LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

(1)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Basis perhitungan : 1 Jam Operasi

Kapasitas Produksi = 8.000 tahun ton x 1 330 tahun harix ton kg 1 1000 x jam hari 24 1 = 1010,101 jam kg Komposisi Produk : - Metil ester : 99,9% - Air : 0,01%

Komposisi minyak jarak pagar (JCO) : - Trigliserida : 97,3%

- FFA : 2,6% - Air + Impuritis: 0,1% (Sumber : Hambali, 2006)

Rata-rata perolehan biodiesel ± 96% dari bahan baku (Andi, 2006) sehingga dengan kapasitas 1010,101 kg dibutuhkan bobot JCO sebesar 1052,1885 kg.

1. Twin Screw Press (SP-101)

Fungsi : Mengambil minyak (JCO) yang terkandung dalam biji jarak pagar

Twin Screw Press

1

3

2 _JCO

Ampas Biji Jarak Pagar

JCO Ampas

Asumsi :

• Protein, karbohidrat, fiber dan abu merupakan ampas padat. • Diinginkan ampas padat dialur 3 sebesar 99,9% dari total ampas.

(2)

Dari Tabel 18-17 Perry (1997), Twin Screw Press dapat menghasilkan minyak sebesar 94% dari kandungan minyak dalam biji.

Alur 1

F2minyak = 1052,1885 kg

Effisiensi twin srew press = 94%

Sehingga : F1minyak = 100/94 x 1052,1885 kg

= 1119,3495 kg

Minyak jarak pagar terkandung dalam bahan yang berbentuk biji dengan kandungan minyak sekitar 30 – 60% (Svlele, 2007). Dengan mengasumsi rata-rata biji olahan mengandung 38% minyak maka :

F1 = 100/38 x F1minyak = 100/38 x 1119,3495 kg = 2945,6565 kg F1ampas = F1 – F1minyak = 2945,6565 – 1119,3495 kg = 1826,307 kg Alur 3

F3minyak = F1minyak – F2minyak

= 1119,3495 – 1052,1885 kg = 67,161 kg F3ampas = 99,9% x F1ampas = 1824,4807 kg Alur 2 F2minyak = 1052,1885 kg

F2ampas = F1ampas – F3ampas

= 1826,307 – 1824,4807 = 1,8263 kg

(3)

Tabel LA-1. Neraca Massa pada Twin Screw Press (SP-101)

No. Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 1 Alur 2 Alur 3

1 Minyak (JCO) 1119,3495 1052,1885 67,1610

2 Ampas 1826,3070 1,8263 1824,4807

TOTAL 2945,6565 1054,0148 1891,6417

2945,6565

2. Vibrating Filter (VF-101)

Fungsi : Memisahkan minyak dari partikel ampas yang terikut pada saat pengepressan. 2 4 5 JCO Ampas Ampas Minyak (JCO) Vibrating Filter Alur 5 F5minyak = F2minyak = 1052,1885 kg Alur 4

(4)

Tabel LA-2. Neraca Massa pada Vibrating Filter (VF-101)

No. Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 2 Alur 4 Alur 5

1 Minyak (JCO) 1052,1885 - 1052,1885

2 Ampas 1,8263 1,8263 -

TOTAL 1054,0148 1,8263 1052,1885

1052,1885

3. Mixer 1 (M-301)

Fungsi : Mencampurkan metanol dengan KOH

MIXER 1 Metanol 99,8% Air 0,2% KOH Metanol Air KOH 8 7 9

Komposisi minyak jarak pagar (JCO) :

- Trigliserida = 97,3 % x 1052,1885 kg = 1023,7794 kg - FFA = 2,6 % x 1052,1885 kg = 27,3569 kg - Air (impurities)= 0,1 % x 1052,1885 kg = 1,0522 kg

Menghitung BM Trigliserida (Svlele,2007) Tripalmitat : 14,6% x 806 = 117,676 Tripalmitoleat : 0,85% x 761 = 6,468 Tristearat : 7,15% x 890 = 63,635 Trioleat : 46,19% x 845= 390,306 Trilinoleat : 30,8% x 878 = 270,424 Trilinolenat : 0,2% x 872 = 1,744 Triarachidat : 0,21% x 974 = 2,045 BM Trigliserida = 852,298 kg/kmol

(5)

Mol Trigliserida = 1023, 7794 1, 2012 852, 298 / kg kmol kg kmol = CH3OH : Trigliserida = 5 : 1 Mol CH3OH : 1,2012 kmol = 5 : 1 Mol CH3OH = 6,006 kmol Alur 7 F7KOH 1. F

= 1 % x Berat Trigliserida (Reinhald, 2007) = 1 % x 1023,7794 kg = 10,2378 kg Alur 8 8 CH3OH kmol kg = 6,006 kmol x 32,04 = 192,432 kg F8 8 , 99 100 = x 192,432 kg = 192,8176 kg 2. F8H2O = F8 – F8 = 192,8176 – 192,432 kg = 0,3856 kg CH3OH 1. F Alur 9 9 CH3OH = F8CH3OH 2. F = 192,432 kg 9 H2O = F8H2O 3. F = 0,3856 kg 9 KOH = F7KOH

Tabel LA-3 Neraca Massa pada Mixer-1 (M-301) = 10,2378 kg

No Komponen Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 7 Alur 8 Alur 9

1. CH3OH - 192,432 192,432

2. H2O - 0,3856 0,3856

3. KOH 10,2378 - 10,2378

TOTAL 10,2378 192,8176

(6)

4. Reaktor (R-401)

Fungsi : tempat terjadinya reaksi transesterifikasi.

REAKTOR JCO Metanol Air KOH 9 6 10 Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun

- Reaksi terjadi pada temperatur 600 - Konversi Trigliserida sebesar 96%

C dengan tekanan 1 atm

- Asumsi FFA adalah asam oleat, sabun yang terbentuk adalah Kalium Oleat

1. F Alur 6 6 = F4 F = 1052,1885 kg 6 TG 2. F = 1023,7794 kg 6 FFA 3. F = 27,3569 kg 6 H2O = 1,0522 kg ∗ Reaksi I : Alur 10

Trigliserida (TG) + 3CH3OH 96 % 3 Metil ester (JME) + Gliserol

XTG = 96 % N6TG 1023, 7794 1, 2012 852, 298 / kg kmol kg kmol = = r1 6 TG _TG TG N x X τ − = = 1, 2012 0, 96 1,1532 ( 1) x kmol = − − 1. F10TG = F6TG + (BMTG x τTG x r1 = 1023,7794 + [852,298 x (-1) x 1,1532] = 40,9512 kg )

2. F10CH3OH = F9CH3OH + (BMCH3OH x τCH3OH x r1

= 192,4321 + [32,04 x (-3) x 1,1532] = 81,5912 kg )

3. F10JME = (BMJME x τJME x r1

= (285,515 x 3 x 1,1532) = 987,7257 kg )

(7)

4. F10Gli = (BM x τGli x r1

= (92,06 x 1 x 1,1532) = 106,1591 kg )

∗ Reaksi II :

FFA + KOH Sabun (kalium oleat) + H2O (www.biodiesel.com)

Asumsi : FFA terkonversi semua (karena <5 %) BM FFA = 17(C) + 32(H) + 2(O) = 17(12) + 32(1) + 2(18,1) = 271,13 kg/kmol N10FFA 27, 3569 0,1009 271,13 / kg kmol kg kmol = =

F10Sabun = BMkalium oleat x τkalium oleat x r

5. F

2

= 307,102 x 1 x 0,1009 = 30,9864 kg

10

H2O = F6H2O + F9H2O + (BM x τH2O x r2

= 1,0522 + 0,3856 + (18 x 1 x 0,1009) = 3,254 kg

)

6. F10KOH = F9KOH + (BMKOH x τNaOH x r2

= 10,2378 + [56,11 x (-1) x 0,1009] = 4,5763 kg

Tabel LA-4 Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401) )

Alur 6 Alur 9 Alur 10

1. Jatropha Metil Ester - - 987,7257

2. Gliserol - - 106,1591 3. CH3OH - 192,4321 81,5912 4. H2O 1,0522 0,3856 3,254 5. Sabun - - 30,9864 6. KOH - 10,2378 4,5763 7. Trigliserida 1023,7794 - 40,9512 8. FFA 27,3569 - - TOTAL 1052,1885 203,0555 1255,2439

(8)

5. Flash Drum I (D-801)

Fungsi : Menguapkan metanol dari campuran agar bisa di recycle

Flash Drum I 11 12 13 J. Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida

Sabun J. Metil ester_Gliserol

Metanol Air KOH Trigliserida Sabun Metanol 99,8% Air 0,2% Asumsi :

• Diinginkan distilat mengandung 99,8% metanol sisa • Metanol pada distilat 99,99% dari umpan

1. F Alur 12 12 CH3OH = 99,99% . F11CH3OH = 99,99% . 81,5912 kg = 81,583 kg 2. 12 2 12 12 2 3 0, 2% H O H O CH OH F F F = + 12 2 12 2 12 2 0, 2% 81, 583 0,1635 H O H O H O F F kg F kg = + = 1. F Alur 13 13 JME = F11JME = 2. F 987,7257 kg 13 Gli 3. F = 106,1591 kg 13

H2O = F11H2O – F12H2O

4. F

= 3,2540 – 0,1635 = 3,0905 kg

13

(9)

5. F13KOH 6. F = 4,5763 kg 13 TG 7. F = 40,9512 kg 13 CH3OH = 0,01% . F11 = 0,01% . 81,5912 = 0,0081 kg

Tabel LA-5 Neraca Massa pada Flash Drum I (D-801)

CH3OH

NO KOMPONEN Masuk (Kg) Keluar (Kg)

Alur 11 Alur 12 Alur 13

1. J. Metil Ester 987,7257 - 987,7257 2. Gliserol 106,1591 - 106,1591 3. CH3OH 81,5912 81,583 0,0081 4. H2O 3,254 0,1635 3,0905 5. Sabun 30,9864 - 30,9864 6. KOH 4,5763 - 4,5763 7. Trigliserida 40,9512 - 40,9512 Jumlah 1255,2439 81,7465 1173,4974 1255,2439 6. Dekanter 1 (ST-501)

Fungsi : memisahkan metil ester dari gliserol, sabun, metanol, dan KOH.

DEKANTER 1 13 14 15 J. Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun J. Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun J. Metil ester Gliserol Metanol Air KOH Trigliserida Sabun

(10)

1. F Alur 15 15 JME F = 0,98 x 987,7257 = 967,9712 kg 15 Sisa 2. F = 0,02 x 185,7717 = 3,7154 kg 15 Gli 3. F = 0,5714 x 3,7154 = 2,1230 kg 15 CH3OH 4. F = 0,0002 x 3,7154 = 0,0007 kg 15 H2O 5. F = 0,0166 x 3,7154 = 0,0617 kg 15 Sabun 6. F = 0,1668 x 3,7154 = 0,6197 kg 15 KOH 7. F = 0,0246 x 3,7154 = 0,0914 kg 15 TG = 0,2204 x 3,7154 = 0,8189 kg 1. F Alur 14 14 JME 2. F = 19,7545 kg 14 Gli 3. F = 104,0361 kg 14 CH3OH 4. F = 0,0074 kg 14 H2O 5. F = 3,0288 kg 14 Sabun 6. F = 30,3667 14 KOH 7. F = 4,4849 kg 14 TG

Tabel LA-6 Neraca Massa pada Dekanter-1 (ST-501) = 40,1323 kg

Alur 13 Alur 14 Alur 15

1. J. Metil Ester 987,7257 19,7545 967,9712 2. Gliserol 106,1591 104,0361 2,1231 3. CH3OH 0,0081 0,0074 0,0007 4. H2O 3,0905 3,0288 0,0617 5. Sabun 30,9864 30,3667 0,6197 6. KOH 4,5763 4,4849 0,0914 7. Trigliserida 40,9512 40,1323 0,8189 Jumlah 1173,4974 201,8107 971,6867 3.072,7835

(11)

7. Mixer II (M-302)

Fungsi : Memurnikan biodiesel

MIXER II 15 16 17 J. Metil ester Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Sabun J. Metil ester Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Sabun Air Alur 16

Air pencuci sebanyak 25% dari umpan (www.biodiesel.com) 1. F16H2O = 0,25 F19 = 0,25 x 971,6867 = 242,9217 kg 1. F Alur 17 17 JME 2. F = 967,9712 kg 17 Gli 3. F = 2,1231 kg 17

H2O = F15H2O + F16H2O

4. F = 0,0617 + 242,9217 = 242,9834 kg 17 Sabun 5. F = 0,6197 kg 17 KOH 6. F = 0,0914 kg 17 TG

Tabel LA-7 Neraca Massa Mixer-II (M-302) = 0,8189 kg

Alur 15 Alur 16 Alur 17

1. J. Metil Ester 967,9712 - 967,9712 2. Gliserol 2,1231 - 2,1231 3. CH3OH 0,0007 - 0,0007 4. H2O 0,0617 242,9217 242,9834 5. Sabun 0,6197 - 0,6197 6. KOH 0,0914 - 0,0914 7. Trigliserida 0,8189 - 0,8189 Jumlah 971,6867 242,9217 1214,6084

(12)

8. Dekanter II (ST-502)

Fungsi : Memisahkan metil ester dari gliserol, metanol, KOH, trigliserida, dan air

DEKANTER II 17 18 19 J. Metil ester Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Sabun Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Sabun 99% JME 1% Air Asumsi :

• Diinginkan kandungan metil ester pada alur 19 sekitar 99% • Metil ester terpisah sempurna

1. F Alur 19 19 JME = F17JME 2. = 967,9712 kg 19 2 19 2 1 % 967, 9712 H O H O F F = + 19 2 19 2 0, 99 9, 6797 9, 7775 H O H O F F Kg = = 1. F Alur 18 18 Gli =F17Gli 2. F = 2,1231 kg 18

H2O = F17H2O - F19H2O

= 242,9834 kg - 9,7775 kg = 233,2059 kg 3. F18Sabun = F17Sabun 4. F = 0,6197 kg 18 KOH = F17KOH 5. F = 0,0914 kg 18 TG = F17TG 6. F = 0,8189 kg 18 CH3OH = F17CH3OH = 0,0007 kg

(13)

Tabel LA-8 Neraca Massa pada Dekanter-II (ST-502)

Alur 17 Alur 18 Alur 19

1. J. Metil Ester 967,9712 - 967,9712 2. Gliserol 2,1231 2,1231 - 3. CH3OH 0,0007 0,0007 - 4. H2O 242,9834 233,2059 9.7775 5. Sabun 0,6197 0,6197 - 6. KOH 0,0914 0,0914 - 7. Trigliserida 0,8189 0,8189 - Jumlah 1214,6084 236,8597 977,7487 1214,6084 9. Flash Drum II (D-802)

Fungsi : Memisahkan metil ester dari air sehingga kandungan metil ester 99,99%

Flash Drum II 20 21 22 _{99,99% JME} 0,01% Air 99% JME 1% Air Air 1. F Alur 22 22 JME = F20JME 2. = 967,9712 kg 22 2 22 2 0, 01 % 967, 9712 H O H O F F = + 22 2 22 2 0, 99 0, 0968 0, 0978 H O H O F kg F kg = = Alur 21

(14)

Tabel LA-9 Neraca Massa pada Flash Drum II (D-802)

Alur 20 Alur 21 Alur 22

1. JME 967,9712 - 967,9712

2. H2O 9,7775 9,6797 0,0978

Jumlah 977,7487 9,6797 968,069

(15)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Basis perhitungan : 1 Jam Operasi

Kapasitas Produksi =20.000 tahun ton x hari tahun 340 1 x ton kg 1 1000 x jam hari 24 1 = 2.450,9803 jam kg Komposisi Produk : - Metil ester : 99,9% - Air : 0,01%

Komposisi minyak jarak pagar (JCO) : - Trigliserida : 97,3%

- FFA : 2,6% - Air + Impuritis: 0,1%

Dari literatur didapat rata-rata perolehan biodiesel ± 96% dari bahan baku (Andi, 2006) sehingga dengan kapasitas 2.450,9803 kg/jam dibutuhkan bobot JCO sebesar 2.553,1045 kg/jam.

(16)

MIXER 1 MIXER 1 Metanol 99,8% Air 0,2% NaOH Metanol Air NaOH 2 1 3 BM Trigliserida = 806 kg/kmol Mol Trigliserida = 2.481,1707 / 806 / kg jam kg kmol = 3,0784 jam kmol CH3 Mol CH OH : Trigliserida = 5 : 1 3 jam kmol OH : 3,0784 = 5 : 1 Mol CH3 jam kmol OH = 15,392 F Alur 1 1 NaOH = 1 % x 2.553,1045 = 1 % x Bobot JCO jam kg = 25,531 jam kg 1. F Alur 2 2 CH3OH jam kmol = 15,392 x 32,04 kmol kg = 493,1597 jam kg F2 8 , 99 100 = x 493,1597 jam kg = 494,148 jam kg 2. F2H2O jam kg = 494,148 – 493,1597 jam kg = 0,9883 jam kg

(17)

1. F Alur 3 3 CH3OH = F2CH3OH jam kg = 493,1597 2. F3H2O = F2H2O jam kg = 0,9883 3. F3NaOH = F2NaOH jam kg = 25,531

Tabel LA-1 Neraca Massa pada Mixer-1 (ggg)

No Komponen Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam)

Alur 1 Alur 2 Alur 3

1. CH3OH - 493,1597 493,1597 2. H2O - 0,9883 0,9883 3. NaOH 25,531 - 25,531 Jumlah 25,531 494,148 Jumlah 519,679 519,679 REAKTOR REAKTOR JCO Metanol Air NaOH 3 4 5 Metil ester Gliserol Metanol Air NaOH Trigliserida Sabun 1. F Alur 4 4 jam kg = 2.553,1045 F4 TG 97, 3 100 = x 2.553,1045 = 2.484,1707 jam kg 2. F4FFA 2, 6 100 = x 2.553,1045 = 66,3807 jam kg

(18)

3. F4H2O 0,1 100 = x 2.553,1045 = 2,5531 jam kg ∗ Reaksi I : Alur 5 TG + 3CH3OH 96 % X 3 JME + Gliserol TG N = 96 % 5 TG 2.484,1707 / 806 / kg jam kg kmol = = 3,082 jam kmol r1 5 TG _TG TG N x X τ − = = 3, 082 0, 96 ( 1) x − − = 2,9587 jam kmol 1. F5TG jam kg = 2484,1707 + [806 x (-1) x 2,9587] = 99,4585

2. F5CH3OH = F3CH3OH + (BM x τCH3OH x r1

= 493,1597 + [32,04 x (-3) x 2,9587] = 208,7694 ) jam kg 3. F5JME = (BM x τJME x r1 = (269,57 x 3 x 2,9587) = 2.392,7532 ) jam kg 4. F5Gli = (BM x τGli x r1 = (92 x 1 x 2,9587) = 272,2004 ) jam kg ∗ Reaksi II :

FFA + NaOH Sabun + H2O (www.biodiesel.com)

Asumsi : FFA terkonversi semua (karena <5 %)

N4FFA 66, 3807 / 256 / kg jam kg kmol = = 0,2593 jam kmol 5. F5Sabun = BM x τSabun x r = 294 2 kmol kg x 1 x 0,2593 jam kmol = 76,2342 jam kg

(19)

6. F5H2O = F3H2O + F4H2O + (BM x τH2O x r2 = 0,9883 + 2,5531 + (18 x 1 x 0,2593) ) = 8,2088 jam kg

7. F5NaOH = F3NaOH + (BM x τNaOH x r2

= 25,531 + [40 x (-1) x 0,2593] )

= 15,159 jam

kg

Tabel LA-2 Neraca Massa pada Reaktor Transesterifikasi (R-401)

Alur 3 Alur 4 Alur 5

1. Jatropha Metil Ester - - 2.392,7532

2. Gliserol - - 272,2004 3. CH3OH 493,1597 - 208,7694 4. H2O 0,9883 2,5531 8,2088 5. Sabun - - 76,2342 6. NaOH 25,531 - 15,159 7. Trigliserida - 2.484,1707 99,4585 8. FFA - 66,3807 - Jumlah 519,679 2.553,1045 Jumlah 3.072,7835 3072,7835

(20)

DEKANTER 1 DEKANTER 1 5 6 7 J. Metil ester Gliserol Metanol Air NaOH Trigliserida Sabun J. Metil ester Gliserol Metanol Air NaOH Trigliserida Sabun 1. F Alur 7 7 JME jam kg = 0,98 x 2.392,7532 = 2.344,8981 jam kg F7Sisa jam kg = 0,02 x 680,0303 = 13,6006 jam kg 2. F7Gli jam kg = 0,4003 x 13,6006 = 5,4443 jam kg 3. F7CH3OH jam kg = 0,307 x 13,6006 = 4,1754 jam kg 4. F7H2O jam kg = 0,012 x 13,6006 = 0,1632 jam kg 5. F7Sabun jam kg = 0,1121 x 13,6006 = 1,5246 jam kg 6. F7NaOH jam kg = 0,0223 x 13,6006 = 0,3033 jam kg 7. F7TG jam kg = 0,1463 x 13,6006 = 1,9898 jam kg 1. F Alur 6 6 JME jam kg = 47,8551 2. F6Gli jam kg = 266,7561 3. F6CH3OH jam kg = 204,594

(21)

4. F6H2O jam kg = 8,0456 5. F6Sabun jam kg = 74,7096 6. F6NaOH jam kg = 14,8557 7. F6TG jam kg = 97,4687

Tabel LA-3 Neraca Massa pada Dekanter-1 (D-501)

NO KOMPONEN

Masuk

(kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 5 Alur 6 Alur 7

1. J. Metil Ester 2.392,7532 47,8551 2344,8981 2. Gliserol 272,2004 266,7561 5,4443 3. CH3OH 208,7694 204,594 4,1754 4. H2O 8,2088 8,0456 0,1632 5. Sabun 76,2342 74,7096 1,5246 6. NaOH 15,159 14,8557 0,3033 7. Trigliserida 99,4585 97,4687 1,9898 Jumlah 714,2848 2.358,4987 Jumlah 3.072,7835 3.072,7835

(22)

DESTILASI FLASH DESTILASI FLASH 7 8 9 J. Metil ester Gliserol Metanol Air NaOH Trigliserida

Sabun J. Metil ester

Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun Metanol 99,8% Air 0,2%

Asumsi Metanol menguap semua Alur 8 1. F8CH3OH = F7CH3OH jam kg = 4,1754 2. 8 2 8 2 0, 2 % 4,1754 H O H O F F = + 8 2 8 2 0, 998 0, 0084 0, 00837 H O H O F kg F jam = = 1. F Alur 9 9 JME jam kg = 2.344,8981 2. F9Gli jam kg = 5,4443

3. F9H2O = F7H2O – F8H2O

jam kg = 0,1632 – 0,00837 = 0,15484 4. F9Sabun jam kg = 1,5246 5. F9NaOH jam kg = 0,3033

(23)

6. F9TG

jam kg = 1,9898

Tabel LA-4 Neraca Massa pada Destilasi Flash (F-801)

NO KOMPONEN

Masuk

Alur 7 Alur 8 Alur 9

1. J. Metil Ester 2344,8981 - 2344,8981 2. Gliserol 5,4443 - 5,4443 3. CH3OH 4,1754 4,1754 - 4. H2O 0,1632 0,00837 0,15484 5. Sabun 1,5246 - 1,5246 6. NaOH 0,3033 - 0,3033 7. Trigliserida 1,9898 - 1,9898 Jumlah 4,18377 2.354,31494 Jumlah 2.358,4987 2.358,4987 Mixer II MIXER II 9 10 11 J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun Air 1. F Alur 10 10 H2O = 0,25 F = 0,25 x 2.354,3314 9 jam kg = 588,5829 jam kg 1. F Alur 11 11 JME jam kg = 2.344,8981

(24)

2. F11Gli

jam kg = 5,4443

3. F11H2O = F9H2O + F10H2O

jam kg = 0,1632 + 588,5829 = 588,7458 4. F11Sabun jam kg = 1,5246 5. F11NaOH jam kg = 0,3033 6. F11TG jam kg = 1,9898

Tabel LA-5 Neraca Massa Mixer-II (M-302)

Alur 9 Alur 10 Alur 11

1. J. Metil Ester 2344,8981 - 2344,8981 2. Gliserol 5,4443 - 5,4443 3. CH3OH - - - 4. H2O 0,15484 588,5829 588,7458 5. Sabun 1,5246 - 1,5246 6. NaOH 0,3033 - 0,3033 7. Trigliserida 1,9898 - 1,9898 Jumlah 2.354,3149 588,5829 Jumlah 2.942,8978 2.942,8978

(25)

DEKANTER II DEKANTER II 11 12 13 J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun J. Metil ester Gliserol Air NaOH Trigliserida Sabun 99% JME 1% Air 1. F Alur 13 13 JME = F11JME jam kg = 2.344,8981 13 2 13 2 13 2 13 2 1 % 2.44,8981 0, 99 23, 4489 23, 6858 H O H O H O H O F F F kg F jam = + = = 1. F Alur 12 12 Gli =F12Gli jam kg = 5,4443

2. F12H2O = F12H2O - F12H2O

= 588,7458 jam kg - 23,6858 jam kg = 565,06 jam kg 3. F12Sabun = F12Sabun jam kg = 1,5246 4. F12NaOH = F12NaOH jam kg = 0,3033 5. F12TG = F12TG jam kg = 1,9898

(26)

Tabel LA-6 Neraca Massa pada Dekanter-II (D-502)

NO KOMPONEN

Masuk

Alur 11 Alur 12 Alur 13

1. J. Metil Ester 2344,8981 - 2.344,8981 2. Gliserol 5,4443 5,4443 - 3. CH3OH - - - 4. H2O 588,7458 565,06 23,6858 5. Sabun 1,5246 0,3033 - 6. NaOH 0,3033 1,5246 - 7. Trigliserida 1,9898 1,9898 - Jumlah 574,3304 2.368,5839 2.942,9143 2.942,9143 VACUUM DRIER Vacuum Drier 14 15 16 _{99,99% JME} 0,01% Air 99% JME 1% Air Air 1. F Alur 16 16 JME = F14JME jam kg = 2.344,8981 2. 16 2 16 2 0, 01 % 2.344,8981 H O H O F F = + 16 2 16 2 0, 99 0, 2344 0, 2368 H O H O F kg F jam = =

(27)

F Alur 15

15

H2O =F14H2O – F16H2O

jam kg = 23,6858 – 0,2368 = 23,449

Tabel LA-7 Neraca Massa pada Vacuum Drier (F-802)

NO KOMPONEN

Masuk

Alur 14 Alur 15 Alur 16

1. JME 2.344,8981 - 2.344,8981

2. H2O 23,6858 23,449 0,2368

Jumlah 85,7719 2.345,1349

(28)

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kJ

Basis temperatur : 250C = 298 K

Neraca panas menggunakan rumus-rumus sebagai berikut : - Perhitungan panas untuk bahan dalam padat dan cair

0 298 T i K Q =N

∫

Cp dT

- Perhitungan panas penguapan Qv = N. H

- Data Cp

VL

Cpx,T = a + bT + cT2 + dT3 + eT4

Tabel LB-1 Data Cp (J/mol. K)

Senyawa a b c d e H2O(g) 34,0471 -9,65064.10-3 3,29983.10-5 -2,04467.10-8 4,30228.10-12 H2O(l) 18,2964 4,72118.10-1 -1,33878.10-3 1,31424.10-6 - CH3OH(l) -2,5825.102 3,3582 -1,16388.10-2 1,40516.10-5 - CH3OH(g) 34,4925 -2,91887.10-2 2,86844.10-4 -3,12501.10-7 1,09833.10-10 Sumber : Reklaitis (1983)

Tabel LB-2 Data Cp (J/Kmol. K)

Senyawa a b c d e

KOH(s) -4,1.103 4,687.102 -1,0706 9,42.10-4 - Glyserol(l) 7,8468.104 4,8071.102 - - - Sumber : Chemstations (2002)

(29)

- Perhitungan estimasi Cp(l) dan Cp(g)

Tabel LB-3 Perhitungan estimasi Cp

(kal/mol. C) dengan menggunakan metode Rihani dan Doraiszwamy yaitu :

(l) dan Cp(g) Gugus (kal/mol. C) Harga Cp (kal/mol. C) a b .10-2 c .10-4 d .10-6 -CH3 0,6087 2,1433 -0,0852 0,001135 -CH2- 0,3945 2,1363 -0,1197 0,002596 =CH 0,5266 1,8357 -0,0954 0,001950 -CH= -3,5232 3,4158 -0,2816 0,008015 -COO- 2,7350 1,0751 0,0667 -0,009230 -COOH 1,4055 3,4632 -0,2557 0,006886 Sumber : Reid (1991)

Rumus struktur trioleat adalah :

2 3 2 7 2 7 | 3 2 7 2 7 | 2 3 2 7 2 7 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) CH COO CH CH CH CH CH COO CH CH CH CH CH COO CH CH CH CH − − = − − = − − =

Sehingga perhitungan estimasi Cp trioleat (kal/mol. C) Tabel LB-4 Perhitungan estimasi Cp trioleat (kal/mol. C)

Gugus Harga Cp (kal/mol. C)

a b .10-2 c .10-4 d .10-6 3(-CH3) 3(0,6087) 3(2,1433) 3(-0,0852) 3(0,001135) 44(-CH2-) 44(0,3945) 44(2,1363) 44(-0,1197) 44(0,002596) 3(=CH) 3(0,5266) 3(1,8357) 3(-0,0954) 3(0,001950) 1(-CH=) 1(-3,5232) 1(3,4158) 1(-0,2816) 1(0,008015) 3(-COO-) 3(2,7350) 3(1,0751) 3(0,0667) 3(-0,009230) Total 25,4457 112,5753 -18,4852 0,07306

(30)

Dengan cara yang sama diperoleh Cp Trigliserida campuran sebagai berikut : Tabel LB-5 Perhitungan estimasi Cp komponen trigliserida (kal/mol.C)

Komponen Trigliserida Komposisi Trigliserida Harga Cp (kal/mol. C) a b .10-2 c .10-4 d .10-6 Tripalmitat 0,146 23,8659 107,0682 -4,0859 0,053176 Tripalmitoleat 0,0085 23,0787 99,7575 -16,0774 0,06625 Trioleat 0,4619 25,4457 112,5753 -18,4852 0,07306 Trilinoleat 0,308 27,8181 116,2788 -16,0774 0,0838 Trilinolenat 0,002 28,6107 114,4752 -13,6696 0,08869 Tristearat 0,0715 26,2329 119,886 -20,6068 0,07402 Triarachidat 0,0021 28,5999 132,7038 -23,0146 0,08083 Campuran Trigliserida 1 22,07877 96,04644 -12,9275 0,062279 Maka Cp Trigliserida adalah :

22,07877 + 96,04644.10-2.T– 12,9275.10-4.T2 + 0,062279.10-6.T

Senyawa

3

Dengan cara yang sama diperoleh juga :

Tabel LB-6 Perhitungan estimasi Cp komponen yang lain (kal/mol. C) Harga Cp (kal/mol. C)

a b .10-2T c .10-4T2 d .10-6T3 Metil Ester 10,18058 37,35549 -2,03027 0,022881

FFA 8,0638 37,3504 -2,1121 0,0463

- Perhitungan estimasi Cp(s)

Tabel LB-7 Kontribusi elemen atom untuk metode Hurst and Harrison (J/mol.K) (J/mol.K) dengan metode Hurst and Harrison :

Gugus Harga Cp (J/mol.K)

C 10,89 H 7,56 O 13,42 N 18,74 S 12,36 K 28,78 Sumber : Perry (1997)

(31)

Dari data diatas didapat Cp Potasium Oleat (sabun) Cp = 17(C) + 32(H) + 2(O) + 1(K) = 17(10,89) + 32(7,56) + 2(13,42) + 1(28,78) = 482,67 J/mol.K - Data (298 ) o f _K H

∆ (kkal/mol) dari Reklaitis (1983) dan Perry (1997) adalah sebagai berikut : Tabel LB-8 Nilai (298 ) o f _K H ∆ (kkal/mol) Senyawa (298 ) o f _K H ∆ (kkal/mol) KOH -114,96 H2O -57,8 Metanol -48,08 Glyserol 139,8

Sumber : Reklaitis (1983) dan Perry (1997) - Menghitung estimasi (298 ) o f _K H ∆ (kJ/mol) Tabel LB-9 Data (298 ) o f _K H

∆ (kJ/mol) untuk estimasi Gugus _Harga (298 ) o f _K H ∆ (KJ/mol) -CH3 -76,45 -CH2- -20,64 -CH 29,89 -C- 82,23 =CH2 -9,63 =CH 37,97 =C- 83,99 -COO- -337,92 -COOH -426,72 Sumber : Perry (1997) Rumus : ∆Hof₍₂₉₈_K₎ = 68,29 + ∑Ni.∆Hi ...(Perry, 1997)

(32)

Dari data diatas dapat dicari : 1. Kalium Oleat (298 ) o f _K H ∆ = 68,29 + ∑Ni. ∆Hi = 68,29 + [1(CH3)+14(CH2

2. Asam Oleat (FFA)

)+1(=CH)+1(COO)+1(K)] = 68,29 + [1(-76,45)+14(-20,64)+1(37,97)+1(-337,92)+1(0)] = -597,07 kJ/mol (298 ) o f _K H ∆ = 68,29 + ∑Ni. ∆Hi = 68,29 + [1(CH3)+14(CH2 3. Tripalmitat (Trigliserida) )+1(CH)+1(COOH)] = 68,29 + [1(-76,45)+14(-20,64)+1(37,97)+1(-4426,72)] = -685,87 kJ/mol (298 ) o f _K H ∆ = 68,29 + ∑Ni. ∆Hi = 68,29 + [3(CH3)+44(CH2 (298 ) o f _K H ∆ )+3(COO)+1(CH)] = 68,29 + [3(-76,45)+44(-20,64)+3(-337,92)+1(29,89)] = -2053,09 kJ/mol

Dengan cara yang sama didapat campuran sebagai berikut : • Trigliserida Tabel LB-10 (298 ) o f _K H ∆ Campuran Trigliserida Senyawa Komposisi (298 ) o f _K H ∆ Senyawa (298 ) o f _K H ∆ Campuran Tripalmitat 0,146 -2053,09 -299,751 Tripalmitoleat 0,0085 -778,45 -6,61683 Tristearat 0,0715 -2176,93 -155,65 Trioleat 0,4619 -1939,18 -895,707 Trilinoleat 0,308 -1522,09 -468,804 Trilinolenat 0,002 -1194,67 -2,38934 Triarachidat 0,0021 -2300,77 -4,83162 (298 ) o f _K H

(33)

• Metil Ester Tabel LB-11 (298 ) o f _K H

∆ Campuran Metil Ester Senyawa Komposisi (298 ) o f _K H ∆ Senyawa (298 ) o f _K H ∆ Campuran Metil palmitat 0,156 -711,49 -110,992 Metil palmitoleat 0,009 -286,61 -2,57949 Metil stearat 0,067 -752,77 -50,4356 Metil oleat 0,426 -673,52 -286,92 Metil linoleat 0,339 -534,49 -181,192 Metil linolenat 0,002 -425,35 -0,8507 Metil arachidat 0,001 -794,05 -0,79405 (298 ) o f _K H

∆ Campuran Metil Ester (kJ/mol) -633,764

1. Reaktor (R-401) Reaktor T=600C P= 1atm Steam uap panas 1200C Kondensat 1000C JCO 300C Metanol Air 300C KOH Metil ester Gliserol Metanol 600C Air KOH Trigliserida Sabun 6 9 10

Reaksi yang terjadi :

Trigliserida (TG) + 3CH3OH 96 %

FFA (asam oleat) + KOH Sabun (kalium oleat) + H

3 Metil ester (JME) + Gliserol

2O

Persamaan neraca energi :

Panas masuk = Panas keluar + Akumulasi

Asumsi : keadaan steady state, sehingga akumulasi = 0 Maka,

(34)

Perhitungan panas reaksi : R1 C OCH2 O R2 C OCH O R3 C OCH2 O + 3CH3OH HOCH HOCH2 HOCH2 + 3R C OCH3 O KOH

Trigliserida Metanol Gliserol Metil Ester

o K f H ₍₂₉₈ ₎ ∆ Trigliserida = -1833,75 kJ/mol o K f H ₍₂₉₈ ₎

∆ Metanol = -48,08 kkal/mol = -201,1667 kJ/mol

o K f

H (298 )

∆ Metil ester = -633,764 kJ/mol

o K f

H ₍₂₉₈ ₎

∆ Gliserol = 139,8 kkal/mol = 584,9232 kJ/mol

o K f

H ₍₂₉₈ ₎

∆ Air = -57,8 kkal/mol = -241,8352 kJ/mol

o K f

H (298 )

∆ KOH = -114,96 kkal/mol = -606,5126 kJ/mol

o K f H ₍₂₉₈ ₎ ∆ FFA = -685,87 kJ/mol o K f H ₍₂₉₈ ₎ ∆ Sabun = -597,07 kJ/mol

(

) (

)

(

)

(

)

1(298 ) 3 1(298 ) 3. 3. 3. 633, 764 584, 9232 1833, 75 3. 201,1667 1120,8813 / 10 . 1120,8813 1,1532 1 1.292.600, 315 o o o o

K f Metilester f Gliserol f Trigliserida f Metanol

K Hr H H H H kJ mol kJ mol r Hr x x kmol mol kmol   ∆ = _ ∆ + ∆ − ∆ + ∆ _ = _ − + − − + − _ = ∆ = = kJ Reaksi II : 2 7 2 7 3 2 7 2 7 3 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

CH CH CH CH COOH KOH CH CH CH CH COOK H O

Asam Oleat Sabun Kalium Oleat

(35)

(

) (

)

(

)

(

)

2(298 ) 3 2 2(298 ) 597, 07 241,8352 685,87 606, 5126 453, 4774 / 10 . 453, 4774 0,1009 1 45.755,8697 o o o o

K f sabun f Air f FFA f KOH

K Hr H H H H kJ mol kJ mol r Hr x x kmol mol kmol kJ   ∆ = _ ∆ + ∆ − ∆ + ∆ _ = _ − − − − − _ = ∆ = =

Tabel LB-12 Perhitungan panas bahan masuk reaktor (alur 6)

Komponen Fs6 N (kg) s

∫

303 298 (l) dt Cp 6 (kmol) (kJ/kmol) Ns6

∫

303 298 (l) dt Cp . (kJ) Trigliserida(l) FFA(l) H2O 1023,7794 27,3569 1,0522 (l) 1,2012 0,1009 0,0584 994,32 380,65 375,29 1194,3772 38,4076 21,9169 ∆Hin,alur 6 1254,7017

Tabel LB-13 Perhitungan panas bahan masuk reaktor (alur 9)

Komponen Fs9 N (kg) s

∫

303 298 (l) dt Cp 9 (kmol) (kJ/kmol) Ns9

∫

303 298 (l) dt Cp . (kJ) Metanol(l) KOH(l) H2O 192,4321 10,2378 0,3856 (l) 6,006 0,1824 0,0214 412,18 328,8 375,29 2475,5531 59,9731 8,0312 ∆Hin,alur 9 2543,5574 ∆Hin,total = 1254,7017 +2543,5574 = 3798,2591 kJ

(36)

Tabel LB-14 Perhitungan panas bahan keluar reaktor (alur 10) Komponen Fs10 N (kg) s 333 (l) 298 Cp dt

∫

10 (kmol) (kJ/kmol) Ns10 333 (l) 298 Cp dt

∫

. (kJ) Metil ester(l) Gliserol(l) Metanol(l) H2O(l) Sabun(s) KOH(l) Trigliserida 987,7257 106,1591 81,5912 3,254 30,9864 4,5763 40,9512 (l) 3,4594 1,1531 2,5465 0,1808 0,1009 0,0815 0,048 3763,4 8054,6 2994,2 2638,5 16893,45 2337,4 8853,6 13019,1059 9287,7593 7627,7303 477,0408 1704,5491 190,4981 424,9728 ∆Hout,alur 10 32728,6563

Panas yang diberikan steam (Qs

, 1. 1 2. 2 ,

32.728, 6563 1.292.600, 315 45.755,8697 3.798, 2591 1.367.286, 582

s

out Tot in Tot

dQ H r Hr r Hr H dT kJ = ∆ + ∆ + ∆ − ∆ = + + − = ) =

Reaktor menggunakan steam panas lanjut sebagai media pemanas yang masuk pada suhu 1200C dan tekanan 1 atm, kemudian keluar sebagai kondensat pada suhu 1000

kg kJ HSteam =2716−419,1=2.296,9 /

∆

C dan tekanan 1 atm.

... (Reklaitis, 1983) Maka. massa steam (ms

1.367.286, 582 595, 2747 2.296, 9 / s S Steam Q kJ m kg H kJ kg ∆ = = = ∆ ) adalah :

(37)

2. Heater I (E-601) Heater I Biodiesel panas 1000C Kondensat 82,20C Metil ester Gliserol Metanol Air 600C KOH Trigliserida Sabun 10 11 Metil ester Gliserol Metanol 70,690C Air KOH Trigliserida Sabun

Perhitungan temperatur yang di inginkan pada flash drum I Titik didih masing-masing komponen :

Metil ester = 609,0730C Trigliserida = 985,990C Sabun = 610,2150C Air = 1000C Metanol = 64,70C

Dari grafik tekanan uap-cair, hanya metanol dan air yang memiliki data tekanan uap (Chemstation, 2002)

Sehingga :

Xi = Zi[(1+D/W)/(1+Ki. D/W)] Yi = Zi[(1+W/D)/(1+W/KiD)]

Dimana : Zmetanol = 2,56 kmol = 0,93% Zair = 0,18 kmol = 0,07%

Xi = 100Zi/(1+99.Ki) Yi = 1,01Zi/(1+0,01/Ki)

Diinginkan 99,99% metanol dari umpan dapat dipisahkan sebagai distilat. Tekanan operasi (Pt) 1 atm = 101325 Pa

(38)

Didapat data dari grafik nilai tekanan uap Pvi

Komponen

. dari tekanan uap tersebut didapat harga Ki, YiD, XiW.

Pvi (Pa) Ki = Pvi/Pt YiD XiW

Metanol 179330 1,7698 0,934 0,528

Air 47246 0,4663 0,069 0,148

Total 1,003 0,676

Karena hasil yang didapat Yi lebih dari 1 maka Trial kedua = 70,69 0C = 343,69 K

Didapat data dari grafik nilai tekanan uap Pvi

Komponen

. dari tekanan uap tersebut didapat harga Ki, YiD, XiW.

Pvi (Pa) Ki = Pvi/Pt YiD XiW

Metanol 127195 1,255 0,931 0,7425

Air 31924,2 0,315 0,068 0,2175

Total 0,999 0,96

Nilai Yi dan Xi sudah mendekati 1 sehingga Tflash = 70,69 0

• Perhitungan panas bahan masuk heater I

C telah memenuhi kriteria kesetimbangan.

Tabel LB-15 Perhitungan panas bahan masuk heater I (alur 10)

Komponen Fs10 N (kg) s 333 (l) 298 Cp dt

∫

. (kJ) Metil ester(l) Gliserol(l) Metanol(l) H2O(l) Sabun(s) KOH(l) Trigliserida 987,7257 106,1591 81,5912 3,254 30,9864 4,5763 40,9512 (l) 3,4594 1,1531 2,5465 0,1808 0,1009 0,0815 0,048 3763,4 8054,6 2994,2 2638,5 16893,45 2337,4 8853,6 13019,1059 9287,7593 7627,7303 477,0408 1704,5491 190,4981 424,9728 ∆Hin,alur 10 32728,6563

(39)

• Perhitungan panas bahan keluar heater I Td. Metanol = 64,70C ... (Reklaitis, 1983) HVL 343,69 337,7 343,69 (VL) (l) (g) 298 298 337,7 Cp dt Cp dt Cp dt 3419, 4 35270, 4 723, 39 39413,19 kJ/kmol VL H = + ∆ + = + + =

∫

Metanol = 35.270,4 J/mol ...(Reklaitis, 1983)

Tabel LB-16 Perhitungan panas bahan keluar heater I (alur 11)

Komponen Fs11 N (kg) s 343,69 (l) 298 Cp dt

∫

11 (kmol) (kJ/kmol) Ns11 343,69 (l) 298 Cp dt

∫

. (kJ) Metil ester(l) Gliserol(l) Metanol(g) H2O(l) Sabun(s) KOH(l) Trigliserida 987,7257 106,1591 81,5912 3,254 30,9864 4,5763 40,9512 (l) 3,4594 1,1531 2,5465 0,1808 0,1009 0,0815 0,048 6723,4 12922 39413,19 4156,8 26546,85 3712 15798 23258,9299 14900,3582 100365,6883 751,5494 2678,5771 302,528 758,304 ∆Hout,alur 11 143015,9349

Karena tidak terjadi ∆Ep dan ∆Ek pada heater I, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya (∆H).

, ,

143.015, 9349 32.728, 6563 110.287, 2786

s

out Tot in Tot

dQ H H dT kJ = ∆ − ∆ = − =

Heater menggunakan produk biodiesel panas (T-205) sebagai media pemanas yang

masuk pada suhu 100 oC dan tekanan 1 atm, kemudian keluar sebagai kondesat pada suhu 82,2 oC dan tekanan 1 atm.

Data dari alur 22 : F22 = 968,069 Kg

(40)

110.287,2786 kJ = 968,069 . 373 . T produk biodiesel Cp dT

∫

Dimana : 373 . T produk biodiesel Cp dT

∫

= 10,2617 (T-373) + 0, 3745 2 (T 2 -3732 4 2,1438.10 3 − ) – (T3-3733 8 3, 5794.10 4 − ) + (T4-3734)

Dari hasil iterasi yang dilakukan didapatlah suhu keluaran dari kondensat sebesar 355,20K = 82,20 3. Flash Drum I (D-801) C Flash drum I T=70,690C 11 12 13 J. Metil ester Gliserol Metanol Air 70,690C KOH Trigliserida Sabun 70,690C Metanol Air J. Metil ester Gliserol Metanol 70,690C Air KOH Trigliserida Sabun

• Perhitungan panas bahan masuk Flash drum I Td. Metanol = 64,70C ... (Reklaitis, 1983) HVL 343,69 337,7 343,69 (VL) (l) (g) 298 298 337,7 Cp dt Cp dt Cp dt 3419, 4 35270, 4 723, 39 39413,19 kJ/kmol VL H = + ∆ + = + + =

∫

(41)

Tabel LB-17 Perhitungan panas bahan masuk Flash drum I (alur 11) Komponen Fs11 N (kg) s 343,69 (l) 298 Cp dt

∫

. (kJ) Metil ester(l) Gliserol(l) Metanol(g) H2O(l) Sabun(s) KOH(l) Trigliserida 987,7257 106,1591 81,5912 3,254 30,9864 4,5763 40,9512 (l) 3,4594 1,1531 2,5465 0,1808 0,1009 0,0815 0,048 6723,4 12922 39413,19 4156,8 26546,85 3712 15798 23258,9299 14900,3582 100365,6883 751,5494 2678,5771 302,528 758,304 ∆Hin,alur 11 143015,9349

• Perhitungan panas bahan keluar Flash drum I

Tabel LB-18 Perhitungan panas bahan keluar Flash drum I (alur 12)

∫

. (kJ) Metanol(g) H2O 81,583 0,1635 (l) 2,5463 0,009 39413,19 4156,8 100357,8057 37,7576 ∆Hout,alur 12 100395,5633

(42)

Tabel LB-19 Perhitungan panas bahan keluar Flash drum I (alur 13) Komponen Fs13 N (kg) s 353 (l) 298 Cp dt

∫

. (kJ) Metil ester(l) Gliserol(l) Metanol(g) H2O(l) Sabun(s) KOH(l) Trigliserida 987,7257 106,1591 0,0081 3,0905 30,9864 4,5763 40,9512 (l) 3,4594 1,1531 0,0002 0,1717 0,1009 0,0815 0,048 6723,4 12922 39413,19 4156,8 26546,85 3712 15798 23258,9299 14900,3582 7,8826 713,7918 2678,5771 302,528 758,304 ∆Hout,alur 13 42620,3716 Q total keluar = 100.395,5633 + 42.620,3716 = 143.015,9349 kJ

Karena tidak terjadi ∆Ep dan ∆Ek pada flash drum, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya (∆H).

, ,

143.015, 9349 143.015, 9349 0

s

out Tot in Tot

dQ H H dT kJ = ∆ − ∆ = − =

Karena dQ/dT=0 maka proses berlangsung secara adiabatik, dimana tidak diperlukan air pendingin ataupun steam.

4. Kondensor (C-701) Air pendingin 250C Air 600C Metanol Air 70,690C 12 23 Metanol 300C Air Kondensor

(43)

• Perhitungan panas bahan masuk kondensor Td. Metanol = 64,70C ... (Reklaitis, 1983) HVL 343,69 337,7 343,69 (VL) (l) (g) 298 298 337,7 Cp dt Cp dt Cp dt 3419, 4 35270, 4 723, 39 39413,19 kJ/kmol VL H = + ∆ + = + + =

∫

Metanol = 35.270,4 J/mol ...(Reklaitis, 1983)

Tabel LB-20 Perhitungan panas bahan masuk kondensor (alur 12)

∫

. (kJ) Metanol(l) H2O 81,583 0,1635 (l) 2,5463 0,009 39413,19 4156,8 100357,8057 37,7576 ∆Hin,alur 12 100395,5633

• Perhitungan panas bahan keluar kondensor

Tabel LB-21 Perhitungan panas bahan keluar kondensor (alur 23)

∫

. (kJ) Metanol(l) H2O 81,583 0,1635 (l) 2,5463 0,009 412,18 375,29 1049,5339 3,4089 ∆Hout,alur 23 1052,9428 Karena tidak terjadi ∆Ep dan ∆Ek pada kondensor, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya (∆H).

, ,

1052, 9428 100395, 6205

99.342, 6205 (tanda negatif berarti melepas panas)

s

out Tot in Tot

dQ H H dT kJ = ∆ − ∆ = − = −

kondensor dilengkapi dengan jacket yang berisi air pendingin yang masuk pada suhu 250C dan air sisa keluar pada suhu 600C.

(44)

333 ( ) 298 1 2638, 5 146, 583 / 18 o o K P l K kJ kmol C dT x kJ kg kmol kg = =

∫

... (Reklaitis, 1983)

Maka. massa air (ma

333 ( ) 298 99.342, 6205 677, 7226 146, 583 / o o a _K P l K Q kJ m kg kJ kg C dT ∆ = = =

∫

) yang digunakan adalah :

5. Mixer II (M-302) Metil ester Gliserol Metanol Air 70,690C KOH Trigliserida Sabun 15 17 Metil ester Gliserol Metanol 600C Air KOH Trigliserida Sabun Mixer II T=600C P= 1atm Air 300C 16 Steam 1200C, 1 atm Kondensat 1000C

- Suhu mixer II dijaga tetap 600

C agar metil ester mudah terpisah dari air dan bahan yang masih terikut dalam metil ester

• Perhitungan panas bahan masuk mixer II

Td. Metanol = 64,70C ... (Reklaitis, 1983) HVL 343,69 337,7 343,69 (VL) (l) (g) 298 298 337,7 Cp dt Cp dt Cp dt 3419, 4 35270, 4 723, 39 39413,19 kJ/kmol VL H = + ∆ + = + + =

∫

(45)

Tabel LB-22 Perhitungan panas bahan masuk mixer II (alur 15) Komponen Fs15 N (kg) s 343,69 (l) 298 Cp dt

∫

. (kJ) Metil ester(l) Gliserol(l) Metanol(g) H2O(l) Sabun(s) KOH(l) Trigliserida 967,9712 2,1231 0,0007 0,0617 0,6197 0,0914 0,8189 (l) 3,3903 0,0231 2,1848.10-5 3,4278.10-3 2,0179.10-3 1,6289.10-3 9,6081.10 6723,4 12922 39413,19 4156,8 26546,85 3712 15798 -4 22794,343 29,8452 0,8611 14,2487 53,5689 6,0465 15,1789 ∆Hin,alur 15 22914,0923

Tabel LB-23 Perhitungan panas bahan masuk mixer II (alur 16)

∫

. (kJ) H2O(l) 242,9217 13,4956 375,29 5064,7637 ∆Hin,alur 16 5064,7637 Q masuk total = 5064,7637 + 22914,0923 = 27978,856 kJ

(46)

• Perhitungan panas bahan keluar mixer II

Tabel LB-24 Perhitungan panas bahan keluar mixer II (alur 17)

∫

. (kJ) Metil ester(l) Gliserol(l) Metanol(l) H2O(l) Sabun(s) KOH(l) Trigliserida 967,9712 2,1231 0,0007 242,9834 0,6197 0,0914 0,8189 (l) 3,3903 0,0231 2,1848.10-5 13,4991 2,0179.10-3 1,6289.10-3 9,6081.10 3763,4 8054,6 2994,2 2638,5 16893,45 2337,4 8853,6 -4 12759,055 186,0613 0,0654 35617,3753 34,0893 3,8074 8,5066 ∆Hout,alur 17 48608,9603

Karena tidak terjadi ∆Ep dan ∆Ek pada mixer II, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya (∆H).

, ,

48.608, 9603 27.978,856 20630,1043

s

out Tot in Tot

dQ H H dT kJ = ∆ − ∆ = − =

Mixer II dilengkapi coil yang berisi steam sebagai media pemanas yang masuk pada 1200C, 1 atm dan keluar sebagai kondensat 1000

kg kJ H_Steam =2716−419,1=2.296,9 / ∆ C, 1 atm. ... (Reklaitis, 1983) Maka. massa steam (ms

20.630,1043 8, 9817 2.296, 9 / s S Steam Q kJ m kg H kJ kg ∆ = = = ) adalah :

(47)

6. Heater II (E-602) Heater II Steam panas 1200C Kondensat 1000C Metil ester Air 600C 19 20 Metil ester 1000C Air

• Perhitungan panas bahan masuk heater II

Tabel LB-25 Perhitungan panas bahan masuk heater II (alur 19)

∫

. (kJ) Metil ester(l) H2O 967,9712 9,7775 (l) 3,3903 0,0432 3763,4 2638,5 12759,055 113,9832 ∆Hin,alur 19 12873,0382

• Perhitungan panas bahan keluar heater II

Td. Air = 1000C ... (Reklaitis, 1983) HVL 373 373 (VL) (l) 298 298 Cp dt Cp dt 5671, 6 2257 7928, 6 kJ/kmol VL H = + ∆ = + =

∫

Air = 2257 kJ/mol ...(Reklaitis, 1983)

Tabel LB-26 Perhitungan panas bahan keluar heater II (alur 20)

∫

. (kJ) Metil ester(l) H2O 967,9712 9,7775 (g) 3,3903 0,0432 8507,6 7928,6 28840,764 4305,2298 ∆Hout,alur 20 33145,9938

(48)

Karena tidak terjadi ∆Ep dan ∆Ek pada heater, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya (∆H).

, ,

33145, 9938 12873, 0382 20272, 9556

s

out Tot in Tot

dQ H H dT kJ = ∆ − ∆ = − =

Heater menggunakan steam uap panas sebagai media pemanas yang masuk pada 1200C, 1 atm dan keluar sebagai kondensat 1000

kg kJ H_Steam =2716−419,1=2.296,9 / ∆ C, 1 atm. ... (Reklaitis, 1983) Maka. massa steam (ms

20272, 9556 8,826 2.296, 9 / s S Steam Q kJ m kg H kJ kg ∆ = = = ) adalah : 7. Cooler (C-702) Air pendingin 250C Air 600C Metil ester Air 82,20C 24 25 Metil ester 300C Air Cooler

• Perhitungan panas bahan masuk cooler

Tabel LB-27 Perhitungan panas bahan masuk cooler (alur 24)

∫

. (kJ) Metil ester(l) H2O 967,9712 0,0978 (l) 3,3903 0,00543 6919,7 4323,4 23459,8589 23,4761 ∆Hin,alur 24 23483,335

(49)

• Perhitungan panas bahan keluar cooler

Tabel LB-28 Perhitungan panas bahan keluar cooler (alur 25)

∫

. (kJ) Metil ester(l) H2O 967,9712 0,0978 (l) 3,3903 0,00543 425,13 375,29 1441,3182 2,0269 ∆Hout,alur 25 1443,3451 Karena tidak terjadi ∆Ep dan ∆Ek pada cooler, maka perubahan panas steam sama dengan perubahan entalpinya (∆H).

, ,

1443, 3451 23483, 335

22039, 9899 (tanda negatif berarti melepas panas)

s

out Tot in Tot

dQ H H dT kJ = ∆ − ∆ = − = −

Cooler dilengkapi dengan jacket yang berisi air pendingin yang masuk pada suhu 250C dan air sisa keluar pada suhu 600

333 ( ) 298 1 2638, 5 146, 583 / 18 o o K P l K kJ kmol C dT x kJ kg kmol kg = =

∫

C. ... (Reklaitis, 1983)

Maka. massa air (ma

333 ( ) 298 22039, 9899 150, 3584 146, 583 / o o a _K P l K Q kJ m kg kJ kg C dT ∆ = = =

∫

(50)

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT

1. Gudang Biji Jarak Pagar (G-101)

Fungsi : Menyimpan bahan baku biji jarak, direncanakan untuk kebutuhan 30 hari

Bahan konstruksi : Beton

Bentuk : Prisma segi empat beraturan Kondisi penyimpanan : Kondisi ruang Kebutuhan biji jarak : 2945,6565 kg/jam

Kebutuhan biji jarak untuk 30 hari = 2945,6565 kg/jam x 24 jam/hari x 30 hari = 2.120.872,68 kg

Berat 1 biji jarak pagar diperkirakan = 0,002 kg (Hambali, 2006) Jumlah biji jarak untuk 30 hari = 2.120.872,68 kg x 1 biji/0,002 kg

= 1.060.436.340 biji

1 buah jarak diameternya 4 cm dan tebal dindingnya 1 cm (Hambali, 2006) 1 buah jarak pagar terdiri atas 3 biji, diameter ketiga bijinya = 4cm – 2cm = 2cm Maka 1 biji jarak pagar berdiameter = 2 cm/ 3 = 0,67 cm = 0,0067 m

r = 0,00335 m volume 1 biji jarak = 4/3πr

= 4/3 (3,14). (0,00335) 3 = 1,57399 . 10 3 -7 m

Volume biji jarak untuk 30 hari = 1.060.436.340 x 1,57399.10

3 -7 m = 166,9116 m 3 Faktor kelonggaran (fk) = 30% 3 Volume gudang = (1+0,3) . 166,9116 m = 216,9851 m 3

Gudang direncanakan berukuran p : l : t = 2 : 2 : 1

3 Volume gudang (V) = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t Tinggi gudang (t) = 3 3 3 216, 9851 _{3, 7855} 4 4 V m = =

(51)

Sehingga panjang (p) = 2 x 3,7855 = 7,571 m Lebar (l) = 2 x 3,7855 = 7,571 m

2. Gudang Penyimpanan KOH (G-102)

Fungsi : tempat menyimpan KOH untuk kebutuhan 120 hari Bahan konstruksi : Beton

Bentuk : Prisma segi empat beraturan Kondisi penyimpanan : Kondisi ruang Densitas KOH (ρ) = 2040 kg/m3

Kebutuhan KOH untuk 120 hari = 10,2378 kg/jam x 24 jam/hari x 120 hari = 29.484,864 kg volume KOH = m/ρ = 29.484,864 kg / 2040kg/m3 = 14,4534 m3 Faktor kelonggaran (fk) = 30% Volume gudang = (1+0,3) . 14,4534 m3 = 18,7894 m3

Gudang direncanakan berukuran p : l : t = 2 : 2 : 1 Volume gudang (V) = p x l x t = 2t x 2t x t = 4t 3 318, 7894 _{1, 6747} 4 4 V m = = 3 Tinggi gudang (t) = Sehingga panjang (p) = 2 x 1,6747 = 3,3494 m Lebar (l) = 2 x 1,6747 = 3,3494 m

(52)

3. Bucket Elevator KOH (B-101)

Fungsi : Mengangkut KOH dari gudang penyimpanan ke tangki pencampur Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : kondisi ruang

Laju bahan yang diangkut = 10,2378 kg/jam

Faktor kelonggaran, fk = 12 % (Tabel 28-8, Perry, 1999) Kapasitas = 1,12 x 10,2378 kg/jam = 11,4663 kg/jam

Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton/jam, spesifikasi :

(Tabel 21-8, Perry, 1999) - Tinggi elevator = 25 ft = 7,62 m

- Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket = 12 in = 0,305 m

- Kecepatan bucket = 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):

ΔZ m 0,07

P= 0,63 (Timmerhaus, 2004) Dimana: P = daya (kW)

m = laju alir massa (kg/s) ∆Z = tinggi elevator (m) m = 11,4663 kg/jam = 3,185.10-3 kg/s ∆Z = 25 ft = 7,62 m Maka : P = 0,07 x (3,185.10-3)0,63 x 7,62 = 0,0142 kW = 0,019 hp

(53)

4. Bucket Elevator Jarak Pagar (B-102)

Fungsi : Mengangkut biji jarak dari gudang penyimpanan ke tangki umpan Jenis : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan : Malleable-iron Jumlah : 1 unit Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 30 0 ΔZ m 0,07 P= 0,63 C

- Tekanan (P) : 1 atm (14,699 psi) Laju bahan yang diangkut = 2945,6565 kg/jam

Faktor kelonggaran, fk = 12 % (Tabel 28-8, Perry, 1999) Kapasitas = 1,12 x 2945,6565 kg/jam = 3534,7878 kg/jam

Untuk bucket elevator kapasitas < 14 ton/jam, spesifikasi :

(Tabel 21-8, Perry, 1999) - Tinggi elevator = 25 ft = 7,62 m

- Ukuran bucket = (6 x 4 x 4¼) in - Jarak antar bucket = 12 in = 0,305 m

- Kecepatan bucket = 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):

(Timmerhaus, 2004) Dimana: P = daya (kW)

m = laju alir massa (kg/s) ∆Z = tinggi elevator (m) m = 3534,7878 kg/jam = 0,9819 kg/s ∆Z = 25 ft = 7,62 m Maka : P = 0,07 x (0,9819)0,63 x 7,62 = 0,5273 kW = 0,7071 hp

(54)

5. Bak Penampungan Ampas (B-201)

Fungsi : menampung ampas biji jarak dari Screw Press dan Vibrating Filter Bentuk : bak persegi panjang

Bahan : Kayu Jumlah : 1

Lama penyimpanan : 1 hari Laju alir bahan = F3 + F4

= 1891,6417 + 1,8263 = 1893,468 kg/jam

Berat bahan = 1893,468 kg/jam x 24 jam = 45.443,232 kg ρ campuran = 586,173 kg/m 3 45443, 232 77, 5251 586,173 = m 3 volume bahan = Faktor kelonggaran (fk) = 20% Volume bak = 1,2 x 77,5251 m3 = 93,0301 m3 Bak direncanakan berukuran = p : l : t = 1 : 1 : 2/3 Volume bak (V) = p x l x t = p x p x 2/3p = 2/3p 3 3 3 3.93, 0301 _5,1869 2 2 V m = = 3 Panjang (p) =

Sehingga lebar = panjang = 5,1869 m

Tinggi (t) = 2/3 x 5,1869 m = 3,4579 m

6. Tangki Penyimpanan Metanol (T-203) Fungsi : Untuk menyimpan larutan metanol

Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA – 285 Grade C

Jumlah : 1 unit

Lama Penyimpanan : 30 hari Kondisi Operasi : Kondisi ruang

(55)

LC-1 Tabel data-data pada alur 8 Komponen Lj Massa (kg/jam) % Berat, xi Densitas, ρ (%) i (kg/m3) Metanol Air 192,432 0,3856 0,9980 0,0020 803,542 995,647 Total 192,8176 1,0000

Densitas campuran (ρcampuran) = Σxi.ρi = 803,9262 kg/m3 = 50,1873 lbm/ft3

a. Volume tangki Perhitungan : Volume larutan, Vl 3 kg jam 192,8176 x 30 hari x 24 jam hari kg 803, 9262 m = = 172,6883 m3

Faktor kelonggaran (fk) = 20 % (Brownell & Young, 1959) Volume tangki, VT = (1 + 0,2) x 172,6883 m3

= 207,2259 m3

b. Diameter dan Tinggi Shell

Volume silinder V = 4 1 π Dt2 8 3 Hs (Hs : Dt = 3 : 2) Vs = π Dt3 = 1,1775 Dt 24 1 3

Volume tutup tangki ellipsoidal (Vh)

Vh = π Dt3= 0.1308Dt3 (Brownell & Young, 1959) Volume tangki (Vt)

Vt = Vs + Vh

207,2259 = 1,1775 Dt3 + 0,1308 Dt3 Dt = 5,4106 m = 106,5077 in

(56)

Tinggi silinder (Hs) : Hs = 2 3 x Dt 2 3 = x 5,4106 = 8,1159 m = 26,6269 ft = 319,5229 in Tinggi head (Hh) : (Hh : Dt= 1 : 4) Hh = 4 1 x Dt = 4 1 x 5,4106 m = 1,3526 m

Tinggi total tangki (Ht) Ht = Hs + Hh

= 8,1159 + 1,3526 = 9,4685 m = 372,7748 in Tinggi cairan dalam tangki (Hc)

Vs = 207,2259 m3 Vc = 172,6883 m Vc Hs Vs× 3 Hs = 8,1159 m

Tinggi cairan dalam tangki (Hc) =

= 172, 6883 8,1159 6, 7632

207, 2259× = m

c. Tebal shell dan head

direncanakan menggunakan bahan konstruksi Carbon steel, SA – 285, Grade C dari tabel 13.1 Brownell & Young, 1959 diperoleh data :

• Allowable Working Stress (S) = 12650 psia • Effisiensi sambungan (Ej) = 0,85 • Corrosion Allowance (CA

• Umur alat (n) = 10 tahun ) = 1/8 in/tahun Cc = n x C 2 2 ( 1) 144 Hs ft in ρ − A Tekanan hidrostatik (Ph) = = 3 2 2 (26, 6269 1).50,1873 8, 9316 144 ft lbm ft psi ft in − ₌

Tekanan operasi = 14,696 psi + 8,9316 Psi = 23,6276 psi Tebal dinding silinder tangki :

Cc P Ej S r P t_t + − = 6 , 0 . . (Timmerhaus, 2004, hal. 554)

(57)

s t (23,6276psi).(106, 5077 in) ₁ (10. ) 8 (12650psi)(0,85) (0,6)(23,6276psi) 1, 4843 A P.r + n.C S.Ej - 0,6P in = = + − =

Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959, dipilih tebal dinding standar = 11 2in

Tebal tutup tangki : . 2 . 0, 2 h P D t Cc S Ej P = + − (Timmerhaus, 2004, hal. 554) 23,6276psi 213, 0153in ₁ (10. ) 8 (2 12650psi 0,85) (0, 2 23, 6276psi) 1, 4839 h t in × = + × × − × =

Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard = 11 2in

7. Screw Press (SP-101)

Fungsi : mengeluarkan minyak yang terkandung dalam biji jarak pagar Jenis : Twin Screw

Bahan : Stainless steel TP-24 Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

- Temperatur (T) : 30 0

TP-24, Stord international AS ( C

- Tekanan (P) : 1 atm (14,699 psi) Laju bahan yang lewat = 2945,6565 kg/jam Faktor kelonggaran (fk) = 20%

Kapasitas = 1,2 x 2945,6565 kg/jam

= 3534,7878 kg/jam = 3,5 ton/jam

Twin screw yang dipilih :

www.stord-international.no) • Kapasitas = 3,5 ton/jam

• Panjang = 3,373 m • Lebar = 0,92 m

(58)

• Tinggi = 1,46 m • Daya = 8,125 kW 8. Vibrating Filter (VP-101)

Fungsi : memisahkan partikel ampas dari minyak jarak pagar Jenis : Vibrating filter

Bahan : ALL 316 Stainless steel Jumlah : 1 unit

Laju bahan yang lewat = 1054,0148 kg/jam Fk = 20% Kapasitas = 1,2 x 1054,0148 kg/jam = 1264,397 kg/m3 ρ bahan = 888,397 kg/m 3 1264,8178 1, 4237 / 888, 397 = m jam 3

volume bahan = = 1423,7 l/jam = 24,278 l/min

vibrating filter yang dipilih :

vibrating filter industrial top coat – nowata proguard (www.nowata.com) - laju alir bahan = 24,278

- Tekanan = 300 Psi = 21 kg/cm

9. Tangki Minyak Jarak Pagar (T-202)

2

- Bukaan filter = 25 micron = 0,001 in - berat = 29 lb = 13,2 kg

Fungsi : menyimpan minyak jarak pagar setelah dipress dan disaring Bahan konstruksi : carbon steel, SA-283 Grade C

Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Lama penyimpanan : 30 hari

Jumlah : 2 buah

(59)

= 1023,2935 m3

Direncanakan 2 buah tangki, sehingga

VT 3

1023,5935

511, 6467

2 = m

=

b. Diameter dan Tinggi Shell Volume silinder V = 4 1 π Dt2 8 3 Hs (Hs : Dt = 3 : 2) Vs = π Dt3 = 1,1775 Dt 24 1 3

Vh = π Dt3 = 0,1308Dt3 (Brownell & Young, 1959) Volume tangki (Vt) Vt = Vs 511,6467 = 1,1775 Dt3 2 3 Dt = 7,3129 m = 287,9089 in r = ½ x Dt = 143,9544 in Tinggi silinder (Hs) : Hs = x Dt 2 3 = x 7,3129 m = 10,9693 m = 35,988 ft = 431,8613 in

Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs = 511,6467 m3

(60)

Tinggi cairan dalam tangki (Hc) = Vc Hs Vs×

= 426, 3723 10, 9693 9,141

511, 6467× = m

• Umur alat (n) = 10 tahun ) = 1/8 in/tahun Cc = n x C 2 2 ( 1) 144 Hs ft in ρ − A Tekanan hidrostatik (Ph) = = 3 2 2 (35, 988 1).55, 461 12,1931 144 ft lbm ft psi ft in − = Tekanan operasi = 14,696 psi + 12,1931 Psi

= 26,8891 psi Tebal dinding silinder tangki :

Cc P Ej S r P tt + − = 6 , 0 . . (Timmerhaus, 2004, hal. 554) dimana :

P = maximum allowable internal pressure r = jari-jari tangki

S = maximum allowable working stress Ej = joint efficiency

Cc= allowance for corrosion

s t (26,8891psi).(143, 9544 in) ₁ (10. ) 8 (12650psi)(0,85) (0,6)(26,8891psi) 1, 6105 A P.r + n.C S.Ej - 0,6P in = = + − = (Timmerhaus, 2004)

(61)

Tebal tutup tangki : . 2 . 0, 2 h P D t Cc S Ej P = + − (Timmerhaus, 2004, hal. 554) 26,8891psi 287, 9089in ₁ (10. ) 8 (2 12650psi 0,85) (0, 2 26,8891psi) 1, 61 h t in × = + × × − × =

Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard = 13 4in 10. Tangki Air Pencuci (T-204)

Fungsi : menampung air dari utilitas yang akan dialirkan ke mixer II Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar

Bahan : carbon steel, SA-283 Grade C. Lama penyimpanan : 10 hari

Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 30 0C - Tekanan (P) : 1 atm ρ air (kg/m3 ) = 995,408 kg/m3 = 62,141 lbm/ft3 a. Volume tangki Perhitungan : Volume larutan, Vl 3 kg jam 242,9217 x 10 hari x 24 jam hari kg 995, 408 m = = 58,5702 m3

= 70,2842 m

3 Volume silinder V = 4 1 π Dt2 Hs (Hs : Dt = 3 : 2)

(62)

Vs = 8 3_{π Dt}3 = 1,1775 Dt 24 1 3

Vh = π Dt3 = 0,1308Dt3 (Brownell & Young, 1959) Volume tangki (Vt) Vt = Vs 70,2842 = 1,1775 Dt3 2 3 Dt = 3,908 m = 153,8579 in r = ½ x Dt = 76,9289 in Tinggi silinder (Hs) : Hs = x Dt 2 3 = x 3,908 m = 5,862 m = 19,2323 ft = 230,7869 in

Tinggi cairan dalam tangki (Hc) Vs = 70,2842 m3 Vc = 58,5702 m Vc Hs Vs× 3 Hs = 5,862 m

Tinggi cairan dalam tangki (Hc) =

= 58, 5702 5,862 4,885

70, 2842× = m

• Umur alat (n) = 10 tahun ) = 1/8 in/tahun Cc = n x C 2 2 ( 1) 144 Hs ft in ρ − A Tekanan hidrostatik (Ph) = = 3 2 2 (19, 2323 1).62,141 7,8679 144 ft lbm ft psi ft in − ₌

(63)

Tekanan operasi = 14,696 psi + 7,8679 Psi = 22,5639 psi

Tebal dinding silinder tangki :

Cc P Ej S r P t_t + − = 6 , 0 . . (Timmerhaus, 2004, hal. 554) dimana :

P = maximum allowable internal pressure r = jari-jari tangki

S = maximum allowable working stress Ej = joint efficiency s t (22,5639psi).(76, 9289in) ₁ (10. ) 8 (12650psi)(0,85) (0,6)(22,5639psi) 1, 4116 A P.r + n.C S.Ej - 0,6P in = = + − =

Tebal tutup tangki : . 2 . 0, 2 h P D t Cc S Ej P = + − (Timmerhaus, 2004, hal. 554) 22,5639psi 153,8579in ₁ (10. ) 8 (2 12650psi 0,85) (0, 2 22, 5639psi) 1, 4115 h t in × = + × × − × =

Dari tabel 5.4 Brownell & Young, 1959 dipilih tebal tutup standard = 13 4in

(64)

11. Tangki Produk Metil Ester (T-205) Fungsi : menampung produk metil ester

Bahan konstruksi : carbon steel, SA-283 Grade C Bentuk : silinder tegak dengan alas dan tutup datar Lama penyimpanan : 20 hari

Kondisi Operasi : kondisi ruang LC-2 Tabel data-data pada alur 24

Komponen Lj Massa (kg/jam) % Berat, xi Densitas, ρ (%) i (kg/m3) Metil ester Air 967,9712 0,0978 0,9999 0,001 866,005 917,7 Total 968,069 1,0000

Densitas campuran (ρcampuran) = Σxi.ρi = 866,0101 kg/m3 = 54,0631 lbm/ft3

= 321,9407 m3

Volume silinder V = 4 1_{π D} t2 8 3 Hs (Hs : Dt = 3 : 2) Vs = π Dt3 = 1,1775 Dt 24 1 3