Download - 01. Kuliah Perdana 2015
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
1/33
MATERI
PENDAHULUAN
ABDULLAH SALEH,
FARIDA ALI &
SELFIANA
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
2/33
ATURAN PERKULIAHAN
1. Maksimum terlambat 15 menit setelahkuliah dimulai
2. Men!ntek menda"at nilai E#. Terlambat men$um"ulkan tu$as% nilai
dikuran$i 5 "!int "erhari.&. 'elama "erkuliahan tak b!leh minum% tak
b!leh makan dan mer!k!k% tak b!leh main$ame dr H"% Tab% k!m"uter dan lainn(a
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
3/33
PENILAIAN
Absen ) *+ ,
Tu$as-tu$as ) 25 , Kuis ) + , Uian Ten$ah 'emester ) #5 , Uian Akhir 'emester ) &+ , /!nus harian ) k!ndisi!nal
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
4/33
MET0E PEM/ELAARAN
TATAP MUKA
I'KU'IT!"ik 3 4R0UP Mhs
/uat slide "!er "!int.""t6
/uat sari bahan 3 t!"ik .d!6
/uat s!al "er $r!u" 5 dan hasil diskusi buahdikum"ul min$$u de"ann(a
ikum"ul habis diskusi
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
5/33
MATERI
Plant esi$n and E!n!mis 7!r 8hemial En$ineerin$s1. Intr!duti!n2. Pr!ess esi$n e9el!"ment#. 4eneral esi$n 8!nsiderati!ns&. 8!m"uter Aided esi$n5. 8!st and Asset A!untin$
:. 8!st Estimati!n;. Interest and In9estment 8!sts
*. Ta6es and Insuraneabriati!n1#.Materials Trans7er. Handlin$ and Treatment e=ui"ment ? desi$n and8!sts@
1&.Heat Trans7er E=ui"ment ?desi$n and [email protected] Trans7er and Reat!r E=ui"ment ?desi$n and 8!sts@1:.UA'
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
6/33
'UM/ER /A8AAN
Plant desi$n and e!n!mis 7!rhemial en$ineerin$ b( Ma6 '.Peter% Klaus Timmerhaus
In7!tra.$ale$r!u".!m3iteb3idunsri3
username) "tn+;&
Ps) aademi Pr!=uest.!m
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
7/33
/uku Utama
1. En$ineerin$ E!n!m( !leh 4erald .Thuesen dan .. >abr(k(
2. asar-dasar Ek!n!mi Teknik !leh
Eu$ene L. 4rant.% et.al
#. Ek!n!mi Teknik !leh >eriant! Rahar!
&. Analisis Ek!n!mi Teknik !leh R!bert .
K!d!atie5. Plant esi$n and E!n!mis 7!r
8hemial En$ineerin$.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
8/33
Literature and Information Sources
8!m"an( !nte6t - em"l!(ees% !m"an( Bles% !"enliterature "r!9ide )
Pr!dut in7! ?related@% therm!"h(sial "r!"erties%trans"!rt data%
C!sheets% e=ui"ment desri"ti!ns% "r!essm!dels.
Nati!nal Lab!rat!ries and Researh Institute Re"!rtse.$. 'RI Internati!nal% NI'T% NI0'H.
En(l!"edias ?tehnial% hemial "r!ess andtehn!l!$(@.
Handb!!ks and Re7erene /!!ks ?Perr(Ds 8hemial
En$ineerDs Handb!!k% 8R8 Handb!!k !7 Ph(sisand 8hemistr(@
!urnals ?/!!k 7!rmat% eletr!ni 7!rmat@
Inde6es ?IN'PE8% 80MPENE% '8IEN8E 8ITATI0N
INE@
http://www.uspto.gov/patft -
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
9/33
PEN4ERTIAN EK0TEK
Insin(ur mem"ertemukan dua bidan$(an$ berlaanan% teknik dan ek!n!mi./idan$ teknik 7!kus "ada "r!duksi dan
"ela(anan berdasarkan hukum-hukumteknis. 'edan$kan nilai keka(aan dari
"r!duk dan la(anan diukur berdasarkan
kreteria ek!n!mis.4erald . Thuesen G .. >abr(k(
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
10/33
PEN4ERTIAN EK0TEK
Penentuan kela(akan alternati7in9estasi berdasarkan kreteria
ek!n!mis (an$ 7!kus "ada as"ekBnansial den$an
mem"ertimban$kan 7akt!r-7akt!rteknis
?e9aluasi in9estasi "r!(ek@
Eu$ene L. 4rant% et.al
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
11/33
E>I'IEN'I
Input
OutputteknikEfisiensi =)(
Biaya
KekayaanEkonomiEfisiensi =)(
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
12/33
/UN4A K0NEN'I0NAL
Defnisi)
Pen$embalian m!dal in9estasi "r!dukti7
Uan$ (an$ diba(arkan untuk "en$$unaan(an$ di"inam
'uku bun$a meru"akan rasi! antara bun$a(an$ diba(arkan berbandin$ t!tal "inaman
PinjamanTotal
dibayarBungaBungaTk
_
__ =
4 0 ' 0
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
13/33
/UN4A K0NEN'I0NAL?8!ntD@
Example
ika "erusahaan meminam R". :+ uta di/8A dan harus memba(ar bun$a "inaman
R". : uta "ertahun% maka )
%101.0000.000.60
000.000.6==
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
14/33
/UN4A K0NEN'I0NAL
?8!ntD@Meski"un bun$a serin$ diba(ar lebih darisekali dalam setahun% namun umumn(a teta"din(atakan seba$ai tin$kat bun$a "ertahun.
E6am"le'uku bun$a : , da"at berarti )
+%5 , "erbulan
1%5 , "ertriulan
# , "ersemester
: , "ertahun
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
15/33
ika ada dua atau lebih met!de untuk mem"er!leh hasil
akhir "ersis sama% met!de (an$ disukai akan menadisalah satu (an$ setidakn(a melibatkan t!tal bia(a. Iniadalah dasar dari desain ek!n!mi (an$ !"timal. 'alahsatu !nt!h khas desain ek!n!mi (an$ !"timal adalahmenentukan diameter "i"a (an$ akan di$unakan saatmem!m"a seumlah airan (an$ diberikan dari satu titikke titik lain.
/erikut hasil akhir (an$ sama ?(aitu% meneta"kan umlahairan di"!m"a antara dua "!in (an$ diberikan@ da"atdia"ai den$an men$$unakan umlah tak terbatas%diameter "i"a (an$ berbeda. Namun% keseimban$anek!n!mi akan menunukkan baha satu diameter "i"atertentu memberikan t!tal bia(a terendah. T!tal bia(atermasuk bia(a untuk mem!m"a airan dan bia(a ?(aitu%bia(a teta"@ untuk sistem "er"i"aan diinstal. 'ebuahre"resentasi $raBs (an$ menunukkan arti diameter "i"aek!n!mi !"timum disaikan dalam 4ambar berikut.
Optimum Economic Design
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
16/33
4ambar 1.1 Penentuan ek!n!mi diameter "i"a (an$!"timal untuk lau massa-thr!u$h"ut k!nstan
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
17/33
Seperti ditunjukkan dalam gambar ini, kenaikan biaya pemompaan
dengan penurunan ukuran diameter pipa karena efek gesekan,
sedangkan biaya tetap untuk pipa menjadi lebih rendah bila
diameter pipa yang lebih keil digunakan karena in!estasi modalberkurang.
"iameter ekonomi optimum terletak di mana jumlah dari biaya
memompa dan biaya tetap untuk pipa menjadi minimal, karena ini
setidaknya merupakan titik total biaya. #ada gambar tersebut, titik
ini di$akili oleh .
&nsinyur kimia sering memilih desain akhir atas dasar kondisi
memberikan total biaya terendah. "alam banyak kasus,
bagaimanapun, desain alternatif tidak memberikan produk akhir
atau hasil yang persis sama. 'al ini kemudian menjadi perlu untukmempertimbangkan kualitas produk atau operasi serta total biaya.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
18/33
/an(ak "r!ses membutuhkan k!ndisi tertentu daritem"eratur% tekanan% aktu k!ntak% atau 9ariabel lain
ika hasil terbaik (an$ di"er!leh. Hal ini serin$
mun$kin untuk membuat "emisahan "arsial k!ndisi
!"timum dari "ertimban$an ek!n!mi lan$sun$. alam
kasus enis ini% desain terbaik ditunuk seba$ai desain
!"erasi !"timum.
Insin(ur kimia harus in$at% ba$aimana"un% baha
"ertimban$an ek!n!mi akhirn(a menentukan seba$ian
besar ke"utusan kuantitati7. en$an demikian% desain
!"erasi !"timum biasan(a han(alah alat atau lan$kah
dalam "en$emban$an desain ek!n!mi (an$ !"timal.
1.6. Optimum Operation Design
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
19/33
Sebuah ontoh yang baik dari desain operasi optimum adalah
penentuan kondisi operasi untuk oksidasi katalitik belerang
dioksida ke sulfur trioksida. isalkan semua !ariabel, seperti
ukuran on!erter, tingkat gas, akti!itas katalis, dan
konsentrasi masukgas, terikat dan satusatunya !ariabel yang
mungkin adalah temperatur di mana oksidasi terjadi.
*ika temperatur terlalu tinggi, hasil dari S+#, akan rendah
karena keseimbangan antara S+, S+-, dan 0, digeser ke arah
S+, dan 0. "i sisi lain, jika temp terlalu rendah, yield akan
menjadi rendah karena laju reaksi antara S+, dan 0 akan
rendah.
"engan demikian, harus ada satu temp di mana jumlah sulfurtrioksida yang terbentuk akan maksimal. emp khusus ini
akan memberikan desain operasi optimum.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
20/33
/ambar berikut menyajikan metode grafis untuk menentukan suhu
operasi optimal untuk on!erter sulfur dioksida dalam ontoh ini.
/aris merupakan hasil maksimal diperoleh saat laju reaksi
mengendalikan, sementara garis 2" menunjukkan hasil maksimalatas dasar kondisi keseimbangan mengendalikan.
itik 0 me$akili suhu operasi optimal di mana hasil maksimum
diperoleh. 2ontoh sebelumnya adalah kasus sederhana dari apa yang
seorang insinyur mungkin menemukan dalam sebuah desain. #adakenyataannya, biasanya akan diperlukan untuk mempertimbangkan
berbagai ukuran on!erter dan operasi dengan serangkaian suhu yang
berbeda untuk tiba di desain operasi optimum.
"engan kondisi tersebut, beberapa desain yang setara akan berlaku,dan keputusan akhir akan didasarkan pada kondisi ekonomi yang
optimal untuk desain setara.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
21/33
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
22/33
&nsinyur kimia tidak harus melupakan keterbatasan praktis terlibatdalam desain. "imungkinkan untuk menentukan diameter pipa yangtepat untuk desain ekonomi yang optimal, tapi ini tidak berarti bah$aukuran yang tepat ini harus digunakan dalam desain akhir. isalkandiameter optimum yang, -,3- in. (4.51 m).
kan tidak praktis untuk memiliki pipa khusus dibuat dengandiameter dalam -,3- in. Sebaliknya, insinyur akan memilih ukuran
pipa standar yang bisa dibeli dengan harga pasar reguler. "alam halini, ukuran pipa yang direkomendasikan mungkin akan menjadi
standar - inidiameter pipa yang memiliki diameter dalam -,77 in.(8,0 m).
1.7. Practical Considerations in Design
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
23/33
*ika insinyur kebetulan sangat teliti tentang mendapatkan
pengembalian yang memadai atas semua in!estasi, dia mungkin
mengatakan, 9Sebuah pipa -inidiameter standar akan membutuhkan
in!estasi kurang dan akan mungkin hanya meningkatkan biaya totalsedikit: +leh karena itu, saya pikir kita harus membandingkan biaya
dengan -in.pipe untuk biaya dengan -,7 in. pipa sebelum membuat
keputusan akhir. 9Seara teori, insinyur teliti benar dalam kasus ini.
isalkan total biaya terpasang - dalam. pipa adalah 7000 dan totalbiaya yang terpasang -in. pipa 3.700. *ika jumlah tabungan tahunan
daya dan biaya tetap, menggunakan -,7in. pipa bukan -in. pipa,
adalah 7 persen tahunan kembali pada tambahan 700 in!estasi
akan hanya 7 persen. Sejak itu harus mungkin untuk berin!estasi
tambahan 700 tempat lain untuk memberikan lebih daripengembalian 7 persen, akan terlihat bah$a pipa -inidiameter akan
lebih disukai daripada pipa -.7in.diameter.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
24/33
;ogika yang disajikan dalam ontoh sebelumnya adalah suara
sempurna. &ni adalah ontoh khas dari perbandingan in!estasi dan
harus dipahami oleh semua insinyur kimia. eskipun diameter
ekonomi optimum adalah -,3- in., &nsinyur yang baik tahu bah$adiameter ini hanya nomor matematika yang tepat dan dapat
ber!ariasi dari bulan ke bulan karena harga atau kondisi operasi
perubahan. +leh karena itu, semua orang mengharapkan untuk
mendapatkan dari perhitungan ekonomi optimum tertentu adalah
estimasi yang baik untuk diameter terbaik, dan perbandinganin!estasi mungkin tidak diperlukan.
&nsinyur praktis memahami masalah fisik yang terlibat dalam operasi
final dan pemeliharaan peralatan yang diranang. "alam
mengembangkan tata letak pabrik, katup kontrol penting harus
ditempatkan di mana mereka mudah diakses oleh operator.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
25/33
&nsinyur harus menyadari bah$a operasi pembersihan disederhanakan jika
airan skala pembentuk dile$atkan melalui bagian dalam tabung bukan
pada sisi shell dari penukar panas tabungdanshell.
elas% kemudian% uku" ruan$ "abrik-la(!ut harus tersediasehin$$a "ekera "emeliharaan da"at men$ha"us ke"ala"enukar diinstal dan memaksa membersihkan ain$ atausikat melalui ba$ian dalam tabun$ atau men$ha"us seluruh
tabun$ bundel bila di"erlukan.
esain te!ritis dari unit distilasi mun$kin menunukkanbaha "akan harus di"erkenalkan "ada satu nam"ankhusus di menara. Alih-alih menentukan sebuah menara
den$an han(a satu inlet "akan di nam"an dihitun$% insin(ur"raktis akan menaku" luban$ "ada bebera"a nam"an diatas dan di baah titik "akan dihitun$ seak k!ndisi !"erasiaktual untuk menara akan ber9ariasi dan asumsi termasukdalam "erhitun$an membuatn(a mustahil untuk menamin
akurasi mutlak.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
26/33
8!nt!h sebelumn(a melamban$kan enis
masalah "raktis "ertemuan insin(ur kimia.alam "ekeraan desain% "rinsi"-"rinsi"
te!ritis dan ek!n!mi harus dik!mbinasikan
den$an "emahaman tentan$ masalah"raktis umum (an$ akan munul ketika
"r!ses akhirn(a datan$ untuk hidu" dalam
bentuk tanaman len$ka" atau unit
len$ka".
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
27/33
Insin(ur kimia memiliki ban(ak alat untuk memilih daridalam "en$emban$an desain "abrik men$untun$kan. Tidak
ada% ketika di$unakan den$an benar% mun$kin akan
berk!ntribusi ban(ak untuk !"timalisasi desain seba$ai
"en$$unaan k!m"uter berkee"atan tin$$i.
/an(ak masalah (an$ dihada"i dalam "r!ses
"en$emban$an dan desain da"at diselesaikan den$an
e"at den$an tin$kat (an$ lebih tin$$i dari kelen$ka"an
den$an k!m"uter berkee"atan tin$$i dan den$an bia(akuran$ dari den$an tan$an atau mea kalkulat!r biasa.
Umumn(a !9erdesi$n dan 7akt!r keamanan da"at dikuran$i
den$an "en$hematan substansial dalam in9estasi m!dal.
1.8. The Design Approach
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
28/33
#ada $aktu, bagaimanapun, harus insinyur akan dituntun untuk
peraya bah$a tanaman yang diranang di sekitar komputer. ereka
digunakan untuk menentukan data desain dan digunakan sebagai
model untuk optimasi sekali desain didirikan. ereka jugadigunakan untuk menjaga tanaman operasi pada kondisi operasi
yang diinginkan. =ang terakhir fungsi adalah bagian dari desain dan
suplemen dan mengikuti proses desain.
#endekatan umum dalam setiap desain pabrik melibatkan kombinasi
dengan hatihati seimbang antara teori, praktek, orisinalitas, dan akal
sehat. "alam karya desain asli, insinyur harus berurusan dengan
berbagai jenis data eksperimen dan empiris. &nsinyur mungkin dapatmemperoleh nilai yang akurat dari kapasitas panas, kepadatan,
keseimbangan "ata uapair, atau informasi lain tentang sifat fisik
dari literatur.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
29/33
alam ban(ak kasus% ba$aimana"un% nilai-nilai (an$ te"at
untuk si7at Bsik (an$ di"erlukan tidak tersedia% dan insin(ur
di"aksa untuk membuat estimasi "erkiraan nilai-nilai ini.
/an(ak "erkiraan u$a harus dilakukan dalam
melaksanakan "erhitun$an desain te!ritis. Misaln(a%
meski"un insin(ur tahu baha hukum (an$ ideal $as
berlaku "ersis han(a untuk $as sederhana "ada tekanan
(an$ san$at rendah% hukum ini di$unakan dalam ban(ak"erhitun$an bila tekanan $as setin$$i 5 atau lebih atm!s7er
?5+; kPa@ .
en$an $as umum% se"erti udara atau hidr!karb!n
sederhana% kesalahan di"erkenalkan den$an men$$unakan
hukum $as ideal "ada tekanan biasa dan suhu biasan(a
diabaikan dibandin$kan den$an ketidak"astian lain (an$
terlibat dalam "erhitun$an desain.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
30/33
Insin(ur lebih suka menerima kesalahan ini dari"ada
men$habiskan aktu menentukan k!eBsien 9irial atau
7akt!r-7akt!r lain untuk men$!reksi "en(im"an$an $as ideal.
alam "endekatan insin(ur untuk masalah desain% maka"erlu disia"kan untuk membuat ban(ak asumsi. Kadan$-
kadan$ asumsi ini dibuat karena ada nilai-nilai (an$ benar-
benar akurat atau met!de "erhitun$an (an$ tersedia.
i lain aktu% met!de (an$ melibatkan "erkiraan dekat
di$unakan karena "eraatan (an$ te"at akan memerlukan
"erhitun$an (an$ "anan$ dan melelahkan memberikan
sedikit keuntun$an dalam akurasi.
Insin(ur kimia (an$ baik men$akui kebutuhan untuk
membuat asumsi tertentu% teta"i u$a tahu baha enis"endekatan mem"erkenalkan bebera"a ketidak"astian ke
dalam hasil akhir. 0leh karena itu% asumsi (an$ dibuat han(a
ketika mereka di"erlukan dan "ada dasarn(a benar.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
31/33
>akt!r lain (an$ "entin$ dalam "endekatan untuk masalah
desain melibatkan k!ndisi ek!n!mi dan keterbatasan.
Insin(ur harus mem"ertimban$kan bia(a dan keuntun$an
mun$kin terus-menerus se"anan$ semua "ekeraan. Hal ini
ham"ir selalu lebih baik untuk menual ban(ak unit "r!duk
den$an keuntun$an (an$ rendah "er unit dari bebera"a unit
den$an keuntun$an (an$ tin$$i "er unit.
Akibatn(a% insin(ur harus mem"erhitun$kan 9!lume "r!duksi
saat menentukan bia(a dan keuntun$an t!tal untuk berba$ai
enis desain. Hal ini elas men$arah "ada "ertimban$an
kebutuhan "elan$$an dan tuntutan. >akt!r-7akt!r ini mun$kintam"ak auh diha"us dari "en$emban$an desain tanaman%
teta"i mereka san$at "entin$ dalam menentukan keberhasilan
utaman(a.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
32/33
4ambar 1.2 Penentuan tem"eratur !"erasi !"timal dalam
sul7ur di!ksida !n9erter.
-
7/23/2019 01. Kuliah Perdana 2015
33/33