 75%
m x
Ws
η η =
75,08,0
1,4881
x = 2,4802 hp
Jadi digunakan pompa dengan daya 2,5 hp.
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 66/87
LAMPIRAN E
PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI
LE-1. Modal Investasi Tetap
1. Modal Investasi Tetap Langsung (MITL)
1.1. Biaya Tanah Lokasi Pabrik
Harga tanah untuk lokasi pabrik diperkirakan Rp. 350.000 /m2
Luas tanah seluruhnya 11.050 m
(KIM, 2007)
Harga tanah seluruhnya = 11.050 m
2
2 x Rp. 350.000/m
= Rp. 3.867.500.000,-
2
Biaya perataan tanah diperkirakan 5 % dari harga tanah seluruhnya (Timmerhaus,
1991).
= 0,05 x Rp. 3.867.500.000,-
= Rp. 193.375.000,-
Total biaya tanah = Rp. 3.867.500.000,- + Rp. 193.375.000,-
= Rp. 4.068.875.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 67/87
1.2. Perincian Harga Bangunan
Tabel LE-1. Perincian Harga Bangunan
No Nama Bangunan Luas (m Harga
(Rp/m
)2
Jumlah (Rp)
)
1 Daerah proses dan kontrol 3.000 550.000 1.650.000.000,-
2 Laboratorium 250 500.000 125.000.000,-
3 Pengolahan air 2.500 200.000 500.000.000,-
4 Perkantoran 200 500.000 100.000.000,-
5 Bengkel 300 500.000 150.000.000,-
6 Pemadam Kebakaran 100 500.000 50.000.000,-
7 Pembangkit listrik 100 500.000 50.000.000,-
8 Tempat ibadah 100 500.000 50.000.000,-
9 Poliklinik 100 500.000 50.000.000,-
10 Kantin 100 500.000 50.000.000,-
11 Gudang bahan baku 150 500.000 75.000.000,-
12 Gudang produk 800 500.000 400.000.000,-
13 Pos keamanan 50 500.000 20.000.000,-
14 Parkir dan taman 400 100.000 40.000.000,-
15 Jalan 500 100.000 50.000.000,-
16 Rencana perluasan 2.000 - -
17 Unit pembangkit uap 200 300.000 60.000.000,-
18 Ruang diklat 200 200.000 40.000.000,-
TOTAL 11.050 - 3.460.000.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 68/87
1.3. Perincian Harga Peralatan
Tabel LE-2. Perkiraan Harga Peralatan Proses
No Nama Alat Jumlah Harga/unit (Rp) Total Harga (Rp)
1 Tangki Nira Kental 10 400.000.000,00 4.000.000.000,00
2 Tangki Molases 1 350.000.000,00 350.000.000,00
3 Vacumm Pan 3 150.000.000,00 750.000.000,00
4 Centrifugal 3 35.000.000,00 105.000.000,00
5 Mixer 2 89.000.000,00 178.000.000,00
6 Kondenser 1 25.000.000,00 25.000.000,00
7 Pompa 1,22 Hp 2 12.000.000,00 24.000.000,00
SUB TOTAL 5.432.000.000,00
Tabel LE-3. Perkiraan Harga Peralatan Utilitas
No Nama Alat Jumlah Harga/unit (Rp) Total Harga (Rp)
1 Sumur Pompa 1 55.000.000,00 55.000.000,00
2 Bak Pengendapan 1 29.000.000,00 29.000.000,00
3 Klarifier 1 78.000.000,00 78.000.000,00
4 Sand filter 1 289.000.000,00 289.000.000,00
5 Menara air 1 67.000.000,00 67.000.000,00
6 Kation Exchanger 1 183.000.000,00 183.000.000,00
7 Anion Exchanger 1 183.000.000,00 183.000.000,00
8 Pompa 7 12.000.000,00 84.000.000,00
9 Cooling tower 1 68.000.000,00 68.000.000,00
10 Boiler + Dearator 1 6.500.000.000,00 6.500.000.000,00
TOTAL 7.468.000.000,00
Jumlah harga peralatan = Rp. 12.900.000.000,-
Biaya pemasangan diperkirakan 15 % dari harga peralatan (Timmerhaus 1991).
= 0,15 x Rp 12.900.000.000,- = Rp. 1.935.000.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 69/87
Harga alat terpasang,
= Rp 12.900.000.000,- + Rp. 1.935.000.000,-
= Rp 14.835.000.000,-
1.4. Instrumentasi dan Alat control
Diperkirakan biaya alat instrumentasi dan alat control serta biaya
pemasangannya sebesar 10 % dari harga alat terpasang (Timmerhaus, 1991).
= 0,1 x Rp 14.835.000.000,-
= Rp 1.483.500.000,-
1.5.
Biaya Perpipaan
Diperkirakan biaya perpipaan sebesar 55 % dari harga alat terpasang
(Timmerhaus, 1991).
= 0,55 x Rp 14.835.000.000,-
= Rp 8.159.250.000,-
1.6. Biaya Insulasi
Diperkirakan biaya insulasi sebesar 10 % dari harga alat terpasang
(Timmerhaus, 1991).
= 0,1 x Rp 14.835.000.000,-
= Rp 1.483.500.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 70/87
1.7. Biaya Instalasi Listrik
Diperkirakan biaya instalasi listrik sebesar 20% dari harga alat terpasang
(Timmerhaus, 1991).
= 0,2 x Rp 14.835.000.000,-
= Rp 2.967.000.000,-
1.8. Biaya Inventaris Kantor
Diperkirakan biaya inventaris kantor sebesar 45 % dari harga alat
terpasang (Timmerhaus, 1991).
= 0,45 x Rp 14.835.000.000,-
= Rp 6.675.750.000,-
1.9. Biaya Perlengkapan dan Keamanan
Diperkirakan biaya perlengkapan dan keamanan sebesar 40% dar harga
alat terpasang (Timmerhaus, 1991).
= 0,4 x Rp 14.835.000.000,-
= Rp 5.934.000.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 71/87
1.10. Sarana Transportasi
Tabel LE-4. Perkiraan Biaya Sarana Transportasi
Kenderaan Jumlah Harga @
(Rp)
Total Harga
(Rp)
Direktur Utama 1 300.000.000,- 300.000.000,-
Staf Ahli 2 200.000.000,- 400.000.000,-
Manajer 2 200.000.000,- 400.000.000,-
Karyawan 2 150.000.000,- 300.000.000,-
Truk Bahan Baku Dan Produk 4 200.000.000,- 800.000.000,-
Mobil Bahan Bakar 1 200.000.000,- 200.000.000,-
Mobil Pemadam Kebakaran 1 250.000.000,- 250.000.000,-
Ambulans 1 100.000.000,- 100.000.000,-
TOTAL 14 - 2.750.000.000,-
Total Modal Investasi Tetap (MITL),
= Rp 51.816.875.000,-
2. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL)
2.1.1. Pra Investasi
Pra investasi diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus1991).
= 0,1 x Rp 51.816.875.000,-
= Rp 5.181.687.500,-
2.2. Engineering
Meliputi meja gambar dan alat–alatnya, inspeksi, pengawasan
pembangunan pabrik. Engineering diperkirakan sebesar 10% dari MITL
(Timmerhaus 1991).
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 72/87
= 0,1 x Rp 51.816.875.000,-
= Rp 5.181.687.500,-
2.3. Supervisi
Meliputi survei lokasi, perizinan dan studi lingkungan. Supervisi
diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus 1991).
= 0,1 x Rp 51.816.875.000,-
= Rp 5.181.687.500,-
2.4.
Biaya Kontraktor
Diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus 1991).
= 0,1 x Rp 51.816.875.000,-
= Rp 5.181.687.500,-
2.5. Biaya Tak Terduga
Diperkirakan sebesar 10% dari MITL (Timmerhaus 1991).
= 0,1 x Rp 51.816.875.000,-
= Rp 5.181.687.500,-
Total Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (MITTL),
= Rp 25.908.437.500,-
Total Modal Investasi Tetap (MIT),
= MITL + MITTL
= Rp 51.816.875.000,- + Rp 25.908.437.500,-
= Rp 77.725.312.500,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 73/87
LE-2. Modal Kerja
Modal kerja untuk 3 bulan pertama operasi pabrik.
1. Bahan Baku Untuk Proses dan Utilitas
1.1. Bahan-bahan Proses
Nira Kental
Kebutuhan : 208.333,33 kg/jam Lampiran A
Harga : Rp. 500,00/kg (PG Sei Semayang, 2007)
Biaya 3 bulan,
= 90 hari x 24 jam/hari x 208.333,33 kg/jam x Rp. 500,00/kg
= Rp. 224.999.996.400,-
1.2. Bahan – bahan Utilitas
Alum, Al2(SO4)
Kebutuhan : 74,88 kg/hari Lampiran C
2
Harga : Rp 8.000 /kg (CV. Rudang Jaya, 2007)
Biaya 3 bulan,
= 90 hari x 74,88 kg/hari x Rp 8.000,-/kg
= Rp 53.913.600,-
Soda abu
Kebutuhan : 39,68 kg/hari Lampiran C
Harga : Rp 6.000 /kg (CV. Rudang Jaya, 2007)
Biaya 3 bulan,
= 90 hari x 39,68 kg/jam x Rp 6.000,-/kg
= Rp 20.887.200,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 74/87
Asam Sulfat (H2SO4
Kebutuhan : 8,96 kg/hari = 4,84 l/hari Lampiran C
)
Harga : Rp 22.000,-/liter (CV. Rudang Jaya, 2007)
Biaya 3 bulan,
= 90 hari x 4,84 l/hari x Rp 22.000/liter
= Rp 9.583.200,-
NaOH
Kebutuhan : 944,96 kg/hari Lampiran C
Harga : Rp 8.000,-/kg (CV. Rudang Jaya, 2007)
Biaya 3 bulan,
= 90 hari x 944,96 kg/hari x Rp 8.000,-/kg
= Rp 680.371.200,-
Kaporit
Kebutuhan : 0,16 kg/hari Lampiran C
Harga : Rp 8.000,-/kg (CV. Rudang Jaya, 2007)
Biaya 3 bulan,
= 90 hari x 0,16 kg/hari x Rp 8.000,-/kg
= Rp 115.200,-
Solar
Kebutuhan : 292,78 l/jam Lampiran D
Harga : Rp 4.300,-/lit (CV. Rudang Jaya, 2007)
Biaya 3 bulan,
= 90 hari x 24 jam/hari x 292,78 l/jam x Rp 4.300,-/lt
= Rp 2.719.340.640,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 75/87
Total biaya persediaan bahan baku dan utilitas selama 3 bulan
= Rp 228.784.134.240,-
Total biaya pesediaan bahan baku dan utilitas selama 1 tahun
= Rp 915.136.536.960,-
LE-3. Biaya Kas
1. Gaji Pegawai
Tabel. LE-5. Perincian Gaji Pegawai Untuk 1 bulan
Jabatan Jumlah Gaji/orang (Rp) Total
Direktur 1 15.000.000 15.000.000
Sekretaris 1 2.000.000 2.000.000
Manajer 5 6.000.000 30.000.000
Kepala seksi 6 2.500.000 15.000.000
Karyawan proses 15 1.800.000 27.000.000
Karyawan Lab. 6 1.800.000 10.800.000Karyawan utilitas 12 1.800.000 21.600.000
Karyawan Pemasaran 6 1.800.000 10.800.000
Karyawan gudang 6 1.800.000 10.800.000
Karyawan administrasi dan
keuangan
17 1.800.000 30.600.000
Karyawan transportasi 7 1.000.000 7.000.000
Karyawan kebersihan 10 900.000 9.000.000Karyawan keamanan 12 1.500.000 18.000.000
Karyawan kesehatan 2 1.800.000 3.600.000
TOTAL 106 211.200.000
Gaji pegawai untuk 3 (tiga) bulan = 3 x Rp 211.200.000,-
= Rp 633.600.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 76/87
2. Biaya Administrasi Umum
Biaya administrasi umum diperkirakan sebesar 5% dari gaji pegawai
= 0, 5 x Rp 633.600.000,- = Rp 31.680.000,-
3. Biaya Pemasaran
Biaya pemasaran diperkirakan sebesar 5 % dari persediaan bahan baku
selama 3 bulan yaitu,
= 0,5 x Rp 228.784.134.240,- = Rp 11.439.206.712,-
4. Pajak Bumi dan Bangunan
Menurut undang-undang No. 20 Tahun 2000 dan undang-undang No. 21
Tahun 1997 :
Objek pajak Luas (m2
NJPO (Rp))
Per m Jumlah2
Bumi 11.050 150.000 1.657.500.000
Bangunan 11.050 200.000 2.210.000.000
Nilai jual Objek Pajak (NJOP) sebagai dasar pengenaan PBB
= Rp 1.657.500.000,- + Rp 2.210.000.000,-
=
NJOP tidak kena pajak : Rp 8.100.000,- (PerDa SuMut, 2000)
Rp 3.867.500.000,-
NJOP untuk perhitungan PBB = (Rp 3.867.500.000,-) – (Rp 8.100.000,-)
= Rp 3.859.400.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 77/87
Nilai Jual Kena Pajak (NJKP)
Nilai jual kena pajak 20 % x NJOP
= 0,2 x Rp 3.859.400.000,- = Rp 771.880.000,-
Pajak Bumi dan Bangunan terutang 0,5 % NKJP
= 0,5 % x Rp 771.880.000,- = Rp 385.940.000,-
(Berdasarkan UU No. 21 tahun 1997 pasal 6 ayat 3, PP No. 48 tahun 1994 dan
Peraturan Pemerintah No. 27 tahun 1996).
Total biaya kas :
= gaji pegawai + gaji administrasi + biaya pemasaran + PBB
= Rp. 12.490.426.712,-
LE-4. Biaya Start Up
Biaya satart up diperkirakan 10 % dari Modal Investasi Tetap (MIT)
= 0,1 x Rp 77.725.312.500,-
= Rp 777.253.125,-
LE-5. Piutang Dagang
Piutang dagang = (IP/12) x HPT
Dimana IP = jangka waktu kredit yang diberikan (3 bulan)
HPT = hasil penjualan produk tahun
Produksi Molases : 208.333,33 kg/jam Lampiran A
Harga jual : Rp. 1.500,00/kg (PG Sei Semayang, 2007)
Produksi Molases setahun :
208.333,33 kg/jam x 330 x 24 = 1.678.017.290 kg/thn
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 78/87
Hasil penjualan Molases per tahun
= 1.678.017.290 kg x Rp. 1.500,00/kg
= Rp 369.163.803.000,-
Piutang dagang
= 3 / 12 x Rp 369.163.803.000,-
= Rp 92.290.950.950,-
Sehingga Total Modal Kerja (MK)
= Rp 334.342.765.027,-
Total Modal Investasi = Modal Investasi Tetap (MIT) + Modal Kerja (MK)
= Rp 77.725.312.500,- + Rp 334.342.762.027,-
= Rp 412.068.077.527,-
Modal ini berasal dari :
1. Modal sendiri
60 % dari total modal investasi = 0,6 x Rp 412.068.077.527,-
= Rp 247.240.846.516,-
2. Modal pinjaman Bank
40% dari total modal investasi = 0,4 x Rp 412.068.077.527,-
= Rp 164.827.231.011,-
LE-6. Biaya Produksi Total (Total Cost)
1. Biaya Tetap (Fixed Cost )
A. Gaji Tetap Karyawan
Gaji tetap karyawan = gaji tetap tiap bulan + 3 bulan gaji tunjangan.
= Rp. 633.600.000,- + Rp. 1.900.800.000 = Rp. 2.534.400.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 79/87
B. Bunga Pinjaman Bank
Bunga pinjaman bank diperkirakan 19 % dari pinjaman bank (Bank BNI
Cab. USU Medan, 2007)
= 0,19 x Rp 164.827.231.011,- = Rp 31.317.173.892,-
C. Depresiasi dan Amortisasi
Depresiais dihitung dengan garis lurus dengan harga akhir nol.
D = (P – L) / n
Dimana : D = Depresiasi per tahun
P = Harga awal peralatan
L = Harga akhir peralatan
n = Usia peralatan
Semua modal investasi langsung kecuali tanah, mengalami penyusutan
yang disebut depresiasi sedangkan modal investasi tidak langsung juga
mengalami penyusutan yang disebut amortisasi.
Biaya amortisasi diperkirakan 10 % dari MITTL :
= 0,1 x Rp 51.816.875.000,- = Rp 5.181.687.500,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 80/87
Tabel. LE-6. Perkiraan Depresiasi
Komponen Biaya (Rp) Umur
(tahun)
Depresiasi (Rp)
Bangunan 3.460.875.000 15 230.666.667
Peralatan Proses + Utilitas 14.835.000.000 15 989.000.000
Instrumentasi dan Kontrol 1.483.500.000 10 148.350.000
Perpipaan 8.159.250.000 10 815.925.000
Instalasi Listrik 2.967.000.000 10 296.700.000
Inventaris Kantor 6.675.750.000 5 667.575.000
Sarana Transportasi 2.750.000.000 10 275.000.000
Sarana Insulasi 1.483.500.000 10 148.350.000
Perlengkapan Pemadam
Kebakaran dan Keamanan
5.934.000.000 10 593.400.000
TOTAL 4.164.966.667
Depresiasi dan amortisasi = Rp 5.181.687.500,- + 4.164.966.667,-
= Rp 9.346.659.167,-
D. Biaya Tetap Perawatan ( Maintenance)
Perawatan mesin dan alat-alat proses
Diperkirakan 10 % dari harga alat terpasang
0,1 x Rp 14.835.000.000,- = Rp. 1.483.500.000,-
Perawatan bangunan
Diperkirakan 10 % dari harga bangunan
= 0,1 x Rp 3.460.000.000,- = Rp 346.000.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 81/87
Perawatan kendaraan
Diperkirakan 10 % dari harga kendaraan
= 0,1 x Rp 2.750.000.000,- = Rp 275.000.000,-
Perawatan Instrumentasi dan Alat Kontrol
Diperkirakan 10 % dari instrumentasi dan alat kontrol
= 0,1 x Rp 1.483.500.000,- = Rp 148.350.000,-
Perawatan Perpipaan
Diperkirakan 10 % dari harga perpipaan
= 0,1 x Rp 8.159.250.000,- = Rp 815.925.000,-
Perawatan Instalasi Listrik
Diperkirakan 10 % dari harga instalasi listrik
= 0,1 x Rp 2.967.000.000,- = Rp 296.700.000,-
Perwatan Insulasi
Diperkirakan 10 % dari harga insulasi
= 0,1 x Rp 1.483.500.000,- = Rp 148.350.000,-
Perawatan Inventaris Kantor
Diperkirakan 10 % dari harga inventaris kantor
= 0,1 x Rp 6.675.750.000,- = Rp 667.575.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 82/87
Perawatan Perlengkapan Pemadam Kebakaran dan Keamanan
Diperkirakan 10 % dari harga perlengkapan pemadam kebakaran dan
keamanan
= 0,1 x Rp 5.934.000.000,- = Rp 593.400.000,-
Total biaya tetap perawatan = Rp 4.774.800.000,-
Biaya tambahan ( Plant Overhead Cost )
Diperkirakan 10% dari modal investasi tetap (MIT) (Timmerhaus,
1991).
= 0,1 x Rp 77.725.312.500,- = Rp 7.772.531.250,-
E. Biaya Tetap Administrasi Umum
Diperkirakan 10 % dari biaya gaji karyawan
= 0,1 x Rp 211.200.000,- = Rp 21.120.000,-
F. Biaya Tetap Pemasaran dan Distributor
Diperkirakan 10 % dari biaya tetap tambahan
= 0,1 x Rp 7.772.531.250,- = Rp 777.253.125,-
G.
Biaya Tetap Laboratorium, Penelitian dan Pengembangan
Diperkirakan 10 % dari biaya tetap tambahan
= 0,1x Rp 7.772.531.250,- = Rp 777.253.125,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 83/87
H. Biaya Asuransi
Asuransi pabrik diperkirakan 10 % dari modal investasi tetap
= 0,1 x Rp 77.725.312.500,- = Rp 7.772.531.250,-
Asuransi karyawan diperkirakan 10 % dari gaji total karyawan
Diperkirakan 10 % dari biaya gaji karyawan
= 0,1 x Rp 211.200.000,- = Rp 21.120.000,-
Total asuransi = Rp. 7.793.651.250,-
I.
Pajak Bumi dan Bangunan
Pajak bumi dan bangunan = Rp 385.940.000,-
Total Biaya Tetap ( Fixed Cost) adalah : Rp 65.500.776.809,-
LD-7. Biaya Variabel (Var iable Cost )
A.
Biaya Variabel Bahan Baku dan Utilitas
Diperkirakan 20 % dari biaya bahan baku utilitas
= 0,2 x Rp. 915.136.536.960 = Rp 183.027.307.392,-
B.
Biaya Variabel Pemasaran
Diperkirakan 10 % dari biaya tetap pemasaran
= 0,1 x Rp 777.253.125,- = Rp 77.725.312,-
C. Biaya Variabel Perawatan
Diperkirakan 10 % dari biaya perawatan
= 0,1x Rp 4.774.800.000,- = Rp 477.480.000,-
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 84/87
D. Biaya Variabel Lainnya
Diperkirakan 20 % dari biaya tetap tambahan
= 0,2 x Rp 7.772.531.250,- = Rp 1.554.506.250,-
Total Biaya Variabel (Variable Cost) = Rp 185.137.018.955,-
Total Biaya Produksi (Total Cost)
= Biaya Tetap ( Fixed Cost) + Biaya Variabel (Variable Cost)
= (Rp 65.500.776.809,-) + (Rp 185.137.018.955,-)
= Rp 250.637.795.763,-
LE-8. Perkiraan Laba / Rugi Usaha
A. Laba sebelum pajak = total penjualan - total biaya produksi
= (Rp 369.163.803.800,-) – (Rp 250.637.795.763,-)
= Rp 118.526.008.037,-
B. Pajak Penghasilan
Berdasarkan Keputusan Menteri Keuangan RI Tahun 2000, tarif pajak
penghasilan adalah :
Penghasilan s/d Rp 50.000.000,- : 10 %
Penghasilan Rp 50.000.000,- s/d Rp 100.000.000,- : 15 %
Penghasilan diatas Rp 100.000.000 : 30 %
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 85/87
Perincian pajak penghasilan (PPh) :
10 % x Rp 50.000.000,- = Rp. 5.000.000,-
15 % x (Rp 100.000.000 – Rp 50.000.000) = Rp. 7.500.000,-
30 % x (Rp 158.550.819.293 – Rp 100.000.000)
= Rp 35.445.402.411,-
Total Pajak Penghasilan (PPh) adalah = Rp 35.445.302.411,-
C. Laba Setelah Pajak
Laba setelah pajak = Laba sebelum pajak – pajak penghasilan
= (Rp 118.526.008.037,-) – (Rp 35.445.302.411,-)
= Rp 83.080.705.626,-
LE-9. Analisa Aspek Ekonomi
A. Profit Margin (PM)
%100 x penjualantotal
pajak sebelumlaba PM =
%11,32%100,800.803.163.369
,037.008.526.118=
−
−
= x Rp
Rp
B. Break Even Poin t (BEP)
%100var (
xiabel biaya penjualantotal
tetap Biaya BEP
−
=
%100),955.018.137.185(),800.803.163.369[(
,809.776.500.65 x
Rp Rp
Rp
−−−
−
=
= 35,59 %
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 86/87
Kapasitas produksi pada saat BEP :
Molases = 0,359 x 1.678.017.290 kg/thn = 602.408.207,1 kg/tahun
Total penjualan pada saat BEP :
Molases = 602.408.207,1 kg/tahun x Rp 1500/kg
= Rp 903.612.310.650,-
C. Retur n on I nvestment (RoI)
%100mod
xinvestasial total
pajak setelahlaba RoI =
%100,527.077.068.412
,626.705.080.83 x
Rp
Rp
−
−
=
= 20,16 %
D. Pay Out Time (POT)
RoI POT
1=
2016,0
1=
= 4,96 tahun
E. I nternal Rate of Return (IRR)
Untuk menentukan nilai IRR harus digambarkan jumlah pendapatan dan
pengeluaran dari tahun ke tahun yang disebut Cash Flow. Untuk memperoleh
cash flow diambil ketentuan sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
7/26/2019 perhitungan neraca massa pabrik gula
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-neraca-massa-pabrik-gula 87/87
- Laba kotor diasumsikan mengalami kenaikan sebesar 10 % tiap
tahun
-
Masa pembangunan disebut tahun ke nol
- Perhitungan dilakukan dengan menggunakan nilai pada tahun ke-
10
- Cash flow = laba sebelum pajak-pajak
Dari hasil perhitungan diperoleh IRR = 43,44 %