LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

(1)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Pabrik Oleamida yang akan dibuat direncanakan memiliki kapasitas 10.000 ton/tahun. Direncanakan dalam satu tahun pabrik berproduksi selama 330 hari kerja, dengan waktu kerja perharinya selama 24 jam. Sehingga kapasitas produksi per jam nya dapat ditentukan dengan rumusan sebagai berikut :

Dasar Perhitungan :

1 tahun = 330 hari kerja 1 hari = 24 jam Kapasitas Produksi/jam = 10.000 jam hari x hari tahun x ton kg x tahun ton 24 1 330 1 1 1000 = 1.262,626 1.263 kg/jam

Kapasitas Produksi 1.263 Kg/Jam

L.A.1 Neraca Bahan Pada Masing-masing Peralatan Basis Perhitungan 1 Jam Operasi

1) Reaktor (R-210)

Pada Reaktor, dimasukkan urea dan asam oleat yang telah dicairkan. Pada reaktor terjadi reaksi sintesa selama 5 jam dengan asumsi semua asam oleat bereaksi sempurna. Urea dimasukkan ke reaktor dalam keadaan berlebih sebesar 100%.

Reaksi yang terjadi

2 CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH + CO(NH2)2 2 CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CO(NH2)2 + H2O + CO2 oleamida yang ingin diproduksi = 1.263 kg

R-210 3 4 5 6 Urea Asam Oleat H2O CO2 Oleamida Urea

(2)

= kg kmol kg 281 263 . 1 = 4,4946 kmol

Neraca bahan masing-masing komponen Reaksi :

2CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH+CO(NH2)2 2CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CO(NH2)2+H2O+CO2 4,4946 kmol + 4,4946 / 2kmol 4,4946 kmol

Untuk menghasilkan 4,4946 kmol oleamida, dibutuhkan:  CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH:

F4As.Oleat Masuk = 4,4946 kmol x BM asam oleat

= 4,4946 kmol x 282 kg/kmol

= 1.267,4772kg/ jam  CO(NH2)2: F3Urea Masuk = 4,4946 kmol/2 x (2 x BM Urea)

= 4,4946 kmol x 60 kmol/kg

= 269,676 kg/ jam

 CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CO(NH2)2:

F6Oleamida Terbentuk = 4,4946 kmol x BM Oleamida

= 4,4946 kmol x 281 kg/kmol

= 1263 kg/ jam

 CO(NH2)2: F6Urea Sisa = 4,4946/2 kmol x BM urea

= 4,4946/2 kmol x 60 kg/kmol

= 134,838 kg/ jam

 H2O: F5 H2O = 4,4946/2 kmol x BM H2O

= 4,4946/2 kmol x 18 kg/kmol

= 40,4514 kg/ jam

(3)

= 4,4946/2 kmol x 44 kg/kmol

= 98,8812 kg/ jam

Neraca Massa Total

F4 + F3 = F5 + F6

1.267,4772kg/ jam + 269,676 kg/ jam = 139,3326 kg/ jam + 1.397,8206 kg/ jam 1.537,1632 kg/ jam = 1.537,1632 kg/ jam

2) Tangki Pemurni Oleamida (T-310)

Pada tangki dilakukan penambahan kloroform untuk melarutkan oleamida kasar. Kloroform yang digunakan sebanyak dua kali bahan oleamida kasar.

Neraca Massa Komponen:

 CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CO(NH2)2 :

F6Oleamida = F8Oleamida = 1.263 kg  CO(NH2)2 : F6Urea = F8Urea sisa = 134,838 kg  Kloroform : F7Kloroform = F8Kloroform = 2 x 1.263

= 2.526 kg Neraca Massa Total:

F8 = F6 + F7 F8 = 134,838 + 3.789 F8 = 3.923,838 kg/ jam T-310 6 7 8 Kloroform Oleamida Kloroform Oleamida kasar Urea

(4)

3) Filter Press (H-320)

Disini urea yang tidak larut dipisahkan dari campuran oleamida dan kloroform sehingga dihasilkan larutan oleamida dan kloroform, diasumsikan urea terpisah secara sempurna dan kloroform yang terikut pada endapan urea sebesar 1% sedangkan oleamida yang terbawa sebesar 0,01%.

 CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CO(NH2)2:

F8Oleamida = F9Oleamida + F10Oleamida

= 1.262,62 kg + 0,38 kg = 1263 kg  CO(NH2)2 : F8Urea sisa = F10Urea sisa = 134,838 kg  Kloroform : F8Kloroform = F9Kloroform + F10Kloroform

= (99% × 2.526) + (1% × 2.526) = 2.500,74 + 25,26 = 2.526 kg Neraca Massa Total:

F8 = F10 + F9 F8 = 160,478 + 3763,74 F8 = 3923,838 kg/ jam 4) Evaporator (V - 340)

Pada evaporator, bahan dipanaskan dan diasumsi 95% kloroform menguap. 13 12 Oleamida Oleamida Kloroform H-320 8 10 9 Larutan Oleamida Kloroform Endapan Urea Sisa

Larutan Oleamida Kloroform

Urea sisa Kloroform

(5)

F11Oleamida = F12Oleamida = 1.262,62 kg/ jam  Kloroform : F11Kloroform = F13Kloroform Menguap + F12Kloroform Sisa

= (95% × 2.500,74) + (5% × 2.500,74) = 2.375,703 + 125,037

= 2.500,74kg/jam Neraca Massa Total:

F11 = F12 + F13

= 1.387,663 + 2.375,703 = 3.763,366 kg/ jam

5. Rotary Dryer (RD-350)

Pada rotary dryer, oleamida kasar di keringkan sehingga diperoleh produk oleamida murni.

F12Oleamida = F15Oleamida = 1.262,626 kg/ jam  Kloroform : F12Kloroform = F14Kloroform = 125,037 kg/ jam

Neraca Massa Total: F12 = F14 + F15 = 125,037 + 1.262,626 RD-350 12 14 15 Oleamida kloroform _Oleamida Kloroform

(6)

= 1.387,6596 kg/ jam

6) Kondensor (CD-360)

Pada kondensor, uap kloroform dikondensasikan sehingga membentuk kondensat kloroform yang dapat di gunakan kembali untuk kebutuhan proses.

Neraca Massa Komponen

 Kloroform : F13Kloroform menguap = 2.375,703 kg/ jam  F14

Kloroform = 125,037 kg/jam Neraca Massa Total:

F20 = F13 + F14 = 2.375,703 + 125,037 = 2500,74 kg/jam CD-360 13 20 Kloroform Kloroform 14 Kloroform

(7)

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Basis Perhitungan : 1 jam operasi Suhu Referensi : 25 0C atau 298 K

L.B.1 Kapasitas Panas (Cp)

A. Kapasitas Panas (Cp) Padatan

Dari Perry, 1997 tabel 2-293 halaman 2-354 diketahui kontribusi elemen atom untuk estimasi Cp (kapasitas panas) bahan berupa padatan adalah

Elemen atom E (J/mol.K)

C 10,89

H 7,56

O 13,42

N 18,74

Besarnya harga kapasitas panas (Cp) padatan adalah (Perry, 1997)

Cps = Ei n i i

N 



 1

Dimana Cps = kapasitas panas padatan pada suhu 298 K (J/mol.K) n = jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa Ni = jumlah elemen atom I pada senyawa

Ei = kapasitas panas padatan pada table 2-393

B. Kapasitas Panas (Cp) Cairan

Untuk estimasi kapasitas panas bahan berupa cairan dapat dilihat berdasarkan kontribusi gugus atom (Perry, 1997)

Ikatan Cpi (J/mol.K)

-CH3- 36,82

-CH2- 30,38

-COOH 79,91

(8)

-Cl 35,98

-CH 20,92

-CO 52,97

Besarnya dapat dihitung dengan

Cps = Cpi n i i

N 



 1

Dimana Cp = kapasitas panas cairan pada suhu 298 K (J/mol.K) n = jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa Ni = jumlah elemen atom I pada senyawa

Cps = kapasitas panas cairan pada table 2-393

C. Kapasitas Panas (Cp)Masing-masing Bahan

Cp asam oleat = CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH = 36,82 + 14(30,38) + 2(20,92) + 79,91 = 583,89 J/mol.K Cp Urea = CO(NH2)2 = 1(C) + 1(O) + 2(N) + 4(H) = 10,89 + 13,42 + 2.(18,74) + 4.(7,56) = 92,03 J/mol.K Cp Oleamida = CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CO(NH2)2 = 18 (C) + 35(H) + 1(O) + 1(N) = 18 (10,89) + 35 (7,56) + (13,42) +(18,74) = 492,78 J/mol.K Cp Kloroform = CHCl3 = 20,92 + 3(35,98) = 128,86 J/mol.K Cp H2O = 75,24 J/mol.K Cp CO2 = 37,11 J/mol.K

L.B.2 Panas Pembentukan Standar ( H0 f298)

Dari Perry, 1997 tabel 2-388 halaman 2-349 diperoleh estimasi ∆H0 f298 untuk ikatan (J/mol) adalah

(9)

Ikatan ∆H (J/mol) -CH3- -76,46 -CH2- -20,64 -COOH -426,72 -NH2 -22,02 -Cl -71,55 -CH 8,67 -CO -133,22

Besarnya harga pembentukan standar adalah (Perry, 1997)

∆H0 f298 = 68,29 +

_

  n i Hi Ni 1 .

Dimana ∆H0 f298 = panas pembentukan standar pada suhu 298 K (J/mol) n = jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa Ni = jumlah elemen atom I pada senyawa

Cps = harga panas pembentukan pada table 2-388

Sehingga diperoleh panas pembentukan untuk masing-masing senyawa yaitu : ∆H0 f298 asam oleat = CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH

= 68,29 + ∆Hf (-CH3) + 14. ∆Hf (CH2) + 2.∆Hf (-CH) + ∆Hf (COOH) = 68,29 + (-76,46) + 14 (-20,64) + 2 (8,67) + (-426,72) = - 706,51 J/mol ∆H0 f298 Urea = CO(NH2)2 = 68,29 + Hf (-CO) + 2. Hf (NH2) = 68,29 + (133,22) + 2 (-22,02) = -108,97 J/mol. ∆H0 f298 Oleamida = CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CO(NH2)2 = 68,29 + Hf(-CH3) + 14. Hf(CH2)+2. HfC  Hf (-CO) + Hf (NH2) = 68,29 + 76,46) + 14 20,64) + 2(8,67) + 133,22) + (-22,02) = -435,03 J/mol. ∆H0 f298 Kloroform = 68,29 + Hf (-CH) + 3. Hf (Cl)

(10)

Tangki Pemanas Urea Urea (s) P = 1,013 bar T = 30 0C Urea (s) P = 1,013 bar T = 135 0C Steam P = 10 bar T = 179,9 0_C kondensat P = 0,20 bar T = 60 0_C 1 3 = 68,29 + (8,67) + 3 (-71,55) = -137,69 J/mol. ∆H0 f298 H2O = -285,83 J/mol. ∆H0 f298 CO2 = -393,51 J/mol.

L.B.3 Perhitungan Neraca Panas Pada Masing-Masing Peralatan 1. Tangki Pemanas Urea (T-130)

H Bahan Masuk ke Tangki Pemanas Urea

Komponen m (kg) BM (kmol/kg) n (kmol) Cp(kJ/kmol.K) t (K) n.Cp.dT (kJ)

Urea 269,676 60 4,4946 92,03 5 2.068,19019

H Bahan Keluar dari Tangki Pemanas Urea

Komponen m (kg) BM (kmol/kg) n (kmol) Cp(kJ/kmol.K) t (K) n.Cp.dT (kJ)

Urea 269,676 60 4,4946 92,03 110 45.500,18418

dQ = Qout-Qin

= (45.500,18418 -2.068,19019) kJ = 43.431,99399 kJ

Jadi untuk memanaskan urea, dibutuhkan panas sebesar 43.431,99399 kJ, untuk memenuhi panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 179,90C; 10 bar dengan besar entalpi 2776,2 kJ/kg. steam keluar sebagai kondensat pada suhu 600C; 0,2 bar dengan besar entalpi 2609 kJ/kg (reklaitis, 1983)

Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah

m = Hkondensat Hsteam dH  = 2609kJ/kg -kJ/kg 2776,2 kJ 99 43.431,993 = 259,7607 kg/jam

(11)

2. Tangki Asam Oleat (T-140)

∆H Bahan Masuk ke Tangki Asam Oleat

Komponen m (kg) BM (kg/kmol) n (kmol) Cp (kJ/kmol.K) ∆t (K) n.Cp.dT (kJ) Asam Oleat 1.267,4772 282 4,4946 583,89 5 _13.121,75997

∆H Bahan keluar dari Tangki Asam Oleat

Komponen m (kg) BM (kg/kmol) n (kmol) Cp (kJ/kmol.K) ∆t (K) n.Cp.dT (kJ) Asam Oleat 1.267,4772 282 4,4946 583,89 110 _{288.678,71934}

dQ = Qout – Qin

= (288.678,71934–13.121,75997) kJ = 275.556,95937kJ

Jadi untuk memanaskan asam oleat, dibutuhkan panas sebesar 275.556,95937 kJ, untuk memenuhi panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 179 0C; 10 bar dengan besar enthalpi 2776,2 kJ/kg. Steam keluar sebagai kondensat pada suhu 60 0C; 0,2 bar dengan enthalpy 2609 kJ/kg (reklaitis, 1983).

m = Hkondensat Hsteam dH  = kJ/kg 2609 -kJ/kg 2776,2 kJ 937 275.556,95 = 1.648,0679kg/jam Kondensat P = 0,2 bar P = 1,013 bar T = 30 0C P = 1,013 bar T = 1350_C 2 4 Steam P = 10 bar T = 179,9 0_C

(12)

Reaktan 250C Reaktan 1350C Produk 250C Produk 1600C ∆HP ∆HT ∆HR ∆H0 f 298 Reaktor Urea (s) P = 1,013 bar T = 135 0C Oleamida Asam Oleat Urea P = 1,013 bar Steam P = 10 bar T = 179,9 0C kondensat P = 0,2 bar T = 60 0C Asam Oleat P = 1,013 bar T = 135 0C CO2 H2O P = 1,013 bar 3 4 6 3. Reaktor (R-210) ∆HT =∆HR + ∆H0f 298 + ∆HP Koefisien reaksi dari masing-masing senyawa adalah:

Asam oleat = 2

Urea = 1

 Oleamida = 2

H2O = 1

CO2 = 1

sehingga diperoleh ∆produk dan∆reaktan sebagai berikut : ∆H0f 298 reaktan pada reaktor

Komponen Koef. Reaksi () ∆H0

f 298( kJ/kmol)  .∆H 0

f 298 (kJ/kmol)

(13)

Urea 1 -108,97 -108,97

Total -1521,99

∆H0f 298 produk pada reaktor

Komponen Koef. Reaksi (  ) ∆H0f 298( kJ/kmol) . ∆H 0 f 298 (kJ/kmol) Oleamida 2 -435,03 -870,06 H2O 1 -393,509 -393,509 CO2 1 -285,83 -285,83 Total -1549,399 ∆H0f 298 =-1549,399 – (-1521,99) kj/kmol = -27,409 Kj/kmol = -27,409 Kj/kmol x kmol kg jam kg / 281 / 1263 = -123,1941 kJ/jam ∆Hreaktan pada reaktor

Komponen m (kg) BM (kmol/kg) N (kmol) Cp(kJ/kmol.K) ∆t (K) n.Cp.dT (kJ) Asam Oleat 1.267,4772 282 4,4946 583,89 -110 _{-288.678,71934}

Urea 269,676 60 4,4946 92,03 -110 _{-45.500,18418}

Total _{-334.178,9035}

∆Hproduk pada reaktor

Komponen m (kg) BM (kmol/kg) n (kmol) Cp(kJ/kmol.K) ∆t (K) n.Cp.dT (kJ)

Oleamida 1263 281 4,4946 492,78 135 299.004,61338

Urea 134,838 60 2,2473 92,03 135 27.920,567565

H2O 28,9769 18 2,2473 75,24 135 22.826,72502

CO2 70,8312 44 2,2473 37,11 135 11.258,635905

Total 361.010,54187

Maka ∆HT =∆HReaktan + ∆H0f 298 + ∆HProduk

= [(-334.178,9035) + (-123,1941 kJ/jam) +361.010,54187] kJ = 26.708,4442 kJ

(14)

Panas yang dibutuhkan steam adalah 26.708,4442 kJ, maka untuk memenuhi kebutuhan panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 179,90C; 10 bar dengan besar entalpi 2776,2 kJ/kg. steam keluar sebagai kondensat pada suhu 60,10C; 0,2 bar dengan besar entalpi 2609 kJ/kg (reklaitis, 1983)

Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah :

m = Hkondensat Hsteam dH  = kJ/kg 2609 -kJ/kg 2776,2 kJ 26708,4442 = 159,93 kg/jam 4. Evaporator (V-340)

H bahan masuk ke Evaporator

Komponen m (kg) BM (kg/kmol) n (kmol) Cp (kJ/kmol.K) t (K) n.Cp.dT (kJ)

Oleamida 1263 281 4,4946 492,78 5 11.074,2449

Kloroform 2.500,74 119,389 20,9461 128,86 5 13.495,5722

Total 24.569,8171

H bahan keluar dari Evaporator

Komponen m (kg) BM (kg/kmol) n (kmol) Cp (kJ/kmol.K) t (K) n.Cp.dT (kJ)

Oleamida 1263 281 4.4946 492,78 45 99.668,2044 Kloroform 2.375,703 119,389 19,8988 128,86 45 115.387,4225 Kloroform 125,037 119,389 1,0473 128,86 45 6.072,9785 Total 221.128,6054 dQ = Qout – Qin P = 1,013 bar T = 70 0C P = 1,013 atm T = 70 0C P = 1,013 T = 30 0C P = 1,013 bar T = 100 0C steam P = 1 atm T = 30 0C kondensat

(15)

Steam P = 1,01325 bar T = 100 0C kondensat P = 1,013 bar T = 30 0C R.Dryer Oleamida kloroform P = 1,013 bar Oleamida P = 1,013 bar T = 90 0C kloroform P = 1,013 bar 16 20 19 = (221.128,6054 - 24.569,8171) kJ = 196.558,7883 kJ

Jadi untuk menguapkan kloroform sebesar 95%, dibutuhkan panas sebesar 196.558,7883 kJ, untuk memenuhi panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 1000C; 1,013 bar dengan besar entalpi 2676 kJ/kg. steam keluar sebagai kondensat pada suhu 300C; 0,045 bar dengan besar entalpi 2558,1 kJ/kg (reklaitis, 1983)

m = Hkondensat Hsteam dH  = kJ/kg 2558,1 -kJ/kg 2676 kJ 83 196.558,78 = 1.665,752443 kg/jam 5. Rotary Dryer (RD-350)

∆H Bahan Masuk Dryer

Oleamida 1263 281 4,4946 492,78 5 11.074,2449

Kloroform 125,037 119,389 1,0473 128,86 5 674,77539

Total 11.749,02029

(16)

Kondensor kloroform P = 1,013 bar T = 80 0C air pendingin P = 1,013 bar 17 ₁₈ kloroform P = 1,013 bar T = 50 0C air pendingin P = 1,013 bar

Oleamida 1263 281 4,4946 492,78 65 143.965,184 Kloroform 125,037 119,389 1,0473 128,86 65 8.772,08007 Total 152.737,2641 dQ = Qout-Qin = (152.737,2641 – 11.749,02029) kJ = 140.988,2438 kJ

Jadi untuk menguapkan kloroform, dibutuhkan panas sebesar 140.988,2438 kJ, untuk memenuhi panas ini, digunakan saturated steam yang masuk pada suhu 1000C; 1,03 bar dengan besar entalpi 2676 kJ/kg. Steam keluar sebagai kondensat pada suhu 300C; 0,4 bar dengan besar entalpi 2558,1 kJ/kg (reklaitis, 1983)

Sehingga jumlah steam yang dibutuhkan adalah:

m = Hkondensat Hsteam dH  = g 2558,1kJ/k -kJ/kg 2676 kJ 38 140.988,24 = 1.194,815625 kg/jam 6) Kondensor (CD-380)

(17)

∆H Bahan Masuk Pada kondensor

Komponen m (kg) BM (kmol/kg) n (kmol) Cp(kJ/kmol.K) ∆t (K) n.Cp.dT (kJ) Kloroform 2.500,74 119,389 20,9461 128,86 55 148.451,2945

∆H Bahan Keluar Pada kondensor

Komponen m (kg) BM (kmol/kg) n (kmol) Cp(kJ/kmol.K) ∆t (K) n.Cp.dT (kJ) Kloroform 2.500,74 119,389 20,9461 128,86 25 67.477,8611

dQ = Qout-Qin

= (67.477,8611- 148.451,2945)kJ = - 80.973,4334 kJ

Jadi panas yang diserap air pendingin adalah sebesar 80.973,4334 kJ, maka digunakan air pendingin dengan temperatur masuk 200C (293 K); 1 atm dan keluar pada suhu 450C (313 K); 1 atm. Cp air = 75,24 J/mol.K (Perry,1997)

Dimana Q = n. Cp.dT 80.973,4334 kJ = n x 75,24 kJ/kmol.K x (313 K – 293 K) n = K x K kmol kJ kJ ) 293 313 ( . / 24 , 75 4 80.973,433  n = kmol kJ kJ / 8 , 1504 4 80.973,433 n = 53,81 kmol

maka jumlah air yang dibutukan, m, adalah

m = n x BMair

= 53,81 kmol x 18 kg/kmol = 968,58 kg

(18)

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

LC-01 Gudang Bahan Baku Urea (G-110)

Fungsi : Sebagai tempat persediaan bahan baku urea Bahan konstruksi : Beton beratap genteng

Bentuk : Persegi panjang Kondisi Penyimpanan :

- Temperatur = 25 O C - Tekanan = 1 atm

Kebutuhan Urea : 269,676 kg/ jam

Kebutuhan urea untuk 60 hari = 269,676 kg/jam x 24 jam/hari x 60 hari

= 45.305,568 kg

Densitas urea (    kg/m3 (Perry, 1984)

Volume Urea untuk 7 hari =  m = 3 561 , 333 . 1 45.305,568 m kg kg = 33,973375 m3 Faktor kelonggaran (fk) = 20 % Volume gudang = (1 + 0,2) 33,973375 = 40,768 m3

Gudang direncanakan berukuran p: l : t = 2 : 2 : 1 Volume gudang (V) = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t3 Tinggi gudang (t) = V 2,168m 4 40,768 4 3 3 _ _ Sehingga panjang (p) = 2 x 2,168 = 4,336 m ≈ 5 m Lebar (l) = 2 x 2,168 = 4,336 m ≈ 5 m

LC-02 Tangki Bahan Baku Asam Oleat (T-120)

Fungsi : Sebagai tempat persediaan bahan baku asam oleat Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal. Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-285 grade C.

Jumlah : 1 unit Kondisi penyimpanan :

(19)

- Temperatur : 25 O C - Tekanan : 1 atm

Kebutuhan asam oleat : 1.267,4772 kg/jam

Kebutuhan asam oleat untuk 14 hari = 1.267,4772 kg/jam x 24jam/hari x 14hari

= 425.872,34 kg

Densitas asam oleat ( ) = 920 kg/m3= 57,4337 lb/ft3 (Perry, 1984)

Kebutuhan asam oleat untuk 7 hari (V) =  m = 920 425.872,34 = 460,4 m3

1. Menentukan ukuran tangki a. Volume asam oleat, VL = 460,4 m3 Volume tangki, VT = (1 + 0,2) x 460,4 m

3

= 552,48 m3 b. Diameter silinder dan tinggi silinder

 Volume silinder (VS) V = π D_t2H_s 4 1 ; asumsi, Hs : Dt = 3 : 1 Maka Vs = _t2 2,355D_t3 1 3 D 4      t D 

 Volume tutup tangki (Vh)

Vh = D_t3 24

π

= 0,131 Dt3 (Brownell & Young , 1959)

 Volume tangki (Vt) Vt = Vs + Vh 552,48 m3 = 2,355 Dt3 + 0,131 Dt3 552,48 m3 = 2,486 D3 D = 3 486 , 2 48 , 552 = 6,06 m = 19,87 ft = 240,69 in r = 2 D = 2 6,06 = 3,03 m = 9,935 ft = 120,345 in  Tinggi silinder (Hs) Hs = 1 3 x Dt = 1 3 x 6,06 = 18,18 m  Tinggi tutup, Hh = x Dt 2 1 2 = 6,06 m

(20)

 Tinggi total tangki

HT = 18,18 m + 6,06 m = 24,24 m Tinggi cairan dalam tangki

Tinggi cairan, Hc = _T T L _x_H V V = 552,48 460,4 x 24,24 = 20,2 m

2. Tebal shell dan tutup Tangki a. tebal shell



CxN



P SE PR t    6 , 0 (McCEtta&Cunningham, 1993)

 Allowable Working Stress (S) = 12.650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efesiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownell & Young, 1997)  Faktor korosi (C) = 0,125 in/tahun (Silla, 2003)

 Umur alat (N) = 15 tahun

 Tekanan Operasi = 1 atm = 14,696 psia Tekanan hidrostatis (Ph)





 x H Ph c 144 1  





3 / 55,873 144 1 16,465 ft lb x Ph  = 6,0005 lb/ft2 =159,201 dyn/m2 =0,025 psia Tekanan Operasi (P) P = Po + Ph = (14,696 + 0,025) psia = 14,721 psia Tekanan desain (Pd) Pd = (1+fk) x P = (1 + 0,2) x 14,721 = 17,6652 psia Maka tebal shell :

t =



12.650 0,8

 

0,6 14,721





0,125 15



69 , 240 721 , 14 x in psia x x psia in x psia   =



1,875



1674 , 111 . 10 1975 , 543 . 3  = 2,225 in

Digunakan tebal shell standar = 2,25 in b. Tebal tutup

(21)

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu 2,25 in.

LC-03 Tangki Pemanas Urea (T-130)

Fungsi : Tempat meleburkan urea padat menjadi urea cair, untuk keperluan proses

Jenis : Tangki penyimpan dengan tutup dan alas ellipsoidal. Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal. Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-285 grade C.

Jumlah : 1 unit Temperatur (T) : 135oC Tekanan (P) : 1 atm

Laju massa masuk : 269,676 kg/jam Faktor kelonggaran : 20%

Densitas Urea, : 1333,5562 kg/m3 = 83,2510 lb/ft3 Viskositas Urea, : 2,6453 x 10-2 lb/ft.detik

1. Menentukan ukuran tangki

a. Volume larutan, VL = ₃ / 5562 , 1333 269,676 m kg kg x 5 jam= 1,011 m3 Volume tangki, VT = (1 + 0,2) x 1,011 m 3 = 1,213 m3 b. Diameter silinder dan tinggi silinder

- Volume silinder (VS) V = π D_t2H_s 4 1 ; asumsi, Hs : Dt = 3 : 1 Maka Vs = _t2 2,355D_t3 1 3 D 4      t D 

- Volume tutup tangki (Vh)

Vh = D_t3 24

π

- Volume tangki (Vt)

VT = Vs + Vh

1,213 m3 = 2,355 Dt3 + 0,131 Dt3 1,213 m3 = 2,486 D3

(22)

D = 3 486 , 2 213 , 1 = 0,787 m = 2,58 ft = 31,267 in r = 2 D = 2 787 , 0 = 0,3935 m = 1,29 ft = 15,633 in  Tinggi silinder (Hs) Hs = 1 3 x Dt = 1 3 x 0,787 = 2,361 m = 7,74 ft = 93,802 in  Tinggi tutup, Hh = x D 2 1 2 = 0,787 2 1 2x =0,787 m = 2,58ft = 31,267 in  Tinggi total tangki

HT = 2,361 m + 0,787 m = 3,148 m = 10,325 ft = 125,07 in  Tinggi cairan dalam tangki

Tinggi cairan, Hc = _T T L _x_H V V = 1,213 1,011 x 3,148 = 2,624 m = 8,606 ft = 104,242 in

2. Tebal shell dan tutup tangki a. Tebal shell



CxN



P SE PR t    6 , 0 (tabel 9 McCEtta&Cunningham, 1993)  Allowable Working Stress (S) = 12.650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efesiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownell & Young, 1997)  Faktor korosi (C) = 0,125 in/tahun (Silla, 2003)





 x H Ph c 144 1  





3 / 2510 , 83 144 1 8,606 ft lb x Ph  = 4,39 lb/ft2 = 0,026 psia Tekanan Operasi (P) P = Po + Ph = (14,696 + 0,026) psia = 14,722 psia

(23)

Tekanan desain (Pd)

Pd = (1+fk) x P

= (1 + 0,2) x 14,722 = 17,6664 psia Maka tebal shell :

t =



12650 0,8

 

0,6 17,6664





0,125 15



15,633 6664 , 17 x in psia x x psia in x psia   =



1,875



40016 , 109 . 10 178 , 276  = 1,902 in

Digunakan tebal shell standar = 2 in b. Tebal tutup

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu 2 in.

3. Penentuan jacket pemanas

Diameter dalam jacket, Dij = D + 2T

= 31,267 in + 2 (2) = 35,267 in Tebal jacket (z) = 0,5 in

Diameter luar jacket, D0j = Dij + 2.z

= 35,276 in + 2(0,5) = 36,276 in

4. Penentuan pengaduk

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

Untuk turbin standar (Mc.Cabe, 1993), diperoleh

Da = 1/3 Dt ; Da = 1/3 x 2,58 ft = 0,86 ft E/Da = 1 ; E = 0,86 ft L/Da = ¼ ; L = ¼ x 0,86 ft = 0,215 ft W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 0,86 ft = 0,172 ft J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 2,58 ft = 0,215 ft Dimana : Dt = Diameter tangki Da = Diameter impeller

(24)

L = Panjang blade pada turbin W = Lebar blade pada turbin J = Lebar buffle

Kecepatan pengadukan, N = 1 putaran/detik

Bilangan Reynold, NRe =

 

 N D_a 2 (Mc Cabe, 1993) =

 

₂



2 10 . 6453 , 2 0,86 1 2510 , 83  = 2.327,6165

Dari gambar 3.4-5 (Geankoplis, 2003) diperoleh Np = 5

= 6,0913 ft.lbf/ det = 0,011 Hp

Karena efisiensi, n = 80%, maka daya motor adalah = 0,01375 Hp. Digunakan daya motor standar = 1/8 Hp.

LC-04. Tangki Pemanas Asam Oleat (T-140)

Fungsi : Tempat meleburkan asam oleat sebelum dimasukkan ke reaktor

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal. Bahan Konstruksi : Carbon Steel, SA-285 grade C.

Jumlah : 1 unit Temperatur (T) : 135oC Tekanan (P) : 1 atm

Laju massa masuk : 1.267,4772 kg/jam Faktor kelonggaran : 20%

Densitas Asam oleat, : 920 kg/m3 = 57,4337 lb/ft3

a. Volume larutan, VL = ₃ / 920 4772 , 267 . 1 m kg kg x 5 jam = 7,0808 m3 Volume tangki, VT = (1 + 0,2) x 7,0808 m3 = 8,497 m3





2 3 5 5 3 3 5 3 det . / . 147 , 32 / 2510 , 83 86 , 0 det 1 5 1993 , lbf ft lbm ft lbm x ft x x Cabe Mc g x D x N x N P c a P   

(25)

b. Diameter silinder dan tinggi silinder

Gambar LC-1 Ukuran Tangki

 Volume silinder (VS) V = π D_t2H_s 4 1 ; asumsi, Hs : Dt = 3 : 1 Maka Vs = _t2 2,355D_t3 1 3 D 4      t D 

 Volume tutup tangki (Vh)

Vh = D_t3 24

π

 Volume tangki (Vt) Vt = Vs + Vh 8,497 m3 = 2,355 Dt3 + 0,131 Dt3 8,497 m3 = 2,486 D3 D = 3 486 , 2 497 , 8 = 1,506 m = 4,94 ft = 59,84 in r = 2 D = 2 1,506 = 0,753 m = 2,47 ft = 29,92 in  Tinggi silinder (Hs) Hs = 1 3 x Dt = 1 3 x 1,506 = 4,518 m = 14,819 ft = 179,5 in  Tinggi tutup, Hh = x Dt 2 1 2 = 1,506 2 1 2x = 1,506 m = 4,94 ft = 59,846in  Tinggi total tangki

(26)

 Tinggi cairan dalam tangki Tinggi cairan, Hc = _T T L _x_H V V = 8,497 7,0808 x 6,024 = 5,0199 m = 16,465 ft = 199,443 in 2. Tebal shell dan tutup tangki

a. tebal shell



CxN



 Allowable Working Stress (S) = 12.650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efesiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownell & Young, 1997)  Faktor korosi (C) = 0,125 in/tahun (Silla, 2003)





 x H Ph c 144 1  





_55,873 _/ 3 144 1 16,465 ft lb x Ph  = 6,0005 lb/ft2 =159,201 dyn/m2 =0,025 psia Tekanan Operasi (P) P = Po + Ph = (14,696 + 0,025) psia = 14,721 psia Tekanan desain (Pd) Pd = (1+fk) x P = (1 + 0,2) x 14,721 = 17,6652 psia Maka tebal shell :

t =



12.650 0,8

 

0,6 14,721





0,125 15





1,875



1674 , 111 . 10 45232 , 440  = 1,918 in

Digunakan tebal shell standar = 2 in c. Tebal tutup

(27)

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama yaitu 2 in.

= 59,84 in + 2(0,5) = 60,84 in

Untuk turbin standar (Mc.Cabe, 1993), diperoleh

Da = 1/3Dt; Da = 1/3 x 4,94 ft = 1,646 ft E/Da = 1 ; E = 1,646 ft L/Da = ¼ ; L = ¼ x 1,646 ft = 0,4115 ft W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 1,646 ft = 0,3292 ft J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 4,94 ft = 0,4116 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 buffle

 

 N D_a 2 =

 

₃



2 10 . 3 , 3 646 , 1 1 55,873  = 45.872,039

Dari gambar 3.4-5 (Geankoplis, 2003) diperoleh Np = 5,6





5 3 1993 , Cabe Mc g x D x N x N P c a P  

(28)

= 117,6 ft.lbf/ det = 0,214 Hp

Karena efisiensi, n = 80%, maka daya motor adalah = 0,267 Hp. Digunakan daya motor standar = 1/2 Hp.

LC-05. Tangki Reaktor (R-210)

Fungsi : Untuk mereaksikan asam oleat dengan urea Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan : Carbon Steel, SA-285 grade C Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : 1600C; 1 atm Waktu tinggal = 5 jam Faktor kelonggaran = 20%

Laju alir urea = 269,676 kg/jam x 5 jam = 1.348,38 kg/jam Densitas urea ( ) = 1333,5562 kg/m3 = 83,2510 lb/ft3 Volume urea = ₃ / 5562 , 1333 / 38 , 348 . 1 m kg jam kg = 1,011 m3

Laju alir asam oleat = 1.267,4772 kg/jam x 5 jam = 6.337,386 kg/jam Densitas asam oleat ( ) = 895 kg/m3 = 55,873 lb/ft3

Volume asam oleat = ₃ / 895 / 386 , 337 . 6 m kg jam kg = 7,0808 m3

Volume total (Vt) = Vol. Urea + Vol. Asam oleat = 1,011 m3 + 8,497 m3 = 9,508 m3

Massa total (Mt) = massa urea + massa asam oleat = 1.348,38 kg/jam + 6.337,386 kg/jam = 7.685,766 kg/jam Densitas campuran ( c) = Vt Mt = 3 0918 , 8 766 , 685 . 7 m kg = 949,8215 kg/m3 = 59,295 lb/ft3

1. Menentukan ukuran reaktor

a. Volume campuran (Vc) =   24 60 8215 , 949 10 24 60 x x x x t _c 8,0918 m3

(29)

Faktor kelonggaran = 20%

Volume reaktor (Vt) = 8,0918 x 1,2 = 9,7102 m3

b. Diameter silinder dan tinggi silinder

Direncanakan : Tinggi silinder : diameter silinder (Hs : D)= 3: 1 : Tinggi head : Diameter (Hh : D) = 1:2

Volume silinder (VS) V = π D_t2H_s 4 1 ; asumsi, Hs : Dt = 3 : 1 Maka Vs = _t2 2,355D_t3 1 3 D 4      t D 

Volume tutup tangki (Vh)

Vh = D_t3 24

π

Dimana : Vs = Volume silinder (ft3) Hs = Tinggi silinder (ft) D = Diameter reaktor (ft) Sehingga : Vt = Vs + Vh 9,7102 m3 = 2,355 Dt3 + 0,131 Dt3 9,7102 m3 = 2,486 D3 D = 3 486 , 2 9,7102 = 1,575 m = 5,167 ft = 62,008 in r = 2 D = 2 575 , 1 = 0,7875 m = 2,5835 ft = 31,004 in

untuk desain direncanakan :

 Diameter silinder, D = 1,575 m = 5,167 ft = 62,008 in  Tinggi silinder, Hs = 1,575 1 3 1 3  D = 4,725 m = 15,502 ft = 186,024 in  Tinggi tutup, Hh = 1,575 2 1 2 2 1 2x D x = 1,575 m = 5,167 ft

(30)

= 62,008 in  Tinggi total reaktor

HR = 4,725 m + 1,575 m = 6,3 m = 20.67 ft = 248,03 in c. Tinggi cairan dalam Reaktor

Tinggi cairan, Hc = 6,3 7102 , 9 0918 , 8 x xH V V R R L _ = 5,25 m = 17,2244 ft = 206,7 in

2. Tebal shell dan tutup reaktor a. Tebal shell



CxN



P SE PR t    6 , 0 (McCEtta&Cunningham, 1993)  Allowable Working Stress (S) = 12650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efesiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownell & Young, 1997)  Faktor korosi (C) = 0,125 in/tahun (Silla, 2003)





 x H Ph c 144 1  





3 / 59,295 144 1 17,2244 ft lb x Ph   = 6,6807 lb/ft2 =319,87 N/m2 =0,04634 psia Tekanan Operasi (P) P = Po + Ph = (14,696 + 0,04634) psia = 14,742 psia Tekanan desain (Pd) Pd = (1+fk) x P = (1 + 0,2) x 14,742 = 17,69 psia Maka tebal shell :

t =



12650 0,8

 

0,6 14,742





0,125 15





1,875



155 , 10111 06 , 457 

(31)

= 1,92 in

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 2 in.

= 64,008 in + 2(0,5) = 65,008 in 4. Penentuan pengaduk

Untuk turbin standar (Mc.Cabe, 1993), diperoleh Da = 1/3Dt; Da = 1/3 x 5,167 ft = 1,722 ft E/Da = 1 ; E = 1,722 ft L/Da = ¼ ; L = ¼ x 1,722 ft = 0,4306 ft W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 1,722 ft = 0,3445 ft J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 5,167 ft = 0,4306 ft Dimana : Dt = Diameter tangki Da = Diameter impeller

 

 N D_a 2 =

 

₃



2 10 . 3 , 3 722 , 1 1 59,295  = 46.7258

(32)

= 114,653 ft.lbf/ det = 0,208 Hp

Karena efisiensi, n = 80%, maka daya motor adalah = 0,2606 Hp. Digunakan daya motor standar = ½ Hp.

LC-06. Tangki Pemurni Oleamida (T-310)

Fungsi : Untuk memurnikan oleamida kasar Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan : Carbon Steel, SA-285 grade C

Jumlah : 1 unit

Faktor kelonggaran = 20%

Laju alir urea = 134,838 kg/jam

Densitas urea, = 1333,5562 kg/m3 = 83,2510 lb/ft3 Volume urea = 3 / 5562 , 1333 / 838 , 134 m kg jam kg = 0,101 m3

Laju alir oleamida = 1263 kg/jam

Densitas oleamida, = 949,8215 kg/m3 = 59,295 lb/ft3 Volume oleamida = ₃ / 8215 , 949 / 1263 m kg jam kg = 1,33 m3

Laju alir kloroform = 2.526 kg/jam

Densitas kloroform = 1490 kg/m3 = 93,017 lb/ft3 Volume kloroform = 3 / 1490 / 526 . 2 m kg jam kg = 1,695 m3

Volume total, Vt = Vol. Urea + Vol. Oleamida + Vol. Kloroform = 0,101 m3 + 1,33 m3 + 1,695 m3 = 3,126 m3 Massa total, Mt = m. Urea + m. Oleamida + m. Kloroform

=134,838 kg/jam + 1263 kg/jam + 2.526 kg/jam = 3.923,8206 kg/jam Densitas campuran, c = Vt Mt = ₃ 126 , 3 8206 , 3923 m kg = 1255,2209 kg/m3





2 3 5 5 3 3 5 3 det . / . 147 , 32 / 295 , 59 722 , 1 det 1 7 , 5 1994 , lbf ft lbm ft lbm x ft x x Cabe Mc g x D x N x N P c a P   

(33)

= 78,36 lb/ft3

a. Volume campuran (Vc) =   24 60 1255,2209 10 24 60 x x x x t _c 8,7168 m3 Faktor kelonggaran = 20% Volume reaktor (Vt) = 8,7168 x 1,2 = 10,46 m3 b. Diameter silinder dan tinggi silinder

Direncanakan : Tinggi silinder : diameter silinder (Hs : D)= 3: 1 : Tinggi head : Diameter (Hh : D) = 1: 2

Volume silinder, Vs V = π D_t2H_s 4 1 ; asumsi, Hs : Dt = 3 : 1 Maka Vs = _t3 2,355D_t3 1 3 D 4      D 

Volume tutup tangki

Vh = D_t3 24

π

Dimana :

Vs = Volume silinder (ft3) Hs = Tinggi silinder (ft)

D = Diameter tangki pemurni (ft) Sehingga : Vt = Vs + Vh 10,46 m3 = 2,355 Dt3 + 0,131 Dt3 10,46 m3 = 2,486 D3 D = 3 486 , 2 46 , 10 = 1,6144 m = 5,295 ft = 64,14 in r = 2 D = 2 6144 , 1 = 0,8072 m = 2,6476 ft = 32,07 in

untuk desain direncanakan :

 Diameter silinder, D = 1,6144 m = 5,295 ft = 64,14 in  Tinggi silinder, Hs = 1,6144 1 3 1 3  D = 4,8432 m = 15,886 ft

(34)

= 192,42 in  Tinggi tutup, Hh = 1,6144 2 1 2 2 1 2x D x = 1,6144 m = 5,295 ft = 64,14 in

 Tinggi total tangki

HT = 4,8432 m + 1,6144 m = 6,4576 m = 21,182 ft = 256,56 in

c. Tinggi cairan dalam reaktor

Tinggi cairan, Hc = 6,4576 46 , 10 7168 , 8 x xH V V T T L _ = 5,3814 m = 17,652 ft = 213,8 in ≈ 214 in 2. Tebal shell dan tutup tangki pemurni a. Tebal shell



CxN



P SE PR t    6 , 0 (McCEtta&Cunningham, 1993)  Allowable Working Stress (S) = 12650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efesiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownell & Young, 1997)  Faktor korosi (C) = 0,125 in/tahun (Silla, 2003)

Tekanan Operasi = 1 atm = 14,696 psia Tekanan hidrostatis (Ph)





 x H Ph c 144 1  





₇₈_,₃₆ _/ 3 144 1 652 , 17 ft lb x Ph  = 9,06 lb/ft2 = 358,59 N/m2 = 0,052 psia Tekanan Operasi (P) P = Po + Ph = (14,696 + 0,052) psia = 14,748 psia Tekanan desain (Pd) Pd = (1+fk) x P = (1 + 0,2) x 14,748 = 17,6976 psia Maka tebal shell :

t =



12650 0,8

 

0,6 14,748





0,125 15



07 , 32 748 , 14 x in psia x x psia in x psia  

(35)

=



1,875



1512 , 10111 96836 , 472  = 1,92 in

Tebal tutup dianggap sama dengan tebal shell karena terbuat dari bahan yang sama = 2 in.

Untuk turbin standar (Mc.Cabe, 1993), diperoleh Da/Dt = 13 ; Da = 1/3 x 5,295 ft = 1,765 ft E/Da = 1 ; E = 1,765 ft L/Da = ¼ ; L = ¼ x 1,765 ft = 0,44125 ft W/Da = 1/5 ; W = 1/5 x 1,765 ft = 0,353 ft J/Dt = 1/12 ; J = 1/12 x 5,295 ft = 0,44125 ft Dimana : Dt = Diameter tangki Da = Diameter impeller

 

 N Da 2 =

 

₃



2 10 . 3 , 3 765 , 1 1 78,36  = 73.972,43

Dari gambar 3.4-5 (Geankoplis, 2003) diperoleh Np = 6





2 3 5 5 3 3 5 3 det . / . 147 , 32 / 36 , 78 765 , 1 det 1 6 1994 , lbf ft lbm ft lbm x ft x x Cabe Mc g x D x N x N P c a P   

(36)

= 250,512 ft.lbf/ det = 0,455 Hp

Karena efisiensi, n = 80%, maka daya motor adalah = 0,57 Hp. Digunakan daya motor standar = ¾ Hp.

LC-07. Filter Press (H-320)

Fungsi : Untuk memisahkan urea dengan larutan oleamida Bahan : Carbon Steel, SA-333

Jumlah : 2 unit

Jenis : Plate dan frame

Laju alir massa (G) = 3.923,838 kg/jam = 8650,492 lb/jam Laju alir filtrat = 3.763,74 kg/jam

Laju alir cake = 160,478 kg/jam

Luas penyaringan efektif dihitung dengan menggunakan persamaan:









          W W A L E V E A L _s 1 . . 1 .   (Foust, 1979) Dimana:

L = tebak cake pada frame (m) A = luas penyaringan efektif (m

2 ) E = poros partikel = 0,32 ρ s = densitas cake (kg/m 3 ) = 1.356,7627 kg/m3 = 84,7 lb/ft3 ρ = densitas filtrat (kg/m3) = 1.251,243 kg/m3 = 78,11 lb/ft3 W = fraksi massa cake dalam umpan

V = volume filtrat hasil penyaringan (m

3

)

Direncanakan luas penyaringan efektif filter press untuk waktu proses = 1 jam.

Jumlah umpan yang harus ditangani adalah = 3.923,838 kg/jam

Laju alir filtrat = 3.763,74 kg/jam Densitas filtrat = 1.251,243 kg/m3

Volume filtrat hasil penyaringan = 3.763,74/ 1.251,243 = 3,008 m3 Laju cake pada filter press dengan waktu tinggal 1 jam = 160,478 kg/jam

(37)

Densitas cake = 1.356,7627 kg/m3

Volume cake pada filter = 160,478/ 1.356,7627 = 0,118 m

3

W = laju alir massa cake / laju alir massa umpan = 160,098/3.923,838 = 0,0408

Tebal cake diestimasikan pada frame = 5 cm = 0,05 m Bila direncanakan setiap plate mempunyai luas 1 m

2

, maka luas efektif penyaringan (A):









          W W A L E V E A L _s 1 . . 1 .  









          0408 , 0 1 0408 , 0 ) 05 , 0 32 , 0 008 , 3 ( 1.251,243 1.356,7627 32 , 0 1 05 , 0 x Ax x x A A = 3,53569 m2 Maka, A = 3,53569/0,05 = 70,7138 m2 Faktor keamanan = 20%

Jumlah plate yamg dibutuhkan = 1,2 x 70,7138 = 84,85656 Maka, jumlah plate yang dibutuhkan adalah 85 buah.

LC-8. Tangki Penampung Sementara (F-330)

Fungsi : Tempat menampung hasil residu dari filter press Kondisi : T = 30 0C; P = 1 atm

Jumlah : 1 unit

Bentuk : Silinder tegak dengan tutup elipsoida dan alas datar Ukuran tangki:

Laju alir oleamida = 1262,626 kg/jam

Densitas oleamida = 949,8215 kg/m3 = 59,295 lb/ft3 Volume oleamida = ₃ / 8215 , 949 / 626 , 1262 m kg jam kg = 1,33 m3

Laju alir kloroform = 2.500,74 kg/jam

Densitas kloroform = 1490 kg/m3 = 93,017 lb/ft3 Volume kloroform = ₃ / 1490 / 74 , 500 . 2 m kg jam kg = 1,678 m3

(38)

= 1,33 m3 + 1,678 m3 = 3,008 m3 Massa total, Mt = m. Oleamida + m. Kloroform

=1262,626 kg/jam + 2.500,74 kg/jam = 3.763,366 kg/jam Densitas campuran, s = 3 008 , 3 / 366 , 763 . 3 m jam kg Vt Mt  = 1251,243 kg/m3 = 78,11 lb/ft3 Faktor kelonggaran = 20%

Volume tangki = (1,2) x volume campuran = 1,2 x 3,008 m3 = 3,61 m3

Direncanakan : H = 1 3

D

Volume tangki = Volume shell 3,61 m3 = ( /4.D2.H)

= (3 .D3 /4)

D = 1,153 m = 3,7827 ft = 45,4 in

HShell = 3/1. D = 3/1(1,153) = 3,459 m ≈ 3,5 m Htutup = 2 x ½.D = 2 x ½ . 1,153 = 1,153 m Tinggi total = Tinggi shell + tinggi tutup

= 3,459 m + 1,153 m = 4,612 m Tekanan hidrostatik = .g.H

= (1252,556 x 0,98 x 4,612)/6894,76 psia = 0,8211 psia

Tekanan desain = 0,8211 + 14,696 = 15,5171 psia

Tebal dinding tangki:

Bahan tangki yang dipilih carbon steel,SA-285 grade C; diperoleh :

 Allowable Working Stress (S) = 12650 psia (Brownell & Young, 1997)  Efesiensi sambungan (E) = 0,8 (Brownell & Young, 1997)  Faktor korosi (C) = 0,125 in/tahun (Silla, 2003)

Tekanan Operasi = 1 atm = 14,696 psia Tekanan hidrostatis (Ph)

Tebal tangki,



CxN



(39)

=



12650 0,8

 

0,6 15,5171





0,125 15



7 , 22 5171 , 15 x x x x   = 1,875 68974 , 10110 23817 , 352  = 1,9098 in Maka digunakan tebal tangki standar = 2 in.

LC-09. Evaporator (V-340)

Fungsi : Untuk memisahkan oleamida dari kloroform, dengan menguapkan kloroform.

Jumlah : 1 unit

Tipe : Basket Type Vertikal Tube Evaporator Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-304

Tekanan operasi : 1 atm = 14,696 psi Suhu umpan masuk : 30 0C = 86 0F Suhu produk keluar : 70 0C = 158 0F

Jumlah larutan yang diuapkan = 2.375,703 kg/jam

Laju alir produk (g) = 1.262,626 kg/jam

Densitas campuran, = 1251,24335/m3 = 78,11 lb/ft3 Volume produk V = 3 / 24335 , 251 . 1 / 703 , 638 . 3 m kg jam kg G   = 2,908 m3 = 102,635 ft3 Evaporator berisi 80% dari shell

Volume shell (Vsh) = 8 , 0 635 , 102 ft3 = 128,3 ft3 = 3,633 m3

Evaporator dirancang berbentuk silinder tegak dengan tutup atas berbentuk

ellipsiodal dan tutup bawah berbentuk kerucut, perbandingan tinggi silinder dengan

perbandingan diameter silinder 3 : 1 sedangan perbandingan antara ellipsiodal dengan diameter tangki 2 : 1.

Faktor kelonggaran : 20% (Browell, 1959) Volume silinder evaporator (Vs)

= V (1+fk)

= 128,3 ft3 (1 + 0,2) = 153,96 ft3 = 4,3597 m3

(40)

Vs = ¼ Dt24/1Dt = Dt3 Dt = 3  Vs = 3 3 14 , 3 96 , 153 ft = 3,66 ft = 43,91 in = 1,1154 m ≈ 1,5 m Asumsi : UD (overall design coeficient) = 700 Btu/jam.ft

2

Dari gambar 14.7 D.Q Kern diperoleh : UD = 0,8 x 700 Btu/jam.ft

= 560 Btu/jam.ft

Q = 196.558,7883 kJ/jam = 186.301,0524 Btu/jam

 Luas permukaan pemanasan A :

A = T x U Q D  (Kern, 1965) =





F x ft jam Btu/ . 2 158 860 560 24 186.301,05  = 4,62056 ft2 = 0,43 m2 ≈ 0,5 m2

 Penentuan jumlah tube (Nt) :

Nt = " a x L A Dimana :

A = Luas permukaan pemanasan (ft2) a” = Luas permukaan luar tube per ft (ft2) L = Panjang tube (ft)

Asumsi tube yang diambil : OD = ¾ in

BWG = 16

a” = 0,2618 ft2/ft ts = 0,065 in

(41)

Nt = ft ft x ft ft / 2618 , 0 10 4,62056 2 2 = 1,76 = 2 tube Tinggi silinder (Hs) = Dt 1 3 (Browell,1959) = 3,66ft 1 3 = 10,98 ft = 3,3467 m ≈ 4 m Tinggi head (Hd) = Dt 2 1 (Browell,1959) = 3,66ft 2 1 = 1,83 ft = 0,5578 m ≈ 1 m Tinggi cones evaporator (Hc) = tg  (Dt – 1)

= tg 45 (3,66 ft – 1) = 2,66 ft = 0,81 m ≈ 1 m Panjang sisi miring cones, Lsmc

(Lsmc)2 = (1/2 Dt)2 + (Hc) Lsmc = 3,66



2,66



2 2 1 ft ft x       = 2,984 ft = 0,9095 m ≈ 1 m Total tinggi evaporator (HTe) = Hs + Hd +Hc

= 10,98 ft + 1,83 ft + 2,66 ft = 15,47 ft = 4,7153 m ≈ 5 m Volume silinder evaporator (Vse)

= ¼  Dt2 Hs (Browell, 1959) = ¼ (3,14)(3,66 ft)2 (10,98 ft)

= 115,52 ft3 = 3,27 m3 ≈ 4 m3 Volume head silinder evaporator (Vde)

Vde =  (1/2 Dt2) Hd

= 3,14 x (1/2 x (3,66 ft)2) x 1,83 ft = 38,506 ft3 = 1,085 m3 ≈ 1,5 m3 Volume cones evaporator (Vce)

(42)

Vce = ½  Hc (Dt -1)(Dt2 + Dt + 1) (Browell, 1959) = [½ (3,14)( 2,66 ft)(3,66 ft - 1)] x

[(3,66 ft)2 + 3,66 ft + 1] = 200,189 ft3

= 5,67 m3 ≈ 6 m3 Volume total evaporator (VTe) = Vse + Vde + Vce

= 115,519 ft3 + 38,506 ft3 + 200,189 ft3 = 354,214 ft3 = 10,03 m3 ≈ 10,5 m3 Tekanan design (Pd) =  (Hs – 1) = 78,11 lb/ft3 (10,98 ft - 1) = 779,5378 lb/ft2 x ₂ / 144 1 ft lb psi = 5,4134 psi = 0,3683 atm Tekanan total design (PT) = Pd + 14,696 psi

= 5,4134 psi + 14,696 psi = 20,1094 psi

Tebal tangki,



CxN



P SE PR t    6 , 0 (McCEtta&Cunningham, 1993) =



12650 0,8

 

0,6 20,1094





0,125 15



956 , 21 1094 , 20 x x x x   = 1,875 93436 , 10107 535 , 441  = 1,9186 in jadi,

 Spesifikasi tangki evaporator  Diameter tangki = 1,5 m  Tinggi tangki = 5 m  Volume tangki = 10,5 m3

(43)

 Tebal plate = 2 in

 Bahan kontruksi = Carbon steel SA – 304

LC-10. Rotary Dryer (RD-350)

Fungsi : untuk mengeringkan oleamida dari evaporator Jenis : Counter Indirect Heat Rotary Dryer

Bahan : Stainless steel SA-304

1. Menentukan Diameter Rotary Dryer

Steam masuk : 1000C = 212 0F Steam keluar : 30 0C = 86 0F Banyak steam yang dibutuhkan = 1.194,815625 kg/jam

Range kecepatan steam = 200 – 1000 lb/jam.ft2 (Perry, 1999) Diambil kecepatan rata-rata = 500 lb/jam.ft2

Luas perpindahan panas,

A = ₂ . / 500 / 2046 , 2 / 25 1.194,8156 tan lb jam ft kg lb x jam kg steam kecepa dibutuhkan yang steam Banyaknya  A = 5,268 ft A = 14 , 3 268 , 5 4 4 ; 4 2 2 _A _x _ft D D     = 6,7076 ft D = 2,59 ft = 3 ft

2. Menentukan Panjang Dryer

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

Lt = Panjang Rotary Dryer

Cp = Kapasitas steam 100 0C = 1,0216 kj/kg.K = 0,2440 BTU/lbm.0F

( Geankoplis, 1983)

D = Diameter Rotary Dryer

G = Kecepatan steam yang digunakan dalam rotary dryer = 2.500,7447 kg/jam = 5513,112 lbm/jam.ft2

Lt = 0,1 x 0,2440 BTU/lb.0F x (5513,112 lb/jam.ft2)0,84 x 2,59 ft = 87,793 ft

(44)

Nt = Number of heat transfer = 1,5 – 2,0 (Perry, 1999) Diambil Nt = 1,76 L = Lt x Nt = 87,793 ft x 1,76 = 154,51568 ft Untuk L/D = 30 – 100 ft ft ft D L 2,589 793 , 87  = 33,91 ft (memenuhi) 3. Waktu Transportasi Hold up = 3 – 12% Diambil Hold up = 3 % Volume total = 4 793 , 87 2,589 14 , 3 4 2 2_L _x _x D   = 462,183 ft3 Hold up = 3 % x 462,183 ft3 = 13,8655 ft3

Laju umpan masuk = 1.388,037 kg/ jam = 3.060,066 lb/jam

 = time of passage = jam lb x ft umpan laju up Hold / 066 , 3060 389 , 60 8655 , 13 3  = 0,2736 jam

4. Menghitung Putaran Rotary Dryer

N = D v .  Dimana :

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

N = 589 , 2 14 , 3 100 x = 12,295 rpm Range : N x D = 25 – 35 rpm (Perry, 1999) N x D = 12,295 x 2,589 = 31,832 rpm (memenuhi) 5. Menentukan Power

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

(45)

= 0,75 (2,589)2 = 5,03 Hp

LC-11. Ball Mill (BM-360)

Fungsi : Menghaluskan dan menyeragamkan ukuran oleamida Jenis : Double Toothed – Balll Crusher

Bahan : Commercial Steel Kondisi Operasi :

Temperatur (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 1 atm (14,696 psi) Laju bahan yang diangkut : 1.262,626 kg/jam

Faktor kelonggaran, fk : 20 % (Class – D27 – Phosphate Rock) (Perry,1999) Kapasitas : 1,20 x 1.262,626 kg/jam = 1.515,15 kg/jam = 1,515 ton/jam Untuk Ball Mill kapasitas 2 ton / jam.

Spesifikasinya adalah sebagai berikut: (Walas ,1988) 1. Diameter ukuran Ball = 18 in = 45 cm

2. Face ukuran Ball = 18 in = 45 cm 3. Ukuran maksimum umpan = 4 in = 10 cm 4. Kecepatan Ball = 40 rpm Daya motor yang digunakan = ¼ Hp

LC-12. Gudang Produk Oleamida (G-370)

Fungsi : Tempat penyimpanan produk selama 15 hari Bentuk : Prisma segi empat beraturan

Bahan : Beton Jumlah : 1 unit Kondisi penyimpanan :

Suhu = 30 0C

Tekanan = 1 atm = 14,7 psi Kebutuhan oleamida selama 15 hari

= 1.262,626 kg/jam x 24 jam x 15 hari = 454.680 kg Oleamida dikemas dalam dua berlapis polietilen dengan ukuran

(46)

P x L x H = 34 x 26 x 32 = 28.288 cm3

Setiap dus berisi 20 package kecil berisi 1 kg oleamida/package

Jumlah dus dalam gudang = 20

680 . 454

= 22.734 dus

Direncanakan susunan dus dilantai = 70 dus x 51 dus Maksimal tumpukan dus = 30 dus

Panjang Gudang

Susunan di lantai sebanyak = 30 734 . 22 = 757,8 dus Faktor kelonggaran = 20 %

Panjang gudang yang dibutuhkan = 1,2 x 34 cm x 70 dus = 2.856 cm = 28,56 m Lebar Gudang

Faktor kelonggaran = 1,2 x 26 cm x 51 dus = 1.591,2 cm = 15,912 m

Tinggi Gudang

Faktor kelonggaran = 20 %

Tinggi gudang yang di butuhkan = 1,2 x 32 cm x 30 dus = 1.152 cm = 11,5 m

LC-13. Kondensor (CD – 380)

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

Laju alir bahan masuk = 2.500,74 kg/jam

= 5.513,1314 lb/jam

Densitas kloroform = 1.490 kg/m3 = 93,017 lb/ft3 Laju alir pendingin = 968,58 kg/jam

Tabel LC.1. Perhitungan LMTD untuk aliran counter current

Fluida panas Fluida dingin Beda 0F

80 0C = 176 0F Temperatur tinggi 40 0C = 104 0F 72 0F 50 0C = 122 0F Temperatur rendah 20 0C = 68 0F 54 0F

(47)

Maka : LMTD =







          1 2 2 1 1 2 2 1 ln t T t T t T t T =







          68 122 104 176 ln 68 122 104 176 = 62,63 0F

Faktor korosi untuk fluida panas : R = (T1 - T2)/(t2 – t1)

= 54 0F/36 0F = 1,5

Faktor koreksi untuk fluida dingin (S) S = (t1 – t2)/(T1 – T2)

= 36 0F/54 0F = 0,6667

Dari fig- 18 kern, 1950 diperoleh : FT = 0,73 Jadi, t = FT x LMTD t = 0,73 x 62,63 0F t = 45,72 0F Temperatur rata-rata

a. Untuk fluida panas (Ta) = 2

122 176 

= 149 0F

b. Untuk fluida dingin (Tb) = 2

68 104 

= 86 0F

Dari tabel 8, hal 840 kern. 1959 diperoleh harga UD = 50 – 125 Btu/jam.ft 2

.0F, maka diambil UD = 65 Btu/jam.ft2.0F

Sehingga diperoleh ukuran tube sebagai berikut (Kern 1959) OD = 1 in

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

At = 0,2618 L = 12 ft

(48)

Luas perpindahan panas (A) A = t U Q D  Dimana, Q = Btu/jam 1,05506 kJ/jam 4 80.973,433 = 76.747,705 Btu/jam A =



65Btu/jam.ft2.0F



45,720F



Btu/jam 76.747,705 = 25,8253 ft2

Menghitung jumlah tube (NT)



_0,2618ft _ft



ft 12 ft 25,8253 a" x L A N ₂ 2 t    = 8,22 buah = 9 buah Ukuran shell :

Dari tabel 9 D.G. kern 1950 diperoleh data sebagai berikut :

Heat exchanger 1 – 1 pass, ¾ in OD tube pada 15/16 trianguar pitch,

ID shell = 8 in A koreksi = NT x L x At = 9 x 12 ft x 0,2618 ft2 = 28,2744 ft UD koreksi = F x jam Btu t x koreksi A Q 0 72 , 45 2744 , 28 / 76.747,705 .   = 59,37 Btu/jam.ft2.0F

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

C’ = PT – OD (Kern, 1959)

= 15/16 in – 0,73 = 0,2075 in 2. Flow area accros bundle (as)

as = T P x B x C x ID 144 ' ' (Kern, 1959) =



15/16



144 1 2075 , 0 8 x x x = 0,0123 ft2

3. Mass Velocity (GS) umpan

Gs = as Ws

(49)

= 2.500,74 kg/jam = 5.513,1314 lb/jam Gs = 0123 , 0 1314 , 513 . 5 = 448.222,065 lb/ft2_.jam

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

De = 0,55 in (Kern, 1959)

= 0,0458 ft

5. Temperatur rata-rata fluida panas = 149 0F Viskositas fluida panas

 = 0,2838 Cp (Geankoplis, 1983) = 0,2838 Cp x 2,4191 lb/ft2.jam.Cp = 0,686 lb/ft2.jam Res =  Gs x De = jam ft lb jam ft lb x ft . / 686 , 0 / 5 448.222,06 0458 , 0 2 2 = 29.925,03 ft

Diperoleh koefisien panas (JH) = 248,07 (Kern, 1959) 6. Pada temperatur = 149 0F diperoleh

C = 0,235 Btu/lb.0F (Kern, 1950) k = 0,0053 Btu/ft2 jam (0F/ft) (Kern, 1950)

2 1 0053 , 0 686 , 0 235 , 0 2 1              x k x C  = 5,5151

Film efficient outside hunde (h0) :

h0 = JH x x

 

ss k x C x De k   13       = 248,07 x 0458 , 0 0053 , 0 x 5,515 x 1,95 = 308,72 Btu/jam.ft2.0F Untuk fluida dingin melalui tube side 1. at’ = 0,2618 in at’ = n x at x N_T 144 ''

(50)

= 1 / 144 618 , 2 9 2 2 x ft in in x = 0,163625 at

2. Mass Velocity (Gt) fluida dingin :

Gt = at Wt

; dimana Wt = Laju alir massa fluida dingin

= 968,58 kg/jam = 2.135,3315 btu/jam Gt = at Wt = 163625 , 0 3315 , 135 . 2 = 13.050,154 lb/ft2.jam

3. Temperatur rata-rata fluida dingin = 860F Viskositas fluida panas :

 = 0,4 Cp (Geankoplis, 1983) = 0,4 Cp x 2,4191 lb/ft2.jam.Cp = 0,968 lb/ft2.jam ID tube = 0,732 in = 8,784 ft Ret = (ID x Gt)/  = (8,784 x 13.050,154) / 0,968 = 118.422,06 Koefisien panas, jH = 981,67 4. hi = jH x x

 

ss k x C x De k   13       Pada temperatur 860F C = 0,235 btu/lb.0F k = 0,00382 btu/ft2.jam maka : hi = 981,67 x ( 0,00382/8,784)(0,235 x 0,968/ 0,00382)1/3 x1 = 1,667 btu/jam.ft2.0F

hio = (hi x ID)/ (OD)

= (1,667 x 8,784)/ (1) = 14,644 btu/ lb0F

Cleanoverall coefficient (Uc)

Uc = (hio x ho)/ (hio + ho)

= (14,644 x 1,667) / (14,644 + 1,667) = 1,4966 Pressure Drop

a. Fluida panas

Res = 29.925,03 ft, maka diperoleh f = 0,00044 (Kern,1950) (N + 1) = 12 x L/B

(51)

= 12 x 12/1 = 144

Ds = ID shell/12 = 8/12

= 0,6667

Spesifik gravity kloroform = 1,49 (Kern, 1950)

s = 14 , 0       air V_kloroform  (Kern, 1950) = 14 , 0 6667 , 0 49 , 1       = 1,1191 Ps =







5,22 10





0,0139

 

1,49



1 1 . . . 10 2 x x N Ds Gs f    =







5,22 10





0,0139

 

1,49



1 144 6667 , 0 5 448.222,06 00044 , 0 10 2 x x      = 7,85 psi b. Fluida dingin Ret = 118.422,06 ft

Maka diperoleh f = 0,00173 (Kern,1950)

Pt =



5,22 10





0,0186

 

1,49



1 . . . . 10 2 x x n L Ds Gt f   =







5,22 10





0,0186

 

1,49



1 144 6667 , 0 13.050,154 00173 , 0 10 2       x = 0,019 psi P = Ps + Pt = 7,85 psi + 0,019 psi = 15,719 psi

Jadi beda tekan yang diizinkan adalah 20 psi

LC-14 Tangki Penampung Kloroform (F-390)

Fungsi : Tempat menampung kloroform dari kondensor Kondisi : T = 30 0C ; P = 1 atm

(52)

Jumlah : 1 unit

Bentuk : silinder tegak dan alas datar

Ukuran tangki

Laju alir kloroform = 2500,74 kg/jam Densitas kloroform,  = 1490 kg/m3 = 93,017 lb/ft3 Volume kloroform = kg/m3 1490 kg/jam 2500,74 = 1,678 m3 Faktor kelonggaran = 20 %

Volume tangki = 1,2 x volume bahan = 1,2 x 1,678 = 2,014 m3

Direncanakan : H = 3/1 D

Volume tangki = volume shell

2,014 m3 = (/4.D2.H)= (3/4.D3)

D = 0,949 m = 3,1136 ft = 37,36 in H = 3/1 (0,949) = 2,847 m

Tinggi tutup = ½ D

= ½ (0,949) = 0,4745 m = 1,5567 ft= 18,68 in Tinggi total = tinggi shell + tinggi tutup

= 2,847 m + 0,4745 m = 3,3215 m

Tekanan hidrostatik =  . g . H

= (1490 x 0,98 x 3,3215)/6894,76 psi = 0,703 psi

Tekanan desain = 0,703 psi + 14,7 = 15,403 psi Tebal dinding tangki:

Bahan tangki yang dipilih carbon steel,SA-285 grade C; diperoleh :

(53)

Tebal tangki,



CxN



P SE PR t    6 , 0 (McCEtta&Cunningham, 1993) =



12650 0,8

 

0,6 15,403





0,125 15



34 , 9 403 , 15 x x x x   = (1,875) 7582 , 110 . 10 86402 , 143  = 1,889 in Maka digunakan tebal tangki standar = 2 in.

LC-15 Bucket Elevator Gudang Urea (BE-111)

Fungsi : Mengangkut urea dari gudang persediaan bahan baku urea Jenis : Spaced-Bucked Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan : Malleabel-iron

Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 25 O C

- Tekanan (P) : 1 atm (14,7 psi) Laju bahan yang diangkut = 269,676 kg/jam

Faktor kelonggaran, fk = 12% (Perry, 1999) Kapasitas = (1 + 0,12) 269,676 kg/jam = 302,03712 kg/jam Untuk bucked elevator kapasitas < 14 ton/jam,

Spesifikasi:

- Tinggi elevator = 25 ft = 7,62 m - Ukuran Bucked = (6 x 4 x 4 ¼) in - Urea antara bucked = 12 in = 0,305 m

- Kecepatan bucked = 225 ft/mnt = 68,6 m/mnt = 1,143 m/s - Kecepatan putaran = 43 rpm

- Lebar belt = 7 in = 0,1778 m = 17,78 cm Perhitungan daya yang dibutuhkan (P):

P = 0,07 m0,63 Z

Dimana: P = daya (kW)

m = laju alir massa (kg/s) Z = tinggi elevator (m) m = 302,03712 kg/jam = 0,0839 kg/s

(54)

Maka: P = 0,07 x (0,0839)0,63 x 7,62 = 0,11195 x kW hp 1 341 , 1 = 0,15 Hp

Digunakan motor standar ¼ Hp

LC-16 Pompa Tangki Asam Oleat (L-121)

Fungsi : Untuk memompa asam oleat menuju tangki pemanas asam oleat

Jenis : Centrifugal pump Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi : T = 135 0C ; 1 atm

Laju alir massa (F) = 1.267,4772 kg/jam = 0,77618 lb/s Densitas bahan, = 895 kg/m3 = 55,873 lb/ft3

Viscositas,  = 27,64 cP = 0,01857 lb/ft.s

Laju alir volume (Q) = ₃ t 55,873lb/f lb/s 0,77618 = 0,0139 ft3 Perencanaan pipa :

Penentuan diameter optimum untuk pipa

Untuk aliran turbulen (Nre > 2100) (Walas, 1988) Di, opt = 3,9 x Q

0,45

x 0,13

Untuk aliran laminar (Nre < 2100) Di, opt = 0,133 x Q0,4 x (0,13 Dengan : Di, opt = diameter optimum (m)

Q = Laju volumetrik (m3)  = Densitas (kg/m3)  = Viskositas (cp)

Asumsi aliran laminar,

Di, opt = 0,133 x Q0,4 x (0,13

Di, opt = 0,133 x (0,0139)0,4 x (0,01857)0,13 = 0,0143 ft = 0,00436 m = 0,17187 in

(55)

Dari Appendiks A.5 Geankoplis (1983), dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 1 in

Schedule number : 40

Diameter dalam, ID : 1,049 in = 0,087 ft Diameter luar, OD : 1,315 in = 0,109 ft Inside sectional area : 0,006 ft2

Kecepatan linear, v = Q/A = 006 , 0 0,0139 = 2,316 ft Bilangan Reynold : NRe =  xvxD (Geankoplis,1993) NRe = 01857 , 0 087 , 0 2,316 55,873x x = 606,2446 (laminar)

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga = 0,000046 (Geankoplis, 1997)

Pada NRe = 606,2446 dan /D =

ft m ftx m / 3048 , 0 087 , 0 000046 , 0 = 0,001735 Maka harga f = 0,0045 Friction loss :

1 sharp edge entrance = hc =

c g x v A A  2 1 55 , 0 2 1 2        = 0,55 (1-0)

 

1 32,174



2 ft 2,3162 = 0,04584 ft.lbf/lbm 2 elbow 900 = hf = n.Kf. c g v . 2 2 = 2(0,75)



32,174



2 2,3162 = 0,125 ft.lbf/lbm 1 check valve = hf = n.Kf. c g v . 2 2 =1(2,0)



32,174



2 2,3162 = 0,1667 ft.lbf/lbm Pipa lurus 10 ft = Ff = 4f c g D v L . 2 . . 2  = 4.(0,0045) ) 174 , 32 ( 2 ) 087 , 0 ( ) 2,316 ( 10 2 x x x = 0,1725 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex = n

c g v A A . . 2 1 2 2 2 1         = 1 (1-0)2. ) 174 , 32 )( 1 ( 2 2,3162 = 0,0833 ft.lbf/lbm Total friction loss : F = 0,5309 ft.lbf/lbm