BAB V NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

(1)

Untuk menentukan kapasitas peralatan serta kebutuhan energi suatu pabrik, diperlukan perhitungan terhadap neraca massa dan neraca energi pada peralatan.

Kedua neraca ini sangat diperlukan dalam penentuan spesifikasi setiap peralatan proses. Jumlah panas yang dibutuhkan sesuai dengan jumlah massa yang diproses.

Demikian juga ukuran peralatan ditentukan oleh jumlah massa yang harus ditangani.

5.1 Neraca Massa

Neraca massa merupakan suatu perhitungan yang tepat dari semua bahan yang masuk, terakumulasi dan keluar dalam waktu tertentu. Neraca massa merupakan penerapan hukum kekekalan massa terhadap suatu proses. Jumlahnya tetap, tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan (Massa). Pada umumnya, neraca massa dibangun dengan memperhitungkan total massa yang melalui suatu sistem.

Neraca massa juga dibangun dengan memperhitungkan total massa komponen- komponen senyawa kimia yang melalui sistem atau total massa suatu elemen.

Dalam industri kimia dikenal dua macam proses, yaitu proses bacth dan proses kontinyu. Proses batch adalah suatu proses pemasukan bahan baku (input) dan pengambilan produk (output) yang dilakukan pada waktu tertentu. Sedangkan proses kontinyu input dan output dilakukan secara bersamaan (terus menerus).

5.1.1 Persamaan Neraca Massa

Berdasarkan Hukum Kekekalan Massa, banyaknya bahan yang masuk, keluar dan menumpuk dalam sistem (akumulasi massa) yang batasnya telah kita tetapkan, berlaku hubungan berikut :

[massa masuk] = [massa keluar] + [akumulasi massa] (5.1) Bila dalam sistem yang dilalui terjadi reaksi kimia, maka ke dalam persamaan neraca massa ditambahkan variabel produksi sehingga persamaan neraca massa menjadi:

[massa masuk] + [produksi] = [massa keluar] + [akumulasi massa] (5.2)

V-1

(2)

didasarkan pada jangka waktu tertentu, misalnya dalam satu jam operasi. Neraca massa dibuat untuk masing masing komponen dalam hal masukan atau keluaran berupa campuran yang berkomponen banyak.

Proses dalam keadaan tunak (steady) adalah proses dimana semua laju aliran dan komposisi yang masuk dan yang keluar tetap (tidak tergantung pada waktu. Pada keadaan seperti ini jumlah massa yang terakumulasi juga tetap (laju akumulasi = 0) dan tidak diperhitungkan (Himmelblau, 1962).

5.1.2 Langkah-Langkah Pembuatan Neraca Massa

Menurut Himmelblau (1962), langkah-langkah yang ditempuh dalam pembuatan necara massa adalah sebagai berikut.

a. Menggambarkan diagram proses dengan aliran-aliran yang diperlukan.

b. Menuliskan besaran, data yang diketahui dan data yang diperlukan pada diagram tersebut.

c. Memeriksa apakah ada komposisi atau massa pada setiap aliran yang langsung dapat diketahui atau dihitung.

d. Pilih sebuah basis

e. Menetapkan dasar perhitungan, bahan atau komponen harus didasarkan pada dasar yang sama.

f. Jumlah besaran yang tidak diketahui yang harus dihitung tidak boleh melebihijumlah persamaan neraca bahkan independen yang ada.

g. Menentukan derajat kebebasan dari masing-masing proses dan proses secara keseluruhan

h. Jika jumlah persamaan neraca massa bahan yang diketahui melebihi, perlu dipilih persamaan-persamaan yang digunakan untuk menyelesaikanpersoalan.

i. Membuat persamaan sesuai dengan jumlah yang tidak diketahui.

j. Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan yang belum diketahui.

(3)

5.1.3 Langkah Pembuatan Neraca Massa untuk Prarancangan Pabrik Gliserol Langkah-langkah yang ditempuh dalam pembuatan necara massa untuk Prarancangan Pabrik Gliserol adalah sebagai berikut.

a. Menggambarkan sistem yang dipilih lengkap dengan aliran masuk dan keluar b. Menyatakan variabel aliran yang terdiri dari laju alir dan komposisi masing-

masing aliran

c. Menyusun persamaan neraca massa d. Menentukan basis perhitungan

5.2 Neraca Energi

Neraca energi adalah persamaan matematis yang menyatakan hubungan antara energi masuk dan energi keluar suatu sistem yang berdasarkan pada satuan waktu operasi. Penentuan neraca energi dari suatu proses atau sistem proses, perlu didasarkan pada satuan waktu operasi. Ada dua macam proses dalam perhitungan neraca energi :

1. Proses alir yaitu bahan masuk dan keluar sistem secara kontinyu 2. Proses batch yaitu bahan masuk dan keluar pada waktu tertentu

Menurut Reklaitis (1983), hukum Thermodinamika I yang mencakup prinsip kekekalan energi dinyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah menjadi bentuk lain. Neraca panas merupakan persamaan matematis yang menyatakan hubungan antara panas masuk dengan panas keluar dari suatu sistem. Konsepnya sama dengan neraca massa, yaitu diperlihatkan pada Persamaan 5.3.

E = Ei - Eo (5.3)

Dimana:

E = Akumulasi panas Ei = Panas masuk Eo = Panas keluar

Persamaan energi pada proses-proses industri biasanya dapat di- sederhanakan untuk proses-proses tanpa akumulasi (steady state), sehingga Persamaan 5.3 menjadi lebih sederhana, yaitu:

(4)

Istilah-istilah yang sering dijumpai dalam perhitungan neraca energi adalah:

1. Enthalpy, merupakan jumlah energi dalam dan perkalian antara tekanan dengan volume, perubahan enthalpy merupakan panas yang diserap atau panas yang dilepaskan dari sistem.

2. Kapasitas Panas (Cp), kapasitas panas merupakan energi yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk menaikkan suhunya 1ôC,ôF,ôK, energi ini dapat diberikan dengan cara pemindahan panas dalam proses tertentu.

3. Panas Reaksi dan Panas Standar, panas reaksi dan panas standar merupakan perubahan enthalpy sebelum dan setelah reaksi terjadi. Panas reaksi standar terjadi pada tekanan 1 atm dan temperatur 25^oC.

4. Panas Pembentukan Standar, suatu zat pada berbagai suhu dikatakan dalam keadaan standar, bila aktivitasnya sama dengan satu. Perubahan standar yang menyertai dalam pembentukan 1 mol suatu zat dari unsur-unsur disebut panas pembentukan zat. Panas pembentukan standar adalah panas pembentukan bila semua zat yang terlibat dalam reaksi masing-masing aktivitasnya 1.

5. Panas Sensible, panas sensible adalah panas yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan atau menurunkan suhunya pada fasa zat tetap.

6. Panas Laten, panas laten adalah panas yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk mengubah fasanya.Untuk mempermudah penentuan neraca energi perlu ditetapkan dasar-dasar perhitungan antara lain :

Temperatur referensi : 25⁰C Basis perhitungan : 1 jam

Satuan operasi energi : kilokalori/jam (kkal/jam)

Menurut Reklaitis (1983), Jumlah panas masuk dan jumlah panas keluar suatu peralatan proses dapat dihitung persamaan berikut:

Q = m.Cp.Δt (5.5)

Dimana:

Q = Jumlah panas yang dihasilkan, kkal/kg, ^oC m = Massa, kkal/jam

(5)

Cp = Panas spesifikasi, kkal/kg, ^oC Δt = Perubahan temperatur bahan, ^oC

5.3 Hasil Perhitungan Neraca Massa

Perhitungan neraca massa pada prarancangan pabrik gliserol seperti dibawah ini:

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : kg/jam

Waktu operasi : 330 hari/tahun

Jam operasi : 24 jam/hari

Kapasitas produksi : 10.000 ton/tahun

5.3.1 Reaktor Continuous Fat Splitting (R-201)

Fungsi : Tempat pereaksian trigliserida dan air menghasilkan gliserol dan asam lemak (Gambar 5.1).

Gambar 5.1 Alur neraca massa pada reaktor continuous fat splitting (R-201) R-201

F6

Crude Palm Oil - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H92O6 - Asam Lemak - Air

Gliserol F11

Gliserol F5

F4 Air

(6)

Berdasarkan perhitungan laju alir massa, komposisi dan laju alir pada reaktor continuous fat splitting (R-201) dapat dilihat pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Rangkuman neraca massa reaktor continuous fat splitting (R-201) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F⁴ F⁵ F⁶ F¹³

-Trigliserida - 16.133,212 0,242 48,158

C39H74O6 - 16,133 0,0002 0,048

C45H86O6 - 161,332 0,002 0,482

C51H98O6 - 7.195,413 0,108 21,478

C57H110O6 - 806,661 0,012 2,408

C57H104O6 - 6.291,953 0,094 18,781

C57H98O6 - 1.613,321 0,024 4.816

C57H92O6 - 48,400 0,001 0,144

-Asam lemak - 674,324 15.956,478 80,185

-Air 23.047,446 50,574 21.961,478 110,359

-Gliserol - - 8,742 1.739,570

TOTAL 23.047,446 16.858,111 37.927,285 1.978,272

39.905,557 39.905,557

5.3.2 Tangki Flash Asam Lemak (FT-202)

Fungsi : Menurunkan tekanan dan temperatur asam lemak (Gambar 5.2).

Gambar 5.1 Alur neraca massa pada tangki flash asam lemak (FT-202) Flash Tank Asam

Lemak (FT-202)

F⁸

- Trigliserida C⸰ 45H86O6

C⸰ 51H98O6

C⸰ 57H110O6

C⸰ 57H104O6

C⸰ 57H98O6

- Asam Lemak - Air

- Gliserol F⁷

C⸰ 45H86O6

C⸰ 51H98O6

C⸰ 57H110O6

C⸰ 57H104O6

C⸰ 57H98O6

C⸰ 57H92O6

- Asam Lemak - Air

- Gliserol

F¹⁰

C⸰ 51H98O6

C⸰ 57H110O6

C⸰ 57H104O6

C⸰ 57H98O6

C⸰ 57H92O6

- Asam Lemak - Air

- Gliserol

(7)

Berdasarkan perhitungan laju alir massa, komposisi dan laju alir tangki flash (FT-202) dapat dilihat pada Tabel 5.2.

Tabel 5.2 Rangkuman neraca massa tangki flash asam lemak (FT-202) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F⁷ F⁸ F¹⁰

-Trigliserida 0,242 0,067 0,175

C39H74O6 0,0002 0,000 0,000

C45H86O6 0,002 0,001 0,002

C51H98O6 0,108 0,030 0,078

C57H110O6 0,012 0,003 0,009

C57H104O6 0,094 0,026 0,068

C57H98O6 0,024 0,007 0,017

C57H92O6 0,001 0,000 0,001

-Asam lemak 15.956,478 4.420,040 11.536,783

-Air 21.961,478 6.083,329 15.878,149

-Gliserol 8,742 2,421 6,420

TOTAL 37.927,285 10.505,858 27.421,427

37.927,285 5.3.3 Tangki Flash Sweetwater (FT-201)

Fungsi : Menurunkan tekanan dan temperatur sweetwater (Gambar 5.3).

Gambar 5.3 Alur neraca massa pada tangki flash sweetwater (FT-201) Flash Tank Sweet

Water (FT-201)

F¹⁵

C⸰ 45H86O6

C⸰ 51H98O6

C⸰ 57H110O6

C⸰ 57H104O6

C⸰ 57H98O6

C⸰ 57H92O6

- Asam Lemak - Air

- Gliserol

F¹⁷

C⸰ 45H86O6

C⸰ 51H98O6

C⸰ 57H110O6

C⸰ 57H104O6

C⸰ 57H98O6

C⸰ 57H92O6

- Asam Lemak - Air

- Gliserol F¹⁴

C⸰ 45H86O6

C⸰ 51H98O6

C⸰ 57H110O6

C⸰ 57H104O6

C⸰ 57H98O6

C⸰ 57H92O6

- Asam Lemak - Air

- Gliserol

(8)

Berdasarkan perhitungan laju alir massa, komposisi dan laju alir tangki flash sweetwater (FT-201) dapat dilihat pada Tabel 5.3.

Tabel 5.3 Rangkuman neraca massa tangki flash sweetwater (FT-201) Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F¹⁴ F¹⁵ F¹⁷

-Trigliserida 48,158 13,340 34,818

C39H74O6 0,048 0,013 0,035

C45H86O6 0,482 0,133 0,348

C51H98O6 21,478 5,949 15,529

C57H110O6 2,408 0,667 1,741

C57H104O6 18,781 5,202 13,579

C57H98O6 4.816 1,334 3,482

C57H92O6 0,144 0,040 0,104

-Asam lemak 80,185 22,211 57,974

-Air 110,359 30,569 79,790

-Gliserol 1.739,570 481,861 1.257709

TOTAL 1.978,272 547,981 1.430,290

1.978,272 5.3.4 Dekanter (DC-201)

Fungsi : Memisahkan gliserol dari crude palm oil (Gambar 5.4).

Gambar 5.4 Alur neraca massa pada dekanter (DC-201) Dekanter

(DC-201)

F20 - Trigliserida

⸰C51H98O6

⸰C57H104O6 - Asam Lemak - Air

- Gliseol F¹⁹

C⸰ 45H86O6

C⸰ 51H98O6

C⸰ 57H110O6

C⸰ 57H104O6

C⸰ 57H98O6

C⸰ 57H92O6

- Asam Lemak - Air

- Gliserol F¹⁸

C⸰ 45H86O6

C⸰ 51H98O6

C⸰ 57H110O6

C⸰ 57H104O6

C⸰ 57H98O6

C⸰ 57H92O6

- Asam Lemak - Air

- Gliserol

(9)

Berdasarkan perhitungan laju alir massa, komposisi dan laju alir dekanter (DC-201) dapat dilihat pada Tabel 5.4.

Tabel 5.4 Rangkuman neraca massa dekanter (DC-201)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

F¹⁸ F¹⁹ F²⁰

-Trigliserida 34,818 34,815 0,003

C39H74O6 0,035 0,035 0,000

C45H86O6 0,348 0,348 0,000

C51H98O6 15,529 15,527 0,002

C57H110O6 1,741 1,741 0,000

C57H104O6 13,579 13,578 0,001

C57H98O6 3,482 3,481 0,000

C57H92O6 0,104 0,104 0,000

-Asam lemak 57,974 57,968 0,006

-Air 79,790 0,008 79,782

-Gliserol 1.257709 0,126 1.257,583

TOTAL 1.430,290 92,916 1.337,374

1.430,290 5.3.5 Evaporator (EV-201)

Fungsi : Meningkatkan konsentrasi gliserol (Gambar 5.5).

Gambar 5.5 Alur neraca massa pada evaporator (EV-201) Evaporator

(EV-201)

F24 - Air - Gliserol

F²²

- Trigliserida C51H98O6

⸰

C57H104O6

⸰

- Asam Lemak - Air

- Gliseol F²¹

- Trigliserida C51H98O6

⸰

C57H104O6

⸰

- Asam Lemak - Air

- Gliseol

(10)

(EV-201) dapat dilihat pada Tabel 5.5.

Tabel 5.5 Rangkuman neraca massa evaporator (EV-201)

F²¹ F²² F²⁴

Trigliserida 0,003 0,003 0,000

C51H98O6 0,002 0,002 0,000

C57H104O6 0,001 0.001 0,000

Asam Lemak 0,006 0,006 0,000

Air 79,782 73,471 6,311

Gliserol 1.257,583 1,258 1256,326

TOTAL 1.337,374 74,737 1262,637

1.337,374 5.3.6 Bleaching Tank (BT-301)

Fungsi : Untuk menjernihkan warna gliserol dengan menggunakan Poly- Aluminium Chloride (PAC) (Gambar 5.6).

Gambar 5.6 Alur neraca massa pada bleaching tank (BT-301)

Berdasarkan perhitungan laju alir massa, komposisi dan laju alir bleaching tank (BT-301) dapat dilihat pada Tabel 5.6.

Tabel 5.6 Rangkuman neraca massa bleaching tank (BT-301)

F²⁵ F²⁶ F²⁷

Air 6,311 - 6,311

Bleaching Tank (BT- 301)

F26

Poly- Aluminium Chloride (PAC)

- Poly- Aluminium Chloride (PAC)

(11)

Gliserol 1.256,326 - 1.256,326

PAC - 18,940 18,940

TOTAL 1262,637 18,940 1281,576

1281,576 5.3.7 Filter Press (FP-301)

Fungsi: Untuk memisahkan PAC dari gliserol (Gambar 5.7).

Gambar 5.7 Alur neraca massa pada filter press (FP-301)

Berdasarkan perhitungan laju alir massa, komposisi dan laju alir filter press (FP-301) dapat dilihat pada Tabel 5.7.

Tabel 5.7 Rangkuman neraca massa filter press (FP-301)

F²⁷ F²⁸ F²⁹

Air 6,311 0,000 6,311

Gliserol 1.256,326 0,011 1.256,315

PAC 18,940 18,940 0,000

TOTAL 1281,576 18,950 1262,626

1281,576 5.4 Hasil Perhitungan Neraca Energi

5.4.1 Tangki Penampung CPO (T-101)

Fungsi: Menjaga kualitas CPO (mengurangi asam lemak yang terbentuk) (Gambar 5.8).

Filter Press (FP-301)

- Poly-Aluminium Chloride (PAC)

(12)

Gambar 5.8 Alur neraca energi pada tangki penampung CPO (T-101)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada tangki penampung CPO (T-101) dapat dilihat pada Tabel 5.8.

Tabel 5.8 Rangkuman neraca energi T-101

Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam)

Q¹ 16.1187,625 Q² 967.125,748

Q³⁰ 2.098.781,314 Q³¹ 1.292.843,191

Total 2.259.968,939 Total 2.259.968,939 5.4.2 Heater CPO (E-101)

Fungsi: Untuk meningkatkan suhu crude palm oil (Gambar 5.9).

Gambar 5.9 Alur neraca energi pada heater CPO (E-101) Tangki Penampung

CPO (T-101)

Q1 (T=30℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air - Asam Lemak

Q2 (T=55℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air - Asam Lemak Kondensat

Q31 (T= 250℃) Air Panas

Heater CPO (E-101)

Q5 (T=210℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air - Asam Lemak Q33 (T=250℃)

Air Panas Q32 (T=312℃) Kondensat

(13)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada heater CPO (E-101) dapat dilihat pada Tabel 5.9.

Tabel 5.9 Rangkuman neraca energi E-101

Q² 967.125,748 Q⁵ 6.078.083,325

Q²⁹ 13.309.684,636 Q³⁰ 8.198.727,060

Total 14.276.810,385 Total 14.276.810,385 5.4.3 Heater Air Proses (E-102)

Fungsi: Untuk meningkatkan suhu air (Gambar 5.10).

Gambar 5.10 Alur neraca energi pada heater air proses (E-102)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada heater air proses (E-102) dapat dilihat pada Tabel 5.10.

Q³ 481.922,093 Q⁴ 71.494.127,181

Q³⁴ 184.926.218,005 Q³⁵ 113.914.012,917

Total 185.408.140,098 Total 185.408.140,098 5.4.4 Reaktor Continuous Fat Splitting (R-201)

Fungsi: Untuk mereaksikan trigliserida dengan air sehingga menghasilkan gliserol dan asam lemak (Gambar 5.11).

Heater Air Proses (E-102)

Q3 (T=30℃)

Air Q4 (T=210℃)

Air Q34 (T=312℃)

Steam

Q35 (T=250℃) Kondensat

(14)

Gambar 5.11 Alur neraca energi pada reaktor continuous fat splitting (R-201)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada reaktor hidrolisis (R-201) dapat dilihat pada Tabel 5.11.

Tabel 5.11 Rangkuman neraca energi R-201

Q⁴ 71.494.127,181 Q⁶ 282.956.506,285

Q⁵ 12.156.166,650 Q¹³ 10.227.589,184

Q³⁶ 476.923.680,668 Q³⁷ 247.315.351,198

- - Qreaksi 20.074.527,832

Total 560.573.974,499 Total 560.573.974,499 5.4.5 Expander (EX-201)

Fungsi : Menurunkan tekanan gas keluaran reaktor (RH-201) dari 55 atm menjadi 1 atm (Gambar 5.12).

Reaktor Hidrolisis (R-201)

Steam

Q37 (T=312℃) Kondensat Q4 (T=210℃)

Air

Q13 (T=260℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air

- Asam lemak - Gliserol

(15)

Gambar 5.12 Alur neraca energi pada expander (EX-201)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada expander (EX-201) dapat dilihat pada Tabel 5.12.

Tabel 5.12 Rangkuman neraca energi EX-201

Q⁶ 282.956.506,285 Q⁷ 21.406.647,9

- - ΔH expander 261.544.632,419

Total 282.956.506,285 Total 282.956.506,285 5.4.6 Tangki Flash Asam Lemak (FT-202)

Fungsi : Untuk menurunkan tekanan dan temperatur asam lemak (Gambar 5.13)

Gambar 5.13 Alur neraca energi pada tangki flash asam lemak (FT-202) Expander

(EX-201)

Q6 (T=260℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air - Gliserol

Q7 (T=199,660℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air - Gliserol

Flash Tank Asam Lemak (FT-202)

Q7(T= 199,660℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air

- Gliserol

Q10 (T= 197,051℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air - Gliserol Q8 (T= 197,051℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air - Gliserol

(16)

flash asam lemak (FT-202) dapat dilihat pada Tabel 5.13.

Tabel 5.13 Rangkuman neraca energi FT-202

Q⁷ 21.406.531,208 Q⁸ 6.022.732,348

- - Q¹⁰ 15.383.798,859

Total 21.406.531,208 Total 21.406.531,208 5.4.7 Kondensor Uap Flash Asam Lemak (C-202)

Fungsi : Untuk mengkondensasi uap dari tangki FT-202 (Gambar 5.14).

Gambar 5.14 Alur neraca energi pada kondensor uap flash asam lemak (C-202)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada kondensor uap flash asam lemak (C-202) dapat dilihat pada Tabel 5.14.

Tabel 5.14 Rangkuman neraca energi pada C-202

Q⁸ 6.022.732,348 Q⁹ 5.893.886,490

Q⁴⁰ 0 Q⁴¹ 128.845,031

Total 6.022.732,348 Total 6.022.732,348 5.4.8 Cooler Asam Lemak I (E-202)

Fungsi : Untuk menurunkan temperatur asam lemak (Gambar 5.15).

Kondensor Uap Flash Asam Lemak

(C-202)

Q40(T=25℃) Air pendingin

Q41 (T=30℃) Air pendingin bekas Q8 (T= 197,051℃)

- Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air

- Gliserol

Q9 (T= 197,051℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air

- Gliserol

(17)

Gambar 5.15 Alur neraca energi pada cooler asam lemak I (E-202)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada cooler asam lemak I (E-202) dapat dilihat pada Tabel 5.15.

Tabel 5.15 Rangkuman neraca energi pada E-202

Q¹⁰ 15.383.798,859 Q¹¹ 8.494.270,025

Q⁴⁴ 0 Q⁴⁵ 6.889.528,834

Total 15.383.798,859 Total 15.383.798,859 5.4.9 Cooler Asam Lemak II (E-203)

Fungsi : Untuk menurunkan temperatur asam lemak (Gambar 5.16).

Gambar 5.16 Alur neraca energi pada cooler asam lemak II (E-203) Cooler Asam Lemak I (E-

202)

Q44 (T=25℃) Air pendingin

- Gliserol

Q11 (T= 120℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air

- Gliserol

Cooler Asam Lemak II (E- 203)

Q47 (T=30℃) Air pendingin bekas Q11 (T= 120℃)

- Gliserol

Q12 (T= 35℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Asam lemak - Air

- Gliserol

(18)

lemak II (E-203)dapat dilihat pada Tabel 5.16.

Tabel 5.16 Rangkuman neraca energi pada E-203

Q¹¹ 8.494.270,025 Q¹² 894.133,687

Q⁴⁶ 0 Q⁴⁷ 7.600.136,338

Total 8.494.270,025 Total 8.494.270,025 5.4.10 Orifice

Fungsi : Untuk menurunkan tekanan gas keluaran reaktor (RH-201) dari 55 atm menjadi 1,1 atm (Gambar 5.17).

Gambar 5.17 Alur neraca energi pada orifice

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada orifice dapat dilihat pada Tabel 5.20.

Tabel 5.17 Rangkuman neraca energi pada orifice

Panas Masuk (kJ/jam) Panas Keluar (kJ/jam) Q¹³ 10.227.589,184

Q¹⁴ 1.131.615,734

2.400,467 9.098.373,917

Total 10.229.989,652 Total 10.229.989,652 5.4.11 Tangki Flash Sweetwater (FT-201)

Fungsi : Untuk menurunkan tekanan dan temperatur sweetwater (Gambar 5.18).

Orifice

(19)

Gambar 5.18 Alur neraca energi pada tangki flash sweetwater (FT-201)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada tangki flash sweetwater (FT-201) dapat dilihat pada Tabel 5.18.

Tabel 5.18 Rangkuman neraca energi FT-201

Q¹⁴ 1.131.615,734 Q¹⁵ 314.309,495

- - Q¹⁷ 817.306,239

Total 1.131.615,734 Total 1.131.615,734 5.4.12 Kondensor Uap Flash Sweetwater (C-201)

Fungsi : Untuk mengkondensasi uap dari tangki FT-201 (Gambar 5.19).

Gambar 5.19 Alur neraca energi pada kondensor uap flash sweetwater (C-201) Tangki Flash Sweetwater

(FT-201)

Q14 (T=260℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air - Asam lemak - Gliserol

Q17 (T= 259,752℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air - Asam lemak - Gliserol

Kondensor Uap Flash Sweetwater

(C-201)

- Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air - Asam lemak - Gliserol

(20)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada kondenser uap flash sweetwater (C-201) dapat dilihat pada Tabel 5.19.

Tabel 5.19 Rangkuman neraca energi C-201

Q¹⁵ 314.309,495 Q¹⁶ 308.456,605

Q³⁸ 0 Q³⁹ 5.688,238

Total 314.309,495 Total 314.309,495

5.4.13 Cooler Sweetwater (E-201)

Fungsi : Untuk menurunkan temperatur sweetwater (Gambar 5.20).

Gambar 5.20 Alur neraca energi pada cooler sweetwater (E-201)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada cooler sweetwater (E-201) dapat dilihat pada Tabel 5.20.

Q¹⁷ 817.306,239 Q¹⁸ 120.036,161

Q⁴² 0 Q⁴³ 697.283,293

Total 817.306,239 Total 817.306,239

Cooler Sweetwater (E-201)

- Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air

Q18 (T= 60℃) - Trigliserida ⸰C39H74O6 ⸰C45H86O6 ⸰C51H98O6 ⸰C57H110O6 ⸰C57H104O6 ⸰C57H98O6 ⸰C57H98O6 - Air

(21)

5.4.14 Evaporator (EV-201)

Fungsi : Untuk meningkatkan konsentrasi produk (gliserol) (Gambar 5.21).

Gambar 5.21 Alur neraca energi pada evaporator (EV-201)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada evaporator (EV-201) dapat dilihat pada Tabel 5.21.

Tabel 5.21 Rangkuman neraca energi EV-201

Q²¹ 113.663,303 Q²² 48.121,975

- - Q²⁴ 442.950,369

Q⁴⁸ 4.041.706,523 Q⁴⁹ 3.664.297,481

Total 4.155.369,825 Total 4.155.369,825 5.4.15 Kondensor Uap Evaporator (C-203)

Fungsi : Untuk mengkondensasi uap dari evaporator (Gambar 5.22).

Evaporator (EV-201)

Q21 (T=60℃) - Trigliserida ⸰C51H98O6 ⸰C57H104O6 - Air

Q24 (T=175,8℃) - Air

- Gliserol Q22 (T=175,8℃) - Trigliserida ⸰C51H98O6 ⸰C57H104O6 - Air

- Asam lemak - Gliserol Q48(T=312℃)

Kondensat

Q49 (T=250℃) Air panas

(22)

Gambar 5.22 Alur neraca energi pada kondensor uap evaporator (C-203)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada kondensor uap evaporator (C-201) dapat dilihat pada Tabel 5.22.

Tabel 5.22 Rangkuman neraca energi C-201

Q¹⁹ 48.121,975 Q²⁰ 46.776,088

Q⁵⁰ 0 Q⁵¹ 1.345,689

Total 48.121,975 Total 48.121,975

5.4.16 Cooler Gliserol (E-301)

Fungsi : Untuk menurunkan temperatur produk (gliserol) (Gambar 5.23).

Gambar 5.23 Alur neraca energi pada cooler gliserol (E-301) Kondensor Uap

Evaporator (C-203) Q50(T=25℃) Air pendingin

Q51 (T=30℃) Air pendingin bekas Q22 (T=175,8℃)

- Trigliserida ⸰C51H98O6 ⸰C57H104O6 - Air

Q23 (T=175,8℃) - Trigliserida ⸰C51H98O6 ⸰C57H104O6 - Air

Cooler Gliserol (E-301)

Q53 (T=30℃) Air pendingin bekas Q24 (T=175,8℃)

- Air - Gliserol

Q25 (T=35℃) - Air

- Gliserol

(23)

Berdasarkan perhitungan neraca energi, nilai laju alir panas pada cooler gliserol (E-301) dapat dilihat pada Tabel 5.23.

Q²¹ 442.950,368 Q²² 29.373,367

Q⁵² 0 Q⁵³ 413.577,002

Total 442.950,368 Total 442.950,368