LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

(1)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Basis perhitungan : 1 hari operasi Jumlah limbah cair kelapa sawit (POME) : 484,632 m3/hari Kapasitas produksi metan cair : 15.000 kg/ hari

Nilai konversi POME ke biogas diperoleh dari dua literatur berbeda, yaitu: • 50 m3

biogas /m3 POME (Isroi, 2008) • 20 m3

biogas /m3 POME (Asean Palm Oil, 2007)

Maka, jumlah biogas yang dihasilkan =

= 16.962,12 m3/hari

A.1 Penentuan Komposisi Bahan Baku

A.1.1 Komposisi limbah cair kelapa sawit (POME)

Karena kandungan air dalam POME setelah pretreatment berkisar 94 %, dianggap densitas POME sama dengan densitas air. Sehingga, massa POME ≈484,632 ton/hari

= 484.632 kg/hari

A.1.2 Komposisi Senyawa Tambahan

Perbandingan massa POME : NaHCO3 : FeCl2 : ZnCl2 : CO(NH2)2 =

1.000.000 : 2500 : 1 : 0,1 : 50 = 1.211,58 kg/hari = 0,5 kg/hari 632 . 484 1000000 2500 NaHCO Massa ₃ = x 632 . 484 1000000 1 FeCl Massa ₂ = x POME m biogas m x hari POME m 3 3 3 1 35 632 , 484 POME biogas/m m 35 2 20 50 biogas ke POME konversi Maka, = + = 3 3

(2)

= 0,05 kg/hari

= 24,23 kg/hari

A.2 Perhitungan Neraca Massa

A.2.1 Tangki Pencampur NaHCO3

Neraca massa komponen:

 POME : F7POME = F5POME = 22.400 kg/hari

 NaHCO3 : F7NaHCO3 = F6NaHCO3 = 1.211,58 kg/hari

Neraca massa total: F7 = F5POME + F6NaHCO3

= 22.400 + 1.211,58 = 23.611,58 kg/hari

A.2.2 Tangki Pencampur Nutrisi

 POME : F15POME = F11POME = 64 kg/hari

 CO(NH2)2 : F15CO(NH2)2 = F12CO(NH2)2 = 24,23 kg/hari

 ZnCl2 : F15ZnCl2 = F13ZnCl2 = 0,05 kg/hari 5 77 66 14 13 111₁ 12 15

(

)

484.632 1000000 50 NH CO Massa 2 ₂ = x 632 . 484 1000000 1 , 0 ZnCl Massa ₂ = x

(3)

 FeCl2 : F15FeCl2 = F14FeCl2 = 0,5 kg/hari

Neraca massa total:

F15 = F11POME + F12CO(NH2)2 + F13ZnCl2 + F14FeCl2

= 64 + 24,23 + 0,05 + 0,5 = 88,78 kg/hari

A.2.3 Bak Netralisasi

 POME : F9POME = F4POME + F7POME

= 462.232 + 22.400 = 484.632 kg/hari

 NaHCO3 : F9NaHCO3 = F7NaHCO3 = 1.211,58 kg/hari

Neraca massa total: F9 = F4POME + F7NaHCO3

= 484.632 + 1.211,58 = 485.843,58 kg/hari

A.2.4 Reaktor Fermentasi

Kesetimbangan reaksi yang terjadi di dalam reaktor fermentasi : Reaksi: (C6H10O5)n + H2O CH4(g) + CO2(g)

POME Biogas

484.632 kg/hari

Dari data yang diperoleh, diketahui bahwa 1 m3 POME dapat menghasilkan 35 m3 biogas. Komposisi biogas yang dihasilkan dengan proses anaerobik mesofilik yaitu CH4 69% dan CO2 31 %.

Dimana, 1 m3 biogas ={ ( ρ CH4 x XCH4) + ( ρ CO2 x XCO2)}x 1 m3

= {(0,717 kg/m3 x 0,69)+(2,814 kg/m3 x 0,31)}x 1 m3 9 7 4 Reaktor Fermentasi 17 18 16   → _mikroba

(4)

= 1,36707 kg biogas.

= 23.188,405 kg biogas

Diasumsi bahwa jumlah nutrisi yang dikonsumsi mikroba adalah setengah dari jumlah yang diberikan.

 Ampas : F18ampas = F16ampas – r

= 484.632 – 23.188,41 = 461.443,59 kg/hari

 NaHCO3 : F18 NaHCO3 = F16 NaHCO3 = 1.211,58 kg/hari

 CO(NH2)2 : F18CO(NH2)2 = F16CO(NH2)2 = 24,23 kg/hari

 ZnCl2 : F18 ZnCl2 = F16 ZnCl2 = 0,05 kg/hari

 FeCl2 : F18 FeCl2 = F16 FeCl2 = 0,5 kg/hari

 CH4 : F17 CH4 = 0,69 x 28.985,51 = 16.000 kg/hari

 CO2 : F17 CO2 = 0,31 x 28.985,51 = 7.188,41 kg/hari

Neraca total:

F18= F18ampas + F18 NaHCO3 + F18CO(NH2)2 + F18 ZnCl2 + F18 FeCl2

= 461.443,59 + 1.211,58 + 24,23 + 0,05 + 0,5 = 462.679,95 kg/hari

F17 = F17 CH4 + F17 CO2

= 16.000 + 7.188,41 = 23.188,41 kg/hari

A.2.5 Tangki Penampung Biogas

Laju alir 33 yang merupakan laju recycle diatur sebesar 4000 kg/hari. Neraca massa komponen:

CH4 : F21CH4 = F17 CH4 + F33 CH4 = 16.000 + 4000 POME ton x484.632 POME ton 1 POME m 1 x POME m 1 m 35 x m 1 kg 1,36707 terbentuk yang biogas jumlah berarti, Ini 3 3 3 3 = 17 33 ₂₁

(5)

= 20.000 kg/hari CO2 : F21CO2 = F17 CO2 = 7.188,41 kg/hari

Neraca massa total:

F21 = F21CH4 + F21CO2 = 20.000 + 7.188,41 = 27.188,41 kg/hari

A.2.6 Membran Kontaktor

Diharapkan 99 % gas CO2 dapat terabsorpsi.

Absorber : Air Permeabilitas CO2 (P’A) = 2700 (Geankoplis, 2003) Permeabilitas CH4 (P’B) = 800 Faktor separasi = = 2700 / 800 = 3,375

Laju massa gas (Lf) = F29 = 27.188,41 kg/hari

Fraksi CO2 dalam gas (xf) = x29 CO2 =

Massa CO2 yang dipulihkan = 0,99 x 0,2644 x 27.188,41 = 7.116,53 kg

Fraksi CO2 pada gas keluaran (xo) = x 30 CO2

= =

= 0,00358

Laju gas keluaran (Lo) = F30 = 27.188,41 – 7.116,53 = 20.071,88 kg/hari

F30CO2 = 0,00358 x 20.071,88 = 71,857 kg/hari

(

)

cmHg cm s cm STP cm 2 3

(

)

cmHg cm s cm STP cm 2 3 53 , 116 . 7 41 , 188 . 27 53 , 116 . 7 41 , 188 . 7 − − keluaran gas seluruh massa keluaran gas pada CO massa 2 ' ' * / B A P P = α 29 30 40 39 2644 , 0 41 , 188 . 27 41 , 188 . 7 =

(6)

F30CH4= F29CH4= 20.000 kg/hari

Diatur : Ptube = Ph = 1 atm = 100 kPa

Pshell = Pl = 1 atm = 100 kPa

a = 1 - = 1 – 3,375 = - 2,375 b = -1 + + (1/r) + x/r( -1) untuk x = xf b = 4,003 x = xo b = 3,384 c = - x / r untuk x = xf c = -0,8924 x = xo c = -0,0121 y’f = 0,536 y’o = 0,241

Fraksi cairan keluaran (yp) = y40CO2 = y’av = (y’f + y’o)/2 = 0,3887

Neraca massa komponen: Lf xf = Lo xo + Vp yp

(27.188,41)(0,2644) = (20.071,884) 0,00358 + Vp (0,3887)

Vp = F40 = 18.309,129 kg/hari

F40CO2 = y40CO2 x F40 = 0,3887 x 18.309,129 = 7.116,76 kg/hari

F40H2O = 18.309,129 – 7.116,76 = 11.192,37 kg/hari

F39H2O = F40H2O = 11.192,37 kg/hari

Maka, jumlah air yang diperlukan adalah 11.192,37 kg/hari. 0 , 1 100 100 P P r h l = = = * α * α α* *

α

a ac b y 2 4 ' = − +

(7)

A.2.7 Flash Drum

Alur 32 merupakan alur recycle. Neraca massa komponen:

F32CH4 = 4000 kg/hari F30CH4 = 75% F29CH4 = 0,75 x 20.000 = 15.000 kg/hari F31 CH4 = F29CH4 – F30CH4 – F32CH4 = 20.000 – 15000 – 4000 = 1000 kg/hari 30 29 32 31

(8)

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA ENERGI

Basis perhitungan : 1 hari operasi

Satuan operasi : kJ/jam

Neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan sebagai berikut: • Perhitungan panas untuk bahan dalam fasa cair dan gas

Qi = Hi = (Van Ness, 1975)

• Perhitungan panas penguapan QV = N ΔHVL

• Perhitungan Cp beberapa padatan (J/mol.K) dengan menggunakan metode Hurst dan Harrison, dimana nilai kontribusi unsur atom.

Tabel LB.1 Nilai kontribusi Unsur Atom

Unsur Atom ΔE C 10,89 H 7,56 O 13,42 Fe 29,08 Cl 14,69 Sumber : Perry, 1999 Rumus Metode Hurst dan Harrison:

∑

=

∆

⋅

=

n i Ei i pS

N

C

1 Dimana :

Cps = Kapasitas panas padatan pada 298,15 K ( J/mol.K ) n = Jumlah unsur atom yang berbeda dalam suatu senyawa Ni = Jumlah unsur atom I dalam senyawa

ΔEi = Nilai dari distribusi atom I pada tabel LB.1

∫

= T 298 1 T dT Cp n

(9)

Menghitung Cp glukosa:

Cp = 6.ΔEC + 12.ΔEH + 6.ΔEO

= 6 (10,89) + 12 (7,56) + 6(13,42) = 236,58 J/mol.K

Dengan cara yang sama diperoleh Cp FeCI2 = 58,46 J/mol.K

Tabel LB.2 Kapasitas panas beberapa senyawa pada 298,25 K (J/mol.K)

Komponen ΔHf

NaHCO3 87,53

CO(NH2)2 93,05

ZnCl2 76,49

• Perhitungan Cp untuk fasa gas: Cpx,T = a + bT + cT2 + dT3 + eT4

Cpg dT = [a(T2–T1) + b/2(T22–T12) + c/3(T23–T13) + d/4(T24–T14)+ e/5(T25–T15)]

Tabel LB.3 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K)

Senyawa a b c d e

CO2(g) 1,90223.101 7,9629.10-2 -7,3706.10-5 3,7457.10-8 -8,133.10-12

CH4(g) 3,83870.101 -7,3663.10-2 2,9098.10-4 -2,6384.10-7 8,0067.10-11

Sumber: Reklaitis, 1983

• Perhitungan Cp untuk fasa cair: Cpx,T = a + bT + cT2 + dT3

Cpl dT = [a(T2–T1) + b/2(T22–T12) + c/3(T23–T13) + d/4(T24–T14)

Tabel LB.4 Data Kapasitas Panas (J/ mol. K)

Senyawa A b c d H2O(l) 1,82964.101 4,7211.10-1 -1,3387.10-3 1,3142.10-6 CH4(l) CO2(l) -5,70709 1,1041.101 1,02562 1,1595 -1,6656.10-3 -7,2313.10-3 -1,9750.10-5 1,55019.10-5 Sumber: Reklaitis, 1983

∫

2 1 T T

∫

2 1 T T

(10)

Tabel LB.5 Panas Reaksi Pembentukan (kJ/mol) Komponen ΔHf CH4(g) -74,520 CO2(g) H2O(l) -393,509 -285,830 C6H12O6 -1271*) Sumber: Smith, 2001 Anonim,2009*)

Tabel LB.6 Data Air Pendingin yang Digunakan

T(oC) H(kJ/kg)

28 117,7

60 251,1

Sumber: Smith, 2001

B.1 Reaktor Fermentasi (R-210)

Fungsi: sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembentukan biogas

Alur 13 dan 19 (1 atm, 30ºC)

Temperatur basis = 25ºC Reaksi: C6H12O6 3CH4 + 3CO2 ΔHr = [3.ΔH f° CH4 (g) + 3.ΔHf° CO2 (g) - ΔHf° C6H12O6 (s) ] = 3 (-74,52 – 393,509) – (-1.271 ) = -1.404,063 + 1.271 = -133.087 kJ/ mol   → mikroba Reaktor Fermentasi 18 16 Glukosa Air NaHCO3 FeCl2 ZnCl2 CH4 CO2 Glukosa Air NaHCO3 17

(11)

r ΔHr = -17.144.866 kJ/ hari

Energi masuk = (N16C6H12O6)

∫

15 , 303 15 , 298 CpdT + (N16H2O )

∫

15 , 303 15 , 298 Cp dT + N16FeCl2

∫

15 , 303 15 , 298 CpdT + N16ZnCl2

∫

15 , 303 15 , 298 CpdT + N16CO(NH2)2

∫

15 , 303 15 , 298 CpdT + (N16NaHCO3)

∫

15 , 303 15 , 298 CpdT

Tabel LB.7 Energi yang masuk ke dalam Fermentor

Alur Komponen F (kg/ jam) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 16 Glukosa _29.077,92 _161,544 _1.182,9 _191.090,398 Air _455.554,1 _25.308,56 _374,7241 _{9.483.729,341} NaHCO3 _1.211,58 _14,424 _437,646 _6.312,418 CO(NH2)2 _24,23 _0,40383 465,2 _187,877 FeCl2 _0,5 _0,00394 _292,3 _1,1508 ZnCl2 _0,05 _0,0003667 _382,47 _0,140223 Qin (kJ/ hari) _{9.681.321,325}

Temperatur pada alur keluar didapat dengan menggunakan metode trial and error. Temperatur yang didapat yaitu 312,36 K atau 39,21oC.

kmol/hari 8245 , 128 hari mol/ k 180 23.188,41 r = = in out Q Q Hr r dt dQ _{= .}_∆ ₊ ₋ 325 , 321 . 681 . 9 6 -17.144.86 0= +Q_out − kJ/hari 94 , 518 . 823 . 26 = out Q

(12)

Energi keluar = N17CH4

∫

36 , 312 15 , 298 CpdT + N17CO2

∫

36 , 312 15 , 298 CpdT + N18C6H12O6

∫

36 , 312 15 , 298 CpdT + N18H2O

∫

36 , 312 15 , 298 CpdT + N18NaHCO3

∫

36 , 312 15 , 298 CpdT

Tabel LB.8 Energi yang keluar dari Fermentor

Alur Komponen F (kg/ jam) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 17 CH4(g) 16.000 1.000 514,4992975 514.499,2975 CO2(g) 7.188,41 163,372955 532,2433065 86.954,16151 18 C6H12O6(s) 27.686,62 153,81453 3.361,8018 517.093,9638 H2O(l) 433.757 24.097,6097 1.066,433211 25.698.491,28 NaHCO3(s) 437,646 5,21007143 1.243,789932 6.480,234388 Qout (kJ) 26.823.518,94

B.2 Alat Pendingin / cooler I (E-301)

Fungsi: menurunkan suhu biogas yang menuju membran kontaktor. Alur 21 (1 atm, 39,21oC)

Alur 22 (1 atm, 30oC)

Energi masuk = energi keluar dari fermentor pada alur 20 = 514.499,2975 + 86.954,16151

= 601.453,459 kJ/hari

Energi keluar = F25CH4 [Hg(303,15K) - Hg(298,15K)] + F25CO2 [Hg(303,15K) -

Hg(298,15K)] 21 22 CH4 CO2 CH4 CO2 Air 28oC Air 35oC

(13)

Tabel LB.9 Energi yang keluar dari alat pendingin I Alur Komponen F (kg/hari) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 22 CH4 16.000 1.000 180,1316 180.131,6124 CO2 7.188,41 163,372955 186,26 30.429,705 Qout (kJ/ hari) 210.561,3174

Jadi, jumlah panas yang diserap oleh air pendingin sebanyak 390.812,1415 kJ/hari. Maka, jumlah air yang diperlukan (m):

m

= 13.341,02872 kg/hari.

B.3 Tangki Akumulasi Gas metana (F-304)

Fungsi: menampung gas metan yang telah dimurnikan dengan membran kontaktor Alur 23 (1 atm, 30oC) Alur 33 (1 atm, -60oC) Alur 24 (1 atm) Energi masuk = N23CH4

∫

15 , 303 15 , 298 CpdT + N33CH4

∫

15 , 213 15 , 298 CpdT in out Q Q dt dQ ₌ ₋ 9 601.453,45 3174 , 561 . 210 − = dt dQ kJ/hari 1415 , 892 . 390 − = dt dQ C) H(28 C) H(35 Q o o − = kJ/kg 3 , 117 kJ/kg 6 , 146 kJ/hari 15 390.812,14 − = 23 33 24

(14)

Tabel LB.10 Energi yang masuk dari tangki akumulasi Alur Komponen F (kg/hari) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 23 CH4 16.000 1.000 180,1316 180.131,61 33 CH4 5.000 312,5 -2.939,18 -918.493,2 Qin (kJ/ hari) -738.361,58

Diharapkan sistem adiabatis, sehingga Qout = Qin

Qout = -738.361,58 kJ/hari

Temperatur pada alur keluar didapat dengan menggunakan metode trial and error. Temperatur yang didapat yaitu 285,72 K atau 12,57oC.

Tabel LB.11 Energi yang keluar dari tangki akumulasi Alur Komponen F (kg/hari) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 24 CH4 20.000 1.250 -510,021 -738.361,58 Qout (kJ/ hari) -738.361,58

B.4 Alat Pendingin / cooler II (E-402)

Fungsi: menurunkan suhu gas metan yang keluar dari kompresor hingga suhu kamar. Alur 25 (3 atm, 112 oC) Alur 26 (3 atm, 30oC) Energi masuk = N25CH4

∫

15 , 385 15 , 298 CpdT

Tabel LB.13 Energi yang masuk ke Alat Pendingin II Alur Komponen F (kg/hari) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 25 CH4 20.000 1.250 _3.288,79129 _{4.110.989,113} Qin (kJ/ hari) 4.110.989,113 25 26 CH4 CH4 Air 60oC Air 28oC

(15)

∫

15 , 303 15 , 298 CpdT

Tabel LB.13 Energi yang keluar dari Alat Pendingin II Alur Komponen F (kg/hari) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 26 CH4 20.000 1.250 180,1316 225.164,5154 Qout (kJ/ hari) 225.164,5154

Jadi, jumlah panas yang diserap oleh air pendingin sebanyak 3.885.824,598 kJ/hari. Maka, jumlah air yang diperlukan (m):

m

= 29.042,0374 kg/hari.

B.6 Heat exchanger / HE-I (E-403)

enurunkan suhu gas metan yang keluar dari cooler II dengan propana sebagai refrigeran.

Alur 26 (3 atm, 30oC) Alur 27 (3 atm, -48oC)

Energi masuk = Energi keluar dari cooler II = 225.164,5154 kJ/hari 113 4.110.989, 5154 , 164 . 225 − = dt dQ kJ/hari 598 , 824 . 885 . 3 − = dt dQ C) H(28 C) H(60 Q o o ₋ = kJ/kg 3 , 117 kJ/kg 1 , 251 kJ/hari 598 3.885.824, − = in out Q Q dt dQ ₌ ₋ Heat Exchanger-I CH4 Propana -103,15oC CH4 Propana -53,15oC 26 27 37 38

(16)

∫

15 , 303 15 , 298 CpdT

Tabel LB.14 Energi yang keluar dari HE-I Alur Komponen F (kg/ hari) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 27 CH4 20.000 1.250 -2.939,178 -3.169.552,709 Qout (kJ/ hari) -3.169.552,709

Jadi, jumlah energi yang diserap propana sebanyak 3.889.137,305 kJ/hari. Dari data termodinamika untuk propana:

Entalpi H (220 K/ -53,150 C) = 836,04 kJ/ kg Entalpi H (170 K/ -103,150 C) = 291,1 kJ/ kg Maka, jumlah propana yang diperlukan (m): m

= 7.155,168 kg/hari.

B.7 Heat exchanger / HE-II (E-404)

Fungsi: menurunkan kembali suhu gas metan yang keluar dari HE-I dengan metana dari alur recycle sebagai refrigeran..

Alur 27 (3 atm, -48oC) Alur 28 (3 atm)

Dari data termodinamika untuk metana: 54 225.164,51 ,709 -3.169.552 − = dt dQ kJ/hari 224 , 717 . 394 . 3 − = dt dQ in out Q Q dt dQ − = C) H(-103,15 C) H(-53,15 Q o o − = kJ/kg 1 , 291 kJ/kg 4 , 836 kJ/hari 224 3.394.717, − = Heat Exchanger-II CH4 CH4 -160oC CH4 CH4 -60oC 27 28 32 33

(17)

Entalpi H (213,15 K/ -600 C) = 973,19 kJ/ kg Entalpi H (113,15 K/ -1600 C) = 296,879 kJ/ kg Jumlah panas yang diserap oleh metan recycle:

= m [H(-60oC) – H(-160oC)] = 4000 (973,19-296,879) = 2.705.2443 kJ

Dengan menggunakan metode trial and error, temperatur yang didapat pada keluaran HE-I yaitu 160,65 K atau -112,5 oC.

Energi keluar = F28CH4 [Hg(235,377K) - Hg(298,15K)]

Tabel LB.15 Energi yang keluar dari Alat Pendingin II Alur Komponen F (kg/ hari) N (kmol/ jam)

∫

Cp dT N

∫

Cp dT 28 CH4 20.000 1.250 -4.681,95 -5.852.438,3 Qout (kJ/ hari) -5.852.438,3 B.8 Flash drum (F-405)

Fungsi : memisahkan CH4 menjadi fasa cair dengan cepat

Alur 29 (1,2 atm, -155,5 oC) Alur 30 (1,2 atm, - 160,5 oC)

Perhitungan Pdew dan Pbuble untuk menentukan apakah bahan bisa dipisah dengan

flasdrum atau tidak. P = 1,2 atm = 121,59 kPa ) 789 , 972 . 673 . 3 ( 244 . 705 . 2 = − − − Qout kJ/hari 8 , 216 . 379 . 6 − = out Q in out Q Q dt dQ − = dt dQ − 29 F-405 31 30 32

(18)

ln P sat = 72 , 3 32 , 117 23 , 968 584 , 13 − − K (pers.Antoine Reklaitis, 1983) P sat = 157,72 kPa

Dari efisiensi alat diketahui: y = 0,25 x = 0,75 Pdew = ) 72 , 157 ( / 25 , 0 1 = 630,88 kPa Pbuble = 0,75 (157,72) = 118,29 kPa

Syarat : Pbuble < P < Pdew

118,29< 121,59 < 663,72 Bahan (metana) dapat dipisahkan. Umpan masuk (F) = 20.000 kg/ hari

Pada fasa cair sebanyak = 0,75 (20.000) = 15.000 kg/ hari Pada fasa gas = 0,25 (20.000) = 5.000 kg/ hari

Direcycle sebanyak = 4.000 kg/ hari Off gas = 1.000 kg/ hari

(19)

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

LC.1 Bak Penampung Limbah (F-101)

Fungsi : Menampung limbah cair kelapa sawit dan untuk mengendapkan pasir yang terikut

Bentuk : Persegi panjang Bahan Konstruksi : Beton kedap air Jumlah : 1 unit

Kondisi penyimpanan

Temperatur ( T ) : 30 ºC

Tekanan Operasi ( P ) : 1 atm (101,325 kPa) Kebutuhan Perancangan t = 1 hari

ρlimbah cair sawit = 1000 kg/m3

Laju alir massa = 484.632 kg/hari

Laju alir volumetrik = m hari

hari kg hari kg / 632 , 484 / 1000 / 632 . 484 = 3

Perhitungan ukuran bangunan

Faktor kelonggaran = 20% (Perry dan Green,1999) Volume bak (Vb) = (1+0,2) x 484,632 m3 = 581,558 m3

Ukuran bak: Lebar bak = l

Panjang bak (p) = 2 x lebar bak (l) maka p = 2l Tinggi bak (t) = ½ x lebar bak (l) maka t = ½ l Maka : Volume bak (V) = p x l x t 581,558 m3 = 2l x l x ½ l Lebar bak (l) = 8,35 m Dengan demikian, Panjang bak (p) = 16,7 m Tinggi bak (l) = 4,175 m Lebar bak (l) = 8,35 m

(20)

Desain Perancangan untuk proses sedimentasi:

Bak dibuat persegi panjang untuk desain efektif (Kawamura, 1991) Perhitungan ukuran tiap bak :

Kecepatan pengendapan 0,1 mm pasir : υo = 1,57 ft/min atau 8 mm/s

Desain diperkirakan menggunakan spesifikasi : Kedalaman tangki : 10 ft ; Lebar tangki : 2,8 ft

Kecepatan aliran v = 0,4245 /min

8 , 2 10 min / 8851 , 11 3 ft ft ft ft A Q t = × =

Desain panjang ideal bak : L K h _v      = 0 υ (Kawamura, 1991) Dengan K = faktor keamanan = 1,5 h = kedalaman air = 10 ft

Maka : L = 1,5 (10/1,57) . 0,4245 = 4,055 ft Diambil panjang bak = 4,5 ft

Uji desain: Waktu retensi (t) = Q V_a = volumetrik alir laju tinggi lebar panjang× × = menit ft ft 6015 , 10 min / 8851 , 11 ) 10 8 , 2 5 , 4 ( 3 3 = × ×

Desain diterima, dimana t diizinkan 6-15 menit (Kawamura,1991) Surface loading = bah masukan permukaan luas volumetrik alir laju A Q lim = =

(

)

ft ft ft gal ft 8 , 2 5 , 4 / 481 , 7 min / 8851 , 11 3 3 × = 7,0565 gpm/ft 2

Desain diterima, dimana surface loading diizinkan antara 4-10 gpm/ft2 ( Kawamura,1991)

Headloss (Δh) : bak menggunakan gate valve, full open

Δh =

(

₍

2

) (

₎

)

2 / 8 , 9 2 ] 2808 , 3 / 1 60 / min 1 min / 4245 , 0 [ 12 , 0 s m ft m s ft × × = 0,273 x 10-5 m dari air.

Dari perhitungan ukuran bak yang efektif untuk sedimentasi, maka bak penampung juga dapat difungsikan sebagai bak sedimentasi untuk mengendapkan pasir yang mungkin terikut pada POME.

(21)

LC.2 Screening (SC-101)

Fungsi : Menyaring partikel-partikel padat yang besar Jenis : bar screen

Bahan Konstruksi : stainless steel

Jumlah : 2 unit, A/B 1 operasi, 1 stand by Kondisi penyimpanan

Temperatur ( T ) : 30 ºC ρlimbah cair sawit = 1000 kg/m3

Laju alir massa = 484.632 kg/hari

Laju alir volumetrik (Q) = m hari

hari kg hari kg / 632 , 484 / 1000 / 632 . 484 = 3 = 0,0056 m3 / detik

Dari tabel 5.1 buku Physical Chemical Treatment of Water and Wastewater Ukuran bar :

Lebar bar = 5 mm : Tebal bar = 20 mm: Bar clear spacing = 20 mm: slope = 30º Direncanakan ukuran screening :

Panjang screen = 2 m Lebar screen = 2 m Misalkan, jumlah bar = x Maka, 20x + 20 (x+1) = 2000

40 x = 1980

x = 49,5 ≈ 50 buah

Luas bukaan ( A2 ) = 20 ( 50+1) (2000) = 2,04 m2

Digunakan bar screen, diperkirakan Cd = 0,6 dan 30 % screen tersumbat.

Head loss (Δh) =

(

)

( )( ) (

)

2 2 2 2 2 2 2 04 , 2 6 , 0 8 , 9 2 0056 , 0 2gC A = Q d = 0,0022 mm dari air

(22)

2000

20

Gambar LC.1 sketsa bar screening dalam satuan mm (tampak atas)

LC.3 Pompa Tangki Penampung (L-104)

Fungsi : Memompa POME dari bak penampung limbah ke tangki penampung

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Commercial steel Kondisi operasi :

P = 1 atm T =30 0C

Laju alir massa (F) = 484.632 kg/jam = 12,3662 lbm/s Densitas (ρ) = 1000 kg/m3 = 62,34 lbm/ft3 Viskositas (µ) = 0,87 cP = 0,58.10-3 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = ₃

lbm/ft 62,34

lbm/s 12,3662

= 0,1981 ft3/s = 0,0056 m3/s Perencanaan Diameter Pipa pompa :

Untuk aliran turbulen (Nre >2100),

Di,opt = 0,363 × Q0,45 × ρ0,13 (Peters,2004)

dengan : Di,opt = diameter optimum (m) ρ = densitas (kg/m3)

Q = laju volumetrik (m3/s)

Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : Desain pompa :

Di,opt = 0,363 (Q)0,45 (ρ)0,13

= 0,363 (0,0056 m3/s )0,45 (1000 kg/m3)0,13 = 0,0865 m = 3,4047 in

(23)

Dari Appendiks A.5 Geankoplis, 2003, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal : 3,5 in

Schedule number : 40

Diameter Dalam (ID) : 3,54 in = 0,2957 ft = 0,0901 m Diameter Luar (OD) : 4,0 in = 0,3333 ft

Inside sectional area : 0,0687 ft2 Kecepatan linear, v = Q/A = ₂

3 ft 0,0687 /s ft 0,1981 = 2,883 ft/s Bilangan Reynold : NRe = µ ρ×v×D = lbm/ft.s 0,58.10 ) ft 0,2957 )( ft/s 2,883 )( lbm/ft 34 , 2 6 ( 3 -3 = 97.196,2586 (Turbulen)

Untuk pipa commercial steel diperoleh harga ε = 4,6.10-5

(Geankoplis,2003) Pada NRe = 97.196,2586 dan ε/D = 0,0005, dari gambar 2.10-3

maka harga f = 0,005 (Geankoplis,2003)

Friction loss :

1 Sharp edge entrance= hc = 0,5

c g v A A . 2 1 2 1 2 α       − = 0,5

(

) ( )(

)

174 , 32 1 2 883 , 2 0 1 2 − = 0,0648 ft.lbf/lbm 2 elbow 90° = hf = n.Kf. c g v . 2 2 = 2(0,75) ) 174 , 32 ( 2 883 , 2 2 = 0,1938 ft.lbf/lbm 1 check valve = hf = n.Kf. c g v . 2 2 = 1(2,0) ) 174 , 32 ( 2 883 , 2 2 = 0,2584 ft.lbf/lbm Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f c g D v L . 2 . . 2 ∆ = 4(0,005)

₍

( )(

_{) (}

)

₎

174 , 32 . 2 . 0,2957 2,883 . 50 2 = 0,437 ft.lbf/lbm

1 Sharp edge exit = hex =

c g v A A . . 2 1 2 2 2 1 α       −

(24)

=

(

) ( )(

)

174 , 32 1 2 883 , 2 0 1 2 − = 0,1292 ft.lbf/lbm

Total friction loss : ∑ F = 1,0830 ft.lbf/lbm Dari persamaan Bernoulli :

(

)

(

)

0 2 1 2 1 1 2 2 1 2 2 +∑ + = − + − + −v g z z P P F W_s v ρ α (Geankoplis,1997) dimana : v1 = v2 Phidrostatis = ρ x g x h =1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,101m = 989,9 Pa = 0,9898 kPa P1 = 101,325 kPa P2 = 101,325 + 0,9898 = 102,315 kPa ρ P ∆ = 0,0159 ft.lbf/lbm ; ∆Z = 10 ft Maka :

(

10ft

)

0,0159ft.lbf/lbm 1,083ft.lbf/lbm Ws 0 s . lbf / lbm . ft 174 , 32 ft/s 174 , 32 0 ₂ 2 = + + + + Ws = 11,0989 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 75 % Ws = η x Wp 11,0989 = 0,75 x Wp Wp = 14,798 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 12,3662lbm/s×14,798ft.lbf/lbmx s lbf ft hp / . 550 1 = 0,3327 hp

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 0,5 hp

LC. 4 Bak Penampung (F-103)

Fungsi : Menampung POME keluaran dari filter press Bentuk : Silinder vertikal

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : Beton kedap air Waktu tinggal (τ) : 1 hari

(25)

Kondisi operasi : P = 1 atm T = 30 0C

lbm/ft 62,34

lbm/s 12,3662

= 0,1981 ft3/s = 0,0056 m3/s Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999) Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik = m hari

hari kg hari kg / 632 , 484 / 1000 / 632 . 484 ₌ 3

Volume bahan = τ x Q = 1 hari x 484,632 m3

/hari = 484,632 m3 Volume tangki (VT) = (1+0,2) x 484,632 m3 = 581,558 m3

Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 3 : 2

Volume silinder =

(

: 3:2

)

4 1 2 ₌ T S S T H H D D π = 3 8 3 T D π Dt ( diameter tangki ) = 7,9 m Hs ( tinggi silinder ) = 3/2Dt = 3/2 x 7,9 = 11,8568 m Tinggi bahan = 11,8568 / 558 , 581 / 632 , 484 3 3 × hari m hari m = 9,88 m

LC.5 Pompa bak penampung (L-105)

Fungsi : Memompa POME dari tangki penampung ke tangki pencampur NaHCO3 dan ke bak netralisasi

P = 1 atm T = 30 0C

(26)

lbm/ft 62,34

lbm/s 12,3662

= 0,1981 ft3/s = 0,0056 m3/s Perencanaan Diameter Pipa pompa :

Di,opt = 0,363 × Q0,45 × ρ0,13 (Peters,2004)

Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa : Desain pompa :

Di,opt = 0,363 (Q)0,45 (ρ)0,13

= 0,363 (0,0056 m3/s )0,45 (1000 kg/m3)0,13 = 0,0865 m = 3,4047 in

(27)

Friction loss :

c g v A A . 2 1 2 1 2 α       − = 0,5

(

) ( )(

)

174 , 32 1 2 883 , 2 0 1 2 − = 0,0648 ft.lbf/lbm 4 elbow 90° = hf = n.Kf. c g v . 2 2 = 4 (2,0) ) 174 , 32 ( 2 883 , 2 2 = 0,3876 ft.lbf/lbm 2 check valve = hf = n.Kf. c g v . 2 2 = 2 (2,0) ) 174 , 32 ( 2 883 , 2 2 = 0,5168 ft.lbf/lbm Pipa lurus 50 ft = Ff = 4f c g D v L . 2 . . 2 ∆ = 4(0,005)

₍

( )(

_{) (}

)

₎

174 , 32 . 2 . 0,2957 2,883 . 50 2 = 0,437 ft.lbf/lbm

c g v A A . . 2 2 2 2 2 1 α       − =

(

) ( )(

₎

174 , 32 1 2 883 , 2 0 2 2 − = 0,2584 ft.lbf/lbm Total friction loss : ∑ F = 1,6644 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli :

(

)

(

)

0 2 1 2 1 1 2 2 1 2 2 +∑ + = − + − + − F Ws P P z z g v v ρ α (Geankoplis,1997) dimana : v1 = v2 Phidrostatis = ρ x g x h =1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,101m = 989,9 Pa = 0,9898 kPa P1 = 101,325 kPa P2 = 101,325 + 0,9898 = 102,315 kPa ρ P ∆ = 0,0159 ft.lbf/lbm ; ∆Z = 10 ft Maka :

(

10ft

)

0,0159ft.lbf/lbm 1,6644ft.lbf/lbm Ws 0 s . lbf / lbm . ft 174 , 32 ft/s 174 , 32 0 ₂ 2 = + + + + Ws = 11,0989 ft.lbf/lbm

(28)

Effisiensi pompa , η= 75 % Ws = η x Wp 11,0989 = 0,75 x Wp Wp = 14,798 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 12,3662lbm/s×14,798ft.lbf/lbmx s lbf ft hp / . 550 1 = 0,3327 hp

LC. 6 Tangki pencampur NaHCO3 (M-110)

Fungsi : Mencampur POME dan NaHCO3

Jenis : Tangki berpengaduk Jumlah : 1 unit

Waktu tinggal ( τ ) : 1 hari

Kondisi operasi : P = 1 atm ; T = 30 0C Bahan konstruksi : silinder vertikal

Laju alir massa (F) = 23.611,58 kg/hari Densitas POME = 1000 kg/m3

Densitas NaHCO3 = 2159 kg/m3 (wikipedia,2009)

Densitas campuran (ρ) = 1.059 kg/m3

Viskositas (µ) = 0,824 cP

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999) Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = ₃ kg/m 1059

/ 23.611,58 kg hari

= 22,296 m3/hari Volume bahan = τ x Q = 1 hari x 22,296 m3

/hari = 22,296 m3 Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 22,296 m3

= 26,755 m3

Volume silinder =

(

: 3:2

)

4 1 2 = T S S T H H D D π

(29)

= 3 8 3 T D π Dt ( diameter tangki ) = 2,83 m Hs ( tinggi silinder ) = 3/2Dt = 3/2 x 3,04 = 4,25 m Tinggi bahan = m hari m hari m 25 , 4 / 755 , 26 / 296 , 22 3 3 × = 3,54 m

Perancangan Sistem pengaduk

Jenis : flat 6 blade turbin impeller Baffle : 4 buah

Kecepatan putaran (N) : 0,5 rps (Geankoplis, 2003) Efisiensi motor : 80 %

Pengaduk didesain dengan standar berikut :

Da : Dt = 1 : 3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

L : Da = 1 : 4 E : Da = 1:1 (Mc Cabe,dkk, 1994)

Jadi :

1. Diameter impeller (Da) = 1/3 x Dt = 1/3 x 2,83 = 0,944 m

2. Tinggi pengaduk dari dasar (E) = Da = 0,944 m

3. Lebar baffle ( J) = 0,236 m 4. Lebar daun baffle (W) = 0,189 m 5. Panjang daun impeller (L) = 0,236 m Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 001 , 0 1059 0975 , 3 5 , 0 2 2 × × = × × µ ρ a D N = 5.413.611,3

Dari tabel 3.4-5 (Geankoplis, 2003 ) diperoleh Np = 4

P = ₂ 3 5 5 3 3 5 3 det . / . 147 , 32 / 238 , 66 0975 , 3 det 5 , 0 4 lbf ft lbm ft lbm ft g D N N c a P × × ×ρ = × × × = 293,76 ft.lbf/det = 0,534 hp Efisiensi motor, η = 80 %

Jadi daya motor = 0,668 hp Di pakai = 1,0 hp

(30)

LC. 7 Bak Netralisasi (F-106)

Fungsi : Menetralkan pH POME Bentuk : persegi panjang

Bahan : Beton kedap air

Kondisi operasi : P = 1 atm ; T = 30 0C Densitas POME = 1000 kg/m3

Densitas campuran dari M-110 = 1059 kg/m3 Densitas campuran = 1003 kg/m3

Laju alir volume = ₃

/ 1003 / ) 58 , 843 . 485 58 , 611 . 23 ( m kg hari kg + = 484,39 m3/hari = 0,0056 m3/detik

Bak terisi 90% maka volume bak = 9 , 0 39 , 484 = 538,211 m3 Direncanakan ukuran bak sebagai berikut:

- lebar bak = l

- tinggi bak = lebar bak = l

- panjang bak = 1,5 x lebar bak = 1,5 l Maka, Volume bak = p x l x t

538,211 = 1,5 l x l x l l = 7,1 m Jadi : Lebar bak = 7,1 m Panjang bak = 10,65 m

Tinggi bak = 7,1 m

LC. 8 Tangki pencampur Nutrisi (M-202)

Fungsi : Mencampur POME dengan FeCl2, ZnCl2, dan CO(NH2)2

Jenis : Tangki berpengaduk Jumlah : 1 unit

(31)

Densitas POME = 1000 kg/m3 Densitas ZnCl2 = 2910 kg/m3

Densitas FeCl2 = 3160 kg/m3

Densitas CO(NH2)2 = 1323 kg/m3 (wikipedia,2009)

Densitas campuran (ρ) = 1.101,4 kg/m3

Faktor kelonggaran = 20 % (Perry dan Green,1999)

Menghitung volume tangki :

Laju alir volumetrik (Q) = ₃ kg/m 1101,4

/ 88,78 kg hari

/hari = 0,0806 m3 Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 0,0806 m3 = 0,09672 m3

Volume silinder =

(

: 3:2

)

4 1 2 = T S S T H H D D π = 3 8 3 T D π Dt ( diameter tangki ) = 0,437 m Hs ( tinggi silinder ) = 3/2Dt = 3/2 x 0,437 = 0,656 m

Perancangan Sistem pengaduk

Da : Dt = 1 : 3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

Jadi :

3. Lebar baffle ( J) = 0,0364 m 4. Lebar daun baffle (W) = 0,0291 m

(32)

5. Panjang daun impeller (L) = 0,0364 m Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 001 , 0 1084 478 , 0 5 , 0 2 2 × × = × × µ ρ a D N = 133.252,0475

P = ₂ 3 5 5 3 3 5 3 det . / . 147 , 32 / 674 , 67 478 , 0 det 5 , 0 47 lbf ft lbm ft lbm ft g D N N c a P × × ×ρ = × × × = 0,309 ft.lbf/det = 0,00056 hp Efisiensi motor, η = 80 %

Jadi daya motor = 0,0007 hp

Dipakai motor dengan daya : 0,05 hp

LC.9 Tangki Penampungan Bahan Baku

Fungsi : Menampung POME sebelum masuk ke reaktor fermentasi Jenis : Tangki berpengaduk

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi : P = 1 atm ; T = 30 0C Laju alir massa (F) = 485.843,58 kg/hari

Densitas POME dari F-106 = 1003kg/m3 Densitas campuran dari M-202 = 1000 kg/m3 Densitas campuran (ρ) = 1.003 kg/m3 Viskositas (µ) = 0,87 cP

/ 485.843,58kg hari

/hari = 484,39 m3 Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 484,39 m3

= 581,268 m3

Volume silinder =

(

: 3:2

)

4 1 2 = T S S T H H D D π

(33)

581,268 = 3 8 3 T D π Dt = 7,9 m Ht = 11,85 m

Tinggi bahan dalam tangki = Volume bahan dalam tangki x tinggi tangki

Volume tangki = 268 , 581 85 , 11 39 , 484 × = 9,875 m Perancangan Sistem pengaduk

Da : Dt = 1 : 3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

Jadi :

8. Lebar baffle ( J) = 0,65 m 9. Lebar daun baffle (W) = 0,52 m 10.Panjang daun impeller (L) = 0,65 m Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 001 , 0 1003 6 , 2 5 , 0 2 2 _× _× = × × µ ρ a D N = 3.390.140

P = ₂ 3 5 5 3 3 5 3 det . / . 147 , 32 / 34 , 62 6 , 2 det 5 , 0 4 lbf ft lbm ft lbm ft g D N N c a P × × ×ρ = × × × = 115,2 ft.lbf/det = 0,209hp Efisiensi motor, η = 80 % Jadi daya motor = 0,5 hp

(34)

LC.10 Pompa Netralisasi (L-201)

Fungsi : Memompa POME dari bak netralisasi ke tangki pencampur nutrisi dan ke reaktor

P = 1 atm T = 30 0C

Laju alir massa (F) = 485.843,58 kg/jam = 12,397 lbm/s Densitas (ρ) = 1003 kg/m3 = 62,527 lbm/ft3 Viskositas (µ) = 0,87 cP = 0,58.10-3 lbm/ft.s Laju alir volumetrik (Q) = ₃

lbm/ft 62,527

lbm/s 12,397

= 0,1963 ft3/s = 0,0056 m3/s

Perencanaan Diameter Pipa pompa :

Di,opt = 0,363 × Q0,45 × ρ0,13 (Peters,2004)

Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa :

Di,opt = 0,363 (Q)0,45 (ρ)0,13

= 0,363 (0,0056 m3/s )0,45 (1000 kg/m3)0,13 = 0,0865 m = 3,4047 in

(35)

Kecepatan linear, v = Q/A = ₂ 3 ft 0,0687 /s ft 0,1981 = 2,883 ft/s Bilangan Reynold : NRe = µ ρ×v×D = lbm/ft.s 0,58.10 ) ft 0,2957 )( ft/s 2,883 )( lbm/ft 34 , 2 6 ( 3 -3 = 97.196,2586 (Turbulen)

Friction loss :

c g v A A . 2 1 2 1 2 α       − = 0,5

(

) ( )(

₎

₍

( )(

_{) (}

)

₎

174 , 32 . 2 . 0,2957 2,883 . 50 2 = 0,437 ft.lbf/lbm

c g v A A . . 2 2 2 2 2 1 α       − =

(

) ( )(

₎

(

)

(

)

0 2 1 2 1 1 2 2 1 2 2 +∑ + = − + − + − F Ws P P z z g v v ρ α (Geankoplis,1997)

(36)

dimana : v1 = v2 Phidrostatis = ρ x g x h =1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,101m = 989,9 Pa = 0,9898 kPa P1 = 101,325 kPa P2 = 101,325 + 0,9898 = 102,315 kPa ρ P ∆ = 0,0159 ft.lbf/lbm ; ∆Z = 10 ft Maka :

(

10ft

)

0,0159ft.lbf/lbm 1,6644ft.lbf/lbm Ws 0 s . lbf / lbm . ft 174 , 32 ft/s 174 , 32 0 ₂ 2 = + + + + Ws = 11,6644 ft.lbf/lbm Ws = 11,0989 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 75 % Ws = η x Wp 11,0989 = 0,75 x Wp Wp = 14,798 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 12,3662lbm/s×14,798ft.lbf/lbmx s lbf ft hp / . 550 1 = 0,3327 hp

LC.11 Pompa Reaktor (L-202)

Fungsi : Memompa POME dari tangki penampungan ke reaktor Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 1 unit

P = 1 atm T = 30 0C

Laju alir massa (F) = 485.843,58 kg/jam = 12,397 lbm/s Densitas (ρ) = 1003 kg/m3 = 62,527 lbm/ft3 Viskositas (µ) = 0,87 cP = 0,58.10-3 lbm/ft.s

(37)

Laju alir volumetrik (Q) = ₃ lbm/ft 62,527 lbm/s 12,397 = 0,1963 ft3/s = 0,0056 m3/s Perencanaan Diameter Pipa pompa :

Di,opt = 0,363 × Q0,45 × ρ0,13 (Peters,2004)

Asumsi aliran turbulen, maka diameter pipa pompa :

Di,opt = 0,363 (Q)0,45 (ρ)0,13

= 0,363 (0,0056 m3/s )0,45 (1000 kg/m3)0,13 = 0,0865 m = 3,4047 in

Friction loss :

c g v A A . 2 1 2 1 2 α       −

(38)

= 0,5

(

) ( )(

₎

( )(

)

(

0,2957

) (

.2.32,174

)

2,883 . 50 2 = 0,437 ft.lbf/lbm

c g v A A . . 2 2 2 2 2 1 α       − =

(

) ( )(

₎

(

)

(

)

0 2 1 2 1 1 2 2 1 2 2 +∑ + = − + − + −v g z z P P F W_s v ρ α (Geankoplis,1997) dimana : v1 = v2 Phidrostatis= ρ x g x h =1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,101m = 989,9 Pa = 0,9898 kPa P1 = 101,325 kPa P2 = 101,325 + 0,9898 = 102,315 kPa ρ P ∆ = 0,0159 ft.lbf/lbm ; ∆Z = 10 ft Maka :

(

10ft

)

0,0159ft.lbf/lbm 1,463ft.lbf/lbm Ws 0 s . lbf / lbm . ft 174 , 32 ft/s 174 , 32 0 ₂ 2 = + + + + Ws = 11,4789 ft.lbf/lbm Effisiensi pompa , η= 75 % Ws = η x Wp 11,4789 = 0,75 x Wp

(39)

Wp = 15,3052 ft.lbf/lbm Daya pompa : P = m x Wp = 12,3662lbm/s×15,3052ft.lbf/lbmx s lbf ft hp / . 550 1 = 0,344 hp

LC.12 Reaktor Fermentasi (R-210)

Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi fermentasi Jenis : Tangki berpengaduk dengan flat 6 blade turbin impeller Bentuk : Silinder tegak vertikal dengan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : Beton kedap air Jumlah : 3 unit

Waktu tinggal ( τ ) : 7 hari Kondisi operasi :

P = 1 atm T = 30 0C

Laju alir massa (F) = 485.843,58 kg/hari Densitas campuran (ρ) = 1.003 kg/m3 Viskositas (µ) = 0,87 cP

/ 485.843,58 kg hari

= 483,842 m3/hari Volume bahan = τ x Q = 7 hari x 483,842 /hari = 3.229,0724 m3

Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 3.229,0724 m3

= 3874,8869 m3

Tangki berjumlah 3 unit, maka volume masing-masing tangki = 1.291,629 m3 Perbandingan tinggi tangki dengan diameter tangki (HS : DT ) = 3 : 2

Volume silinder =

(

: 3:2

)

4 1 2 = T S S T H H D D π

(40)

= 3 8 3 T D π

Tutup tangki berbentuk ellipsoidal, sehingga :

Tinggi head (Hh) = 1₆Dt (Brownell dan Young, 1959) Volume tutup (Vh) = D_t2H_h 4 π = D_t

(

D_t

)

6 1 4 2 π = 3 24Dt π Vt = Vs + Vh Vt = 3π₈Dt3 +π₂₄Dt3 Dt ( diameter tangki ) = 9,96 m HS ( tinggi silinder ) = 3/2Dt = 3/2 x 9,96 = 14,94 m

Tinggi tutup ellipsoidal (Hh) = 1₆Dt = 1₆×9,96 = 1,66 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 16,6 m

Tinggi bahan dalam tangki = Volume bahan dalam tangki x tinggi tangki

Volume tangki = 629 , 291 . 1 6 , 16 36 , 1076 × = 13,833 m Perancangan Sistem pengaduk

Kecepatan putaran (N) : 1/10 rps Efisiensi motor : 80 %

Da : Dt = 1 : 3 J : Dt = 1 : 12 W : Da = 1 : 5

Jadi :

(41)

4. Lebar daun baffle (W) = 0,664 m 5. Panjang daun impeller (L) = 0,83 m Daya untuk pengaduk :

Bilangan Reynold (NRe) = 001 , 0 1003 89 , 10 066 , 0 2 2 × × = × × µ ρ a D N = 7.850.559,8

Dari tabel 3.4-5 (Geankoplis, 2003 ) diperoleh Np = 4,1

P = ₂ 3 5 5 3 3 5 3 det . / . 147 , 32 / 527 , 62 89 , 10 det 066 , 0 1 , 4 lbf ft lbm ft lbm ft g D N N c a P × × ×ρ = × × × = 351,14 ft.lbf/det = 0,638 hp Efisiensi motor, η = 80 %

Jadi daya motor = 0,798 hp Di pakai = 1,0 hp

LC.13 Cooler – 1 (E-301)

Fungsi : Menurunkan temperatur produk CH4 dan CO2 sebelum

dimasukkan ke membran Jenis : double pipe exchanger

Dipakai : 12 hairpin, 2 x 1 ¼ IPS Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Laju alir umpan masuk = 27.188,41 kg/hari =1.132,85 kg/jam = 2662,6 lbm/jam Temperatur awal (T1) = 39,21 oC = 102,578 °F Temperatur akhir (T2) = 30 °C = 86 °F 2 86 578 , 102 + = av T = 94,3 °F Fluida dingin

Laju alir air pendingin = 13.341,029 kg/hari = 555,876 kg/jam = 1225,5036 lbm/jam

Temperatur awal (t1) = 28 °C = 82,4 °F

(42)

2 4 , 82 95+ = av T = 88,7 °F

Panas yang diserap (Q) = 390.812,1415 kJ/hari = 15.434,041 Btu/jam = 16.283,84 kJ/jam

(1) ∆t = beda suhu sebenarnya

Fluida Panas Fluida dingin Selisih

T1 = 102,6 °F Temperatur yang lebih tinggi t2 = 95 °F ∆t1 = 7,6 °F T2 = 86 °F Temperatur yang lebih rendah t1 = 82,4 °F ∆t2 = 3,6°F T1 – T2 = 16,6 °F

Selisih

t2 – t1 = 12,6 °F ∆t2 – ∆t1 = -4 °F 353 , 5 7,6 3,6 ln 4 -Δt Δt ln Δt Δt LMTD 1 2 1 2 =       =       − = °F

Fluida dingin : air, annulus

(2) Flow area, D2 = 3,068/12 = 0,26 ft (Tabel 11, Kern) D1 = 2,38/12 = 0,2 ft aa= π (D22 – D12)/4 = π (0,262-0,22)/4 = 0,0817 ft2 De = (D22 – D12)/D1 = (0,262-0,22)/0,2 = 0,131 ft (3) Kecepatan massa a a a w G = (Pers. (7.2), Kern) 2 ft jam m lb 25 , 086 . 14 0,0817 1225,5036 a G ⋅ = = (4) Bilangan Reynold Pada tav = 88,7 °F µ = 0,012 cP = 0,02904 lbm/ft⋅jam (Gbr. 15, Kern) μ G e D Rea a × = (Pers. (7.3), Kern) 0,02904 25 , 086 . 4 1 0,131 Re_a = × = 63.543,34

(43)

(5) Taksir jH dari Gbr 24, Kern, diperoleh jH = 170 (6) Pada 88,7°F

c = 0,551 Btu/lbm°F (Gbr 3, Kern) k = 0,3585 Btu/jam.ft°F (Tabel 5, Kern)

3 0,355 1 3585 , 0 02904 , 0 551 , 0 3 1 =       × =       ⋅ k c µ (7) 3 1       ⋅ × × = k c D k jH o h e µ φ (Pers. (6.15), Kern) 724 , 4 6 1 355 , 0 0,131 0,3585 170 φo h = × × =

(8) Karena viskositas rendah, maka diambil φt = 1

φ φo h o h = × ho = 164,724× 1 = 164,724

Fluida panas : metana, pipa dalam

(2′) Flow area D = 2,067/12 = 0,172 ft ap= π D2/4 = π (0,1722)/4 = 0,0233 ft2 (3′) Kecepatan massa p p a W G = (Pers. (7.2), Kern) 2 ft jam m lb 9 , 318 . 114 0,0233 2662,602 Gp ⋅ = = (4′) Bilangan Reynold Pada 94,3 °F µ = 0,011 cP = 0,0266 lbm/ft2⋅jam (Gbr. 15, Kern) μ p G D p Re = × (Pers. (7.3), Kern) 0,0266 9 , 318 . 114 0,172 Re_p = × = 740.279

(44)

(6′) Pada 94,3 °F

c = 0,49 Btu/lbm⋅°F (Gbr 3, Kern)

k = 0,02 Btu/jam.ft.oF (Tabel 5, Kern)

0,8671 3 1 0,02 0,0266 0,49 3 1 =       × =       ⋅ k c µ (7′) 3 1       ⋅ × × = k c e D k jH i h µ φ (Pers. (6.15), Kern) 30,16 0,8671 0,115 0,02 200 φ hi = × × = (8′) Koreksi hi 66 , 1 38 , 1 16 , 30 OD ID x φi h φio h x = = hio = 25,073

(9) Clean Overall coefficient, UC

F ft Btu/jam 76 , 1 2 724 , 4 6 1 073 , 5 2 724 , 4 6 1 073 , 5 2 h h h h U 2 o io o io C ₊ = ⋅ ⋅° × = + × = (Pers. (6.38), Kern) (10) Faktor pengotor, Rd 3 , 21 U 01 0 , 0 76 , 1 2 1 U 1 U 1 d C d = + = + = Rd (Pers. (6.10), Kern) (11) Permukaan yang diperlukan,

= 142,817 ft2

Dari tabel 11 untuk pipa 2 IPS, luas permukaan luar tiap kaki sebesar 0,622 ft2 Panjang yang diperlukan lin ft

Jumlah hairpin hairpin

(12) Permukaan yang tersedia = 12 x 20 x 0,622 = 149,28 ft2 353 , 5 3 , 21 84 , 283 . 16 x t x U Q A d = ∆ = 61 , 229 622 , 0 817 , 142 ₌ = 12 48 , 11 20 61 , 229 ₌ _≈ = 4 , 20 353 , 5 28 , 149 84 , 283 . 16 = × = d U

(45)

Rd hitung < Rd batas, maka spesifikasi cooler dapat diterima.

Pressure drop

Fluida dingin : air, annulus

(1) Da’ = D2 – D1 =0,26-0,2 = 0,06 ft2/in2 s = 0,99 ρ = 62,5 x 0,99 = 61,875 (Gbr. 6, Kern)

(

)(

)

(

) (

)

2 ft 0,008 0,06 2 61,875 8 4,18.10 2 ) 280 ( 2 14.086,25 0,007 4 a ΔF =       = (3) 0,063fps 61,875 x 3600 14.086,25 3600 G V= = = ρ fps 0,000186 32,2 x 2 ) 2 (0,063 3 2g V 3 F _i 2 = = = l psi 00309 , 0 144 61,875 x 0,000186) (0,007 = + = ∆ a P

Fluida panas : metan, pipa dalam

(1′) Untuk Rep = 740.279 s = 0,97, ρ = 62,5 x 0,97 = 60,625 (Gbr. 6, Kern) (2′)

(

)(

)

(

) (

)

2 ft 0,122 0,172 2 60,625 8 4,18.10 2 ) 280 ( 2 114.319 0,00405 4 p ΔF =       = 003 , 0 4 , 20 76 , 21 4 , 20 76 , 21 = × − = − = d c d c d U U U U R 82 , 103 . 29 02904 , 0 25 , 086 . 14 06 , 0 ' ' = D G = x = R e a ea µ 007 , 0 82 , 103 . 29 264 , 0 0035 , 0 + ₀_,₄₂ = = f 00405 , 0 5 , 279 . 740 264 , 0 0035 , 0 + ₀_,₄₂ = = f

(46)

(3′)

(

)(

)

psi 0,0513 144 60,625 0,122 p ΔP = =

LC.14 Tangki Penampung gas metana dan CO2 (F-205)

Fungsi : T

Bentuk : Silinder tegak vertikal dengan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Low alloy steels, SA-353

Jumlah : 1 unit Waktu tinggal ( τ ) : 1 jam

Laju alir massa (F) = 27.188,41 kg/hari =1.132,85 kg/jam = 2662,6 lbm/jam

Densitas biogas ={ ( ρ CH4 x XCH4) + ( ρ CO2 x XCO2)}

= {(0,717 kg/m3 x 0,69)+(2,814 kg/m3 x 0,31)} = 1,36707 kg/m3.

Laju alir volumetrik (Q) = ₃ kg/m 1,36707

/ 1.132,85 kg hari

= 828,67 m3/hari Volume bahan = τ x Q = 1 hari x 828,67 m3/hari = 828,67 m3 Volume tangki, VT = ( 1+ 0,2 ) x 828,67 m3

= 994,404 m3

Volume silinder =

(

: 3:2

)

4 1 2 = T S S T H H D D π = 3 8 3 T D π

(47)

Tinggi head (Hh) = 1₆Dt (Brownell dan Young, 1959) Volume tutup (Vh) = D_t2H_h 4 π = D_t

(

D_t

)

6 1 4 2 π = 3 24Dt π Vt = Vs + Vh Vt = 3π₈Dt3 +π₂₄Dt3 Dt ( diameter tangki ) = 9,13 m HS ( tinggi silinder ) = 3/2Dt = 3/2 x 9,13 = 13,67 m

Tinggi tutup ellipsoidal (Hh) = 1₆Dt = 1₆×9,13 = 1,52 m Tinggi tangki (HT) = Hs + Hh = 15,2 m

Tekanan Desain

Tinggi bahan dalam tangki Volume tangki = 10π/24 × D3

= 10π/24 × (9,13 m) 3 = 995,705 m3

Tinggi tangki = 15,2 m Tinggi bahan dalam tangki =

tangki volume tangki tinggi tangki dalam bahan volume × = 705 , 995 2 , 15 67 , 828 m3 × = 12,65 m Tekanan operasi = 1 atm

Faktor keamanan untuk tekanan = 20 %

P desain = (1 + 0,2) × (1) = 1,2 atm

= 17,668 psia

Tebal dinding tangki (bagian silinder)

- Faktor korosi (C) : 0,0042 in/tahun (Chuse dan Eber,1954) - Allowable working stress (S) : 22.500 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959) - Efisiensi sambungan (E) : 0,8

(48)

) A C ( 0,6P SE R P (d) silinder Tebal + × − ×

= (Peters dan Timmerhaus,

2004)

dimana : d = tebal dinding tangki bagian silinder (in) P = tekanan desain (psi)

R = jari-jari dalam tangki (in) = D/2 S = stress yang diizinkan

E = efisiensi pengelasan

(

) (

)

in 0,1972 10 0042 , 0 17,668 6 , 0 80 , 0 500 . 22 724 , 179 17,668 d = × + × − × × =

Dipilih tebal silinder standar = 1 in

Tebal dinding head (tutup tangki)

- Faktor korosi (C) : 0,0042 in/tahun (Chuse dan Eber, 1954) - Allowable working stress (S) : 22.500 lb/in2 (Brownell dan Young, 1959) - Efisiensi sambungan (E) : 0,8

- Umur alat (A) direncanakan :10 tahun

- (C A) 0,2P 2SE Di P (dh) head Tebal + × − ×

= (Peters dan Timmerhaus, 2004)

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

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

(

) (

)

in 0,1971 10 0042 , 0 17,668 2 , 0 8 , 0 500 . 22 2 448 , 59 3 17,668 dh = × + × − × × × =

Dipilih tebal head standar = 1 in

LC.15 Blower (G-302)

Fungsi : Mengalirkan campuran gas CH4 dan CO2 dari precooler 1 ke

membran

Jenis : blower sentrifugal Bahan konstruksi : carbon steel

Kondisi operasi : 30 ºC dan 101,325 kPa

(49)

= {(0,717 kg/m3 x 0,69)+(2,814 kg/m3 x 0,31)} = 1,36707 kg/m3 = 0,0853 lbm/ft3

Laju alir volum gas Q =

kPa 200 K 367,94 Pa/mol.K x m 8,314 x kmol/jam 42,3392 3 = 647,5887 m3/jam Daya blower dapat dihitung dengan persamaan,

33000 Q efisiensi 144

P= × × ; Efisiensi blower, η = 80 % (Perry, 1997)

Sehingga, 33000 647,5887 0,8 144 P= × × = 2,261 hp

Maka dipilih blower dengan tenaga 2,5 hp

LC.16 Bak Penampungan Ampas Cair (F-230)

Fungsi : Menampung ampas cair setelah proses fermentasi Bentuk : Persegi panjang

Bahan konstruksi : Beton kedap air Jumlah : 1 unit

Kondisi Penyimpanan: T = 38,5 0 C ; P = 1 atm (101,325 kPa) • Kebutuhan perancangan, t = 1 hari

• Densitas limbah cair tapioka, ρ = 1000 kg/ m3

• Laju alir massa = 461.443,59 kg/hari • Laju alir volumetrik = ₃

/ 1000 / 59 , 443 . 461 m kg hari kg = 461,444 m3/ hari Perhitungan ukuran bangunan

Faktor kelonggaran = 20% (Perry dan Green, 1999) Volume bak (Vb) = (1+0,2) x 461,444 m3 = 553,73 m3

Ukuran bak :

Panjang bak (p) = 2 x lebar bak (l) maka p = 2l Tinggi bak (t) = ½ x lebar bak (l) maka t = ½ l Maka :

(50)

Volume bak (V) = p x l x t 553,73 m3 = 2l x l x ½ l Lebar bak (l) = 8,2m Dengan demikian, Panjang bak (p) = 16,4 m Tinggi bak (t) = 4,1 m Lebar bak (l) = 8,2 m LC.17 Membran Kontaktor (D-210)

Fungsi : Memisahkan produk hasil fermentasi berupa CO2 dari produk utama

CH4

Bentuk : hollow fiber (shell and tube membran) Jumlah : 1 unit

1. Perhitungan jumlah tube

Laju alir masuk = 27.188,41 kg/hari

= {(0,717 kg/m3 x 0,69)+(2,814 kg/m3 x 0,31)} = 1,36707 kg/m3.

Laju alir volumetrik =

36707 , 1 41 , 188 . 27 = 19.888,089 m3/hari = 230.186,21 cm3/s Komposisi CO2 pada umpan = 0,2644

% CO2 removal = 0,99

Massa jenis relatif CO2 = 44

T (ºC) = 30 ºC = 303,15 K ; P (atm) = 1 atm R = 82,057 cm3.atm/mol.K

Flux dari data = 0,0009 (mol/m2.s) Densitas (g/cm3) = ) ( ) ( ₂ K T R CO Mr atm P × × = 15 , 303 057 , 82 44 1 × × = 0,00177 g/cm3

Laju alir umpan (mol/s) =

2 2 CO Mr densitas CO komposisi volumetrik alir laju × ×

(51)

= mol g cm g s cm / 44 / 00177 , 0 2644 , 0 / 21 , 186 . 230 3 × × 3 = 2,448 mol/s

Laju alir keluar (mol/s) = laju alir umpan masuk (mol/s) x % Removal

= 2,448 x 0,99 = 2,424 mol/s Luas membran (m2) = ) . / ( ) / ( 2 s m mol Flux s mol keluar alir Laju = s m mol s mol . / ( 0009 , 0 / 424 , 2 2 = 2.693,11 m2

Spesifikasi standar untuk ukuran tube : Inner diameter (m) = 0,016 Outer diameter (m) = 0,02 Length (m) = 5

Luas area untuk 1 tube = π ×diameterluar(m)×L(m)

= 3,14 x 0,02 m x 5 m = 0,314 m2 Jumlah tube =

_{( )}

₂ 2 1 ) ( m tube untuk area luas m membran area luas = ₂ 2 314 , 0 11 , 693 . 2 m m = 8.576,78 Jadi jumlah tube pada membran = 8.576,78 buah 2. Perhitungan untuk shell membran

Direncanakan menggunakan 1,25 square pitch

Bundle Diameter (m) =           1 1 1 n t o K N d

Dimana : Nt = jumlah tube do = diameter luar tube

K1 = 0,215 n1 = 2,207

Jadi : Bundle Diameter (m) =

          2,207 1 215 . 0 78 , 576 . 8 02 , 0 = 2,43 m Faktor kelonggaran = 0,05 m

(52)

Sehingga, Diameter shell mambran adalah = 2,48 m.

LC.18 Tangki Akumulasi Gas CH4 (F-304)

Fungsi : Mengumpulkan gas CH4 dari kolom absorpsi dan

recycle yang tidak mencair Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade A

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi:

Tekanan : 1,2 atm = 121,59 kPa ; Temperatur : 10,7 0 C Laju alir massa: 20.000 kg/ hari

Perhitungan densitas gas: ρCH4 pada -161,45 ºC = 425 kg/m3

ρCH4 pada -161,6 ºC = 500 kg/m3

dari hasil ekstrapolasi didapat ρrecycle = 300 kg/m3

ρCH4 gas : 0,717 kg/ m3

Densitas campuran = 75,54 kg/m3 Kebutuhan perancangan: 1 hari Faktor kelonggaran: 20% Perhitungan: a. Volume tangki Volume CH4, V1 = 264,76 /hari kg/m 5,54 7 hari kg/ 20.000 3 3 = m Volume tangki, Vt = (1+0,2) x 264,76 = 317,7 m3

b. Diameter dan tinggi shell Direncanakan:s

• Tinggi shell : diameter (Hs : D = 5 : 4)

• Tinggi head : diameter (Hh : D = 1 : 2)

- Volume shell tangki (Vs)

Vs = ¼ π Di2 H

= 5/16 π D3

- Volume tutup tangki (Vh)

(53)

- Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh

317,7 = 17/48 π D3

Di = 6,58 m

Hs = 8,225 m

c. Diameter dan tinggi tutup

Diameter tutup = diameter tangki = 6,58m

Hh = xD x m D H_h 29 , 3 58 , 6 2 1 ₌       =       Ht (tinggi tangki) = Hs + 2Hh = 14,805 m

d. Tebal shell tangki

Po = Tekanan operasi = 121,59 kPa

P = Pa kPa A F 588 , 0 6 , 588 98 , 33 000 . 20 = = = Ptotal = P0 + P = 121,59 + 0,588 = 122,179 Faktor kelonggaran = 20%

Pdesign = 1,2 x Ptotal = 1,2 x 122,179 = 146,615 kPa

Joint efficiency (E) = 0,8 (Brownell, 1959) Allowable stress (S) = 120.658,248 kPa (Brownell, 1958) Tebal shell tangki:

t =

_{( )(}

(

kPa

₎

)(

₍

)

₎

m in P SE PD 197 , 0 005 , 0 615 , 146 2 , 1 248 , 658 . 120 8 , 0 2 58 , 6 615 , 146 2 , 1 2 − = − = = Faktor korosi = 1/8 in

Umur alat direncanakan = 10 tahun

Maka tebal shell yang digunakan = 0,197 + (1/8 x 10) = 1,447 in

Tebal shell standar yang digunakan = 1,5 in (Brownell, 1958) e. Tebal tutup tangki

t =

_{( )(}

(

kPa

₎

)(

₍

)

₎

m in P SE PD 197 , 0 005 , 0 615 , 146 2 , 1 248 , 658 . 120 8 , 0 2 58 , 6 615 , 146 2 , 1 2 − = − = = Faktor korosi = 1/8 in

Umur alat direncanakan = 10 tahun

(54)

Tebal tutup standar yang digunakan = 1,5 in (Brownell, 1958)

LC.19 Kompressor (G-401)

Fungsi : menaikkan tekanan metana sebelum masuk ke pendingin ke-dua Jenis : single stage compressor

Jumlah : 1 unit dengan 1 stages

(

)

ρ η 2 1 ) (kW q p p P = × fmi × − (Peters,2004) dimana: qfm i = laju alir (kg/s)

p1 = tekanan masuk (bar) = 1 atm = 1,01325 bar

p2 = tekanan keluar (bar) = 3 atm = 3,0395 bar

η = efisiensi kompresor = 80 % ρ = densitas (kg/m3) = 0,717 kg/m3 Data:

Laju alir massa = 1.132,85 kg/jam

ρcampuran = 0,717 kg/m3 = 0,0447 lbm/ft3

Laju alir volumetrik (qfm i) = ₃

kg/m 0,717 / 1.132,85 kg jam = 1580 m3/jam = 0,439 m3/det

(

)

717 , 0 01325 , 1 03975 , 3 315 , 0 8 , 0 ) (kW = × × − P = 0,979 kW = 1 hp

Maka dipilih kompresor dengan daya 1 hp.

Diameter pipa ekonomis (De) dihitung dengan persamaan :

De = 3,9 (Q)0,45(ρ )0,13 (Timmerhaus,1991) = 3,9 (8,67 ft3/detik)0,45( 0,0853 lbm/ft3) 0,13