REAKTOR LIKUEFAKSI 3
STANDARDS OF TUBULAR EXCHANGER MANUFACTURERS ASSOCIATION HEAT EXCHANGER SPESIFICATION SHEET (CD-200)
3.5 Pengaliran dan Penyimpanan Bahan
3.5.2 Conveyor dan Bucket Elevator .1 Dasar Perancangan
Perancangan conveyor diawali dengan pemilihan jenis conveyor yang sesuai dengan karakteristik bahan baku, yaitu tepung cassava. Umbi memiliki sudut repose sebesar 24o dengan kemiringan conveyor maksimum yang direkomendasikan sebesar 12o. Sedangkan, tepung memiliki sudut kemiringan maksimum sebesar 18o (Walas, 1990). Silo untuk menyimpan tepung ubi kayu berada dalam satu area gedung dengan peralatan proses utama sehingga jarak conveyor tidak jauh sehingga dipilih jenis conveyor conveyor yang sederhana dengan kebutuhan daya rendah, khususnya pada aliran horizontal, yaitu belt conveyor. Selain itu, material yang ditransportasikan pada pabrik bioetanol ini tidak abrasif ataupun viskos sehingga tidak perlu menggunakan tipe screw.
Sudut kemiringan maksimum yang dapat digunakan pada belt conveyor adalah 5-15o lebih rendah dari sudut repose, ditampilkan dalam bentuk kemiringan maksimum yang direkomendasikan (tabel 5.3, Walas, 1990). Berdasarkan tabel 5.4b (Walas, 1988), jenis conveyor yang digunakan ialah 45o troughed belt-flight conveyor.
Di pabrik ini digunakan dua macam conveyor. Selain belt conveyor, digunakan juga bucket elevator untuk mengirimkan padatan dari belt conveyor ke tangki pencampuran yang tidak bertutup. Tinggi tangki pencampuran 7 m sehingga dibutuhkan sebuah bucket elevator yang dapat membawa material tepung menuju masukan tangki. Pemilihan tipe bucket elevator dilakukan berdasarkan tabel 15.2 dari Walas (1990).
3.5.2.2 Asumsi yang Digunakan
Asumsi yang digunakan dalam perancangan konveyor adalah:
1. Tidak ada material dan panas yang hilang selama di conveyor 2. Sudut kemiringan belt conveyor adalah 0o
3. Bucke t yang digunakan adalah V-bucket.
4. Bucke t elevator mempunyai sudut 66° - 90° dari horizontal 5. Alat penarik beban adalah rantai
Bab III Peralatan Proses, Sistem Utilitas, dan Pengolahan Limbah 136
By: Checked: Approved:
3.5.2.3 Spesifikasi Konveyor
Spesifikasi Konveyor
Jenis Konveyor 45o troughed flight conveyor
Penggerak Motor listrik
Conveyor Kapasitas
(ton/jam) Lebar (in)
Kecepatan (ft/min) Panjang (ft) Daya (W) CO-01 0.6 14.00 1.18 30 4.83 CO-02 0.6 14.00 1.18 30 4.83 CO-03 0.6 14.00 1.18 30 4.83 CO-04 0.6 14.00 1.18 30 4.83 CO-05 1.2 14.00 2.34 32 9.72 CO-06 2.40 14.00 9.48 32 38.89 CO-07 3.62 14.00 7.41 32 29.16 CO-08 4.83 14.00 9.48 40 39.94
Nama alat Daya (kW) Ukuran
bucket (in) Bucket spacing Kecepatan (ft/menit) Pulley center distance (m) Pulley diameter (m) BE-01 3.9 8x5 16 in 258 7.33 1
Bab III Peralatan Proses, Sistem Utilitas, dan Pengolahan Limbah 137
Bab III Peralatan Proses, Sistem Utilitas, dan Pengolahan Limbah 138
By: Checked: Approved:
3.5.3 Pompa
3.5.3.1 Pemilihan Jenis Pompa
Pompa yang digunakan pada pabrik ini adalah jenis sentrifugal karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan pompa positive-displacement, seperti (Kristian, dkk., 2010):
a. Konstruksi sederhana, murah, dan dapat dibuat dari berbagai jenis material b. Tidak perlu menggunakan katup
c. Dapat beroperasi pada kecepatan tinggi sampai 4000 rpm dan langsung dihubungkan dengan motor elektrik
d. Mampu memberikan pengaliran fluida yang konstan
e. Aliran seragam (nonpulsating) dan tidak berisik saat dioperasikan f. Biaya perawatan lebih rendah daripada jenis-jenis pompa yang lain
g. Jika terjadi disfungsi pompa seperti penyumbatan dalam jangka waktu lama, tidak terjadi kerusakan pada pompa
h. Ukuran pompa lebih kecil daripada jenis pompa yang lain untuk kapasitas yang sama i. Dapat menangani cairan yang mengandung suspensi padatan
3.5.3.2 Dasar Perancangan Pompa Sentrifugal
Parameter yang paling penting dalam perancangan pompa adalah beda tekan karena perancangan pompa sangat erat hubungannya dengan sistem perpipaan, tekanan yang harus dibangkitkan pada pompa dihitung dari beda tekan yang terjadi sepanjang pipa. Selain beda tekan, penentuan daya pompa juga diperlukan untuk menghitung berapa keperluan energi yang diperlukan.
Selanjutnya ditentukan jenis dan kecepatan putaran pompa dilakukan dengan menghitung terlebih dahulu total head. NPSH pompa yang merupakan kebutuhan minimum agar pompa dapat bekerja sesuai dengan tugasnya dihitung berdasarkan persamaan yang diturunkan dari persamaan Bernoulli.
3.5.3.3 Asumsi yang Digunakan
Dalam perancangan pompa ini, digunakan asumsi-asumsi sebagai berikut: a. Aliran tunak
Bab III Peralatan Proses, Sistem Utilitas, dan Pengolahan Limbah 139
By: Checked: Approved:
c. Gesekan antar aliran diabaikan sehingga gesekan dianggap hanya ditimbulkan oleh aliran terhadap dinding pipa
d. Tinggi sambungan masuk dan keluar pompa diabaikan e. Efisiensi pompa sebesar 70%
f. Perubahan temperatur akibat perubahan tekanan dan gaya gesek dapat diabaikan
3.5.3.4 Spesifikasi Pompa
Pompa Daya (Watt) Jenis pompa P-01 5078.23 High speed single
stage P-02 4704.6 Single stage 3500 rpm P-03 0.1 Single stage 3500 rpm P-04 15070.5 Single stage 3500 rpm P-05 2473.4 Single stage 3500 rpm P-06 15.8 Single stage 3500 rpm P-07 47.2 Multistage P-08 6353.9 Single stage 3500 rpm 3.5.4 Kompresor 3.5.4.1 Dasar Perancangan
Kompresor adalah peralatan mekanik yang digunakan untuk memberikan energi pada fluida gas sehingga gas dapat mengalir dari suatu tempat ke tempat lain secara kontinyu. Penambahan energi ini bisa terjadi karena adanya gerakan mekanik atau dengan kata lain mengubah energi mekanik (kerja) ke dalam energi tekanan (potensial) dan energi panas yang tidak berguna.
Kompresor yang digunakan pada pabrik ini merupakan kompresor sentrifugal yang termasuk dalam kelompok kompresor dinamik. Energi kecepatan gas dibangkitkan dengan aksi gerakan impeller yang berputar dari energi mekanik (kerja) ke dalam energi tekanan di dalam diffuser.
Bab III Peralatan Proses, Sistem Utilitas, dan Pengolahan Limbah 140
By: Checked: Approved:
- Aliran discharge seragam
- Kapasitas tersedia dari kecil sampai besar
- Tekanan discharge dipengaruhi oleh massa jenis gas
- Mampu memberikan unjuk kerja pada efisiensi yang tinggi dengan beroperasi pada rentang tekanan dan kapasitas yang besar
Dasar perancangan kompresor sentrifugal berkaitan dengan beberapa parameter utama, yaitu: - Head
- Efisiensi - Kapasitas - Daya
Untuk dapat mengetahui harga masing-masing parameter berdasarkan kondisi operasi, digunakan berbagai rumus perhitungan dan proses pendekatan. Kompresor sentrifugal dalam proses kerjanya dapat didekati dengan pendekatan:
1. Proses adiabatic, yaitu proses dengan menggunakan asumsi ideal dimana proses berlangsung pada entropi konstan (tidak ada panas masuk dan keluar)
2. Proses politropik, adalah proses kerja actual yang dihasilkan oleh kompresor
Pada perhitungan parameter-parameter tersebut, pabrik ini menggunakan kondisi proses adiabatik.
3.5.4.2 Asumsi yang Digunakan
Asumsi yang digunakan dalam perhitungan kompresor adalah 1. Proses adiabatik
2. Tahap minimum = 10
3. Maksimum friction loss = 3%
3.5.4.3 Spesifikasi Kompresor
Kompresor Daya (kW) Tekanan masuk (atm) Jenis Material
CS-01 85.6 1.48 Centrifuge SS304
Bab III Peralatan Proses, Sistem Utilitas, dan Pengolahan Limbah 141
By: Checked: Approved:
3.5.5 Tangki Penyimpanan