Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Tanin dari Kuli Buah Kako dengan Kapasitas 2.000 Ton Tahun

142 

Teks penuh

(1)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

1. Hammer Crusher

2.Ball Mill

F2 tanin = F3 tanin F3 impuritis = F3 impuritis

3. Tangki Ekstraksi

C-101

F1 Tanin Impuritis

F2 Tanin Impuritis

F2 Tanin Impuritis

F3 Tanin Impuritis

TE-101 F3

Tanin Impuritis

F4 Etanol

Air

(2)

Komposisi kulit kakao : Tanin = 20% Impuritis = 75%

Air = 5%

F3 = Umpan masuk ke tangki ekstraktor = 1023,7 kg/jam F3 =Tanin = 0,20 x 1023,7 = 204,70 kg/jam F3 =Impuritis = 0,75 x 1023,7 = 767,80 kg/jam F3 =Air = 0,05 x 1023,7 = 51,20 kg/jam F4 = Umpan masuk ke tangki ekstraktor dari tangki etanol

Perbandingan bahan baku dengan pelarut = 1:3 ( Rumokoi,1992 ) F4etanol = 3 x 1023,7 = 3071,10 kg/jam F4etanol = 0,96 x 1023,7 = 2948,30 kg/jam F4air = 0,04 x 1023,7 = 122,8 kg/jam Komposisi pada alur F5:

F5Tanin = 0,20 x 1023,7 = 204,70 kg/jam F5Impuritis = 0,75 x 1023,7 = 767,80 kg/jam F5Etanol = 0,96 x 2913,90 = 2948,30 kg/jam F5Air = F3 Air + F4 Air = 174,0 kg/jam

Neraca massa total : F5= F3 + F4

F5 = 1023,7 + 3071,10 = 4094,80 kg/jam Tabel LA.1 Neraca massa pada ekstraksi

Komponen Masuk (Kg/Jam)

Keluar (Kg/jam)

Alur 3 Alur 4 Alur 5

Tanin 204,70 — 204,70

(3)

Etanol — 2948,30 2948,30

Air 51,20 122,8 174,0

Subtotal 1023,7 3071,10 4094,80

Total 4094,80 4094,80

4.Filter Press

Komposisi pada alur F5:

F5Tanin = 0,20 x 1023,7 = 204,70 kg/jam F5Impuritis = 0,75 x 1023,7 = 767,80 kg/jam F5Etanol = 0,96 x 2913,90 = 2948,30 kg/jam F5Air = F3 Air + F4 air = 174,0 kg/jam

Komposisi pada alur F6:

Asumsi 1% dari ekstrak terikut ke impuritis. F6Impuritis = 767,80 kg/jam

F6Etanol = 29,5 kg/jam F5

Tanin Impuritis

Etanol Air

F7 Tanin Etanol

Air

(4)

F6Air = 3,7 kg/jam F6 = 4094,8 kg/jam Komposisi pada alur F7:

F7Tanin = 204,70 – (0,1 x 204,70) = 202,70 kg/jam F7Etanol = 2948,30 – (0,1 x 2948,30) = 2918,8 kg/jam F7Air = 174,0 – (0,1 x 174,0) = 172,3 kg/jam Neraca massa total : F5= F6 + F7

F5 = 801,0 + 3293,8 = 4094,8 kg/jam

Tabel LA.2 Neraca massa pada Filter Press

Komponen Masuk (Kg/Jam) Keluar (Kg/jam)

Alur 5 Alur 6 Alur 7

Tanin 204,7 — 202,7

Impuritis 767,8 801,0 —

Etanol 2948,3 — 2918,8

Air 174,0 ― 172,3

Subtotal 4094,8 801,0 3293,8

Total 4094,8 4094,8

5.Tangki Pengendapan

F7 Tanin

(5)

Neraca Massa Total = F7 = F8

Tabel. LA-3 Neraca Massa pada tangki Pengendapan (TP-01)

Komponen Masuk (Kg/Jam)

Keluar (Kg/jam)

Alur 7 Alur 8

Tanin 202,7 202,7

Etanol 2918,8 2918,8

Air 172,3 172,3

Total 3293,8 3293,8

6.Evaporator

Asumsi efisiensi alat 96 %. Komposisi pada alur F8:

F8Tanin = 202,7 kg/jam F8Etanol = 2918,8 kg/jam F8Air = 172,3kg/jam Komposisi pada alur F14:

F14Etanol = (0,96 x 2918,8) = 2802,0 kg/jam F8

Tanin Etanol

Air

F9 Tanin Etanol

Air F14

(6)

F14Air = (0,04 x 172,3) = 6,89 kg/jam Komposisi pada alur F9:

F9Tanin = 202,7 kg/jam

F9Etanol = (0,04 x 2918,8) = 116,8 kg/jam F9Air = (0,96 x 172,3) = 165,4 kg/jam

Neraca Massa Total

F8 = F9 + F14 = 3293,8 kg/jam

Tabel LA-4 Neraca massa pada evaporator

Komponen Masuk (Kg/Jam) Keluar (Kg/jam)

Alur 8 Alur 14 Alur 9

Tanin 202,7 — 202,7

Etanol 2918,8 2802,0 116,8

Air 172,3 6,89 165,4

Subtotal 3293,8 2808,9 484,8

Total 3293,8 3293,8

7. Neraca Massa Pada Kondensor

Pada kondensor tidak ada perubahan massa. F14 = F15

Tabel LA-5 Neraca massa pada kondensor

Komponen Masuk (Kg/Jam)

Keluar (Kg/jam)

F14 Etanol

Air F15

(7)

Alur 14 Alur 15

Etanol 2802,0 2802,0

Air 6,89 6,89

Total 2808,9 2808,9

10.Rotary Dryer

Asumsi efisiensi alat pada rotary dryer 98%, jadi masih ada 2% etanol dan 2% air yang terikut pada prodak utama tanin.

Komposisi pada alur F9:

F9Tanin = 202,70 kg/jam

F9Etanol = (0,04 x 2918,8) = 116,8 kg/jam F9Air = (0,96 x 172,3) = 165,4 kg/jam Komposisi pada alur F10:

F10Tanin = 202,70 kg/jam

F10Etanol = (0,02 x 116,8) = 2,2 kg/jam F11

Air Etanol

F9 Tanin Etanol Air

F10 Tanin Etanol

(8)

F10Air = (0,02 x 165,4) = 3,3 kg/jam Komposisi pada alur F11:

F11Etanol = (0,98 x 116,8) = 114,4 kg/jam F11Air = (0,98 x 165,4) = 162,1 kg/jam

Neraca Massa Total

F9 = F10 + F11 = 484,8 kg/jam

Tabel LA-7 Neraca massa pada Rotary Dryer

Komponen Masuk (Kg/Jam) Keluar (Kg/jam)

Alur 9 Alur 10 Alur 11

Tanin 202,70 202,70 —

Etanol 116,8 2,3 114,4

Air 165,4 3,3 162,1

Subtotal 484,8 208,3 276,5

Total 484,8 484,8

9. Neraca Massa Pada Kondensor

Pada kondensor tidak ada perubahan massa. F11 = F16

F11 Etanol

Air F16

(9)

Tabel LA-6 Neraca massa pada kondensor

Komponen Masuk (Kg/Jam)

Keluar (Kg/jam) Alur 11 Alur 16

Etanol 114,4 114,4

Air 162,1 162,1

Total 276,5 276,5

11.Rotari Cooler

F10 = F12

Tidak ada perubahan massa

Tabel LA-8 Neraca massa pada Rotary Cooler

Komponen Masuk (Kg/Jam)

Keluar (Kg/jam) Alur 10 Alur 12

Tanin 202,70 202,70

Etanol 2,3 2,3

Air 3,3 3,3

Total 208,3 208,3

12.Ball Mill F10 Tanin Etanol

Air

F12 Tanin Etanol

(10)

F12 = F13

Tabel LA-8 Neraca massa pada Ball Mill

Komponen Masuk (Kg/Jam)

Keluar (Kg/jam) Alur 12 Alur 13

Tanin 202,70 202,70

Etanol 2,3 2,3

Air 3,3 3,3

Total 208,3 208,3

F12 Tanin Etanol

Air

F13 Tanin Etanol

(11)

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA ENERGI

Basis Perhitungan : 1 jam operasi Suhu referensi: : 25oC = 298 K Suhu lingkungan : 30oC = 303 K Satuan Perhitungan : kkal/jam

Diketahui :

Cp tanin (j/mol K) = 18,4991 + 13,34458x 10-2 – 0,8428 x10-4 T2+ 2,0206 x10-8T3 (Perry, 1984)

(12)

1. Hammer Crusher

Pada hammer crusher tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, Q1tanin = Q2tanin

Q1impuritis = Q2impuritis

2. Ball Mill

Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya Q2 tanin = Q3 tanin

Q2 impuritis = Q3 impuritis

3. Tangki Ekstraksi

C-101

Q1 Tanin Impuritis

Q2 Tanin Impuritis

Q2 Tanin Impuritis

Q3 Tanin Impuritis

TE-101 Q3

T=30oC Tanin

Q4 T=30oC

Etanol Air

Q5 T=30oC

(13)

Energi masuk Qmasuk (kg/jam) Qkeluar (kg/jam)

Pada Alur 3 a. Tanin

Cp Tanin = + 2,0206

x 10-8T3) dT

= 18,4991 (5) + 3032-2982) - 3033-2983) + 3034-2984)

= 92,4955 + 200,5206 – 38,05340 + 2,74166 = 257,7044 j/mol

= 0,061593 kkal/mol

Q3tanin = N3tanin =

= 0,1204 x 0,061593 = 7,4

b. Impuritis

Q3impuritis = m x Cp x dT

= 767,775 kg/jam x 0,54 kkal/kgoC (30-25)oC = 2.073,0 kkal/jam

c. Air

Q3air = m x Cp x dT

= 51,185 kg/jam x 1 kkal/kgoC (30-25)oC = 255,925kkal/jam

(14)

Pada Alur 4 a. Etanol

= 2.948,25 kg/jam x 0,670 kkal/kgoC (30-25)oC = 9.876,65kkal/jam

b. Air

Q4air = m x Cp x dT

= 122,84 kg/jam x 1 kkal/kgoC (30 -25)oC = 614,22kkal/jam

Total Qmasuk pada alur 4 = 10.490,9kkal/jam

Total Qmasuk = 2.336,34 kkal/jam + 10.490,9kkal/jam = 12.827,2 kkal/jam

Energi Keluar Pada Alur 5 a. Tanin

Cp Tanin = + 2,0206

x 10-8T3) dT

= 18,4991 (5) + 3032-2982) - 3033-2983) + 3034-2984)

= 92,4955 + 200,5206 – 38,05340 + 2,74166 = 257,7044 j/mol

= 0,061593 kkal/mol

Q5tanin = N5tanin =

= 0,12043 x 0,061593 = 7,4

b. Impuritis

Q5impuritis = m x Cp x dT

(15)

= 2.072,99 kkal/jam c. Etanol

Q5Etanol = 2.948,3 kg/jam x 0,67 kkal/kgoC (30-25)oC = 9.876kkal/jam

d. Air

Q5air = m x Cp x dT

= 174,029 kg/jam x 1 kkal/kgoC (30-25)oC = 870,145 kkal/jam

Tabel LB.1 Neraca Energi Dalam Ekstraksi

Komponen Energi Masuk (Kg/Jam) Energi Keluar

(Kg/jam)

Alur 3 Alur 4 Alur 5

Tanin 7,4 — 77,0

Impuritis 2.073,0 — 2.073,0

Etanol — 9.876,7 9.876,7

Air 255,9 614,2 870,1

Subtotal 2.336,3 10.490,9 12.827,2

Total 12.827,2 12.827,2

4. Filter Press

Q5 T=30oC

Tanin Impuritis

Etanol Air

Q7 Tanin Etanol

(16)

Q5= Q6 + Q7

Tabel LB.2 Neraca Energi Dalam Filter Press

Komponen Energi Keluar (Kg/Jam) Energi Masuk

(Kg/jam)

Alur 7 Alur 6 Alur 5

Tanin 7,3 — 7,4

Impuritis — 2.181,2 2.073,0

Etanol 9.777,9 — 9.876,7

Air 861,4 — 870,1

Subtotal 10.646,7 2.181,2 12.827,2

Total 12.827,2 12.827,2

5. Tangki Pengendapan

Q7 Tanin Etanol

Air T=30oC

Q8 Tanin Etanol

(17)

Energi Masuk Pada Alur 7 Tanin

Cp Tanin = + 2,0206

x 10-8T3) dT

= 18,4991 (5) + 3032-2982) - 3033-2983) + 3034-2984)

= 92,4955 + 200,520 – 38,053 + 2,741 = 257,704 j/mol

= 0,061593 kkal/mol

Q7tanin = N7tanin =

= 0,11923 x 0,061593 = 7,3

b. Etanol

Q7Etanol = 2.918,773 kg/jam x 0,67 kkal/kgoC (30-25)oC = 97.778,91kkal/jam

c. Air

Q7air = 172,288 kg/jam x 1 kkal/kgoC (30-25)oC = 8.614,435kkal/jam

Total Qmasuk pada alur 7 = 10.646,678 kkal/jam Energi Keluar

Pada Alur 8 a.Tanin

Cp Tanin = + 2,0206

(18)

= 18,4991 (5) + 3032-2982) - 3033-2983) + 3034-2984)

= 92,4955 + 200,5206 – 38,05340 + 2,74166 = 257,7044 j/mol

= 0,061593 kkal/mol

Q8tanin = N8tanin =

= 0,119 x 0,061593 = 7,343

b. Etanol

Q8Etanol = 2.918,773 kg/jam x 0,67 kkal/kgoC (30-25)oC = 9.777,891kkal/jam

c. Air

Q8air = 172,288 kg/jam x 1 kkal/kgoC (30-25)oC = 861,443 kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 8 = 10.646,68 kkal/jam

Tabel LB- 3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan

Komponen Panas Masuk (Kkal/Jam) Panas Keluar (Kkal/jam)

Alur 7 Alur 8

Tanin 7,3 7,3

Etanol 9.777,9 9.777,9

Air 861,4 861,4

(19)

6. Evaporator

Energi Masuk Pada Alur 8 a.Tanin

Cp Tanin = + 2,0206

x 10-8T3) dT

= 18,4991 (5) + 3032-2982) - 3033-2983) + 3034-2984)

= 92,4955 + 200,5206 – 38,05340 + 2,74166 = 257,7044 j/mol

= 0,061593 kkal/mol

Q8tanin = N8tanin =

= 0,11923 x 0,061593 = 7,343

b. Etanol Q8 T=30oC

Tanin Etanol Air

Q9 T=85oC

Tanin Etanol

Air Q14

T=85oC Etanol

Air

Steam masuk T=130oC

(20)

Q8Etanol = 2.918,773 kg/jam x 0,67 kkal/kgoC (30-25)oC = 9.777,891kkal/jam

c. Air

Q8air = 172,773 kg/jam x 1 kkal/kgoC (30-25)oC = 861,443 kkal/jam

Total Qmasuk pada alur 8 = 10.646,68 kkal/jam Energi Keluar

Pada Alur 9 a.Tanin

Cp Tanin = + 2,0206

x 10-8T3) dT

= 18,4991 (60) + 3582-2982) - 3583-2983) + 3584-2984)

= 1109,946 + 2626,453 – 545,5478 + 43,139 = 3233,990734 j/mol

= 0,77294 kkal/mol

Q9tanin = N9tanin =

= 0,11923 x 0,77294 = 92,158

b. Etanol

Q9Etanol = m x Cp x dT

=165,75 x 0,670 kkal/kgoC (85-25) = 4.693,38kkal/jam

c. Air

Q9air = 165,397 kg/jam x 1 kkal/kgoC (85-25)oC = 9.923,82 kkal/jam

(21)

Pada Alur 14 Pada Alur 14 a. Etanol

Q14Etanol = m x Cp x dT

=2.802 x 0,505 kkal/kgoC (85-25) = 84.901,28kkal/jam

b. Air

Q14Air = m x Cp x dT

= 6,89 x 1 kkal/kgoC kkal/kgoC (85-25) = 413,49kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 14 = 85.314,77 kkal/jam Total Q keluar = 100.024,15 kkal/jam

Total Qsteam = Qkeluar - Qmasuk

= 100.024,15 kkal/jam – 10.646,67kkal/jam = 89.377,42 kkal/jam

Jadi energi yang dihasilkan oleh steam pada alur masuk sebesar 89.377,42 kkal/jam

H (1300C) = 2716,484 kJ/kg H (850C) = 355,856 kJ/kg

= H (1300

C) – H (850C) = (2716,484 – 355,856) = 2.360,628 kJ/kg x = 564,2036kkal/kg

maka laju steam yang dibutuhkan : = = ` = 158,41kg/jam Tabel LB- 4 Neraca Energi Dalam Evaporator

Komponen Panas Masuk

(Kkal/Jam) Panas Keluar (Kkal/jam)

Alur 8 Alur 14 Alur 9

Tanin 7,3 92,2

(22)

Air 861,4 413,5 9923,8 QSteam 89.377,5

Total 100.024,2 100.024,2

7. Kondensor (E-101)

Energi Masuk Pada Alur 14 a. Etanol

Q14Etanol = m x Cp x dT

=2.802,022 x 0,505 kkal/kgoC (85-25) = 84.901,28kkal/jam

b. Air

Q14Air = m x Cp x dT

= 6,89 x 1 kkal/kgoC kkal/kgoC (85-25) = 413,49kkal/jam

Total Qmasuk pada alur 14 = 85.314,77 kkal/jam

Energi Keluar

Q14 T=85oC

Etanol Air (uap) Q15

T=30oC Etanol

Air cair

Air pendingin buangan

T=40oC Air pendingin

(23)

a. Etanol

Q15Etanol = m x Cp x dT

=2.802,02 x 0,505 kkal/kgoC (30-25) = 7.075,10kkal/jam

b. Air

Q15Air = m x Cp x dT

= 6,89 x 1 kkal/kgoC kkal/kgoC (30-25) = 34,45 kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 15 = 7.109,56 kkal/jam Total Qdiserap = Qkeluar – Qmasuk

= -78.205,21 kkal/jam

Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -78.205,21 kkal/jam.

Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 25oC Kondisi air pendingin keluar T = 40oC H (250C) = 104,8 kJ/kg

H (400C) = 167,4 kJ/kg = H (250

C) – H (400C) = (104,8 – 167,4)

= -62,5 kJ/kg x = -14,961kkal/kg

Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) = =

= 5.227,006kg/jam Tabel LB- 5 Neraca Energi Dalam Kondensor

Komponen Panas Masuk (Kkal/Jam) Panas Keluar (Kkal/jam)

Alur 14 Alur 15

Etanol 84901,3 7075,1

Air 413,5 34,5

Qdiserap — 78.205,2

(24)
(25)

c. Air

Q9air = 165,4 kg/jam x 1 kkal/kgoC (85-25)oC = 9.923,82 kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 9 = 14.709,37 kkal/jam Energi Keluar

Pada Alur 10

Cp Tanin = + 2,0206

x 10-8T3) dT

= 18,4991 (75) + 3732-2982) - 3733-2983) + 3734-2984)

= 1387,4325 + 3358,137 – 714,456 + 57,944 = 4089,0575 j/mol

= 0,977308 kkal/mol Q10tanin = N9tanin =

= 0,11923 x 0,977308 = 116,525

b. Etanol

Q10Etanol = m x Cp x dT

=2,335 x 0,670 kkal/kgoC (100-25) = 117,33kkal/jam

c. Air

Q10air = 3,3 kg/jam x 1 kkal/kgoC (100-25)oC = 248,095 kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 10 = 481,955 kkal/jam

(26)

Q9Etanol = m x Cp x dT

=114,41 x 0,505 kkal/kgoC (100-25) = 4.333,50kkal/jam

b. Air

Q11air = 162,09 kg/jam x 1 kkal/kgoC (100-25)oC = 12.156,691 kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 11 = 16.490,19 kkal/jam

Total Qkeluar = 481,955 kkal/jam + 16.490,19 kkal/jam = 16.972,15 kkal/jam

Entalpi udara dihitung dengan persamaan : H = 0,24 t + w (1060,8 + 0,45 t)

Temperatur udara masuk ke heater udara 30oC (86oF) H = 0,24 (86 -77) + 0,019 (1060,8 + 0,45 (86-77) H = 2,16 + 20,232

H = 22,392

Temperatur udara keluar heater sebesar 130oC (266oF) H = 0,24 (266 – 77) + 0,019 (1069,8 + 0,45 (266-77)) H = 67,131Btu/lb

Misalkan : kebutuhan udara = X lb

Panas udara keluar heater = masuk drier = 67,131 X Btu Panas udara masuk heater = keluar drier = 22,392.Xbtu

Panas masuk drier = panas umpan masuk + panas udara masuk = 14.709,37 + 67,131 X Btu

Panas keluar drier = panas umpan keluar + panas udara keluar = 16.972,15 + 22,392 X Btu

Neraca energi pada drier : Panas masuk = panas keluar

14.709,37 + 67,131 X Btu = 16.972,15 + 22,392 X Btu -2.262,77 = -44,739 X Btu

(27)

Qudara masuk (Qo) = 3.759,25 Btu = 1.432,62 kkal/jam Qudara keluar (Qi) = 1214,291 Btu = 830,12 kkal/jam Qs = Qo + Qi

= 2.262,73 kkal/jam

Kondisi saturated steam (P = 1 atm, T = 130oC) T keluar = 100oC

Cp H2O = 1 kkal/kgoC

= 2733,730 kJ/Kg = 653,377 kkal/kg (Smith,1987)

Steam yang dibutuhkan : = 3,463 kg/jam

Tabel LB- 6 Neraca Energi Dalam Rotary dryer

Komponen Panas Masuk

(Kkal/Jam) Panas Keluar (Kkal/jam)

Alur 9 Alur 10 Alur 11

Tanin 92,2 116,5 —

Etanol 4693,4 117,3 4333,5

Air 9.923,8 248,1 12.156,7

QSteam 2.262,7 — —

Subtotal 16.972,1 482,0 16.490,2

Total 16.972,2 16.972,2

9. Kondensor (E-102)

Q11 T=85oC

Etanol Air (uap) Q16

T=30oC Etanol

Air cair

(28)

Energi Masuk Pada Alur 17 a. Etanol

Q11Etanol = m x Cp x dT

=114,4 x 0,505 kkal/kgoC (100-25) = 4.333,5kkal/jam

b. Air

Q11Air = m x Cp x dT

= 162,09 x 1 kkal/kgoC kkal/kgoC (100-25) = 12.156,69kkal/jam

Total Qmasuk pada alur 11 = 16.490,19 kkal/jam

Energi Keluar a. Etanol

Q16Etanol = m x Cp x dT

=114,4 x 0,505 kkal/kgoC (30-25) = 288,9,10kkal/jam

b. Air

Q16Air = m x Cp x dT

= 162,9 x 1 kkal/kgoC kkal/kgoC (30-25) = 810,4kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 16 = 1.099,34 kkal/jam Total Qdiserap = Qkeluar – Qmasuk

= -15.390,84 kkal/jam

Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -15.390,84 kkal/jam.

Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 25oC Kondisi air pendingin keluar T = 40oC H (250C) = 104,8 kJ/kg

(29)

= H (250

C) – H (400C) = (104,8 – 167,4)

= -62,5 kJ/kg x = -14,961kkal/kg

Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) = =

= 1.028,679kg/jam Tabel LB- 7 Neraca Energi Dalam Kondensor

Komponen Panas Masuk (Kkal/Jam) Panas Keluar (Kkal/jam)

Alur 11 Alur 16

Etanol 4333,5 288,9

Air 12.156,7 810,4

Qdiserap — 15.390,8

Total 16.490,2 16.490,2

10.Rotari Cooler

Q10 T=100oC

Tanin Air

Q12 T=30oC

Tanin Air Air pendingin

Air T=25oC

Air pendingin

(30)

Energi Masuk

Pada Alur 10

Cp Tanin = + 2,0206

x 10-8T3) dT

= 18,4991 (75) + 3732-2982) - 3733-2983) + 3734-2984)

= 1387,4325 + 3358,137 – 714,456 + 57,944 = 4089,0575 j/mol

= 0,977308 kkal/mol Q10tanin = N9tanin =

= 0,11923 x 0,977308 = 116,52

b. Etanol

Q10Etanol = m x Cp x dT

=2,335 x 0,670 kkal/kgoC (100-25) = 117,33kkal/jam

b. Air

Q10air = 3,31 kg/jam x 1 kkal/kgoC (100-25)oC = 248,095 kkal/jam

Total Qmasuk pada alur 10 = 481,955 kkal/jam Energi Keluar

Pada Alur 12 a.Tanin

Cp Tanin = + 2,0206

(31)

= 18,4991 (5) + 3032-2982) - 3033-2983) + 3034-2984)

= 92,4955 + 200,5206 – 38,05340 + 2,74166 = 257,7044 j/mol

= 0,061593 kkal/mol

Q12tanin = N12tanin =

= 0,11923 x 0,061593 = 7,343

b. Etanol

Q12Etanol = m x Cp x dT

=2,335 x 0,670 kkal/kgoC (30-25) = 7,343kkal/jam

b. Air

Q12air = 3,31 kg/jam x 1 kkal/kgoC (30-25)oC = 16,539 kkal/jam

Total Qkeluar pada alur 12 = 31,705 kkal/jam Qdiserap = Qkeluar – Qmasuk

= 31,705 kkal/jam – 481,955 kkal/jam = -450,249 kkal/jam

Jadi, energi yang diserap oleh air pendingin pada alur keluar sebesar -450,249 kkal/jam.

Maka jumlah air pendingin yang dibutuhkan : Kondisi masuk air pendingin pada T= 25oC Kondisi air pendingin keluar T = 40oC H (250C) = 104,8 kJ/kg

H (400C) = 167,4 kJ/kg = H (250

(32)

= -62,5 kJ/kg x = -14,961kkal/kg

Jumlah air pendingin yang diperlukan (m) = =

= 22,773kg/jam Tabel LB- 8 Neraca Energi Dalam Rotary cooler

Komponen Panas Masuk (Kkal/Jam) Panas Keluar (Kkal/jam)

Alur 10 Alur 12

Tanin 116,53 7,34

Etanol 117,3 7,8

Air 248,1 16,54

Qdiserap 450,2

Total 482,0 482,0

11.Ball Mill

Pada ball mill tidak ada perubahan jumlah energi pada setiap komponen, hanya Q12tanin = Q13tanin

Tabel LB- 9 Neraca Energi Dalam Ball Mill

Komponen Panas Masuk (Kkal/Jam) Panas Keluar (Kkal/jam)

Alur 12 Alur 13

Tanin 7,3 7,3

Etanol 7,8 7,8

Air 16,5 16,5

Total 31,7 31,7

Q12 Tanin

Air

Q13 Tanin

(33)

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT

LC.1. Gudang Bahan Bakar (GBB)

Fungsi : sebagai tempat persediaan bahan baku.

Laju air masuk kulit kakao (G) = 1023,7 kg/jam (Lampiran A) Densitas kulit kakao (ρ) = 1322,5 kg/m³ (Effendi,dkk) Lama penyimpanan (Ө) = 7 hari

= 168 jam

Faktor kelonggaran (fk) = 20% (Perry, 1984) Jumlah gudang yang akan dilaksanakan sebanyak 1 unit dengan desain sebagai berikut :

Tinggi (h) = 5 m

Panjang = 2 XL

Volume gudang (V) = p x L x h

V = 2 x L x L x 5

V = 10L²

Volume bahan (Vb) = =

= 130,04 m³/jam Volume bahan dalam gudang untuk 7 hari

V = Vbx (1 + fk)

= 130,04 x (1 + 0,2) = 156,05. m³

Sehingga diperoleh :

156,05 = 10 L²

L² = 15,60

L = 3,95 m

(34)

P = 2 x L = 2 x 3,847 = 7,90 m Diperoleh spesifikasi gudang bahan baku :

Konstruksi yang diinginkan pondasi beton dengan dinding batu dan atap seng

Tinggi gudang = 5 m

Panjang gudang = 7,90 m

Lebar gudang = 3,95 m

LC.2. Tangki Etanol 96% (T-101)

Fungs : untuk menampung etanol selama 2 hari operasi Jumlah tangki yang ingin dirancang sebanyak 1 buah Tekanan pada tangki = 1 atm

Temperatur tangki = 30ºC

Laju alir masuk (G) = 3071,1 kg/jam (Lampiran A) = 6770,24 lb/jam

Densitas etanol 96% (ρ) = 792,71 kg/m³ = 1.747,6355 lb/ft³ Waktu tinggal (Ө) = 48 jam

Tangki dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup bawah datar dan tutup atas ellipsoidal.

Hh

Hs

D

(35)

Perhitungan :

Menentukan ukuran tangki a. Volume Tangki, VT

Massa, m = 3.071,1 kg/jam x 24 jam/hari x 3 hari = 221.119,2 kg

Volume larutan, Vl = 221.119,2 kg

792,71 kg/m3 = 278,94 m3 Volume tangki, Vt = 1,2 x

= 1,2 x 278,94 = 334,72 m3 b. Diameter dan tinggi shell

Volume shell tangki (Vs) :

Vs = πDi2Hs ; asumsi : Di : Hs = 1 : 3 Vs = πDi3 (Perry dan Green, 1999) Volume tutup tangki (Ve) :

Ve = Di3 (Brownell, 1959)

Volume tangki (V) :

V = Vs + Ve

V = πDi3 334,72 m3 = πDi3

Di = 5,125 m

= 203,53 in

Hs = 15,37 m Hs = 610,60 in

c. Tebal shell tangki

t = + n.C (Perry dan Green, 1999)

Dimana :

(36)

R = jari-jari dalam tangki (in)

E = Joint effisiensi (Brownell,1959)

S = allowable stress (Brownell, 1959)

C = corrosion allowance (in/tahun)

n = umur alat

Volume larutan = 278,94 m3 Volume tangki = 334,72 m3 Tinggi larutan dalam tangki = x Hs

= x 15,37 m = 12,81 m

Tekanan hidrostatik P = ρ x g x l

=792,71 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 12,81 m = 99.545,32 Pa = 14,43 psia

Faktor kelonggaran = 20 % Maka, Pdesain = (1,2) Poperasi

= 1,2 (14,696 + 14,43) = 34,96 psia

Direncanakan bahan konstruksi Stainless Steel SA-304 (Peters, dkk., 2004)

Allowable workinh stress (S) = 18.700 psi (Peters, dkk., 2004)

Joint effesiensi (E) = 0,85

corrosion allowance(C) = 0,125in/tahun (Perry dan Green, 1999)

Umur alat = 10 tahun

= 1,2546 in

Tebal shell standar yang digunaka n ( Brownell dan Young, 1959) d. Tebal tutup tangki

(37)

Allowable workinh stress (S) = 18.700 psi (Peters, dkk., 2004)

Joint effesiensi (E) = 0,85 (Peters, dkk., 2004)

corrosion allowance(C) = 0,125in/tahun (Peters, dkk., 2004)

Umur alat = 10 tahun (Perry dan Green, 1999)

Tebal head (dh) (Peters, dkk., 2004)

Dimana : dh = tebal dinding head (tutup tangki) (in) P = tekanan desain (psi)

Di = diameter tangki (in) S = stress yang diizinkan E = efisiensi pengelasan

= 1,2523 in

Dipilih tebal head standar = ( Brownell dan Young, 1959) e. Diameter dan tinggi tutup

Diameter = shell besar dari 1 in,

Diameter = Di + Di/24 + 2sf + 2/3 icr + l ( Brownell dan Young, 1959) Dimana : Di = diameter tangki, in

sf = panjang straight-flange, in

icr = inside –corner radius, in

l = tebal shell, in

Dari tabel 5.6 Brownell diperoleh untuk tebal shell dipilih

Tinggi head = Di x 1/5 (Brwonell and Young,1959) = 5,125 x 1/5

(38)

LC. 3 Hammer Crusher (HC-101)

Fungsi : Untuk memotong – motong kulit kakao untuk menjadi potongan yang lebih kecil

Jenis : Smooth Roll crusher

Bahan konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 1023,7 kg/jam Perhitungan daya :

dr = (0,961 df - do)/0,039 ( Wallas, 1998) dimana ;

dr = diameter roll

df = diameter umpan do = diameter celah roll

Diperkirakan umpan cullet memiliki ukuran berkisar 1,5 in, diambil ukuran (df) = 1,5 in

Pemecahan menggunakan Smooth Roll crusher dengan diameter celah roll

dengan ukuran (do) = 0,5 in

Pemecahan menggunakan Smooth Roll crusher dengan diameter celah roll

dengan ukuran (do) = 0,5 in dr = (0,961 df - do)/0,039 dr = (0,961x (1,5 – 0,5)/0,039 dr = 24,64in

Sesuai dengan tabel 12.8 b, Wallas,1998 maka ukuran crusher yang digunakan : Diamete Roll = 24 in

Diameter Lump Maks = 14 in Kecepatan Roll = 125 rpm

Untuk menghitung daya motor yang digunakan:

P = 0,3 ms x R* (Timmerhaus,2004)

Dimana : ms = kapasitas umpan ( kg/s)

R* = maksimum reduction ratio

(39)

P = 0,3 ms x R*

= 0,3 (1023,7 kg/s)(16) = 1,36 kW

LC.4 Ball Mill (BM-101)

Fungsi : menghaluskan kulit kakao sehingga diperoleh ukuran mesh 200 mesh. Laju alir masuk kulit kakao (G) = 1023,7 kg/jam (lampiran A)

= 1,0237 ton/jam

Efisiensi mill = 97% < 200 mesh (Perry,1984)

Kapasitas = (1 + fk) x G = (1 + 0,2) x 1,0237 ton/jam = 1,228 ton/jam

Untuk kapasitas diatas maka digunakan spesifikasi mill jenis marcy ball mill Spesifikasi : No.200 sieve

Kapasitas : 3 ton/jam Tipe : Marcy Ball mill Size : 3 x 2

Ball charge : 0,85 ton Power : 5 Hp Mill speed : 35 rpm Jumlah : 1 unit

(Sumber : tabel 20-16, Perry, 1984)

LC.5 Ekstraktor (T-102)

Fungsi : Untuk mengekstrak serbuk kakao dengan etanol

Bentuk : Silinder tegak dengan alas kerucut dan tutup elipsoidal Bahan : Stainless Steel A – 283 -54 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : 75oC; 1 atm

Laju alir massa = 4094,8 kg/jam = 9027,35 lb/jam (lampiran A)

Waktu perancangan = 1 jam Faktor kelonggaran = 20%

Densitas campuran( ρcamp ) = 1076,307 kg/m3

(40)

1. Menentukan ukuran tangki a. Volume larutan (VL) = =3,804 m3

Volume tangki (VT) = ( 1 + 0,2) x 3,804 = 4,565 m3

Volume tiap tangki =

= 2,282 m3

b. Diameter silinder dan tinggi silinder

Volume tangki = volume silinder + volume tutup + volume kerucut

VT= Vs + Vh + Vk

Volume silnder dan tinggi silinder : Volume silinder (Vs) = ¼ π D2H1

Diambil H1= D

Vs = ¼ πD2(D) Vs=0,918 D3

Volume tutup (Vh) : Diambil H2 = ¼ D

(Brownel and Young,1958)

= 0,1308 x D3

Dimaeter tangki (VT) = Vs+ Vh VT = (0,918 D3 + 1,0488 D3) D = 1,63 m

= 5,248 ft

Tinggi Slinder Hsr=

Tinggi tutup Hh = m

Tinggi total tangki HT = 2,449 m =7,782 ft Tinggi cairan Hc =

(41)

= 31,46 in

2. Tebal shell & tutup tangki

(t) = (Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,1993)

Allowable working stress (S) = 12.650 psia (Brownel &Young,1958)

Effisiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownel &Young,1958)

Faktor korosi (C) = 0,01 inch/thn (Perry & Green,1979)

Diambil = 0,01 inc/tahun Umur alat (N) = 15 tahun

Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psia Tekanan hidrostatik (Ph) =

=

= 0,485 psi Tekanan opersi (P)

= Po+ Ph

= 14,696 + 0,485 = 15,181 psi Tekanan desain (Pd) = (1 + fk) x P

= (1 + 0,2) x 15,181 = 18,21 psia

Maka tebal shell : (t) =

= 0,21 inch

Digunakan tebal shell standar = 2/5 inc b. Tebal tutup :

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 2/5 inc

3. Penentuan pengaduk

Jenis pengaduk : flat 6 blade turbin impeller Jumlah baffle : 4 buah

(42)

E/Da = 1 ; E = 1,7493 ft

L/Da = ¼ ; L = ¼ x 1,7493 ft = 0,4373 ft W/Da = 1/5 ; 1/5 x 1,7493 ft = 0,3499 ft J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 1,7493 ft = 0,4373 ft Dimana :

Dt = Diameter tangki Da = Diameter impeller

E = Tinggi turbin dari dasar tangki L = panjang blade pada turbin W = Lebar blade pada turbin J = lebar baffle

Kecepatan pengaduk (N) = 1 putaran/detik ρ N (D1)2

Bilangan Reynold (NRe) = :(Brownell and young,1959) =

= 6168525

NRe> 10.000 maka perhitungan pengadukan menggunakan rumus: P=

P=

=6934,551 ft lbf/dt = 12,6 Hp

Effisiensi motor penggerak 80% Daya motor penggerak =

= 15,75 Hp Penentuan Jaket Pemanas

Jumlah Steam (130oC) =177,81 kg/jam Densitas steam = 5,16 kg/m3 Laju alir steam (Qs) = 34,460 m3/jam Diameter dalam jaket = 62,97 + (0,5 x 2)

(43)

Asumsi tebal jaket = 5 inch

Diameter luar jaket (D) = 62,97 + (2 x 0,5) = 72,97 inch Luas yang dilalui steam (A) =

= 0,62m Kecepatan steam (v) = = 55,20 Phidrostatis = 5,16 x 9,8 x 2,04

= 103,20pa = 0,1033 kpa = 0,0149 psia

Pdesaign = 1,2 x (101,49 + 14,696) = 17,65

Tj =

= 1,31 inch

LC. 6 Filter Press (FP-101)

Fungsi : untuk memisahkan antara impuritis dengan tanin yang bercampur didalam pelarut etanol

Bahan : Carbon steel SA-333

Jenis : plate and frame

Laju alir massa (G) = 4.094,8 kg/jam = 9.027,4 lb/jam

Densitas (ρ) = 1076,3 kg/m3

= 67,2 lb/ft3 Laju alir (Q) =

=

= 134,4 /jam

Porositas bahan (P) = 0,6 (Brownwll,1969)

Densitas cake (ρ) = 1012,4 kg/m3 (Geankoplis,1983)

(44)

Massa padatan tertahan (MP) = 767,8 kg/jam = 1692,7 lb/jam Tebal cake(Vc) =

=

= 67,0 ft3/jam Cake frame (s) =

= =25,3 ft3

Jumlah frame (F) = =

= 25 unit Lebar = 1,55 ft

= 0,4724 m Panjang (P) = 2 x 1,55 ft

= 3,1 ft = 0,9449 m Luas filter = p x l

= 3,1 ft x 1,55 ft = 4,805 ft2 Spesifikasi filter penyaringan : Luas filter = 4,8 ft2

Lebar = 1,55 ft Panjang = 3,1 ft

Jumlah frame = 25 unit

LC.7 Tangki Pengendapan (T-103)

Fungsi : Untuk mengendapkan campuran tanin dengan etanol Bentuk : Silinder tegak dengan alas kerucut dan tutup elipsoidal Bahan : Stainless Steel A – 283 -54 grade C

(45)

Kondisi operasi : 30oC; 1 atm

Laju alir massa = 3293,75 kg/jam = 7261,37 lb/jam Waktu perancangan = 1 jam

Faktor kelonggaran = 20%

Densitas campuran(ρcamp ) = 1076,307 kg/m3 = 67,1916 lb/ft3

Viskositas campuran (μcamp ) =3,6337 cP = 8,794 lb/ft.jam =2,442.10-3lb/ft.det

2. Menentukan ukuran tangki -. Volume larutan (VL) =

= 3,06 m3

-.Volume tangki (VT) = (1 + 0,2 ) x 3,06 m3 = 3,67 m3

-. Volume tiap tangki= = 1,83m3 - Diameter silinder dan tinggi silinder

Volume tangki = volume silinder + volume tutup + volumekerucut VT= Vs + Vh + Vk

Volume silnder dan tinggi silinder : Volume silinder (Vs) = ¼ π x 5/4D2x D Diambil H1= D

Vs= ¼ π D2(D) Vs=0,918 D3

Volume tutup (Vh) : Diambil H2 = ¼ D

Vh = (Brownel and Young,1958)

Volume kerucut (Vk) = 1/3 π(D/2)H2

Diambil H3 = ½ D (Brownel and Young,1958) Vk= 1/3 π (D/2)( ´D)

Vk= 0,131 D3

(46)

r=

r = 0,73 m = 2,46 ft = 29,49 inch Diameter kerucut

r = 0,6 D sin Ө (Brownel and Young,1958)

Dimana :

r = jari – jari konis D = diameter tangki Ө = sudut pada konis Diambil Ө = 50o

Maka; r = 0,6 ( 1,154) sin 50o = 0,530 m Diameter konis = 0,530 m x 2 = 1,06 m g. Menghitung tinggi tangki

Tinggi tangki; H1= D

H1 = 1,46 m = 4,887 ft = 58,63 inch

Tinggi tutup

H2= ¼ D = ¼ ( 1,46)= 0,36 m

Tinggi kerucut H3= ½ D

= ½ (1,46 ) = 0,73 m Tinggi tangki HT= H1+H2+H3

= 1,46 + 0,73 + 0,36 = 2,92 m

= 8,30 ft = 99,60 in Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan (Hc) =

=

= 2,43m = 25,20 inch

(47)

b. Tebal shell

(t) = (Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,1993)

Allowable working stress (S) = 12.650 psia (Brownel &Young,1958)

Effisiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownel &Young,1958)

Faktor korosi (C) = 0,013-0,5 inch/thn (Perry & Green,1979)

Diambil = 0,01 inc/tahun Umur alat (N) = 15 tahun

Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psia Tekanan hidrostatik (Ph) =

=

= 0,513 psi Tekanan opersi (P) = Po+ Ph

= 14,696 + 0,513 = 15,21 psi Tekanan desain (Pd) = (1 + fk) x P

= (1 + 0,2) x 15,21 = 18,25 psia Maka tebal shell :

(t) = = 20 inch

Digunakan tebal shell standar = 2/5 inc c. Tebal tutup :

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 2/5 inc.

LC.8 Evaporator (E-101)

Fungsi : untuk menguapkan etanol yang terikat pada tanin Jumlah : 1 unit

Tipe : Basket type vertikal tube evaporator

Bahan konstruksi : Stainless steel SA- 304 (Brownell,1956)

(48)

Suhu umpan masuk : 30oC = 266oF Suhu produk keluar : 850C = 185 oF

Jumlah larutan yang diuapkan= 2.802,0 kg/jam (Lampiran A)

Laju alir produk(g) = 3293,8 kg/jam (Lampiran A)

Densitas (ρ) campuran = 1076,307 kg/m3 = 67,1916 lb/ft3 Volume produk V =

= =3,0 =102,4

Evaporator berisi 80% dari shell Volume shell (Vsh) =

= 128,04ft3/jam

Evaporator dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup atas dan bebentuk ellipsiodal dan tutup bawah berbentuk kerucut, perbandingan tinggi silinder dengan diameter silinder 3:1 perbandingan antara ellipsiodal dengan diameter tangki 2:3

Faktor kelonggaran 20% (Brownell, 1959)

Volume silinder evaporator (Vs)=V(1+k) = 102,4(1+0,2)

= 122,88ft3 = 19,55 m3

Vs = ¼ πDt2 4 /1Dt = πDt3

Dt = (Brownell, 1959)

=

=13,04 ft 3,97 m

Asumsi : UD (overall design coeficient ) = 700 Btu/jam.ft2. Dari gambar 14.7 D.Q Kern diperoleh :

(49)

= 560 Btu/jam.ft2. oF A=

= 104,28ft2

Penentuan jumlah tube (Nt) :

= (Kern,1965)

Dimana :

A = luas permukaan pemanasan (ft2) A‖ = luas permukaan luar tube per ft (ff2) L = panjang tube (ft)

Asumsi tube yang diambil : OD = ¾ in

BWG = 16 a‖ = 0,2618 ft2

/ft ts = 0,065 in maka : =

=39,83 = 40 tubes

Tinggi silinder (Hs) = 4/1 x Dt (Brownell, 1959) = 4/1 x 3,97

= 15,88 ft = 4,83 m

Tinggi head (Hd) = 2/3 x Dt (Brownell,1959) = 2/3 x 3,97

= 2,64 ft = 0,80 m

Tinggi cones evaporator (Hc) = tg Ө(Dt -1) (Brownell,1959) = tg 45 (3,97ft -1)

= 1,8906 ft = 0,576 m

Panjang sisi miring cones, Lsmc

(50)

Lsmc =

= 1,8264 ft = 0,5565 m

Total tinggi evaporator (HTe) = Hs + Hd + Hc = 15,88 ft + 2,64 ft + 1,8906 ft

= 20,41 ft = 6,21 m

Volume silinder evaporator (Vse)

= µ πDt2Hs (Brownell,1959)

= ¼ (3,14) (3,97 ft)2 (15,88 ft) = 196,47 ft3

= 5,55 m3

Volume head silinder evaporator (Vde)

Vde =(1/2 Dt)2 Hd (Brownell,1959)

= 3,14 x (1/2 x 3,97 ft)2 x 2,64 ft = 32,66ft3

= 0,924 m3

Volume cones evaporator (Vce)

Vce = ½ π Hc (Dt -1 )(Dt2 + Dt +1) (Brownell,1959)

= ½ (3,14) (2,97 ft) (3,97ft-1) x [( 3,97 ft)2 +3,97 ft +1)] = 137,7 ft3

=3,89m3

Volume total evaporator (VTe)

= Vse + Vde + Vce

= 196,47 ft3+ 32,66ft3+ 137,7 ft3 = 366,83 ft3

= 10,38 m3

Tekanan design (Pd) = ρ(HS – 1) (Brownell,1959)

= 67,1916 lb/ft3 (15,88 ft-1) = 1067,02 lb/ft2

=7409psi = 0,50 atm

Tekanan total design (PT) = Pd + 14,7 psi (Brownell,1959)

(51)

= 22,10 psi Dimana :

E = effisiensi sambungan = 80% (Brownell,1959)

F = allowable stress = 18.750 psi (Brownell,1959)

C = faktor korosi = 0,00625 in/tahun (Brownell,1959)

n = umur alat = 20 tahun (Brownell,1959)

(t) =

= 0,1412in = 0,00035m Spesifikasi tangki evaporator : Diameter tangki = 3,97 m Tinggi tangki = 6,21 m Volume tangki = 10,38 m3 Tebal plate = 0,00035m

Bahan konstruksi = Stainless steel SA-304

LC.9 Kondensor (CR-101)

Fungsi : Mengubah fasa uap etanol menjadi etanol cair Jenis : 1-2 shell and tube exchanger

Laju alir bahan masuk = 2808,91 kg/jam (Lampiran A)

= 6112,28 lb/jam

Densitas etanol 96 % = 0,79271 kg/ltr

Laju alir pendingin = 5227,006 kg/jam (Lampiran B) = 11520,32lb/jam

Fluida panas Fluida dingin BedaoF

85oC = 185 oF Temperatur tinggi 55oC = 131oF 54

30oC = 86 oF Temperatur

rendah 25

o

C = 77oF 9

99 Selisih 54 45

Maka :

(52)

LMTD =25,14oF Faktor korosi untuk fluida panas:

R = (T1- T2)/(t1- t2) (Kern, 1959)

= 99oF/45oF = 2,2

Faktor koreksi untuk fluida dingin (S) :

S = (t1- t2)/(T1- T2) (Kern, 1959)

= 45oF/99oF = 0,454

Dari fig -19 Kern, 1950 diperoleh : FT = 0,75

Jadi,

Δ t = FT x LMTD Δ t = 0,75 x 25,14oF = 18,85oF

Temperatur rata – rata

a. Untuk fluida panas (Ta) = 135,5oF

b. Untuk fluida dingin (Tb) = 104oF

Penempatan fluida :

a. Fluida panas adalah fluida yang keluar dari evaporator berada dalam shell b. Fluida dingin adalah air pendingin berada di dalam tube

Dari tabel 8, hal 840, Kern .1950 diperoleh harga UD= = 75-150

BTU/jam.ft2.oF,maka diambil UD = 100 BTU/jam.ft2oF Sehingga diperoleh ukuran tube sebagai berikut :

OD = 1 in

BWG= 10 (Birmingham Wire Gauge/ukuran kawat Birmingham) ID = 0,732 in

At = 0,2618 L = 12 ft

(sumber : tabel 10 Kern 1950)

(53)

Q

=4819016,357 BTU/jam Dimana:

A

= 2555,86 ft2

Menghitung jumlah tube (NT)

NT (Kern, 1959)

= 813 buah Ukuran shell:

Dari tabel 9. D.G. Kern 1950 diperoleh data sebagai berikut: Heat exhanger 1- 8 pass, ¾ in OD tube pada 15/16 triangular pitch, ID shell =37 in

A koreksi = NT x L x at (Kern, 1959)

= 813 x 12 ft x 0,2618 ft2 = 2555,86 ft

UD koreksi (Kern, 1959)

= 100 Btu/jam ft2.oF

Untuk fluida panas melalui shell side 1. Baffle spacing (B’) = 1 in

C’ = PT – OD (Kern, 1959)

= 15/16 in -0,75 = 0,1875 in

2. Flow area accros bundle(as) as

(Kern, 1959)

= 0,0481 ft2

3. Mass velocity (Gs) umpan : (Kern, 1959)

(54)

= 126871,1092

4. Diameter eqivalen (De) pada 15/16 tringular pich

De = 0,55 in (fig-28Kern, 1959)

= 0,0458 ft

5. Temperatur rata – rata fluida panas = 135,5oF Viskositas fluida panas

μ = 0,2838 Cp (Geankoplis, 1983)

= 0,2838 Cp x 2,4191 lb/ft2.jam.Cp = 0,6865lb/ft2 jam

Res

Res

Res = 8463,733

Diperoleh koefisien panas (jH) = 205 (fig-28Kern, 1959)

6. Pada temperatur = 135,5 oF diperoleh

C = 0,44 BTU/lb.oF (fig-4 Kern, 1950)

k = 0,066 BTU/ft2jam (oF/ft) (fig-2 Kern, 1950)

2,28

Film efficient outside hunde (ho) : (Kern,1950)

= 676,04 Btu/jam ft2 oF

Untuk fluida dingin melalui tube sidea

1. at’ = 0,2618 in (Tabel – 10, Kern,1950)

(55)

= 1,479 at

2. Mass Velocity (Gt) fluida dingin : Gt’

= 7788,80 lb/ft2 jam

3. Diketahui temperatur rata – rata fluida dingin = 104 oF Viskositas (μ campuran)= 0,4 Cp x 2,4191 lb/ft2 jam.Cp

= 0,96764 lb/ft2.jam (Geankoplis, 1983)

ID tube = 0,732 in = 8,784 ft

Ret (Kern,1950)

= 71.429,28

Koefisiean panas, jH = 620 (Fig-24,Kern,1950)

Pada temperatur 104 oF

C = 0,4 BTU/lb.oF (fig-4 Kern, 1950)

k = 0,68 BTU/ft2.jam (oF/ft)

= 9,014 BTU/jam.ft2.oF

(Kern, 1950)

= 106,65 Btu/lboF

Cleanoverall coefficient (Uc) (Kern, 1950)

(56)

Pressure Drop a. Fluida panas

Res = 8463,733 maka diperoleh f = 0,00015 (fig – 26 , Kern ,1950)

(N + 1) = 12 x L/B = 144

Ds = ID shell/12 = 37/12 = 3,088

Spesifik grafity etanol = 0,79 (tabel.6, Kern,1950)

ΔPs= (Kern,1950)

= 0,056 psi b. Fluida dingin Ret = 71.429,28

Maka diperoleh f = 0,0001 (fig – 29 , Kern,1950)

ΔPt=

= 1,93 x 10-7psi

ΔPt = ΔPs + ΔPt (Kern,1950)

= 0,0567 psi

LC.10.Destilasi

Fungsi : Untuk memisahkan etanol dari komponn lain Bentuk : Slindertegak dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon Steel SA-283 grade C

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : 85oC , 1 atm

(57)

Vo =

= 3,3m3/jam = 115,49 ft3/jam Menentukan ukuran tangki a.Volume (VR)

direncanakan waktu tinggal = 60 menit = 1 jam VR= 115,49 ft3/jam x 1 jam

= 115,49 ft3/jam

Faktor kelonggaran 20%= 0,2 Volume tangki = 1,2 x 115,49

= 138,59 ft3

Diamter dan tinggi slinder direncanakan: Tinggi slinder : Diameter = 2:1

Tinggi head : diameter = 1:4

Volume slinder (VSR) = µ x π x D2

x H1

Diambil Hs = 2D

Vs = µ x π x D2

x Hs

Dimana:

Vs = volume slinder Hs = Tinggi slinder D = diameter tangki Sehingga:

VT = VSR + 2VH 115,495 ft3 = D=

= 24,60 ft = 7 m r =1/2D

= 1/2x24,60 = 12,30 ft= 3,75m

(58)

Tinggi tutup bawah = Hb = ¼ D= 6,15 ft = 1,87 m Tinggi tangki = Hs +Hat+Hb

= 49 +6,15+6,15 = 18,7 m Tebal shell dan tutup tangki

(t) = (Tabel 9 Mc Cetta and Cunningham,1993)

Allowable working stress (S) = 12.650 psia (Brownel &Young,1958)

Effisiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownel &Young,1958)

Faktor korosi (C) = 0,13-0,5 inch/thn (Perry & Green,1979)

Diambil = 0,01 inc/tahun Umur alat (N) = 15 tahun

Tekanan operasi = 1 atm = 14,696 psia Tekanan hidrostatik (Ph) =

=

= 17,98 psi Tekanan opersi (P) = Po+ Ph

= 14,696 + 17,98 = 32,68 psi Tekanan desain (Pd) = (1 + fk) x P

= (1 + 0,2) x 32,68 = 39,21 psia Maka tebal shell :

(t) = = 0,2 inch

Digunakan tebal shell standar = 3/8 inc Penentuan jaket pemanas:

Jumlah steam (130oC) = 2716,48 kj/jam Panas yang dibutuhkan = 138,61 kg/jam Tekanan steam = 1002,37 kpa

(59)

Kisolasi = 0,15 Btu/lb.ft.oF

Kudara = 2 Btu/lb.ft.oF Q =

A = πDHs + π x

A = 3,14 x 24,60 x 49,17+ 3,14 x = 4278,42

Q =

Dngan ini trial and eror harga x adalah 0,074 ft = 0,899 in Maka dipilih tbal jaket = 1 in

LC.11 Kondensor (CR-102)

Fungsi : Mengubah fasa uap etanol menjadi etanol cair Jenis : 1-2 shell and tube exchanger

Laju alir bahan masuk = 2690,21 kg/jam (Lampiran A)

= 6112,28 lb/jam

Densitas etanol 96 % = 0,79271 kg/ltr

Laju alir pendingin = 4994,861 kg/jam (Lampiran B) = 10.881,7lb/jam

Fluida panas Fluida dingin BedaoF

85oC = 185 oF Temperatur tinggi 55oC = 131oF 54

30oC = 86 oF Temperatur

rendah 25

o

C = 77oF 9

99 Selisih 54 45

Maka :

= (Kern, 1959)

LMTD =25,14oF Faktor korosi untuk fluida panas:

R = (T1- T2)/(t1- t2) (Kern, 1959)

(60)

= 2,2

Faktor koreksi untuk fluida dingin (S) :

S = (t1- t2)/(T1- T2) (Kern, 1959)

= 45oF/99oF = 0,454

Dari fig -19 Kern, 1950 diperoleh : FT = 0,75

Jadi,

Δ t = FT x LMTD Δ t = 0,75 x 25,14oF = 18,85oF

Temperatur rata – rata

a. Untuk fluida panas (Ta) = 135,5oF

b. Untuk fluida dingin (Tb) = 104oF

Penempatan fluida :

a. Fluida panas adalah fluida yang keluar dari evaporator berada dalam shell b. Fluida dingin adalah air pendingin berada di dalam tube

Dari tabel 8, hal 840, Kern .1950 diperoleh harga UD= = 75-150

BTU/jam.ft2.oF,maka diambil UD = 100 BTU/jam.ft2oF Sehingga diperoleh ukuran tube sebagai berikut :

OD = 1 in

BWG= 10 (Birmingham Wire Gauge/ukuran kawat Birmingham) ID = 0,732 in

At = 0,2618 L = 12 ft

(sumber : tabel 10 Kern 1950)

Luas perpindahan panas (A) Q

(61)

Dimana:

A (Kern, 1959)

= 2555,86 ft2

Menghitung jumlah tube (NT)

NT (Kern, 1959)

= 813 buah Ukuran shell:

Dari tabel 9. D.G. Kern 1950 diperoleh data sebagai berikut: Heat exhanger 1- 8 pass, ¾ in OD tube pada 15/16 triangular pitch, ID shell =37 in

A koreksi = NT x L x at (Kern, 1959)

= 813 x 12 ft x 0,2618 ft2 = 2555,86 ft

UD koreksi (Kern, 1959)

= 100 Btu/jam ft2.oF

Untuk fluida panas melalui shell side 1. Baffle spacing (B’) = 1 in

C’ = PT – OD (Kern, 1959)

= 15/16 in -0,75 = 0,1875 in

2. Flow area accros bundle(as) as

(Kern, 1959)

= 0,0481 ft2

3. Mass velocity (Gs) umpan : (Kern, 1959)

; dimana Ws = laju alir massa panas masuk (Kern, 1959)

(62)

4. Diameter eqivalen (De) pada 15/16 tringular pich

De = 0,55 in (fig-28Kern, 1959)

= 0,0458 ft

5. Temperatur rata – rata fluida panas = 135oF Viskositas fluida panas

μ = 0,2838 Cp (Geankoplis, 1983)

= 0,2838 Cp x 2,4191 lb/ft2.jam.Cp = 0,6865lb/ft2 jam

Res

Res

Res = 8463,733

Diperoleh koefisien panas (jH) = 205 (fig-28Kern, 1959)

6. Pada temperatur = 135,5 oF diperoleh

C = 0,44 BTU/lb.oF (fig-4 Kern, 1950)

k = 0,066 BTU/ft2jam (oF/ft) (fig-2 Kern, 1950)

2,28

Film efficient outside hunde (ho) : (Kern,1950)

= 676,04 Btu/jam ft2 oF

Untuk fluida dingin melalui tube sidea

1. at’ = 0,2618 in (Tabel – 10, Kern,1950)

at’ (Kern,1950)

(63)

2. Mass Velocity (Gt) fluida dingin : Gt’

= 7357,03 lb/ft2 jam

3. Diketahui temperatur rata – rata fluida dingin = 104 oF Viskositas (μ campuran)= 0,4 Cp x 2,4191 lb/ft2 jam.Cp

= 0,96764 lb/ft2.jam (Geankoplis, 1983)

ID tube = 0,732 in = 8,784 ft

Ret (Kern,1950)

= 67.469,64

Koefisiean panas, jH = 620 (Fig-24,Kern,1950)

Pada temperatur 104 oF

C = 0,4 BTU/lb.oF (fig-4 Kern, 1950)

k = 0,68 BTU/ft2.jam (oF/ft)

= 9,014 BTU/jam.ft2.oF

(Kern, 1950)

= 106,65 Btu/lboF

Cleanoverall coefficient (Uc) (Kern, 1950)

= 1352,09 Pressure Drop a. Fluida panas

(64)

(N + 1) = 12 x L/B = 144

Ds = ID shell/12 = 37/12 = 3,088

Spesifik grafity etanol = 0,79 (tabel.6, Kern,1950)

ΔPs= (Kern,1950)

= 0,056 psi b. Fluida dingin Ret = 120.954,512

Maka diperoleh f = 0,0001 (fig – 29 , Kern,1950)

ΔPt=

= 1,93 x 10-7psi

ΔPt = ΔPs + ΔPt (Kern,1950)

= 0,0567 psi

LC.12. Rotary Dryer (RD-101)

Fungsi : untuk mengeringkan serbuk tannin Jenis : Counter Indirect Heat Rotary Dryer

Bahan : Commercial Steel

1. Menentukan Diameter Rotary Dryer

Udara masuk : 130 = 268 Udara keluar : 100 = 212

Banyak udara yang dibutuhkan = 2426,12 kg/jam =5337ft/jam Range kecepatan udara = 200-1000lb/jam.ft2 (Perry, 1999) Diambil kecepatan rata-rata = 500lb/jam.ft2

(65)

A = =

=10,69 ft

A =

D2 = = 13,62 Maka,

D =6,81ft = 4,33 m

2. Menemukan Panjang Dryer

Lt = 0,1 x Cp x G0,84 x D (Perry, 1999)

Dimana :

Lt = panjang rotary dryer

Cp = kapasitas udara pada 130 = 1,01255 kJ/kg.K = 0,2418 BTU/lbm.

(Tabel A.3-3, Geankoplis, 1983) D = diameter rotary dryer

G = kecepatan udara yang digunakan dalam rotary dryer

=

= 22,94 lb/jam.ft2

Lt =0,1 x 0,2418 x(22,942)x6,81 = 2,28 ft

Nt = Number of heat transfer = 2,0-6,0 (Perry, 1999)

Diambil Nt = 6 L = Lt x Nt

= 2,28 x 6 = 13,73 ft Untuk L/D = 3-10 ft

=

= 2,016 ft (memenuhi) 3. Waktu transportasi

(66)

Diambil Hold up = 3% Volume total =

=

= 202,49 ft3

Hold up = 3% x 202,49

= 6,07 ft3 Laju umpan masuk = 484,84 kg/jam

= 777,16 lb/jam

= time of passage =

= = 0,47 jam 4. Menghitung putaran rotary dryer

N = Dimana :

v = kecepatan putaran linear = 30-150ft/menit (Perry, 1999) Diambil kecepatan putaran linear 100 ft/menit

N =

= 7,34 rpm Range :

N x D = 25-35 rpm (Perry, 1999)

N x D = 7,34 x 4,33 = 31,84 rpm (memenuhi) 5. Menentukan power

Total Hp untuk penggerak rotary dryer = 0,5 D2– D2 Diambil power = 0,75 D2

= 0,75 x 4,332 = 14,08 Hp

LC.13 Rotary Cooler (RC-101)

Fungsi : untuk menurunkan suhu produk dari 80 sampai 30 Jenis : rotary cooler

(67)

1. Menentukan diameter rotary cooler

Air pendingin masuk : 25 = 77 Air pendingin keluar : 40 = 104

Banyak air pendingin yang dibutuhkan = 30,09kg/jam = 363,099 lb/jam Range kecepatan aliran = 200-10000 lb/jam.ft2 (Perry, 1999) Diambil kecepatan rata-rata (G) = 3000 lb/jam.ft2

Luas penampang pendingin, A = x D2 = 0,785D2 G =

D2 = = 0,15 ft D = 0,077 ft

2. Menentukan Panjang cooler

Qt = 0,4 x L x D x G0,67 x (Perry, 1999) L = Qt

0,4 x D x G0,67 x Dimana :

Qt = jumlah panas yang dipindahkan = 81,87 kl/jam = 180,49 Btu/jam D = Diameter rotary cooler (ft) L = Panjang dryer (ft)

G = Kecepatan air pendingin = 3000 lb/jam.ft2 Temperatur air pendingin masuk (t1)= 20oC =68oF

Temperatur air pendingin keluar (t2)=40oC =104oF

Temperatur umpan masuk (t3)=100oC=212oF

Temperatur umpan keluar (t4) 30oC=86oF

= = 54oF

= =1,02 m

3. Waktu Tinggal = 0,23 L

(68)

Dimana :

= waktu tinggal , menit = panjang rotary cooler , ft

= putaran rotary cooler, (0-8 rpm, diambil 1 rpm) (Perry, 1999) = Diameter rotary cooler , ft

= kemiringan dari rotary cooler , (4-7 , diambil 5 ) Maka :

=

4. Menghitung Putaran Rotary Cooler

N =

Dimana :

v = kecepatan putaran linear =30-150 ft/menit (Perry, 1999) Diambil kecepatan putaran linear 100 ft/menit

N =

= 413,11 rpm Range :

N x D = 25-35 rpm (Perry, 1999)

N x D = 413,11 x 0,077

= 31,84 rpm (memenuhi) 5. Menentukan Power

Total Hp untuk penggerak rotary cooler = (0,5 D2)-(D2) Diambil power = 0,75 D2

= 0,0044 Hp

LC.14 Ball Mill (BM-102)

Fungsi : menghaluskan tanin sehingga diperoleh ukuran mesh 200 mesh. Laju air masuk biji kakao (G) = 208,3 kg/jam (Lampiran A)

= 0,208 ton/jam

(69)

Kapasitas = (1 + fk) x G

= (1+0,2)x 0,208ton/jam =0,2496ton/jam

Untuk kapasitas di atas digunakan spesifikasi mill jenis marcy ball mill Spesifikasi : No.200 sieve

Kapasitas :10 ton/jam Tipe :Marcy Ball Mill

Size : 3 x 2

Ball charge : 0,85 ton

Power : 7 Hp

Mill speed : 35 rpm Jumlah : 1 unit (Sumber : tabel 20-16, Perry, 1984) LC.15 Packing Unit

Fungsi : untuk mengemas produk dalam kemasan goni 50 kg.

Pemilihan tipe berdasarkan pada tabel 7-23 (Perry, 1999) Spesifikasi :

Tipe : vertical duger, SFW (Simoltanouns Fill and Weight) Jumlah : 1 unit

Number of viltng : 1unit Tipe kemasan : bags/goni Ukuran : 6,5 x 3,5 x 9 in

Weight content : 1,516

LC.16 Gudang Produk (GP)

Fungsi : sebagai tempat penampungan sementara produk sebelum dikemas Laju air masuk tannin (G) = 208,3 kg/jam (Lampiran A) Densitas Tanin (ρ) = 0,137kg/ltr (Efendi, dkk, 2004)

= 137,24 kg/m3 Lama penyimpanan (ϴ) = 7hari

= 168jam

(70)

Jumlah gudang yang akan direncanakan sebanyak 1 unit dengan desain sebagai berikut :

Tinggi (h) = 5 m Panjang (p) = 2 x L Volume gudang (V) = p x L x h

V = 2 x l x l x 5

V = 10 l2

Volume bahan (Vb) =

= =255m3/jam Volume bahan dalam gudang untuk 7 hari

V = Vb x (1 + fk) = 306,03 m3 Sehingga diperoleh :

306,03 = 5L2

L2 =61,20 m

L =7,82 m

Maka,

P = 2 x l

= 2 x 7,82m =15,64 m Diperoleh spesifikasi gudang bahan baku :

Konstruksi yang diinginkan pondasi beton dengan dinding batu dan atap seng. Tinggi gudang = 5m

Panjang gudang =15,65m Lebar gudang =7,82m

LC.17 Belt Conveyer (BC-101)

Fungsi : untuk mengalirkan biji kakao ke rotary cutter Jumlah : 1 unit

Kondisi

(71)

Suhu :

Jumlah materi : 1023,7 kg/jam Faktor kelonggaran : 20%

Kapasitas materi : 1228,44 kg/jam :1,2284 ton/jam Menghitung Daya Conveyor

P = Phorizontal + Pvertikal + Pempty (Wallas, 1988)

Daya Horizontal

Phorizontal = (0,4 + L/300)(w/300) (Wallas, 1988)

Asumsikan panjang conveyor secara horizontal (L) = 20 ft Phorizontal =(0,4 + 20/300)(1,2284/300

=0,0019Hp

Pvertikal = 0,0021 H.w (Wallas, 1988)

Dakian dari conveyor biasanya 5 sehingga tinggi conveyor (H) dapat dihitung :

H = L tg 5

= 20 tg 5 = 1.75 ft

Pvertikal = 0,001 x 1,75 x 1,1655

= 0,002Hp Daya Empty

Pempty = .M/100

Kecepatan conveyor dapat dihitung ( ) :

Asumsikan tebal belt conveyor 14 inci dengan kemiringan belt 10 maka dari tabel 5.5a Wallas diperoleh data untuk conveyor = 6,69

= x 100

= 18,36 ft/menit

Horsepower conveyor dengan kemiringan 10 dan tebal belt conveyor 14 inci dapat dilihat dari grafik 5.5c Wallas yaitu = 0,05

Pempty =

= 0,0091Hp

(72)

P =0,0019Hp+0,0021Hp+0,0091Hp =0,013Hp

LC.18 Belt Conveyer (BC-102)

Fungsi : untuk mengalirkan biji kakao ke rotary cutter Jumlah : 1 unit

Kondisi

Tekanan : 1 atm

Suhu :

Jumlah materi : 1023,7 kg/jam Faktor kelonggaran : 20%

Kapasitas materi : 1228,4 kg/jam :1,22844ton/jam Menghitung Daya Conveyor

P = Phorizontal + Pvertikal + Pempty (Wallas, 1988)

Daya Horizontal

Phorizontal = (0,4 + L/300)(w/300) (Wallas, 1988)

Asumsikan panjang conveyor secara horizontal (L) = 20 ft Phorizontal =(0,4 + 20/300)(1,2284/300

=0,0019Hp

Pvertikal = 0,001 H.w (Wallas, 1988)

Dakian dari conveyor biasanya 5 sehingga tinggi conveyor (H) dapat dihitung :

H = L tg 5

= 20 tg 5 = 1.75 ft

Pvertikal = 0,001 x 1,75 x 1,2284

= 0,0021Hp Daya Empty

Pempty = .M/100

Kecepatan conveyor dapat dihitung ( ) :

(73)

= x 100 = 18,36 ft/menit

Horsepower conveyor dengan kemiringan 10 dan tebal belt conveyor 14 inci dapat dilihat dari grafik 5.5c Wallas yaitu = 0,05

Pempty =

= 0,0091Hp

Dengan demikian daya conveyor seluruhnya adalah :

P =0,0019Hp+0,0021Hp+0,0091Hp

=0,013Hp LC.19 Bucket Elevator (BE-101)

Fungsi : untuk mengangkut serbuk kakao ke dalam ekstraktor Laju alir masuk (G) : 1023,7 kg/jam (Lampiran A)

Faktor kelonggaran (fk): 20 % (Perry, 1984)

Kapasitas bucket elevator (K) =

= 1,2284ton/jam

Untuk bucket elevator dengan kapasitas minimum yang tersedia dipilih kapasitas 27 ton/jam dengan spesifikasi sebagai berikut :

Jumlah bucket : 1 unit

Jenis bucket : centrifugal dishanger spaced bucket Tinggi pengangkut : 25 ft

Ukuran bucket : (8 x 5 x 5½) Jarak antarbucket : 12 in

Kecepatan putaran : 43 rpm Daya penggerak bucket : 1,6 Hp Material bucket : mallable iron Faktor korosi : 0,05 in/tahun (sumber : tabel 21-8 Perry, 1984)

LC.20 Belt Conveyer (C-103)

(74)

Jumlah : 1 unit Kondisi

Tekanan : 1 atm Suhu : 30oC Jumlah materi : 800,71 Faktor kelonggaran : 20 %

Kapasitas materi : 800,71 kg/jam :0,80071 ton/jam Menghitung Daya Conveyor

P = Phorizontal + Pvertikal + Pempty (Wallas, 1988)

Daya Horizontal

Phorizontal = (0,4 + L/300)(w/300) (Wallas, 1988)

Asumsikan panjang conveyor secara horizontal (L) = 20 ft Phorizontal =(0,4 + 20/300)(0,80071/300)

=0,00124Hp

Pvertikal = 0,001 H.w (Wallas, 1988)

Dakian dari conveyor biasanya 5 sehingga tinggi conveyor (H) dapat dihitung :

H = L tg 5

= 20 tg 5 = 1.75 ft

Pvertikal = 0,001 x 1,75 x 0,80071

= 0,0014Hp Daya Empty

Pempty = .M/100

Kecepatan conveyor dapat dihitung ( ) :

Asumsikan tebal belt conveyor 14 inci dengan kemiringan belt 10 maka dari tabel 5.5a Wallas diperoleh data untuk conveyor = 6,69

= x 100

= 11,96ft/menit

(75)

Pempty =

= 0,0059Hp

Dengan demikian daya conveyor seluruhnya adalah :

P =0,00124Hp+0,0014Hp+0,0059Hp

= 0,0086Hp

LC.21 Screw Conveyer (SC-101)

Fungsi : untuk mengalirkan tannin dari rotary dryer ke rotary cooler

Jenis : horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi : carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur : 30 Tekanan : 1 atm

Laju air : 208,3kg/jam =0,0578 kg/s = 456,045 lb/jam Densitas : 1265,17kg/m3 = 79,023 lb/ft3

Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/12 jam kerja (5 menit) Laju alir volumetric :

Q =

= 5,77 ft3/jam Daya conveyor :

P =

Dimana :

C = kapasitas conveyor (ft3/jam)

L = panjang conveyor(L)= 32,808 ft (ft)

W = berat material (lb/ft3) = 40 lb/ft3 (Wallas, 1988)

F = faktor material = 2 (Wallas, 1988)

P =

= 0,458

(76)

LC.22 Screw Conveyor (SC-102)

Fungsi : untuk mengalirkan tannin dari rotary cooler ke ball mill. Jenis : horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi : carbon steel

Kondisi operasi : Temperatur : 30 Tekanan : 1 atm

Laju air : 208,3kg/jam =0,0578 kg/s = 456,045 lb/jam Densitas : 1265,17kg/m3 = 79,023 lb/ft3

Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/12 jam kerja (5 menit) Laju alir volumetric :

Q =

= 5,77 ft3/jam Daya conveyor :

P =

Dimana :

C = kapasitas conveyor (ft3/jam)

L = panjang conveyor(L)= 32,808 ft (ft)

W = berat material (lb/ft3) = 40 lb/ft3 (Wallas, 1988)

F = faktor material = 2 (Wallas, 1988)

P =

= 0,458

Digunakan daya conveyor 0,458 Hp

LC.23 Screw Conveyer (SC-103)

Fungsi : untuk mengangkut serbuk tannin ke packing unit Fungsi : untuk mengalirkan tannin ke gudang produk. Jenis : horizontal screw conveyor

Bahan konstruksi : carbon steel

(77)

Tekanan : 1 atm

Laju air : 208,3kg/jam =0,0578 kg/s = 456,045 lb/jam Densitas : 1265,17kg/m3 = 79,023 lb/ft3

Direncanakan dalam 1 proses cukup ditempuh 1/12 jam kerja (5 menit) Laju alir volumetric :

Q =

= 5,77 ft3/jam Daya conveyor :

P =

Dimana :

C = kapasitas conveyor (ft3/jam)

L = panjang conveyor(L)= 32,808 ft (ft)

W = berat material (lb/ft3) = 40 lb/ft3 (Wallas, 1988)

F = faktor material = 2 (Wallas, 1988)

P =

= 0,458

Digunakan daya conveyor 0,458 Hp

LC.24 Pompa etanol (P-101)

Fungsi : untuk memompakan etanol 96% dari tangki etanol ke ekstraktor

Kondisi operasi : P = 1 atm

T = 30

Laju alir massa (G) : 3071,1 kg/jam =1,784 lbs/s

Densitas (ρ) : 792,71 kg/m3=49,489lb/ft3

Viskositas ( : 0,0094cp =0,0000635lb/ft.s Laju alir volumetrik (Q) : 0,0360ft3/s

Desain pompa :

Di,opt = 3,9 x(0,0360,45)x(49,4890,13) (Timmerhaus, 1991)

(78)

Dari appendiks A.5 Geankoplis, 1983, dipilih pipa commercial stell : Ukuran nominal : 6 in

Schedule number : 40 Diameter dalam (ID) : 6,605 Diameter luar (OD) : 0,505 Inside sectional area : 6,625 Kecepatan linear, v = Q/A

=0,022 ft/s Bilangan Reynold :

NRe =

==

= 89230,92(Turbulen)

Untuk pipa commercial steel, harga = 0,00225 (Geankoplis, 1983) /D = = 0,0044

α=1

gc =32,174

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis, 1983 diperoleh harga f = 0,012 Friction loss :

1 Sharp edge entrance = hc = 0,55 x(1-0)x0,0082

= 0,00454 ft.lbf/lb =

2 elbow 90 = hf = n.Kf. =

1 check valve = hf = n.Kf. = 0,0082

Kf =2

Pipa lurus 80 ft = Hf = 1 x 2 x 0,0082

= 0,0165 ft.lbf/lb 1 sharp edge entrance = hc = 0,55x (1-0)x0,0082

=0,0045 ft.lbf/lb

(79)

= 0,0466ft.lbf/lb Dari persamaan Bernoulli :

( v2²- v1² ) + g (z2 – z1) + – + ∑ F + WS = 0

(Geankoplis, 1983) Dimana :

v2 = v1

= 1 atm ∆Z = 40 ft

Maka : =

V22-V12 = 0

G(Z2-Z1)=40ft

=

Ws=(0,0155x0)+40+0+0,0466 = 40,04 ft.lbf/lbm

P = =0,1298Hp

Efisiensi pompa, = 75%

Daya pompa = = 0,1731Hp

Efisiensi motor (80%) (Geankoplis, 1983)

Daya motor =

= 0,2164

LC.25 Pompa Ekstraksi (P-102)

Fungsi : untuk memompakan etanol dan serbuk kakao dari ekstraktor ke filter press.

Kondisi operasi : P = 1 atm

T = 75

Laju alir massa (G) : 4094,2kg/jam = 2,3788lb/s

Densitas (ρ) campuran μ 111λ,27kg/m3

(80)

Viskositas ( : 3,6337cp=0,00247 lb/ft.s Laju alir volumetrik (Q) : =0,034ft3/s Desain pompa :

Di,opt = 3,9 x(0,0340,45)x(69,8750,13) (Timmerhaus, 1991)

= 1,4799in

Dari appendiks A.5 Geankoplis, 1983, dipilih pipa commercial stell : Ukuran nominal : 6 in

Schedule number : 40

Diameter dalam (ID) : 6,605in =0,505ft Diameter luar (OD) : 6,625in=0,552ft Inside sectional area :1,59ft2

Kecepatan linear, v = Q/A =0,021ft/s Bilangan Reynold :

NRe =

=

= 305,88

Untuk pipa commercial steel, harga = 0,000037 (Geankoplis, 1983)

/D =

α=1

gc=32,174

Dari Fig.2.10-3 Geankoplis, 1983 diperoleh harga f = 0,012 Friction loss :

=

1 Sharp edge entrance = hc = 0,55 x (1-0)x(0,0073)

= 0,0040 ft.lbf/lb Kf=0,75

2 elbow 90 = hf = =0,00022

(81)

Pipa lurus 80 ft = Ff = 4f ΔL=80

F=0,0041

Ff = 4 x 0,0041 x 4,673 = 0,076 ft.lbf/lb 1 sharp edge entrance = =

Hc = 0,55x(1-0)x(0,00737) = 0,004 ft.lbf/lb

Total friction loss μ ∑ F =0,004+0,00022+0,00034+0,076

= 0,0957 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :

( v2²- v1² ) + g (z2 – z1) + – + ∑ F + WS = 0

(Geankoplis, 1983) Dimana :

v2 = v1

= 1 atm ∆Z = 40 ft

=

V22-V12 = 0

G(Z2-Z1)=40ft

=

Ws=(0,0155x0)+40+0+0,0957 = 40,095 ft.lbf/lbm

P = =0,173Hp

Efisiensi pompa, = 75%

Daya pompa = = 0,231Hp

Efisiensi motor (80%) (Geankoplis, 1983)

Figur

Tabel LA.2 Neraca massa pada Filter Press
Tabel LA 2 Neraca massa pada Filter Press . View in document p.4
Tabel. LA-3 Neraca Massa pada tangki Pengendapan (TP-01)
Tabel LA 3 Neraca Massa pada tangki Pengendapan TP 01 . View in document p.5
Tabel LA-6 Neraca massa pada kondensor
Tabel LA 6 Neraca massa pada kondensor . View in document p.9
Tabel LA-8 Neraca massa pada Rotary Cooler
Tabel LA 8 Neraca massa pada Rotary Cooler . View in document p.9
Tabel LA-8 Neraca massa pada Ball Mill
Tabel LA 8 Neraca massa pada Ball Mill . View in document p.10
Tabel LB.1 Neraca Energi Dalam Ekstraksi
Tabel LB 1 Neraca Energi Dalam Ekstraksi . View in document p.15
Tabel LB- 3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan
Tabel LB 3 Neraca Energi Dalam Tangki Pengendapan. View in document p.18
Tabel LB- 5 Neraca Energi Dalam Kondensor
Tabel LB 5 Neraca Energi Dalam Kondensor. View in document p.23
Tabel LB- 6 Neraca Energi Dalam Rotary dryer
Tabel LB 6 Neraca Energi Dalam Rotary dryer . View in document p.27
Tabel LB- 7 Neraca Energi Dalam Kondensor
Tabel LB 7 Neraca Energi Dalam Kondensor . View in document p.29
Tabel LB- 9 Neraca Energi Dalam Ball Mill
Tabel LB 9 Neraca Energi Dalam Ball Mill . View in document p.32
tabel 5.5a Wallas diperoleh data untuk conveyor = 6,69
Wallas diperoleh data untuk conveyor 6 69 . View in document p.71
tabel 5.5a Wallas diperoleh data untuk conveyor = 6,69
Wallas diperoleh data untuk conveyor 6 69 . View in document p.72
Gambar LD-1: Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas)
Gambar LD 1 Sketsa sebagian bar screen satuan mm dilihat dari atas . View in document p.91
Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Utilitas:
Tabel LD 1 Spesifikasi Pompa Utilitas . View in document p.93
Tabel LD.2 Perhitungan Tangki Pelarutan
Tabel LD 2 Perhitungan Tangki Pelarutan . View in document p.99
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya
Tabel LE 1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya . View in document p.114
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya (Lanjutan)
Tabel LE 1 Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya Lanjutan . View in document p.115
Tabel LE.2  Harga Indeks Marshall dan Swift
Tabel LE 2 Harga Indeks Marshall dan Swift . View in document p.116
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Ekstraktor
Gambar LE 1 Harga Peralatan untuk Tangki Ekstraktor . View in document p.118
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses
Tabel LE 3 Estimasi Harga Peralatan Proses . View in document p.119
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah
Tabel LE 4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah . View in document p.120
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas (Lanjutan)
Tabel LE 4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Lanjutan . View in document p.121
Tabel LE.5  Biaya Sarana Transportasi
Tabel LE 5 Biaya Sarana Transportasi . View in document p.124
Tabel LE.6  Perincian Gaji Pegawai
Tabel LE 6 Perincian Gaji Pegawai . View in document p.127
Tabel LE.8  Perincian Modal Kerja
Tabel LE 8 Perincian Modal Kerja . View in document p.131
Tabel LE.9  Perhitungan Biaya Depresiasi
Tabel LE 9 Perhitungan Biaya Depresiasi . View in document p.133
Tabel LE.10   Data Perhitungan BEP
Tabel LE 10 Data Perhitungan BEP . View in document p.140
Gambar LE.2   Grafik BEP
Gambar LE 2 Grafik BEP. View in document p.141
Tabel LE.11   Data Perhitungan IRR
Tabel LE 11 Data Perhitungan IRR . View in document p.142

Referensi

Memperbarui...