LAMPIRAN A NERACA MASSA

LAMPIRAN A

NERACA MASSA

Kapasitas produksi : 10.000 ton / tahun

1 tahun operasi : 330 hari

1 hari produksi : 24 jam

Dasar perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : Kg / jam

Kapasitas produksi dalam 1jam operasi : = tahun 1 ton 10.000 × hari 330 tahun 1 × ton 1 kg 000 . 1 × jam 24 hari 1

Asam laurat = 1.262,6263 kg / jam Kemurnian produk : 99,55%

Asam laurat 99,55% = 1.262,6263 kg / jam × 99,55% = 1.256,9444 kg / jam

Tabel LA.1 Komposisi Minyak Kelapa (Ketaren, 1986)

Komposisi % Berat Minyak Kelapa Berat Molekul (Kmol) Air (H2O) - 18,015 Gliserol - 92,0947 Tri Kaproat (C21H38O6) 0,40% 386,5297 Tri Kaprilat (C27H50O6) 6,30% 470,6911 Tri Kaprat (C33H62O6) 6,50% 554,8525 Tri Laurat (C39H74O6) 51,61% 639,0139 Tri Miristat (C45H86O6) 17,57% 723,1753 Tri Palmitat (C51H98O6) 8,00% 807,3367 Tri Oleat (C57H104O6) 2,00% 885,4507 Tri Linoleat (C57H98O6) 6,30% 879,4033 Tri Stearat (C57H110O6) 2,10% 891,4981 Tri Arachidat (C63H122O6) 0,40% 975,6595

As. Kaproat (C5H11COOH) - 116,1602

As. Kaprilat (C7H15COOH) - 144,2140

As. Kaprat (C9H19COOH) - 172,2678

As. Laurat (C11H23COOH) - 200,3216

As. Miristat (C13H27COOH) - 228,3754

As. Palmitat (C15H31COOH) - 256,4292

As. Oleat (C17H33COOH) - 282,4672

As. Linoleat (C17H31COOH) - 280,4514

As. Stearat (C17H35COOH) - 284,4830

As. Arachidat (C19H39COOH) - 312,5368

Perhitungan Mundur

Kapasitas asam laurat sebagai produk = 1.262,6263 Kg/jam Kemurnian produk = 99,55%

Asam laurat murni =1.262,6263 Kg/jam × 99,55% = 1.256,9444 Kg/jam

BM asam laurat = 200,3216 Kg/mol Nasam laurat = kg/mol 3216 , 200 kg/jam .262,6263 1 = 6,3030 Kmol/jam Kolom Fraksinasi

Pada kolom fraksinasi-II asam laurat menjadi produk atas sebesar 99%. Sehingga umpan masuk pada kolom fraksinasi-II adalah:

N

asamlaurat 22 = % 99 23

N

asamlaurat = % 99 Kmol/jam ,3030 6 = 6,3667 Kmol/jam

Umpan asam laurat pada kolom fraksinasi-II merupakan produk bawah kolom fraksinasi-I yang sebesar 98%. Sehingga umpan masuk pada kolom fraksinasi-I adalah:

N

asamlaurat 13 = % 98 22

N

asamlaurat = % 98 Kmol/jam ,3667 6 = 6,4966 Kmol/jam

Umpan pada kolom fraksinasi-I merupakan keluaran flash tank asam lemak. Karena pada flash tank asam lemak tidak terjadi penguapan asam laurat, maka :

N

asamlaurat 13

=

N

asamlaurat

9

Umpan pada flash tank asam lemak merupakan produk keluaran reaktor hidrolisa dimana pada reaktor ini terjadi reaksi antara trigliserida (minyak kelapa) dan air dengan konversi reaksi 98%, maka banyaknya trilautat adalah:

N

asamlaurat 13 =

N

asamlaurat 9 + 3r 5,8469 Kmol/jam = 0 + 3r r tilaurat = 3 Kmol/jam 4966 , 6 = 2,1655 Kmol/jam r trilaurat = ) (

_X

_reaksi 9 τ − x

N

asamlaurat

N

asamlaurat 9 =

X

r

reaksi Trilaurat x (-τ) = 98% (-1) x Kmol/jam 2,1655 = 2,2097 Kmol/jam

F

trilaurat 9

=

_N

9_asamlaurat x BM trilaurat

= 2,2097 Kmol/jam x 639,0139 Kg/mol = 1.270,8830 Kg/jam

Trilaurat = 51,80% Trigliserida total

F

trigliseridatotal 9 = % 80 , 51 Kg/jam 1.412,0370 = 2.725,9402 Kg/jam

F minyak kelapa = % 4 , 99 Kg/jam 2.725,9402 = 2.742,3946 Kg/jam

Kolom Hidrolisa ( KH-101)

F8 F10 Air Steam

F4 F9

Trigliserida Air

Impur itis Asam lemak

F11 Trigliserida Gliserol Air Impur itis Reaksi: O CH2-O-C-R CH2OH O

CH-O-C-R + 3H2O CH-OH + 3RCOOH

O

CH2-O-C-R CH2OH

Trigliserida Air Gliserol Asam Lemak

Trigliserida yang diumpankan 98% bereaksi dengan air. Total minyak kelapa yang masuk adalah 2.725,9402 Kg/jam.

Tri Kaproat:

_F

_trikaproat4 = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 0,40% x 2.725,9402 Kg = 10,9038 Kg Hidrolisa

T = 2550C P = 54 bar

N

trikaproat 4 =

_F

_trikaproat4 / BM_trikaproat = 5297 , 386 9038 , 10 = 0,0282 Kmol/jam r = ) (

_X

_reaksi 4 τ − x

N

trikaproat = 1 0,98 x ,0282 0 = 0,0276 Kmol/jam Tri Kaprilat:

_F

_trikaprila4 _t = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 6,30% x 2.725,9402 Kg = 171,7342 Kg

N

trikaprilat 4 =

_F

_trikaprila4 _t / BM_trikaprilat = 6911 , 470 7342 , 171 = 0,3649 Kmol/jam r = ) (

_X

_reaksi 4 τ − x

N

trikaprilat = 1 0,98 x 0,3649 = 0,3576 Kmol/jam Tri Kaprat:

_F

_trikaprat4 = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 6,50% x 2.725,9402 Kg = 177,1861 Kg

N

trikaprat 4 =

_F

_trikaprat4 / BM_trikaprat = 8525 , 554 1861 , 177 = 0,3193 Kmol/jam r = ) (

_X

_reaksi 4 τ − x

N

trikaprat = 1 0,98 x ,2874 0 = 0,2816 Kmol/jam

Tri Laurat:

_F

_trilaurat4 = % x

_F

total da trigliseri 9 = 51,61% x 2.725,9402 Kg = 1.406,8578 Kg

N

trilaurat 4 =

_F

_trilaurat4 / BM_trilaurat = 0139 , 639 8578 , 406 . 1 = 2,2016 Kmol/jam r = ) (

_X

_reaksi 4 τ − x

N

trilaurat = 1 0,98 x 2016 , 2 = 2,1576 Kmol/jam Tri Miristat:

_F

_trimirista4 _t = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 17,57 % x 2.725,9402 Kg = 478,9477 Kg

N

trimiristat 4 =

_F

_trimirista4 _t / BM_trimiristat = 1753 , 723 9477 , 478 = 0,6623 Kmol / jam r = ) (

_X

_reaksi 4 τ − x

N

trimiristat = 1 0,98 x ,6623 0 = 0,6490 Kmol / jam Tri Palmitat:

_F

_tripalmita4 _t = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 8,00% x 2.725,9402 Kg = 218,0752 Kg

N

tripalmitat 4 =

F

_tripalmitat/ BMtripalmitat 4 = 3367 , 807 0752 , 218 = 0,2701 Kmol/jam

r = ) (

_X

N

reaksi 4 t tripalmita τ − x = 1 0,98 x 0,2701 = 0,2647 Kmol/jam

Tri Linoleat:

_F

_trilinolea4 _t = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 2,00 % x 2.725,9402 Kg = 54,5188 Kg

N

trilinoleatt 4 =

_F

_trilinolea4 _t/ BM_trilinoleat = 4033 , 879 54 = 0,0620 Kmol/jam r = ) (

_X

N

reaksi 4 t trilinolea τ − x = 1 0,98 x ,0620 0 = 0,0608 Kmol/jam Tri Oleat:

_F

_trioleat4 = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 6 % x 2.725,9402 Kg = 171,7342 Kg

N

trioleat 4 =

_F

_trioleat4

/

BM

_trioleat = 4507 , 855 7342 , 171 = 0,1940 Kmol/jam r = ) (

_X

_reaksi 4 τ − x

N

trioleat = 1 0,98 x ,1940 0 = 0,1901 Kmol/jam Tri Stearat:

_F

_tristearat4 = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 57,2447 Kg

N

tristearat 4 =

F

_tristearat/ BMtristearat 4 = 4981 , 891 2442 , 57 = 0,0642 Kmol/jam r = ) (

_X

N

reaksi 4 tristearat τ − x = 1 0,98 x ,0642 0 = 0,0629 Kmol/jam Tri Arachidat:

_F

_triarachid4 _at = % x

_F

_trigliseri9 _datotal

= 0,40% x 2.725,9402 Kg = 10,9038 Kg

N

triarachidat 4 =

_F

_triarachid4 _at / BM_triarachidat = 6595 , 975 9038 , 10 = 0,0112 Kmol/jam r = ) (

_X

_reaksi 4 τ − x

N

triarachidat = 1 0,98 x ,0112 0 = 0,0110 Kmol/jam

Impuritis yang ada pada trigliserida 0,6% dari total minyak kelapa, sehingga didapat minyak kelapa sebesar:

Fimp = %imp x F minyak kelapa

= 0,60% x 2.725,9402 Kg/jam = 16,3556 Kg/jam

Trigliserida yang keluar dari kolom hidrolisa merupakan sisa reaksi, hal ini dikarenakan konversi reaksi sebesar 98%,

Tri Kaproat N11 = N4 – r = 0,0282 – 0,0276 Kmol/jam N11 = 0,0006 Kmol/jam

F11 = 0,0006 Kmol/jam x 386,5297 = 0,2181 Kg/jam

Tri Kaprilat N11 = N4 – r = 0,3649 – 0,3579 Kmol/jam N11 = 0,0073 Kmol/jam

F11 = 0,0073 Kmol/jam x 470,6911 = 3,4347 Kg/jam

Tri Kaprat N11 = N4 – r = 0,3193 – 0,3130 Kmol/jam N11 = 0,0064 Kmol/jam

F11 = 0,0064 Kmol / jam x 554,8525 = 3,5437 Kg/jam

Tri Laurat N11 = N4 – r = 2,2016 – 2,1576 Kmol/jam N11 = 0,0440 Kmol/jam

F11 = 0,0440 Kmol/jam x 639,0139 = 28,1372 Kg/jam

Tri Miristat N11 = N4 – r = 0,6623 – 0,6490 Kmol/jam N11 = 0,0132 Kmol/jam

F11 = 0,0132 Kmol/jam x 723,1753 = 9,5790 Kg/jam

N11 = 0,0054 Kmol/jam

F11 = 0,0054 Kmol/jam x 807,3367 = 4,3615 Kg/jam

Tri Linoleat N11 = N4 – r = 0,0620 – 0,0608 Kmol/jam N11 = 0,0012 Kmol/jam

F11 = 0,0012 Kmol/jam x 879,4033 = 1,0904 Kg/jam

Tri Oleat N11 = N4 – r = 0,1940 – 0,1901 Kmol/jam N11 = 0,0039 Kmol/jam

F11 = 0,0039 Kmol/jam x 885,4507 = 3,4347 Kg/jam

Tri Stearat N11 = N4 – r = 0,0642 – 0,0629 Kmol/jam N11 = 0,0013 Kmol/jam

F11 = 0,0013 Kmol/jam x 891,4981 = 1,1449 Kg/jam

Tri Arachidat N11 = N4 – r = 0,0112 – 0,0110 Kmol/jam N11 = 0,0002 Kmol/jam

F11 = 0,0002 Kmol/jam x 975,6595 = 0,2181 Kg/jam

Total trigliserida yang keluar = 0,2181 + 3,4347 + 3,5437 + 28,1372 + 9,5790 + 4,3615 + 1,0904 + 3,4347 + 1,1449 + 0,2181

= 55,1621 Kg/jam

Pembentukan asam lemak yang keluar dari kolom hidrolisa: N9 Asam Kaproat = N4 + 3r

= 0 + 3(0,0276) = 0,0829 Kmol/jam

F9 = 0,0829 x 116,1602 = 9,6368 Kg/jam N9 Asam Kaprilat = N4 + 3r = 0 + 3(0,3576) = 1,0727 Kmol/jam F9 = 1,0727 x 114,2140 = 122,5145 Kg/jam N9 Asam Kaprat = N4 + 3r = 0 + 3(0,3130) = 0,9389 Kmol/jam F9 = 0,9389 x 172,2678 = 161,7348 Kg/jam N9 Asam Laurat = N4 + 3r = 0 + 3(2,1576) = 6,4728 Kmol/jam F9 = 6,4728 x 200,3216 = 1.296,6437 Kg/jam N9 Asam Miristat = N4 + 3r = 0 + 3(0,6490) = 1,7524 Kmol/jam F11 = 1,9471 x 228,3754 = 444,6767 Kg/jam N9 Asam Palmitat = N4 + 3r = 0 + 3(0,2647) = 0,7941 Kmol/jam F9 = 0,7941 x 256,4292 = 203,6416 Kg/jam

N9 Asam Linoleat = N4 + 3r = 0 + 3(0,0608) = 0,1823 Kmol/jam F9 = 0,1823 x 282,4672 = 51,1167 Kg/jam N9 Asam Oleat = N4 + 3r = 0 + 3(0,1901) = 0,5702 Kmol/jam F9 = 0,5702 x 280,4514 = 161,0675 Kg/jam N9 Asam Stearat = N4 + 3r = 0 + 3(0,0629) = 0,1888 Kmol/jam F9 = 0,1888 x 284,4830 = 53,7054 Kg/jam N9 Asam Arachidat = N4 + 3r = 0 + 3(0,0110) = 0,0329 Kmol/jam F9 = 0,0329 x 312,5368 = 10,2690 Kg/jam

Total asam lemak = 9,6338 + 122,5145 + 161,7348 + 1.296,6347 + 444,6767 + 203,6416 + 51,1167 + 161,0675 + 53,7054 + 10,2690 = 2.514,9947 Kg/jam

Banyak air yang keluar bersama asam lemak adalah 0.6 %, sehingga jumlah air pada asam lemak :

= 15,1811 kg/jam N8 Air = BMair

F

Air 8 = 0152 , 18 1811 , 15 = 0,7584 Kmol/jam Pembentuka Gliserol ∑N11 = ∑Nin + ∑ r = 0 + (0,0276 + 0,0376 + 0,3130 + 2,1576 + 0,6490 + 0,2647 + 0,0608 + 0,1901 + 0,0629 + 0,0110) = 4,0942 Kmol/jam

Berat Gliserol = 4,0942 x 92,0947 = 377,055Kg/jam

Gliserol yang di hasilkan sebesar 20% dari bayaknya air sehingga banyak air yang terdapat pada gliserol sebesar:

F

air 11 = % 20 %air x

_F

11_gliserol = % 20 055 , 377 % 80 x = 1.508,2200Kg/jam

_N

11_air = air Bm

F

ait 11 = 83,7202 0152 , 18 4132 , 357 . 1 ₌ Kmol/jam Banyak air yang di umpankanSebesar :

N

out =

_N

in+(−3r)

N

air 11 +

_N

_air9 =

_N

8_air - 3( ∑r )

N

air 8 = ( 0,8427 + 83,7202 ) + 3 (0,0276 + 0,3576 + 0,3130 + 2,1576 + 0,6490 + 0,2647 + 0,0648 + 0,1901 + 0,0629 + 0,0110)

N

air 8 = 96,8456 Kg/jam

F

air 8 =

_N

8_air x BM air = 96,8456 x 18,0152

= 1744,6726 Kg/jam

Berat air dari perhitungan merupakan penjumlahan air dengan steam.

Tabel LA.2 Hasil Perhitungan Neraca Massa pada Kolom Hidrolisa ( KH-101)

Komposisi Masuk Keluar

Alur 4 Alur 8 Alur 11 Alur 9

Trigliserida 2.725,9402 - 55,1621 - Air - 1.744,6726 1508,2200 15,1811 Gliserol - - 377,0550 - Asam lemak - - - 2.154,9947 Total 2.725,9402 1.744,6726 1.940,4371 2.530,1758 4.470,6129 4.470,6129

Flash Tank Asam Lemak ( FT-101) F12 Air F9 F13 Air Air

As. Kaproat As. Kaproat As. Kaprilat As. Kaprilat As. Kaprat As. Kaprat As. Laurat As. Laurat As. Miristat As. Miristat As. Palmitat As. Palmitat As. Linoleat As. Linoleat As. Oleat As. Oleat As. Stearat As. Stearat As. Arachidat As. Arachidat Berdasarka neraca panas maka air yang keluar dari flash tank sebesar 100% Neraca massa total

F9 = F12 + F13 Neraca massa komponen

H2O → F9 Wair = F12 Wair + F13 Wair

F9 Wair = F12 Wair + 0

F12 Wair = 100% + F9 Wair

F12 Wair = 100% + 15,1811 Kg/jam = 15,1811 Kg/jam

C6 → F9 WAs. Kaproat = F13 WAs. Kaproat

= 9,6338 Kg/jam C8 → F9 WAs. Kaprilat = F13 WAs. Kaprilat

= 122,5145 Kg/jam C10 → F9 WAs. Kaprat = F13 WAs. Kaprat

= 161,7348 Kg/jam C12 → F9 WAs. Laurat = F13 WAs. Laurat

= 1.296,6347 Kg/jam C14 → F9 WAs. Miristat = F13 WAs. Miristat

Flash tank T = 225ºC P = 54 bar

= 444,6767Kg/jam C16 → F9 WAs.Palmitat = F13 WAs.Palmitat

= 203,6416 Kg/jam C18F2 → F9 WAs. Linoleat = F13 WAs. Linoleat

= 51,1167 Kg/jam C18F1 → F9 WAs. Oleat = F13 WAs. Oleat

= 161,0675Kg/jam C18 → F9 WAs. Stearat = F13 WAs. Stearat

= 53,7054 Kg/jam C20 → F9 WAs. Arachidat = F13 WAs. Arachidat

Tabel. LA. 3 Hasil Perhitungan Neraca Massa pada Flash Tank Asam Lemak (FT-101)

Komposisi

Masuk Keluar

Alur 9 Alur 12 Alur 13

Air 15,1811 15,1811 - As. Kaproat 9,6338 - 9,6338 As. Kaprilat 122,5145 - 122,5145 As. Kaprat 161,7348 - 161,7348 As. Laurat 1.296,6347 - 1.296,6347 As. Miristat 444,6767 - 444,6767 As. Palmitat 203,6416 - 203,6416 As. Linoleat 51,1167 - 51,1167 As. Oleat 161,0675 - 161,0675 As. Stearat 53,7054 - 53,7054 As. Arachidat 10,2690 - 10,2690 Total 2.530,1758 15,1811 2.514,9947 2.277,1582

Flash Tank Gliserol (FT-102) F14 Air F11 F15 Air Air

As. Kaproat As. Kaproat As. Kaprilat As. Kaprilat As. Kaprat As. Kaprat As. Laurat As. Laurat As. Miristat As. Miristat As. Palmitat As. Palmitat As. Linoleat As. Linoleat As. Oleat As. Oleat As. Stearat As. Stearat As. Arachidat As. Arachidat

Gliserol Gliserol

Berdasarka neraca panas maka air yang keluar dari flash tank sebesar 36,41% Neraca massa total :

F11 = F14 + F3 Neraca massa komponen:

H2O → F11 Wair = F14 Wair + F15 Wair

F14 Wair = 36,41% x F11 Wair

F14 Wair = 36,41% x 1.508,2200 Kg/jam = 549,1429 Kg/jam

C6 → F11 WTri. Kaproat = F15 WTri. Kaproat

= 0,2181 Kg/jam C8 → F11 WTri. Kaprilat = F15 WTri. Kaprilat

= 3,4347 Kg/jam C10 → F11 WTri. Kaprat = F15 WTri. Kaprat

= 3,5437 Kg/jam C12 → F11 WTri. Laurat = F15 WTri. Laurat

= 28,1327 Kg/jam Flash tank

T = 225ºC P = 54 bar

C14 → F11 WTri. Miristat = F15WTri. Miristat

= 9,5790 Kg/jam C16 → F11WTri. .Palmitat = F15 WTri palmitat

= 34,3615 Kg/jam C18F2 → F11WTri. Linoleat = F15WTri. Linoleat

= 1,0904Kg/jam C18F1 → F11WTri. Oleat = F15WTri. Oleat

= 3,4347 Kg/jam C18 → F11WTri. Stearat = F15 W Tri Stearat

= 1,1449 Kg/jam C20 → F11 WTri. Arachidat = F15 WTri. Arachidat

= 0,2181 Kg/jam Gliserol→ F11 WGliserol = F15 WGliserol

Tabel. LA.4 Hasil Perhitungan Neraca Massa pada Flash Tank Gliserol (FT-102)

Komposisi Masuk Keluar

Alur 11 Alur 14 Alur 15

Air 1.508,2200 549,1429 959,0771 Tri. Kaproat 0,2181 - 0,2181 Tri. Kaprilat 3,4347 - 3,4347 Tri. Kaprat 3,5437 - 3,5437 Tri. Laurat 28,1372 - 28,1372 Tri. Miristat 9,5790 - 9,5790 Tri. Palmitat 4,3615 - 4,3615 Tri. Linoleat 1,0904 - 1,0904 Tri. Oleat 3,4347 - 3,4347 Tri. Stearat 1,1449 - 1,1449 Tri. Arachidat 0,2181 - 0,2181 Gliserol 377,0550 - 377,0550 Total 1.940,4371 549,1429 1.391,2942 1.940,4371

Kolom Fraksinasi 1 (T-101) F17 As. Kaprat As. Laurat As. Miristat F13 Air As. Kaproat As. Kaprilat As. Kaprat As. Laurat As. Miristat F22 As. Palmitat As. Kaprat

As. Linoleat As. Laurat As. Oleat As. Miristat As. Stearat As. Palmitat As. Arachidat As. Linoleat As. Oleat

As. Stearat

As. Arachidat

Pada kolom fraksinasi-01 diharapkan 99 % As. Kaprat dan 1 % As. Laurat pada produk atas dari umpan yang masuk. Berdasarkan perhitungan Metode fenske dan Shortcut Minimum maka didapat Fraksi mol dari tiap komposisi.

Komposisi % F15 % F16 % F19 As. Kaproat 0,0067 0,0385 0,0000 As. Kaprilat 0,0873 0,4989 0,0000 As. Kaprat 0,0764 0,4323 0,0009 As. Laurat 0,5269 0,0301 0,6324 As. Miristat 0,1585 0,0000 0,1921 As. Palmitat 0,0646 0,0000 0,0783 As. Oleat 0,0148 0,0000 0,0179 As. Linoleat 0,0464 0,0000 0,0562 As. Stearat 0,0153 0,0000 0,0186 As. Arachidat 0,0026 0,0000 0,0032

Neraca Massa total F13 = F22 + F17

Fraksinasi 01 T = 260 oC P = 1,013 bar

Komponen kunci dipakai asam laurat.

Laurat → F22 Wlaurat = (F13 Wlaurat ) x 1%

= 2.514,9947 x 0,5269 x 0,01 = 13,2536 Kg/jam F22 0,0301 = 13,2536 Kg/jam F22 = 0301 , 0 2536 , 13 F22 = 440,1951 Kg/jam

Dari neraca massa total maka didapat harga F17 F13 = F22 + F17 2154,9947 = 440,1951 +F17

F17 = 2154,9947 – 440,1951 = 2.074,8011 Kg/jam Neraca Massa Komponen

C6 → F13 W Kaproat = F22 W Kaproat + F17 W kaproat

= (440,1951) (0,0385) + (2.074,8011) (0) = 16,9819 + 0

= 16,9819 Kg/jam

C8 → F13 W Kaprilat = F22 W Kaprilat + F17 W kaprilat

= (440,1951) (0,4989) + (2.074,8011) (0) = 219,6413 + 0

= 219,6413 Kg/jam C10 → F13 W Kaprat = F22W Kaprilat + F17 W kaprilat

= (440,1951) (0,4989) + (2.074,8011) (0) = 192,2406 + 0

C14 → F13 W Miristat = F22 W Kaprilat + F17 W kaprilat

= (440,1951) (0) + (2.074,8011) (0,0981) = 0 + 398,6950

= 398,6950 Kg/jam

C16 → F13 W .Palmitat = F22 W Kaprilat + F17 W kaprilat

= (440,1951) (0) + (2.074,8011) (0,0783) = 0 + 162,6090

= 162,6090 Kg/jam

C18F2 → F13 W Linoleat = F22 W Kaprilat + F17 W kaprilat

= (440,1951) (0) + (2.074,8011) (0,01798) = 0 + 37,3208

= 37,3208 Kg/jam

C18F1 → F13 W Oleat = F22 W Kaprilat + F17 W kaprilat

= (440,1951) (0) + (2.074,8011) (0,0562) = 0 + 116,7577

= 116,7577 Kg/jam

C18 → F13 W Stearat = F22 W Kaprilat + F17 W kaprilat

= (440,1951) (0) + (2.074,8011) (0,0186) = 0 + 38,8011

= 38,8011 Kg/jam

C20 → F13 W Arachidat = = F22 W Kaprilat + F17 W kaprilat

= (440,1951) (0) + (2.074,8011) (0,00324) = 0 + 6,7277

Tabel. LA.5 Hasil Perhitungan Neraca Massa pada Kolom Fraksinasi 1 (T-101)

Komposisi Masuk Keluar

Alur 13 Alur 22 Alur 17

As. Kaproat 16,9819 16,9819 - As. Kaprilat 219,6413 219,6413 - As. Kaprat 192,2406 196,3182 1,9924 As. Laurat 1.325,3650 13,2536 1.312,1120 As. Miristat 398,6950 - 398,6950 As. Palmitat 162,6090 - 162,6090 As. Oleat 37,3208 - 37,3208 As. Linoleat 116,7577 - 116,7577 As. Stearat 38,6551 - 38,6551 As. Arachidat 6,7277 - 6,7277 Total 2.514,9950 440,1951 2.074,0011 2.514,9950

Kolom Fraksinasi II (T-102) F23 As. Kaprat As. Laurat As. Miristat F22 Air As. Kaproat As. Kaprilat As. Kaprat As. Laurat As. Miristat F24 As. Palmitat As. Kaprat

As. Linoleat As. Laurat As. Oleat As. Miristat As. Stearat As. Palmitat As. Arachidat As. Linoleat As. Oleat

As. Stearat

As. Arachidat

Pada kolom Fraksinasi II diharapkan 98% As. Laurat dan 1 % As. Miristat pada produk atas dari umpan yang masuk. Berdasarkan perhitungan Metode Fenske dan metode Shortcut Minimum maka didapat Fraksi berat dari tiap komposisi.

Komposisi % F16 % F23 % F17 As. Kaprat 0,0009 0,0000 0,0000 As. Laurat 0,6324 0,9968 0,0170 As. Miristat 0,1921 0,0030 0,5126 As. Palmitat 0,0783 0,0000 0,2112 As. Oleat 0,0179 0,0000 0,0484 As. Linoleat 0,0562 0,0000 0,1516 As. Stearat 0,0186 0,0000 0,0502 As. Arachidat 0,0032 0,0000 0,0087

Neraca Massa Total F22 = F23 + F24

Komponen kunci dipakai asam laurat.

Laurat → F23 Wlaurat = (F22 Wlaurat ) x 0,98 Fraksinasi 02

T = 270 oC P = 1,013 bar

= F22 W laurat x 0,98 = (2.074,8011) x (0,6324) x 0,98 = 1.316,2001 Kg/jam F23 0,9968 = 1.316,2001 Kg/jam F23 = 9968 , 0 2001 , 316 . 1 F23 = 1.320,4250 Kg/jam

Dari neraca massa total maka didapat harga F24 F22 = F23 + F24

2074,0011 = 1.320,4250 + F24

F23 = 2.074,8011 – 1.320,4250 = 758,6001 Kg/jam

Neraca Massa Komponen

C10 → F22 W As.Kaproat = F24 W As.Kaproat + F23 Was. kaproat

= (1.320,4250) (1,49) + (758,6001) (0) = 0,0196 + 0

= 0,0196 Kg/jam

C14 → F22 W As.Miristat = F24 W As. Miristat + F23 Was.Miristat

= (1.320,4250) (0,0030) + (758,6001) (0,5126) = 9,6603 + 310,5101

= 392,9833 Kg/jam

C16 → F22 W AsPalmitat = F24 W As. Palmitat + F23 Was.Palmitat

= (1.320,4250) (0) + (758,6001) (0,2112) = 0 + 160,2225

= 160,2225 Kg/jam

C18F2 → F22 W As.Linoleat = F24 W As.Linoleat + F23 Was.Linoleat

= 0 + 36,7730 = 36,7730 Kg/jam

C18F1 → F22 W As.Oleat = F24 W As.Oleat + F23 WAs.Oleat

= (1.320,4250) (0) + (758,6001) (0,15165) = 0 + 115,0441

= 115,0441 Kg/jam

C18 → F22 W As. stearat = F24 W As.Stearat + F23 WAs. Stearat

= (1.320,4250) (0) + (758,6001) (0,0546) = 0 + 38,0878

= 38,0878 Kg/jam

C20 → F22 W As. Arachidat = F24 W As.Arachidat + F23 WAs. Arachidat

= (1.320,4250) (0) + (758,6001) (0,0087) = 0 + 6,9661

= 6,9661 Kg/jam

Tabel LA.6. Hasil Perhitungan Neraca Massa pada Kolom Fraksinasi II (T-102)

Komposisi Masuk Keluar

Alur 22 Alur 23 Alur 24

As. Kaprat 0,0196 0,0196 - As. Laurat 1.325,0400 1.298,5390 26,5008 As. Miristat 392,9833 3,9298 389,0535 As. Palmitat 160,2225 - 160,2225 As. Oleat 115,0441 - 115,0441 As. Linoleat 36,7730 - 36,7730 As. Stearat 38,0878 - 38,0878 As. Arachidat 6,6290 - 6,6290 Total 2.079,8001 1.302,4890 772,3107 2.079,8001

LAMPIRAN B

NERACA PANAS

Suhu referensi = 25oC

Satuan massa = Kilogram (Kg) Satuan panas = Kilokalor (kka l) Kapasitas produk = 10.000 ton/tahun

Kolom Hidrolisa (KH-101) F8 Air F9 F10 Air Steam As. lemak

F4 Trigliserida F11 Impuritis Trigliserida Gliserol Air Impur itis

Trigliserida + 3H2O → 3 Asam Lemak + Gliserol dT dQ = r∆H r25 oC +

∑

Nout     

_∫

T _Cpdt 25 -

∑

Nin     

_∫

T _Cpdt 25 dT dQ

= 0 ; hal ini dikarenakan tidak ada panas yang hilang dan panas yang ditambahkan, karena pada kolom hidrolisa menggunakan steam.

∆H r25oC = σ ∆Hf 25oCCas Lemak + σ ∆Hf 25oCgliserol – (σ ∆HF25oCtrigliserida+ σ ∆HF25oC air)

Hidrolisa T = 225oC P = 54 Bar

∆H r25oC = 3 ∆Hf 25oCCas Lemak + 1 ∆Hf 25oCgliserol – (1 ∆HF25oCtrigliserida+ 3 ∆HF25oC air) = 3 (-104,19 + -114,07 + -123,95 + -138,83 + -143,7100 + -153,5900 + -108,0500 + -135,76 + -163,47 + -178,35 + ) + (-159,16) – (-279,1 + -308,74 + -338,74 + -338,38 + -386,02 + -397,66 + -427,3 + -290,68 + -373,81 + -456,94 + -486,46) -3.(-57,8000) ∆H r25oC = -350,5800 Kcal/jam r∆H r25oC = (0,0276 + 0,3576 + 0,3130 + 2,1576 + 0,6940 + 0,2647 + 0,0608 + 0,1901 + 0,0629 + 0,0110) (-350,5800) = -1.435,3510 Kcal/jam

Tabel L.B.1 Perhitungan Neraca Panas Kolom Hidrolisa pada alur 4 Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol)

Q4 = N

∫

80 25cpdt (Kcal) Tri Kaproat 0,0282 181,6690 T + 0,1411 T2 304,8488 Tri Kaprilat 0,3648 221,2248 T + 0,1718 T2 4.801,3191 Tri Kaprat 0,3193 260,7807 T + 0,2025 T2 4.953,7090 Tri Laurat 2,2016 300,3365 T + 0,2332 T2 39.332,4801 Tri Miristat 0,6622 339,8924 T + 0,2640 T2 13.390,6221 Tri Palmitat 0,2701 379,4482 T + 0,2947 T2 6.029,9531 Tri Linoleat 0,0619 413,3196 T + 0,3210 T2 1.524,2363 Tri Oleat 0,1939 416,1618 T + 0,3232 T2 4.801,3362 Tri Stearat 0,0642 419,0041 T + 0,3254 T2 1.600,4388 Tri Arachidat 0,0111 458,5600 T + 0,3561 T2 304,8445 Total 4,1777 77.110,7881

Tabel L.B.2 Perhitungan Neraca Panas Kolom Hidrolisa pada alur 11 Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol) _Q

11 = N

∫

225 25 cpdt (Kcal) Air 83,7202 18,0152 346.890,6001 Tri Kaproat 0,0005 181,6690 T + 0,1411 T2 28,7006 Tri Kaprilat 0,0072 221,2248 T + 0,1718 T2 452,0241 Tri Kaprat 0,0063 260,7807 T + 0,2025 T2 466,3665 Tri Laurat 0,0440 300,3365 T + 0,2332 T2 3.702,9271 Tri Miristat 0,0132 339,8924 T + 0,2640 T2 1.260,6923 Tri Palmitat 0,0054 379,4482 T + 0,2947 T2 574,0078 Tri Linoleat 0,0012 413,3196 T + 0,3210 T2 143,5015 Tri Oleat 0,0038 416,1618 T + 0,3232 T2 452,0277 Tri Stearat 0,0012 419,0041 T + 0,3254 T2 150,6752 Tri Arachidat 0,0002 458,5600 T + 0,3561 T2 28,6997 Gliserol 4,0942 52,217695 49.171,74 Total 87,8986 403.322,1011

Tabel L.B.3 Perhitungan Neraca Panas Kolom Hidrolisa pada alur 9 Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol)

Q9 = N

∫

225 25 cpdt (Kcal) Air 0,8426 18,0152 3.491,6430 As Kaproat 0,0829 56,9400 1.086,1412 As Kaprilat 1,0726 71,4600 17.630,2723 As Kaprat 0,9388 85,9800 18.566,2722 As Laurat 6,4727 100,5000 149.618,0001 As Miristat 1,9471 115,0200 51.510,5521 As Palmitat 0,7941 129,5400 23.660.8667 As Linoleat 0,1822 132,6200 5.559,5861 As Oleat 0,5702 139,3400 18.274,4123 As Stearat 0,1887 144,0600 6.255,0800 As Arachidat 0,0328 158,5800 1.198,4110 Total 13,1253 296.851,2001

Panas pada alur 8 (air) dan 10 (steam) dT

dQ

= r∆Hr25 + QGliserol + QAs Lemak – Qsteam – QCNO - QAir

dT dQ = r∆Hr25 + Q11 + Q9 – Q10 – Q4 – Q8 dT dQ = 0 0 = r∆Hr25 + Q11 + Q9 – Q10 – Q4 – Q8

Q10 + Q8 = r∆Hr25 + Q11 + Q9 – Q4 = -1.435,35 + 403.322,2 + 296.851,2– 77.110,78 = 621.627,1001 Kcal/jam

(

)

    _      ₋ − ° °

H

H

N

N

Air C Steam C Air Tot

ˆ

275,6

ˆ

225 +

N

Air. Cp

∫

60 25dt = 621.627,1001 Kcal/Jam     _      ₋ ° °

H

H

N

Air C Steam C Tot

ˆ

275,6

ˆ

225 -     _      ₋ ° °

H

H

N

Air C Steam C Air

ˆ

275,6

ˆ

225 +    

_∫

60 25 .Cp dt

N

Air = r∆Hr25 + Q11 + Q9 – Q4     _      ₋ ° °

H

H

N

Air C Steam C Tot

ˆ

275,6

ˆ

225 - (r∆Hr25 + Q11 + Q9 – Q4) =     _      ₋ ° °

H

H

N

Air C Steam C Air

ˆ

275,6

ˆ

225 -    

_∫

60 25 .Cp dt

N

Air Nair =       −       ₋ −       _      ₋

∫

° ° ° ° 60 25 255 6 , 275 225 6 , 275

ˆ

ˆ

ˆ

ˆ

62.162,1001 / . dt Cp jam Kcal

H

H

H

H

N

Air C steam C Air C Steam C Tot =

[

(

)

]

(

11.991,4751 4.802,61841

)

/

[

18,0152 /

(

60 25

)

]

/ 1 62.162,100 61841 , 802 . 4 4751 , 991 . 11 / 8296 , 96 − − − − − Kmol Kcal Kmol Kcal jam Kcal jam Kmol = 11,3546 Kmol/jam

NSteam = NTotal air - Nair = (96,8296 – 11,3546 ) Kmol/jam

= 885,4750 Kmol/jam x 18,0152 Kg/kmol = 1.539,8321 Kg/jam

Flash Tank Asam Lemak (FT-101) F12 Air F9 F13 Air Air

As. Kaproat As. Kaproat As. Kaprilat As. Kaprilat As. Kaprat As. Kaprat As. Laurat As.Laurat As. Miristat As. Miristat As. Palmitat As. Palmitat As. Linoleat As. Linoleat As. Oleat As. Oleat As. Stearat As. Stearat As.Arachidat As.Arachidat Neraca panas total : Q9 = Q12 + Q13

L.B.4 Perhitungan Neraca Panas Flash Tank Asam Lemak pada alur 9 Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol)

Q9 = N

∫

225 25 cpdt (Kcal) Air 0,8426 18,0152 3.491,6430 As Kaproat 0,0829 56,9400 1.086,1412 As Kaprilat 1,0726 71,4600 17.630,2723 As Kaprat 0,9388 85,9800 18.566,2722 As Laurat 6,4727 100,5000 149.618,0001 As Miristat 1,9471 115,0200 51.510,5521 As Palmitat 0,7941 129,5400 23.660.8667 As Linoleat 0,1822 132,6200 5.559,5861 As Oleat 0,5702 139,3400 18.274,4123 As Stearat 0,1887 144,0600 6.255,0800 As Arachidat 0,0328 158,5800 1.198,4110 Total 13,1253 296.851,2001

Pada alur flash tank asam lemak, untuk menurunkan tekanan dan temperature dilakukan iterasi yang digunakan untuk menguapkan air dari flash tank 01 sebanyak 100 % dari umpan yang masuk ke dalam flash tank. Berdasarkan iterasi maka didapat tekanan pada flash tank yaitu : 40,897 bar dan temperatur 252,857 oC.

Tenperatur dan tekanan flash tank asam lemak dapat dicari dengan menggunakan rumus di bawah ini.

Q9 = Q12 + Q13

Flash Tank T = 225oC P = 54 bar

Q

9_Air =

_N

12_Air(x).Hv+

_N

13_Air(1−x).Cp.dt Karena air menguap 100% menuju alur 12, maka

Q

9_Air =

_N

12_Air(x).Hv+0 Hv = ) ( 12 1 9 x

N

Q

_air

Nilai Hv dapat dilihat pada tabel steam (G.V.Reklaintis, 1983)

Q

_aslemak9 =

_N

Hv

_N

Cpdt lemak as lemak as . . . 13 . 12 . +

Karena asam lemak tidak ada pada alur 12 maka

_N

12_as.lemak.Hv=0.

Q

_aslemak9 = 0 +

Q

Cpdt lemak Aas . 13 . (T0 – T1) = Cp

N

Q

lemak as lemak as . 13 . 9 . T0 =

(

Cp

N

Q

lemak as lemak as . 13 . 9 .

)

Q9 = Q12 + Q13

Menentukan nilai Hv dan T0 dengan melakukan iterasi. Jika nilai Qmasuk total sudah sama

L.B.5 Perhitungan Neraca Panas Flash Tank Asam Lemak pada alur 13 Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol) _Q

13 = N

∫

8573 , 252 25 cpdt (Kcal) Air 0,0000 18,0152 0,0000 As Kaproat 0,0829 56,9400 1.076,0220 As Kaprilat 1,0726 71,4600 17.466,3221 As Kaprat 0,9388 85,9800 18.393,3110 As Laurat 6,4727 100,5000 148.224,1000 As Miristat 1,9471 115,0200 51.030,6823 As Palmitat 0,7941 129,5400 23.440,4401 As Linoleat 0,1822 132,6200 5.507,7921 As Oleat 0,5702 139,3400 18.104,1701 As Stearat 0,1887 144,0600 6.196,8071 As Arachidat 0,0328 158,5800 1.187,2350 Total 12,2826 290.626,6003 Q12 = N . Hvl 252,8573 = 0,8426 x 7.346,1254 = 6.190,5041 Kcal/jam

Flash Tank Gliserol (FT-102) F14 Air F11 F15 Air Air

Tri. Kaproat Tri. Kaproat Tri. Kaprilat Tri. Kaprilat Tri. Kaprat Tri. Kaprat Tri. Laurat Tri.Laurat Tri. Miristat Tri. Miristat Tri. Palmitat Tri. Palmitat Tri. Linoleat Tri. Linoleat Tri. Oleat Tri. Oleat Tri. Stearat Tri. Stearat Tri.Arachidat Tri.Arachidat Gliserol Gliserol

Neraca panas total : Q11 = Q14 + Q15

L.B.6 Perhitungan Neraca Panas Flash Tank Gliserol pada alur 11 Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol) _Q

11 = N

∫

225 25 cpdt (Kcal) Air 83,7202 18,0152 346.890,6001 Tri Kaproat 0,0005 181,6690 T + 0,1411 T2 28,7006 Tri Kaprilat 0,0072 221,2248 T + 0,1718 T2 452,0242 Tri Kaprat 0,0063 260,7807 T + 0,2025 T2 466,3665 Tri Laurat 0,0440 300,3365 T + 0,2332 T2 3.702,9271 Tri Miristat 0,0132 339,8924 T + 0,2640 T2 1.260,6921 Tri Palmitat 0,0054 379,4482 T + 0,2947 T2 574,0078 Tri Linoleat 0,0012 413,3196 T + 0,3210 T2 143,5015 Tri Oleat 0,0038 416,1618 T + 0,3232 T2 452,0277 Tri Stearat 0,0012 419,0041 T + 0,3254 T2 150,6752 Tri Arachidat 0,0002 458,5600 T + 0,3561 T2 28,6997 Gliserol 4,0942 52,217695 49.171,7331 Total 87,8982 403.322,0110

Panas alur Flash tank gliserol ditentukan temperature dan tekanan alat yaitu : 120,1667 oC : 2 bar kemudian dilakukan iterasi untuk menentukan besar penguapan air yang terjadi pada flash tank 02 (gliserol).

Besar penguapan air dapat dicari dengan menggunakan rumus dibawah ini : Flash Tank

T = 225oC P = 54 bar

Q11 = Q14 + Q15

Q

11_As.lemak =

_N

14_air

( )

x.Hv+

_N

15_air

(

1−x

)

.Cp.dt

Nilai Hv dapat dilihat pada table Steam (G.V.Reklaintis, 1983)

Q

11_aslemak =

_N

14_as.lemak.Hv+

_N

15_as.lemak.Cp.dt

Karena asam lemak tidak ada pada alur 14 maka

_N

14_as.lemak.Hv=0.

Q

11_aslemak = 0 +

Q

Cpdt lemak Aas . 15 . Q11 = Q14 + Q15

Tentukan nilai x dengan melakukan iterasi. Jika nilai Qmasuk total sudah sama dengan

Qkeluar total maka iterasi dihentikan.

L.B.7 Perhitungan Neraca Panas Flash Tank Gliserol pada alur 15 Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol) _Q

15 = N

∫

2 , 120 25 cpdt (Kcal) Air 53,2377 18,0152 91.304,1411 Tri Kaproat 0,0005 181,6690 T + 0,1411 T2 10,8579 Tri Kaprilat 0,0072 221,2248 T + 0,1718 T2 171,0107 Tri Kaprat 0,0063 260,7807 T + 0,2025 T2 176,4381 Tri Laurat 0,0440 300,3365 T + 0,2332 T2 1.400,9161 Tri Miristat 0,0132 339,8924 T + 0,2640 T2 476,9415 Tri Palmitat 0,0054 379,4482 T + 0,2947 T2 217,1584 Tri Linoleat 0,0012 413,3196 T + 0,3210 T2 54,2894 Tri Oleat 0,0038 416,1618 T + 0,3232 T2 171,0115 Tri Stearat 0,0012 419,0041 T + 0,3254 T2 57,0035 Tri Arachidat 0,0002 458,5600 T + 0,3561 T2 10,8577 Gliserol 4,0942 52,217695 20.352,8320 Total 57,4154 114.403,4002 Q5 = N . Hv 120,2oC = 30,4828 Kmol x 9.480,083 Kcal/Kmol = 288.979,4741 Kcal/jam

Heater 01 (E-101)

F3 T = 2750C

P = 60 bar

F1 F4

CNO Cool CNO Hot F2

Cool water T = 128oC P = 5 bar Neraca Panas Total : Q1 + Q3 = Q2 + Q4

L.B.8 Perhitungan Neraca Panas Exchanger 01 pada alur F1 CNO cool Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol)

Q1 = N

∫

30 25cpdt (Kcal) Tri Kaproat 0,0282 181,6690 T + 0,1411 T2 26,7184 Tri Kaprilat 0,3648 221,2248 T + 0,1718 T2 420,8131 Tri Kaprat 0,3193 260,7807 T + 0,2025 T2 434,1706 Tri Laurat 2,2016 300,3365 T + 0,2332 T2 3.447,3260 Tri Miristat 0,6622 339,8924 T + 0,2640 T2 1.173,6181 Tri Palmitat 0,2701 379,4482 T + 0,2947 T2 534,3676 Tri Linoleat 0,0619 413,3196 T + 0,3210 T2 113,5918 Tri Oleat 0,1935 416,1618 T + 0,3232 T2 420,8138 Tri Stearat 0,0642 419,0041 T + 0,3254 T2 140,2708 Tri Arachidat 0,0111 458,5600 T + 0,3561 T2 26,7182 Total 4,1777 6.758,4082 Cooler Gliserol Heater CNO

L.B.9 Perhitungan Neraca Panas Exchanger 01 pada F4 CNO hot Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol) _Q

4 = N

∫

80 25cpdt (Kcal) Tri Kaproat 0,0282 181,6690 T + 0,1411 T2 304,8488 Tri Kaprilat 0,3648 221,2248 T + 0,1718 T2 4.801,3190 Tri Kaprat 0,3193 260,7807 T + 0,2025 T2 4.953,7091 Tri Laurat 2,2016 300,3365 T + 0,2332 T2 39.332,4801 Tri Miristat 0,6622 339,8924 T + 0,2640 T2 13.390,6211 Tri Palmitat 0,2701 379,4482 T + 0,2947 T2 6.096,9530 Tri Linoleat 0,0619 413,3196 T + 0,3210 T2 1.524,2361 Tri Oleat 0,1935 416,1618 T + 0,3232 T2 4.801,3361 Tri Stearat 0,0642 419,0041 T + 0,3254 T2 1.600,4390 Tri Arachidat 0,0111 458,5600 T + 0,3561 T2 304,8451 Total 4,1777 77.110,7821 dQ = Qout - Qin = (77.110,7821- 6.758,4082) Kcal = 70.352,3739 Kcal/jam

Maka panas yang dilepas steam sebesar 70.352,3739 Kcal/jam

Steam yg digunakan pada Exchanger yaitu pada temperatur 275 0C tekanan 60 bar dengan nilai entalphi :

ĤSteam = 2785,0 Kj/Kg = 665,631 Kcal/Kg ĤCondesat steam = 1213,7000 Kj/Kg = 298,8873 Kcal/Kg m = kondensat steam H H dQ − = cal/Kg 298,8873)K (665,631 Kcal 9 70.352,373 − = 208.9196 Kg

Heater 02 Heater 02 F7 Steam T = 275 0_C P = 60 bar F5 Cool Water T = 30 0_C P = 1,013 bar F6 Cool Water T = 158 0_C P = 4 bar F8 Hot Water T = 90 0_C P = 1,013 bar Q8 + Q1 = Q7 – Q6

Tabel L.B.10 Hasil Perhitungan Neraca Panas Exchanger 2 (E-102) pada alur 5 Komposisi N(Kmol) Cp (Kcal/Kmol)

Q5=N

∫

30 25 dt Cp (Kcal) Air 11,3546 18,0152 1.022,7691

Tabel L.B.11 Hasil Perhitungan Neraca Panas Exchanger 2 (E-102) pada alur 8 Komposisi N(Kmol) Cp (Kcal/Kmol)

Q8=N

∫

90 25 dt Cp (Kcal) Air 11,3546 18,0152 7.159,3816

dQ = Qout - Qin

= (7.159,3816 - 1.022,7691) Kcal = 6.136,6125 Kcal/jam

Maka panas yang dilepas steam sebesar 6.136,6125 Kcal/jam

Steam yg digunakan pada Exchanger yaitu pada temperatur 275 0C tekanan 60 bar dengan nilai entalphi :

ĤSteam = 2785,0 Kj/Kg = 665,631 Kcal/Kg ĤCondesat steam = 1213,7000 Kj/Kg = 298,8873 Kcal/Kg m = kondensat steam H H dQ − = cal/Kg 298,8873)K (665,631 Kcal 6.136,6125 − = 18.2231 Kg

Kolom Fraksinasi I (T-101) F17 Air As. Kaproat As. Kaprilat As. Kaprat As. Laurat F13 Air As. Kaproat As. Kaprilat As. Kaprat As. Laurat F22

As. Miristat As. Kaprat As. Palmitat As. Laurat

As. Linoleat As. Miristat As. Oleat As. Palmitat As. Stearat As. Linoleat As. Arachidat As. Oleat As. Stearat As. Arachidat Neraca panas total: Q13 = Q17 + Q2

L.B.12 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi pada F13 (Feed) Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol)

Q13 Feed = N

∫

857 , 252 25 cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0829 56,9400 1.076,0221 As Kaprilat 1,0726 71,4600 17.466,0322 As Kaprat 0,9388 85,9800 18.393,3100 As Laurat 6,4727 100,5000 148.224,1223 As Miristat 1,9471 115,0200 51.030,6801 As Palmitat 0,7941 129,5400 23.440,4421 As Linoleat 0,1822 132,6200 5.507,7921 As Oleat 0,5702 139,3400 18.104,1700 As Stearat 0,1887 144,0600 6.196,8072 As Arachidat 0,0328 158,5800 1.187,2352 Total 12,2863 290.626,6001 Fraksinasi 01 T = 260oC P = 34,79 mmHg

L.B.13 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi pada F22 (bottom) Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol) _Q

22 bottom = N

∫

260 25 cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0093 85,9800 189,6989 As Laurat 6,4080 100,5000 151.341,8001 As Miristat 1,9471 115,0200 526.230,3501 As Palmitat 0,7941 129,5400 24.175,2423 As Linoleat 0,1822 132,6200 5.680,4461 As Oleat 0,5702 139,3400 18.671,6822 As Stearat 0,1887 144,0600 6.391,0602 As Arachidat 0,0328 158,5800 1.221,4521 Total 10,13282 260.304,8003

L.B.14 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi pada F17 (Destilat) Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol)

Q17 destilat = N

∫

200 25 cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0829 56,9400 826,4114 As Kaprilat 1,0726 71,4600 13.414,3412 As Kaprat 0,9294 85,9800 13.985,2501 As Laurat 0,0647 100,5000 1.138,3981 As Miristat 0,0000 115,0200 0,0000 As Palmitat 0,0000 129,5400 0,0000 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 29.364,4001

Perhitungan pada ratio reflux dapat dilihat pada lampiran C alat fraksinasi 01. Berdasarkan perhitungan maka nilai ratio reflux pada fraksinasi 01 yaitu ; 2,8036. Maka dapat dihitung bayaknya vapor yang keluar dari puncak klom fraksinasi dan nilai reflux Yang direcycle ke kolom dengan rumus di bawah ini.

R = D L → D = R L

, sehingga didapat harga Vapor dengan neraca massa total condenser yaitu : V = L + D

L.B.15 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi Pada Reflux Fraksinasi 01 Komposisi N (kmol) Cp Kcal/Kmol) _{Q reflux = N}

_∫

200

25 cpdt (Kcal) As Kaproat 0,3083 56,9400 2.075,9230 As Kaprilat 2,7292 71,4600 33.696,4558 As Kaprat 2,1921 85,9800 29.725,8602 As Laurat 0,1923 100,5000 2.870,1340 As Miristat 0,0000 115,0200 0,0065 As Palmitat 0,0000 129,5400 0,0000 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 5,4219 72.368,3794

L.B.16 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi pada Vapor Fraksinasi 01 Komposisi N (kmol) Cp (Kcal/Kmol) HvI 200oC (Kcal/Kmol) Q Vapor = N _  _   +

∫

200 25 cpdt Hvl As Kaproat 0,2826 56,9400 12.909,7741 6.465,1980 As Kaprilat 3,6556 71,4600 14.855,6962 100.022,3470 As Kaprat 2,6803 85,9800 16.551,5430 84.691,1283 As Laurat 0,2214 100,5000 16.791,8830 7.611,5811 As Miristat 0,0000 115,0200 20.498,0270 0,0179 As Palmitat 0,0000 129,5400 21.608,4151 0,0000 As Linoleat 0,0000 132,6200 15.986,5341 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 16.101,4412 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 20.064,7031 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 22.043,3490 0,0000 Total 6,8399 213.790,2731

Steam yang digunakan pada reboiler fraksinasi yaitu pada Temperatur 275,6 oC tekanan 60 bar dengan nilai entalphi :

Ĥ = 2.785,0 K/Kg

Ĥ = 665,631 Kcal/Kg

qCndensat = qVapor – qReflux – qDestilat

qCondensat = 223.790,2731- 72.368,3794 – 29.364,4001 qCondensat = 112.035,9674 Kcal/jam

qKondensat = m.Cp.dt m = dt cp q . = ) 30 90 ( / 1 9674 , 035 . 112 − Kg Kcal Kcal = 1.937,2661 Kg

qReboiler = qDestilat + qBottom + qKondensat – qFeed

= 29.364,4001 + 260.304,8003 + 112.035,9674 – 290.626,6001 = 111.078,5677 Kcal/jam

Steam yang dibutuhkan :

qReboiler = m.

(

_H

steam_275,6°C−

_H

₂₇₅Air_,6°C

)

=

)

(

_H

q

_H

Air C steam C reboiler ° ° − 275,6 6 , 275 =

)

(

Kcal kg jam Kcal / 887 , 289 186 , 665 / 5677 , 078 . 111 − = 296,0287 Kg/jam

Cooler 0I (E-105) F18 Air T = 30oC F17 F19 Destilat Destilat T = 200oC T = 80oC F16 Air T = 45oC

Neraca Panas Total: Q17 + Q18 = Q16 + Q19

L.B.17 Perhitungan Neraca Panas Cooler 01 pada Alur F17 Komposisi N(Kmol) Cp Kcal/Kmol)

Q 17 = N

∫

200 25 Cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0829 56,9400 826,4114 As Kaprilat 1,0726 71,4600 13.414,3400 As Kaprat 0,9294 85,9800 13.985,2501 As Laurat 0,0647 100,5000 1.138,3981 As Miristat 0,0000 115,0200 0,0000 As Palmitat 0,0000 129,5400 0,0000 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 2,1498 29.364,4002 Coller destilat F1

L.B.18 Perhitungan Neraca Panas Cooler 01 Pada Alur F19 Komposisi N(Kmol) Cp Kcal/Kmol) _Q

19 = N

∫

80 25Cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0829 56,9400 259,7293 As Kaprilat 1,0726 71,4600 4.215,9351 As Kaprat 0,9294 85,9800 4.395,3630 As Laurat 0,0647 100,5000 357,7821 As Miristat 0,0000 115,0200 0,000 As Palmitat 0,0000 129,5400 0,0000 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 2,1498 9.228,8102

Untuk menentukan massa air pendingin terlebih dahulu ditentukan temperatur masing-masing alur dengan menggunakan neraca panas total.

Neraca panas total :

Q17 + Q18 = Q16 + Q19 Q = N Cp ∆t Q17 – Q19 = Q16 – Q18 29.364,4002 – 9.228,8102 = N16 Cpair∆t – N18 Cpair∆t 29.364,4002 – 9.228,8102 = N.Cpair ((45-25) – (30-25)) 20.135,5901 = N x 18,0152 x (45-30) N = ) 30 45 ( 0152 , 18 5901 , 135 . 20 − × = 74,5141 Kmol/jam L.B.19 Perhitungan Neraca Panas Cooler 01 pada Alur F18 (air)

Komposisi N(Kmol) Cp (Kcal/Kmol)

Q 18 = N

∫

30

25cpdt (Kcal)

Air 74,5141 18,0152 6.711,8621

L.B.20 Perhitungan Neraca Panas Cooler 01 pada Alur F16 (air) Komposisi N(Kmol) Cp (Kcal/Kmol)

Q 16 = N

∫

45

25cpdt (Kcal)

Kolom Fraksinasi II (T-102) F23 As. Kaprat As. Laurat As. Miristat F22 As. Kaprat As. Laurat As. Miristat As. Palmitat As. Linoleat F24 As. Oleat As. Laurat As. Stearat As. Miristat As. Arachidat As. Palmitat As. Linoleat As. Oleat As. Stearat

As. Arachidat Neraca Panas Total :

Q22 = Q23 + Q24

Q = ∑m,Cp,∆t

L.B.21 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi II pada F22 (Feed) Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol)

Q Feed = N

∫

260 25 cpdt (Kcal) As Kaprat 0,0093 85,9800 189,6989 As Laurat 6,4080 100,5000 151.341,8001 As Miristat 1,9471 115,0200 52.630,3510 As Palmitat 0,7941 129,5400 24.175,2400 As Linoleat 0,1822 132,6200 5.680,4461 As Oleat 0,5702 139,3400 18.671,6810 As Stearat 0,1887 144,0600 6.391,0600 As Arachidat 0,0328 158,5800 1.224,4511 Total 10,1328 260.304,7901 Fraksinasi 02 T = 270 oC P = 32,9628 mmHg

L.B.22 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi II pada F24 (bottom) Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol) _Q

bottom = N

∫

260 25 cpdt (Kcal) As kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0000 85,9800 0,0000 As Laurat 0,1281 100,5000 3.155,638 As Miristat 1,9081 115,0200 53.772,5421 As Palmitat 0,7941 129,5400 25.203,9700 As Linoleat 0,1822 132,6200 5.922,1671 As Oleat 0,5702 139,3400 19.466,2200 As Stearat 0,1887 144,0600 6.663,0210 As Arachidat 0,0328 158,5800 1.276,5560 Total 3,8046 115.460,0089

L.B.23 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi II pada F23 (Destilat) Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol) _Q

destilat = N

∫

260 25 cpdt (Kcal) As kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0093 85,9800 149,3374 As Laurat 6,2798 100,5000 116.758,6001 As Miristat 0,0194 115,0200 414,324 As Palmitat 0,0000 129,5400 0,0000 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 6,3087 117.322,3375

Perhitungan ratio reflux dapat dilihat pada lampiran B design alat fraksinasi 02. berdasarkan perhitungan maka didapat nilai ratio refux pada fraksinasi 02 yaitu :1,5042 sehingga dapat dihitung banyaknya vapor yang keluar dari puncak kolom fraksinasi dan nilai reflux yang direcycle ke kolom dengan rumus di bawah ini :

R = D L → D = R L

, sehingga didapat harga Vapor dengan neraca massa total condenser yaitu : V = L + D

L.B.24 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi II pada Reflux Fraksinasi 02 Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol) _Q

reflux = N

∫

210 25 cpdt (Kcal) As kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0107 85,9800 170,2975 As Laurat 8,4944 100,5000 157.932,8892 As Miristat 0,0254 115,0200 540,2621 As Palmitat 0,0000 129,5400 0,0014 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 9,4205 167.834,4502

L.B.25 Perhitungan Neraca Panas Kolom Fraksinasi II pada Vapor Fraksinasi 02 Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol)

Q vapor = N

∫

210 25 cpdt (Kcal) As kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0178 85,9800 571,7811 As Laurat 15,1421 100,5000 522.267,1760 As Miristat 0,0523 115,0200 1.674,3173 As Palmitat 0,0000 129,5400 0,0014 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 15,2023 529.206,2791

Steam yang digunakan pada reboiler fraksinasi yaitu pada Temperatur 275,6 oC tekanan 60 bar dengan nilai entalphi :

Ĥ = 2.785,0 Kj/Kg

Ĥ = 665,631 Kcal/kg

qCondensat = qVapor – qReflux – qDestilat

qCondensat = 529.206,2791 – 167.834,4502 – 117.322,3375 qCondensat = 244.049,4914 Kcal/jam

Air condensate yang dibutuhkan : qCondensat = m.cp.dt

m = dt cp q . = ) 93 90 ( / 1 4914 , 049 . 244 − kg Kcal Kcal = 4.826,5402 Kg

qReboiler = qDestilat + qBottom + qKondensat + qFeed

= 117.322,3375 + 115.460,0089 + 244.049,4914 – 260.304,7901 = 216.527,0477 Kcal/jam

Steam yang dibutuhkan : qReboiler = m.

(

H

steam C

ˆ

_{275,6° –}

_H

air C ° 6 , 275

)

m =       ₋ ° °

H

H

q

air C steam C reboiler

ˆ

ˆ

_{275,6 275,6} =

₍

₎

kg Kcal jam Kcal / 887 , 289 186 . 665 / 0477 , 527 . 216 − = 576,9454 Kg

Cooler 02 (E-108) F26 Air T = 300C F23 F27 Destilat Destilat T = 2100C T = 800C F25 Air T = 450C Neraca Panas Total: Q23 + Q26 = Q25 + Q27

L.B.26 Perhitungan Neraca Panas Cooler 02 pada Alur F23 Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol)

Q23 = N

∫

210 25 Cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0093 85,9800 149,3374 As Laurat 6,2798 100,5000 116.758,6002 As Miristat 0,0194 115,0200 414,3241 As Palmitat 0,0000 129,5400 0,0000 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 6,3087 - 117.322,3221 Cooler Destilat F2

L.B.27 Perhitungan Neraca Panas Cooler 02 pada Alur F27 Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol) _Q

27 = N

∫

80 25Cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0093 85,9800 0,0093 As Laurat 6,2798 100,5000 44,3976 As Miristat 0,0194 115,0200 34.712,0201 As Palmitat 0,0000 129,5400 123,1774 As Linoleat 0,0000 132,6200 0,0000 As Oleat 0,0000 139,3400 0,0000 As Stearat 0,0000 144,0600 0,0000 As Arachidat 0,0000 158,5800 0,0000 Total 6,3087 - 34.879,6021

Untuk menentukan massa air pendingin terlebih dahulu ditentukan temperatur masing-masing alur dengan menggunakan neraca panas total. N25 = N26

Neraca Panas Total:

Q23 + Q26 = Q25 + Q27 Q = N Cp ∆t Q23 – Q27 = Q25 – Q26 117.322,3221 – 34.879,6021 = N25 Cpair∆t – N26 Cpair∆t 117.322,3221 – 34.879,6021 = N Cpair (45-25) – (30-25) 82.442,7200 = N x 18,0152 x (45-30) N = 15 0152 , 18 3221 , 442 . 82 x = 305,0856 Kmol/jam L.B.28 Perhitungan Neraca Panas Cooler 02 pada Alur F26 (air)

Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol) _Q

26= N

∫

30

25Cpdt (Kcal)

Air 305,0856 18,0152 27.480,8902

L.B.29 Perhitungan Neraca Panas Cooler 02 pada Alur F25 (air) Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol) _Q

25 = N

∫

30

25Cpdt (Kcal)

Cooler 03 (E-109) F31 Air T = 30oC F24 F30 Bottom Bottom T = 270oC T = 80oC F32 Air T = 45oC Neraca Panas Total : Q24 + Q31 = Q30 + Q32

L.B.30 Perhitungan Neraca Panas Cooler 03 pada Alur F24 (bottom) Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol)

QBottom = N

∫

270 25 Cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0000 85,9800 0,0000 As Laurat 0,1281 100,5000 3.155,6381 As Miristat 1,9081 115,0200 53.772,5421 As Palmitat 0,7941 129,5400 25.203,9735 As Linoleat 0,1822 132,6200 5.922,1671 As Oleat 0,5702 139,3400 19.466,2210 As Stearat 0,1887 144,0600 6.663,0210 As Arachidat 0,0328 158,5800 1.276,5560 Total 3,8046 - 115.460,1001 Cooler Bottom F2

L.B.31 Perhitungan Neraca Panas Cooler 03 pada Alur F30 Komposisi N (Kmol) Cp (Kcal/Kmol) _Q

30 = N

∫

270 25 Cpdt (Kcal) As Kaproat 0,0000 56,9400 0,0000 As Kaprilat 0,0000 71,4600 0,0000 As Kaprat 0,0000 85,9800 0,0000 As Laurat 0,1281 100,5000 708,4086 As Miristat 1,9081 115,0200 12.071,3901 As Palmitat 0,7941 129,5400 5.658,0341 As Linoleat 0,1822 132,6200 1.329,4661 As Oleat 0,5702 139,3400 4.369,9693 As Stearat 0,1887 144,0600 1.495,7800 As Arachidat 0,0328 158,5800 286,5738 Total 3,8046 - 25.919,6249

Untuk menentukan massa air pendingin terlebih dahulu ditentukan temperature untuk Masing-masing alur dengan menggunakan neraca panas total N22 = N24

Neraca Panas Total

Q24 + Q31 = Q30 + Q32 Q = N Cp ∆t Q24 – Q30 = Q32 – Q31 115.460,1001 – 25.919,6249 = N32 Cpair∆t – N31 Cpair∆t 115.460,1001 – 25.919,6249 = N.Cpair ((45-25) – (30-25)) 89.540,4752 = N x 18,0152 x (45-30) N = ) 30 45 ( 0152 , 18 4752 , 540 . 89 − x = 331,3517 Kmol/jam

L.B.32 Perhitungan Neraca Panas Cooler 03 pada Alur F31 (air) Komposisi N (Kmol) Cp Kcal/Kmol)

Q31 = N

∫

30

25Cpdt (Kcal)

Air 331,3517 18,0152 29.846,8302

L.B.33 Perhitungan Neraca Panas Cooler 03 pada Alur F32 (air) Komposisi N (Kmol) Cp Kcal/Kmol) _Q

32 = N

∫

30

25Cpdt (Kcal)

Air 331,3517 18,0152 119.387,2901

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

LC.1 Tangki Bahan Baku CNO-01 (TK-101)

Fungsi : Untuk penyimpanan bahan baku CNO selama 30 hari Jumlah : 1 unit

Bentuk : Tangki berbentuk silinder vertikal dengan alas dan tutup datar Bahan : Carbon Steel, SA-300 (Brownell, 1959) Kondisi operasi : -Temperatur = 30 0C

-Tekanan = 1 atm Perhitungan :

Kebutuhan CNO = 2.742,3946 kg/jam x 24 jam/hari = 65.817,4704 kg/hari

Kebutuhan 30 hari = 65.817,4704 kg/hari x 30 hari = 1.974.524,1120 Kg Densitas CNO (ρ) = 0,915 kg/dm3 x 1000 dm3/m3 = 915 kg/m3 Volume CNO 2.157,9498 3 915 1120 , 524 . 974 . 1 3 m kg m m kg = = ρ

Faktor kelonggaran (fk) = 20 % (Brownell & Young, 1959) Volume total (Vt ) = (1 + 0,2) x 2.157,9498 m3 = 2.589,5397 m3 Tinggi Silinder, Hs = 5/4 x Dt Volume tangki, Vt = ¼ π Dt2 Hs Vt = 16 5xπ Dt3 Diameter Tangki (D) =

(

)

3 / 1 5 / 16     π x V_t

D =

(

)

1/3 14 , 3 5 / 16 5397 , 589 . 2       x D = 13,8191 = 522,7655 in Tinggi tangki (HT) = 5/4 x Dt = 5/4 x 13,8191 = 17,2739 m Tekanan Hidrostatik: PHidrostatik = ρ × (H-1) = 915 kg/m3 × (17,2739 m - 1) = 14.890,6410 kg/m2 = 14.890,6410 kg/m2 x 2 m kg 1 psi 0,001422 = 21,1744 psi

Tekanan eksternal = 14,7 psi

Faktor Keamanan = 20 %

Tekanan Design, Pd = (21,1744 Psi + 14,7 Psi ) x 1,2

= 43,0493 Psi

Tebal Silinder Vertikal, t :

in 1,1354 in) 006 , 0 ( 20 Psi) 9 0,6(43,078 psi)(0,85) 2(13.800 in) (552,7655 psi) (43,0493 C.n 0,6P 2SE Pd t = +       − = + − = x Dimana :

Pd = Tekanan Total Design = 43,0493 Psi Dt = Diameter Tangki = 522,7655 in

E = Efisiensi sambungan = 85 % (Brownell,1959) C = Faktor Korosi = 0,006 in/tahun (Brownell,1959)

n = Umur alat = 20 tahun

Maka diperoleh OD = Dt + 2t = 552,7655 + (2 × 1,1354) = 555,0364 in × in 1 m 0,0254 = 14,0979 m

LC.2 Pompa Tangki CNO-01 (L-101)

Fungsi : Untuk memompakan CNO dari tangki CNO ke exchenger Tipe : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 buah Perhitungan :

Laju alir massa, G = 2.742,3946 x 2,2046 Kg/jam = 6.045,8831 lb/jam

Densitas CNO (ρ) = 915 Kg/m3 (Perry,1984) = 57,1215 lb/ft3

Viskositas CNO = 35 Cp (Perry,1984)

= 0,0235 lb/ft.det Laju alir volume, Q =

ρ G = det 600 . 3 / 1215 , 57 / 8831 , 045 . 6 3 x ft lb jam lb = 0,0294 ft3/det Menghitung diameter dalam pipa :

ID Optimum, IDopt = 3,0(Q)0,36(µ)0,18 (Timerhous, 1991)

= 3,0(0,0294 ft/3det)0,36 (35)0,18 = 1,7456 ≈ 2 in

OD = 2,375 in = 0,1979 ft ID = 2,067 in = 0,1723 ft

A = 3,355 in2 = 0,0233 ft2 (Foust, Appendix C-6a, hal 724) Kecepatan laju alir, V =

A Q = ₂ 3 0233 , 0 det / 0294 , 0 ft ft = 1,2618 ft/det Bilangan Reynold, NRe = µ ρDV = det . / 0235 , 0 det / 2816 , 1 1723 , 0 / 1215 , 57 3 ft lb ft x ft x ft lb x = 528,4544

Dari Appendix C-1 Fous (1980), untuk pipa komersial steel dengan diameter 2 in

diperoleh ε/D = 0,0009, dan diperoleh f = 0,1354. Dimana : ε/D = Relative roughness

f = Friction factor Tabel LC.1 Sistem Perpipaan Pompa CNO

No Sistem Perpipaan L/D L(ft) 1 2 3 4 5

Panjang pipa lurus 1 gate valve (fully open) L = 13 x 0,1723 2 Elbow standart 900 L = 2 x 30 x 0,1723 Penyempitan mendadak, K = 0,5 L = 26 x 0,1723 Pembesaran mendadak, K = 1 L = 52 x 0,1723 - 13 30 26 52 21,3252 2,2393 10,3350 4,4785 8,9570

Kerugian karna gesekan, ΣF: ΣF = D gc L v f . 2 . 2Σ = ft x lbf ft lb ft ft 1723 , 0 det . / . ) 17 , 32 ( 2 ) 3426 , 47 ( det) / 2618 , 1 )( 1354 , 0 ( 2 2 = 0,9206 ft.lbf/lbm Tinggi pemompaan, Δz = 1,5 m = 4,9212 ft

Kecepatan CNO masuk dalam pompa = kecepatan CNO keluar pompa sehingga ΔV =

0. Tekanan dipermukaan dianggap sama, P = 0, tidak ada perubahan energi dalam, E = 0, sehingga : Wf = Δz ρ P F gc g _{+Σ +} ∆ (Foust, 1980) = 4,9212 ft x ftlbf lbm dtk ft lbf ft lbm dtk lb / . 9206 , 0 . . / . 17 , 32 / 17 , 32 2 2 + = 5,8418 ft.lbf/lbm Tenaga pompa = 550 f W x x Q ρ = 550 / . 8418 , 5 / 1215 , 57 / 0294 , 0 ft3 dtkx lb ft3x ftlbf lbm = 0,0178 Hp Efisiensi pompa 60% BHP = pump E pompa Tenaga BHP = 60 , 0 0178 , 0 Hp = 0,0297 Hp Efisiensi motor 80%

Maka daya motor = pump E BHP

= 80 , 0 0297 , 0 Hp = 0,0371 Hp

LC.3 Heater CNO (E-101)

Fungsi : Menaikkan temperatur CNO Type : Double Pipe Exchanger Perhitungan :

Fluida panas : Gliserol

Flowrate, W = 1.391,2942 Kg/jam = 1.391,2942 Kg/jam x 2,2046 lb/Kg = 3.067,2471 lb/jam T1 = 120,1667 0C = (120,1667 0C x 1,8) + 32 = 248,3 0F T2 = 61,5747 0C = (61,5747 0C x 1,8) + 32 = 142,8 0F

Fluida dingin : CNO

Flowrate, W = 2.725,9402 Kg/jam

= 2.725,9402 Kg/jam x 2,2046 lb/Kg = 6.009,6079 lb/jam

= (30 0C x 1,8) + 32 = 86 0F t2 = 80 0C = (80 0C x 1,8) + 32 = 176 0F 1. Beban panas EX Q = 70.493,8691 Kkal/jam = Btu Kkal/ 252 , 0 8691 , 493 . 70 = 279.737,5758 Btu/jam 2. LMTD

Tabel LC.2 Perhitungan LMTD Exchanger (EX)

Fluida Panas Fluida Dingin Selisih

T1 = 248,3 T2 = 142,8 suhu tinggi suhu rendah t2 = 176 t1 = 86 72,3 56,8 Selisih 15,5 LMTD =       ∆ ∆ ∆ − ∆ =       − − − − − 1 2 1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 t ln ln ) ( ) ( t t t t T t T t T t T =       − 3 , 72 56,8 ln 3 , 72 8 , 56 = 64,2573 0F 3. Temperatur fluida rata-rata

Tc = T avg = 2 8 , 142 3 , 248 + = 195,6 0F tc = t avg = 2 86 176+ = 131 0F