Pengurangan Air pada Material Kasar Menggunakan Dryer Rotari

(1)

LAMPIRAN F LAMPIRAN F PERANCANGAN

PERANCANGANROROTARY DRYETARY DRYE RR (RD (RD – – 01) 01)

Nama alat

Nama alat :: Rotary dryer Rotary dryer (RD (RD – – 01) 01) Fungsi

Fungsi : : Mengurangi Mengurangi kadar kadar air air padapada raw mealraw meal ((clayclay) sebelum masuk) sebelum masuk kedalam

kedalam grinding mill grinding mill(Tu-01)(Tu-01)

Tipe :

Tipe : Co-current rotary dryerCo-current rotary dryer

Dasar pemilihan alat:

1.

1. Dikarenakan solid yang akan dihilangkan airnya berupa kristal, sehinggaDikarenakan solid yang akan dihilangkan airnya berupa kristal, sehingga dryer

dryer yang digunakan berupayang digunakan berupa rotaryrotary 2.

2. Efisiensi Panas tinggiEfisiensi Panas tinggi 3.

3. Instalasi danInstalasi danmaintenencemaintenence mudah dan proses pencampuran baikmudah dan proses pencampuran baik 4.

4. Mampu menangani materialMampu menangani material slurry slurry atau atau paste, paste, kristal dan granular kristal dan granular

(2)

Gambar F.1

Gambar F.1 Rotary Dryer Rotary Dryer

F.1

F.1 Prinsip Prinsip KerjaKerja Rotary DryerRotary Dryer(RD-301)(RD-301) Rotary

Rotary dryerdryer adalah alat pengering yang digunakan untuk mengeringkanadalah alat pengering yang digunakan untuk mengeringkan rawraw material

material (clay).(clay). Rotary Rotary dryerdryer merupakan selongsong silinder (merupakan selongsong silinder ( shell shell ) memanjang) memanjang horizontal yang diletakkan dengan kemiringan tertentu dengan arah menurun horizontal yang diletakkan dengan kemiringan tertentu dengan arah menurun ((declinasideclinasi) dan digerakkan oleh) dan digerakkan oleh drive motor drive motor , yang dihubungkan oleh, yang dihubungkan oleh gear gear didi bagian luar

bagian luar shell shell , sehingga silinder berputar. Di bagian dalam silinder dilengkapi, sehingga silinder berputar. Di bagian dalam silinder dilengkapi dengan

dengan flight flight yang berfungsi untuk mengangkatyang berfungsi untuk mengangkat clayclay di dasar silinder, dan agar di dasar silinder, dan agar clay

clay dapat berkontak dengan media pemanas ( dapat berkontak dengan media pemanas (hot air hot air ).). ClayClay basah basah masuk masuk keke rotary dryer

rotary dryer , kemudian berkontak dengan, kemudian berkontak dengan hot air hot air , dan berpindah (bergerak maju), dan berpindah (bergerak maju) dengan bantuan

dengan bantuan flight, flight, perputaran perputaran silinder,silinder, dan kemiringan silinder (Wilson,dan kemiringan silinder (Wilson, 2013).

2013).

(3)

F.2

F.2 Neraca Neraca MassaMassa

Gambar F.2 Skema Neraca Massa di

Gambar F.2 Skema Neraca Massa di Rotary Dryer Rotary Dryer (RD-01)(RD-01)

Dimana : Dimana : F

F11 : : Aliran Aliran padatan padatan bahan bahan bakubaku clayclay basah yang masih mengandung air. basah yang masih mengandung air.

F

F22 : : Aliran Aliran udara udara panas.panas.

F

F33 : Aliran padatan bahan baku: Aliran padatan bahan baku clayclayyang masuk keyang masuk ke hopperhoppermelaluimelalui

bucket elevator.

F

F44 : Aliran padatan bahan baku: Aliran padatan bahan baku clayclayyang masuk ke EP-01 sebanyakyang masuk ke EP-01 sebanyak

5% dari total massa clay yang masuk.

F

F55 : : Aliran Aliran udara udara panas panas yang yang tersedot tersedot ke ke EP-01EP-01

(4)

Secara umum persamaan neraca massa adalah sebagai berikut : Secara umum persamaan neraca massa adalah sebagai berikut : massa masuk

massa masuk – – massa keluar + massa tergenerasi massa keluar + massa tergenerasi – – massa terkonsumsi = massa terkonsumsi = akumulasi massa

akumulasi massa

(Himmelblau, Ed 6

(Himmelblau, Ed 6^th^th, 1996, Pers. 3.1, hal 144), 1996, Pers. 3.1, hal 144) Massa

Massa masuk masuk = = FF11+ F+ F22 Massa

Massa keluar keluar = = FF33+ F+ F44+ F+ F55 Massa

Massa tergenerasi tergenerasi = = 00 Massa

Massa terkonsumsi terkonsumsi = = 00 Massa

Massa terakumulasi terakumulasi = = 00

Sehingga neraca massa total di

Sehingga neraca massa total di rotary dryerrotary dryer (RD-01) adalah :(RD-01) adalah : Massa

Massa masuk masuk = = Massa Massa keluarkeluar F

F11+ F+ F22 = F= F33+ F+ F44 + F + F55

L

LSS . X . X11 + G . H + G . H22 = L= LSS . X . X22 + G . H + G . H22 (Geankoplis, (Geankoplis, 1993, 1993, 33^th^th. hal 563). hal 563)

Neraca Massa Komponen Masuk

Neraca Massa Komponen Masuk Rotary Dryer Rotary Dryer (RD-01) (RD-01)

Aliran F Aliran F11::

Massa

Massa ClayClay = massa= massaClayClaymasuk RD-01masuk RD-01

= 3858,21 kg/jam

Massa H

Massa H22O O = = massa massa HH22O di dalam produkO di dalam produk

= 818,408 kg/jam

(5)

Massa

Massa udara udara panas panas = = massa massa udara udara panas panas yang yang masukmasuk rotaryrotary dryer

dryer

= 25.620,98 kg/jam

Neraca Massa Komponen Keluar

Neraca Massa Komponen Keluar Rotary Dryer Rotary Dryer (RD-01) (RD-01)

Massa

Massa clayclaykeluarankeluaran rotary dryerrotary dryer = 3702,324 kg/jam= 3702,324 kg/jam

Dengan kandungan air 1%

Massa

Massa tersedot tersedot ke ke EP EP (5%) (5%) = = 194,85 194,85 kg/jamkg/jam

Aliran F Aliran F55 : :

Massa udara masuk

Massa udara masuk rotary dryerrotary dryer = 25.620,98 kg/jam= 25.620,98 kg/jam

Massa

Massa air air yang yang teruapkan teruapkan = = 779,43 779,43 kg/jamkg/jam

(6)

Tabel F.1

Tabel F.1 Neraca massa total Neraca massa total rotary dryerrotary dryer (RD-01)(RD-01)

Komponen Komponen

Input

Input (kg/jam) (kg/jam) Output Output (kg/jam)(kg/jam) F

F11 FF22 FF33 FF44 FF55

Clay

Clay 3858.21167 3858.21167 3665.301 3665.301 192.9106192.9106 Air

Air 818.408535818.4085352 2 37.02324 37.02324 1.948592 1.948592 779.4367779.4367 Udara

Udara Panas Panas 25620.98 25620.98 25620.9825620.98 4676.620201 25620.9806 3702.324 194.8592 26400.42 4676.620201 25620.9806 3702.324 194.8592 26400.42 Total

Total 30297.601 30297.601 30297.600830297.6008

(7)

F.3

F.3 Neraca Neraca PanasPanas

Gambar F.3 Aliran Panas

Gambar F.3 Aliran Panas Rotary dryer Rotary dryer

Fungsi

Fungsi : : Mengeringkan Mengeringkan kandungan kandungan air air pada pada produk produk dari dari 20%w20%w

menjadi 1%w.

Keterangan Gambar:

Q

Qair inair in : Aliran panas dari udara: Aliran panas dari udara masuk ke RD-01masuk ke RD-01

Q

Qclay inclay in : Aliran panas dari: Aliran panas dari clayclay masuk ke RD-01masuk ke RD-01

Q

Qair outair out : Aliran panas dari udara keluar dar: Aliran panas dari udara keluar dari RD-01i RD-01

Q

Q^{clay out}^{clay out} : Aliran panas dari: Aliran panas dari clayclay keluar dari RD-01 keluar dari RD-01

Kondisi Operasi:

Temperatur

Temperatur solid solid in in = = 3030^o^oC C = = 303,15 303,15 KK

Temperatur

Temperatur solid solid out out = = 45,145,1^o^oC C = = 318,25 318,25 KK

(8)

Menghitung Suhu Keluar Udara Pengering Menghitung Suhu Keluar Udara Pengering

Nt

Nt == (Pers 25-8, Mc.Cabe, 1985. 4th Ed, Hal (Pers 25-8, Mc.Cabe, 1985. 4th Ed, Hal 713)713)

Dimana:

Nt

Nt = Nomor transer unit, untuk= Nomor transer unit, untukrotary dryer rotary dryer nilai Nt adalah 1,5 -2,5 (Perrys, nilai Nt adalah 1,5 -2,5 (Perrys,

1999, Ed. 7 Hal 12-54). Dambil nilai

1999, Ed. 7 Hal 12-54). Dambil nilai Nt = 1,5Nt = 1,5

T

TG2G2 = = Suhu Suhu udara udara masuk masuk RD-01 RD-01 = = 500500^o^oC (733,15 K)C (733,15 K)

T

TG1G1 = = Suhu Suhu udara udara keluar keluar RD-01RD-01

T

Tww = = Suhu Suhu Bola Bola basah basah = = 2828^o^oC (301,15 K)C (301,15 K)

Nt

Nt ==

exp

exp 2 2 ==

77,1−1,1 77,1−1,1

1−1,1

7,38 =

47 47

1−1,1

7,38 (T

7,38 (T^G1^G1 -301,15) -301,15) = = 472472 T

TG1G1 = = 365,028 365,028 K K (91,878(91,878^o^oC)C)

Menghitung Laju Pengeringan Menghitung Laju Pengeringan

Fraksi inlet air, x

Fraksi inlet air, x11 = = 0,21 0,21 / / (1(1 – – 0,21) 0,21)

= 0,265 kg air/kg padatan kering

(9)

Fraksi outlet air, x

Fraksi outlet air, x22 = = 0,01 0,01 / / (1(1 – – 0,01) 0,01)

= 0,010101 kg air/kg padatan kering

Laju

Laju pengeringan pengeringan = = Ls Ls × × (x(x11 – – xx22))

Dimana,

Dimana, Ls Ls = = F F Padatan Padatan (1(1 – – x x22))

= 4676,62 (1

= 4676,62 (1 – – 0,010101) 0,010101)

= 4629,381461 kg/jam

Laju

Laju pengeringan pengeringan = = 4629,381461 4629,381461 kg/jam kg/jam × × (0,265 (0,265 kgkg – – 0,010101) 0,010101)

= 1178,4953 kg air yang teruapkan/jam

Entalpi udara masuk ke RD-01 (H Entalpi udara masuk ke RD-01 (HG2)G2)

H

HG2G2 = = Cs Cs (T(TG2G2-T-T00) + H) + H22 . λ0. λ0 (Pers. 9.10-24, Geankoplis, 1983, hal. 562)(Pers. 9.10-24, Geankoplis, 1983, hal. 562)

Cs

Cs = = 1,005 1,005 + + 1,88 1,88 . . HH11 (Pers. (Pers. 9.3-6, 9.3-6, Geankoplis, Geankoplis, 1983, 1983, hal. hal. 527)527)

H

H22 == Humidity Humidity udara masuk udara masuk

= 0,0272 kg air/kg udara

λ0

λ0 = Panas laten air pada T0 (0= Panas laten air pada T0 (0^o^oC atau 273,15 K)C atau 273,15 K)

= 2501,4 kJ/jam

H

HG2G2 = = (1,005 (1,005 + + 1,88 1,88 × × 0,027) (T0,027) (TG2G2-T-T00) + H) + H22 . λ0. λ0

= 596,0220 kJ/kg udara

(10)

Entalpi udara masuk dari RD-301 (H Entalpi udara masuk dari RD-301 (HG2)G2)

H

HG1G1 = = Cs Cs (T(TG1G1-T-T00) + H) + H11 . λ0. λ0 (Pers. 9.10-24, Geankoplis, 1983, hal. 562)(Pers. 9.10-24, Geankoplis, 1983, hal. 562)

H

HG1G1 = = (1,005 (1,005 + + 1,88 1,88 HH11) (365,028) (365,028 – – 273,15) + H 273,15) + H11 . λ0. λ0

= 92,33739 + 172,73 H

= 92,33739 + 172,73 H11 + 2501.4 H + 2501.4 H11

= (92,337 + 2673,88 H

= (92,337 + 2673,88 H11)) kJ/kg udarakJ/kg udara

Entalpi padatan masuk ke RD-01 (Hs Entalpi padatan masuk ke RD-01 (Hs11))

H

HS1S1 = C= CPSPS . (T . (TS1S1 – – TT00 ) + X ) + X11.C.CPAPA . (T . (TS1S1 – – TT00) ) (Pers. (Pers. 9.10-24, 9.10-24, Geankoplis, Geankoplis, 1983)1983)

Dimana:

Cps

Cps = = kapasitas kapasitas panaspanas solid solid

= 12,1502 kJ/kg.K

Cpa

Cpa = = kapasitas kapasitas panaspanas moisturemoisture

= 41,9145 kJ/kg.K

H

HS1S1 = = 12,1502 12,1502 (303,15(303,15 – – 273,15) + 0,2 273,15) + 0,2 (41,9145) (308,15(41,9145) (308,15 – – 273,15) 273,15)

= 657,90 kJ/kg

Entalpi padatan keluar dari RD-01 (Hs Entalpi padatan keluar dari RD-01 (Hs22))

H

HS2S2 = C= CPSPS . (T . (TS2S2 – – T T00 ) + X ) + X22.C.CPAPA . (T . (TS2S2 – – T T00))

H

HS2S2 = = 12,1502 12,1502 (318,75(318,75 – – 273,15) + 273,15) + 0,0101010,010101 (41,9145) (318,75(41,9145) (318,75 – – 273,15) 273,15)

= 573,355 kJ/kg

(11)

Heat balance : Heat balance :

G

G . H. HG2G2+ L+ LSS. H. HS1S1 = G. H = G. HG1G1 + L + LSS. H. HS2S2 + Q + Q losseslosses (Pers. 9.10-26, Geankoplis, 1983)(Pers. 9.10-26, Geankoplis, 1983)

G (596,0220) + (4676,62 × 657,90) = G (92,337 + 2673,88 H

G (596,0220) + (4676,62 × 657,90) = G (92,337 + 2673,88 H11)) + (4676,62 ×+ (4676,62 × 573,355)

573,355)

G 596,0220 + 395384,83 = G 92,337 + 2673,88 G.H G 596,0220 + 395384,83 = G 92,337 + 2673,88 G.H11

503,585

503,585 G G + + 395384,83 395384,83 = = 2673,88 2673,88 G.HG.H11

0,1883

0,1883 G G + + 147,869 147,869 = = GHGH11 ...(1)...(1)

Moisture

Moisture balance balance ::

G . H

G . H22 + + LLSS. X. X11 = = GG ..HH11 + + LLSS. X. X22

G 0,0272 + (4676,62 × 0,265 )= G H

G 0,0272 + (4676,62 × 0,265 )= G H11+ (4676,62 × + (4676,62 × 0,010101)0,010101)

0,0272

0,0272 G G + + 1239,304 1239,304 = = G G HH11+ 47,23+ 47,23

0,0272

0,0272 G G + + 1191,77 1191,77 = = GHGH11 ...(2)...(2)

Maka dieliminasi persamaan 1 dan 2 menjadi : Maka dieliminasi persamaan 1 dan 2 menjadi :

0,1883

0,1883 G G + + 147,869 147,869 = = GHGH11

0,0272

0,0272 G G + + 1191,77 1191,77 = = GHGH11 --

0,1611

0,1611 G G + + (-1043,901) (-1043,901) = = 00

(12)

0,1611

0,1611 G G = = 1043,9011043,901

G

G = = 6479,8324 6479,8324 Kg Kg UdaraUdara

Sehingga massa udara yang dibutuhkan yaitu 6479,8324 Kg Udara.

Mencari

Mencari Humidity Humidity udara keluar RD-01 udara keluar RD-01

Subtitusikan nilai G ke persamaan (2) : Subtitusikan nilai G ke persamaan (2) :

0,0272

0,0272 G G + + 1191,77 1191,77 = = GHGH11

176,25144

176,25144 + + 1191,77 1191,77 = = 6479,8324 6479,8324 HH11

H

H11 == 1368,02144 / 6479,83241368,02144 / 6479,8324

H

H11 = 0,2111198 kg air/kg udara= 0,2111198 kg air/kg udara

Mencari Panas Masuk RD-01 Mencari Panas Masuk RD-01

Panas

Panas Solid Solid masuk pada Aliran (Q masuk pada Aliran (Qclayclay))

Hs

Hs11 = Hs= Hs11 × Ls × Ls

= 657,90 kJ/kg × 4676,62 Kg

= 3.076.748,298 kJ/jam

(13)

Panas udara masuk pada Aliran (Q

Panas udara masuk pada Aliran (Qudara inudara in))

H

HG2G2 = H= HG2G2 × G × G

= 596,0220 kJ/kg × 6479,8324 kg

= 3.862.122,667 kJ/jam

Mencari Panas Keluar RD-01 Mencari Panas Keluar RD-01

Panas

Panas Solid Solid keluar pada Aliran (Q keluar pada Aliran (Qclay outclay out))

Hs

Hs22 = Hs= Hs22 × Ls × Ls

= 573,355 kJ/kg × 4676,62 Kg

= 2.683.874,344 kJ/jam

Panas udara keluar pada Aliran (Q

Panas udara keluar pada Aliran (Qudara outudara out))

H

HG1G1 = H= HG1G1 × G × G

= 656,84 kJ/kg × 6479,8324 kg

= 4.256.252,063 kJ/jam

(14)

Tabel F.2 Neraca Panas Total

Tabel F.2 Neraca Panas Total Rotary dryer Rotary dryer (RD-301) (RD-301)

Aliran

Aliran QQ input input(kJ/jam)(kJ/jam) QQ output output (kJ/jam) (kJ/jam)

H

H solid solid , H, HS1S1 3.076.748,298 3.076.748,298 --

H udara, H

H udara, HG2G2 3.862.122,663.862.122,667 7 --

H

H solid solid , H, HS2S2 - - 2.683.874,3442.683.874,344

H udara, H

H udara, HG1G1 4.256.252,0634.256.252,063

Total

Total 6.938.870,966.938.870,965 5 6.938.870,9656.938.870,965

F.4 Spek

F.4 SpekRotary DryerRotary Dryer (RD-01)(RD-01)

Kondisi Operasi:

m

mss = = Laju Laju alir alir massa massa solid solid = = 4676,62 4676,62 kg/ kg/ jam jam = = 10.310,07,708 10.310,07,708 lb/jamlb/jam

X

Xaa = = Moisture Moisture awal awal = = 21%21%

X

X b b = = Moisture Moisture akhir akhir = = 1%1%

T

Tsasa = = Temperatur Temperatur solidsolid inlet inlet = 30= 30ôôC C = = 8686ôôFF

T

Tsbsb = = Temperatur Temperatur solidsolid outlet outlet = = 45,145,1ôôC C = = 114,98114,98ôôFF

T

Thaha = T= Temperatur emperatur udara udara masuk masuk = = 500500 ôôC C = = 932932ôôFF

T

Twawa = = Temperatur Temperatur bola bola basah basah di di dalamdalam dryer dryer = 28= 28ôôC C = = 82,482,4ôôFF

(15)

a.

a. Menentukan Luas Penampang dan DiameterMenentukan Luas Penampang dan Diameter Nilai NTU untuk

Nilai NTU untuk Rotary Dryer Rotary Dryer = = 1,51,5 – – 2,5 (Perry’s, 7ed. 1999. Hal 122,5 (Perry’s, 7ed. 1999. Hal 12-54)-54)

Ditentukan

Ditentukan nilai nilai NTU NTU = = 1,51,5

Untuk

Untuk sistem sistem air air dan dan Udara, Udara, Twa Twa = = TwbTwb

Nt

Nt = In= In

ℎ− ℎ−

ℎ−

^(Mc.Cabe,(Mc.Cabe, 1985. 1985. 4th 4th Ed, Ed, Hal Hal 713. 713. Pers Pers 25-8)25-8) Keterangan :

Keterangan :

T

Twawa = = Temperatur Temperatur Bola Bola BasahBasah

T

Thaha = = TemperaturTemperatur inlet inlet

T

Thbhb = = TemperaturTemperatur Outlet Outlet

Nt

Nt = In= In

−,4 −,4

ℎ−,4

T

Thnhn = (= (

−,4 −,4 exp1,

exp1,

^{+ 82,4)}^{+ 82,4)}

T

Thbhb = = 207,95207,95^o^oFF

= 97,75

= 97,75 ^o^oCC

Kadar air pada umpan = 21 % wt Kadar air pada umpan = 21 % wt

Fraksi

Fraksi inlet inlet air terhadap padatan kering, x air terhadap padatan kering, x11 = =

, ,

1−,

= 0,25 kg air/kg padatan= 0,25 kg air/kg padatan Kadar air pada produk akhir padatan = 1 % wt

Kadar air pada produk akhir padatan = 1 % wt

Fraksi

Fraksi outletoutletair terhadap padatan kering, xair terhadap padatan kering, x22 = =

,1 ,1 1−,1

1−,1

= 0,010101 kg air/kg padatan= 0,010101 kg air/kg padatan

(16)

Menghitung

Menghitung Laju Laju Pengeringan Padatan Pengeringan Padatan (L(LSS) :) :

L

LSS = F= Fumpan inumpan in (1 (1 – – x x22))

L

LSS =4676,62 =4676,62 kg kg kg/ kg/ jam jam (1(1 – – 0,010101) 0,010101)

L

LSS = = 4629,3814 4629,3814 kg kg padatan padatan kering/jamkering/jam

Velocity udara Velocity udara

V

V ==



  √ √ 2... 2...

=

.47 .47

.

. √ √ 29,80.363530.36359 29,80.363530.36359

= 2,159

 ⁄⁄

Density udara statis Density udara statis



^ss ⁼^{= 1,3}^{1,3 x}^{x ((}

_{+} _{+} ^ ^ )  )  ^{1+ } ^{1+ } _{1} _{1} ^

= 0,36359

    ^

Density udara Pd Density udara Pd



^d^d ⁼⁼^{1,3 x (}^{1,3 x (}

_{+} _{+} ^ ^ )  )  ^{1+} ^{1+} _{1} _{1}

= 0,36353

    ^

(17)

Velocity udara Velocity udara

Velocity

Velocity udara udara ==



  √ √ 2 2   

=

,47

,

, √ √ 29,80,363590,36353 29,80,363590,36353

= 3,753

 ⁄⁄

Debit udara Debit udara

Qn

Qn = = QQ

(( _{+} _{+} ^ ^

^{) x}^{) x}

(( ^{1+} ^{1+} _{1} _{1}

⁾⁾

Q

Q = = 3,753 3,753 x x 3,49 3,49 x x 60 60 x x 6060

= 91604,384

 ^ 

Q

Qnn = = 91604,38491604,384

 ^ 

^x^x

(( _{+} _{+} ^ ^

^{) x}^{) x}

(( ^{1+,7} ^{1+,7} _{1} _{1}

⁾⁾

= 25620,981

 ^   

Laju Alir Udara Panas yang masuk

Laju Alir Udara Panas yang masuk : : 25620,981 25620,981 kg/jamkg/jam

Kecepatan

Kecepatan superficial superficial udara udara (Gg) (Gg) = = 1500 1500 lb/jam.ftlb/jam.ft²²

Luas Penampang

Luas Penampang Dryer Dryer

(A) = (A) =

 



⁼⁼

44,1 / 44,1 /

1

= 37,65 ft

= 37,65 ft²²

= 3,49 m

= 3,49 m²²

60 60 60

60__





V V AA Q

Q

(18)

Rotary dryer

Rotary dryer ini berbentuk silinder ini berbentuk silinder horizontal horizontal , sehingga dapat diperoleh , sehingga dapat diperoleh hubunganhubungan antara luas penampang

antara luas penampang rotary dryerrotary dryer (S) dengan diameter(S) dengan diameter rotary dryerrotary dryer (D) yaitu(D) yaitu sebagai berikut :

sebagai berikut :

S

S ==

 ^′′

⁼⁼

77, lb 77, lb  

^ft^ft²²⁼^{= 135,56}^{135,56 ft}^ft²² ⁼^{= 12,59}^{12,59 m}^m²²

Maka, dapat diperoleh nilai diameter dryer yang dibutuhkan adalah sebagai Maka, dapat diperoleh nilai diameter dryer yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:

berikut:

D

D ==

  ^{4  } ^{4  } _

=

= 4,004 4,004 ft ft = = 1,22 1,22 mm b.

b. Menentukan PanjangMenentukan Panjang RRootatarry dy drryeyer r

Untuk menentukan panjang dari

Untuk menentukan panjang dari rotary dryer rotary dryer ini digunakan persamaan berikut : ini digunakan persamaan berikut :

L

L = = NTU NTU xx

 ^;; 



^(Mc.(Mc. Cabe, Cabe, 1985. 1985. 4th 4th Ed, Ed, Hal Hal 247)247) Keterangan:

Keterangan:

L

L = = PanjangPanjang rotary dryer rotary dryer , ft, ft

s

s = = Kelembaban Kelembaban udara, udara, 0,259 0,259 Btu/lbBtu/lb^o^oFF

G

G^’’ = Kecepatan= Kecepatan superficial superficial udara panas,udara panas,



.

. ^

D

D = = DiameterDiameter rotary dryer rotary dryer , ft, ft

(19)

Ua =

Ua = Koefficient heat transfer Koefficient heat transfer , Btu/ft, Btu/ft³³..^o^oF.hF.h

=

= 0.5 0.5 x x G'G'^0.67^0.67 / D / D

= 11,003 Btu/ft

= 11,003 Btu/ft³³..^o^oF.hF.h

∆

∆TTLMTDLMTD == Log mean Temperature difference Log mean Temperature difference,,^o^oFF

LMTD (ΔT) LMTD (ΔT)mm ==

= 192,75

= 192,75 ^o^oF F = = 89,30789,307

Dimana

Dimana NTU NTU = = (T(TG2G2 – – T TG1G1)/(∆T))/(∆T)mm

= (773,15

= (773,15 – – 365,028)/192,75 365,028)/192,75

= 2,1173

Sehingga

Sehingga L L = = 39,87 39,87 ftft

= 12,15 m

Syarat L/D untuk rotary drier: 4

Syarat L/D untuk rotary drier: 4 – – 10 (Perry’s, 1999. 710 (Perry’s, 1999. 7^ed^ed, Hal 12-54), Hal 12-54)

L/D

L/D = = 9,95 9,95 (memenuhi)(memenuhi)

(20)

c.

c. Menentukan PutaranMenentukan Putaran RRootatarry Dy Drryeyer r ( N ) ( N ) Putaran

Putaran rotary dryer rotary dryer , N , N berkisar antara berkisar antara 25/D25/D – – 35/D 35/D (Wallas, hal (Wallas, hal 247), deng247), dengan Dan D adalah diameter

adalah diameter rotary dryer rotary dryer . Maka, dipilih nilai putaran (N) sebesar 35/D.. Maka, dipilih nilai putaran (N) sebesar 35/D.

N

N ==

4,4 4,4  

= 6,24 rpm

d.

d. Menentukan Waktu TMenentukan Waktu Tinggal ( θ )inggal ( θ ) Produk di dalam RD Produk di dalam RD-01-01

θ

θ = 0,23 (= 0,23 (



  

   ^, ^,     ))00,,6 6 (( ^{    } ^{    } _

⁾⁾ ^{(Perry’s 7}^{(Perry’s 7}^ed^ed, pers 12-55, hal 12-55), pers 12-55, hal 12-55) Keterangan:

Keterangan:

θ

θ = = Waktu Waktu tinggal, tinggal, menitmenit

L

L = = PanjangPanjang rotary dryer rotary dryer , ft, ft

S

S == SlopeSlope/kemiringan/kemiringanrotary dryer rotary dryer , ft/ft dipilih nilai, ft/ft dipilih nilai

= 0,06

= 0,06 (S = (S = 00 – – 0,08 cm/m, Perry’s 70,08 cm/m, Perry’s 7^ed^ed, hal 12-56), hal 12-56)

N

N = = PutaranPutaran rotary dryer rotary dryer , rpm, rpm

D

D = = DiameterDiameter rotary dryer rotary dryer , ft, ft

B

B = = Konstanta Konstanta = = 5 5 × × DpDp^-0.5^-0.5

Dp

Dp = Diameter = Diameter rata-rata rata-rata partikel, partikel, µm µm (mikronmeter)(mikronmeter)

= 20.000 µm

G

G = = KecepatanKecepatan superficial superficial gas, gas,



.



(21)

M

M = = Massa Massa umpan umpan masukmasuk rotary dryer rotary dryer ,,





S

S = = Luas Luas penampangpenampangrotary dryer rotary dryer

F

F ==





=

1.7,1 1.7,1

,11,1

,11,1 ^

= 3246,023,019 lb/jam ft

= 3246,023,019 lb/jam ft²²

Sehingga diperoleh nilai θ

Sehingga diperoleh nilai θ == 85,8 menit85,8 menit

e.

e. ^MenentuMenentukan kan JumlahJumlahFlight Flight dan Tinggi dan TinggiFlightFlight Jenis

Jenis flight flight == Angled flight Angled flight

Jumlah

Jumlah flight flight = = 2,4 2,4 DD – – 3 D 3 D ( Perry’s 7ed, hal 12( Perry’s 7ed, hal 12-54 )-54 )

Jumlah

Jumlah flight flight = = 2,4 2,4 × × DD

= 9,6096

= 9,6096 ^^ 10 10 flight flight(dalam 1 bagian keliling lingkaran)(dalam 1 bagian keliling lingkaran)

Berdasarkan Perry’s ed.7

Berdasarkan Perry’s ed.7^th^th, hal.12-56, tinggi, hal.12-56, tinggi flight flight berkisar berkisar antara antara (D/12)(D/12) – – (D/8), (D/8), dengan D d

dengan D dalam satuan meter. alam satuan meter. Pada perhitungan ini diambPada perhitungan ini diambil D/8.il D/8.

Sehingga, Sehingga,

tinggi

tinggi flight flight ==

1, 1,



= 0,1525 m

= 0,50032 ft

(22)

Jarak antar

Jarak antar flight flight = = 3,14.D 3,14.D / / jumlahjumlah flight flight

= 3,14 × 4,004 / 11

=

= 1,142 1,142 ft ft = = 0,348 0,348 mm

f.

f. Menentukan DayaMenentukan Daya Mot Motoorr Berdasarkan Perry’s 7ed hal 12

Berdasarkan Perry’s 7ed hal 12-56, jumlah total daya untuk-56, jumlah total daya untuk fan fan, penggerak, penggerak dryerdryer dan

dan conveyorconveyor umpan maupun produk berkisar antara 0,5 Dumpan maupun produk berkisar antara 0,5 D²² – – 1,0 D 1,0 D²² (kW). Pada (kW). Pada perhitungan ini dipilih total day

perhitungan ini dipilih total daya sebesar 0,5 Da sebesar 0,5 D²²

Sehingga, Sehingga,

Power

Power = = 0,5 0,5 × × 4,0044,004²²

= 8,016 kW

g.

g. ^MenentuMenentukan Tebal kan Tebal DindingDinding Tekanan operasi

Tekanan operasi rotary dryer rotary dryer adalah 1 atm. Tekanan desain 5-10% di atas tekanan adalah 1 atm. Tekanan desain 5-10% di atas tekanan kerja normal/absolut. Diambil

kerja normal/absolut. Diambil over designover design tekanan sebesar 20 %, sehingga : tekanan sebesar 20 %, sehingga :

P

Pdesaindesain = = 1,2 1,2 x x 1 1 atm atm = 1,2 = 1,2 atm atm = 17,6 = 17,6 psipsi

Untuk menghitung tebal

Untuk menghitung tebal rotary dryer rotary dryer digunakan persamaan : digunakan persamaan :

  

  −,

  −, 

^(Brownell(Brownell & & Young, Young, 1959, 1959, pers. pers. 13.1, 13.1, hal. hal. 254)254) Keterangan:

Keterangan:

t

t = = TebalTebalrotary dryer rotary dryer , in, in

f

f = = Nilai Nilai tegangan tegangan material, material, psipsi

(23)

Stainless Steel Tipe-304

Stainless Steel Tipe-304 = 23.931 psi (tabel 13.2, coulson vol : 6 , hal : 812)= 23.931 psi (tabel 13.2, coulson vol : 6 , hal : 812)

E

E == Welded Joint EfficiencyWelded Joint Efficiency DipilihDipilih Double welded butt joint Double welded butt joint

berdasarkan Table 13.2 Brownell and Yo

berdasarkan Table 13.2 Brownell and Young = 80 %ung = 80 %

P

P = = Tekanan Tekanan desain, desain, psipsi

r

r = = Jari-jariJari-jari rotary dryer rotary dryer = 86,6142 in = 86,6142 in

C

C = = Korosi Korosi yang yang dipakai dipakai adalah adalah faktor faktor korosi korosi terhadap terhadap udara udara luar,luar,

= 0.125 inci/10 tahun (Peters dan Timmerhaus, hal 542).

ttss = = 0,1238 0,1238 in in = = 0,00314452 0,00314452 mm

maka digunakan tebal dinding standar yang digunakan adalah 0,125 in.

berdasarkan tebal dinding tersebut dapat dihitung diameter luar

berdasarkan tebal dinding tersebut dapat dihitung diameter luar rotary dryer rotary dryer , yaitu, yaitu sebagai berkut :

sebagai berkut :

OD

OD = = ID ID + + 2.t2.tss

= 4,004 + 2 × 0,125

=

= 4,254 4,254 ft ft = = 1,296 1,296 mm

(24)

h.

h. ^PerancangPerancangan Perpipaan an Perpipaan dandannozzlenozzlepada RD-301pada RD-301

Saluran dibuat dengan menggunakan bahan

Saluran dibuat dengan menggunakan bahan stainless stainless steel.steel. Diameter Diameter optimumoptimum tube

tube untuk untuk stainless stainless steel steel dan alirannya turbulen (N dan alirannya turbulen (N^Re^Re > 2.100) dihitung dengan > 2.100) dihitung dengan menggunakan persamaan :

menggunakan persamaan : D

Doptopt = = 226.G226.G^0,5^0,5.ρ.ρ^-0,35^-0,35 (Coulson, 1983)(Coulson, 1983) Dimana :

Dimana : D

Doptopt : : diameter diameter optimum optimum dalamdalam tubetube (mm) (mm) G

G : : kecepatan kecepatan aliran aliran massa massa fluida fluida (kg/s)(kg/s) ρ

ρ : : densitas densitas fluida fluida (kg/m(kg/m³³))

o

o Saluran masuk aliran FSaluran masuk aliran Fclayclayin :in :

Data

Data perhitungan perhitungan ::

Laju

Laju alir alir massa massa = = 4676,62 4676,62 kg/jam kg/jam = = 1,299 1,299 kg/skg/s

=

= 5611,944 5611,944 kg/jam kg/jam = = 1,5588 1,5588 kg/skg/s

Densitas

Densitas umpan umpan = = 1500 1500 kg/mkg/m³³ = = 93,64 93,64 lbm/ftlbm/ft³³

Viskositas

Viskositas umpan umpan = = 165,35 165,35 cp cp = = 0,1628 0,1628 kg/m.skg/m.s

Dari persamaan 5.15, hal. 161. Coulson, 1983, dianggap aliran t

Dari persamaan 5.15, hal. 161. Coulson, 1983, dianggap aliran turbulen.urbulen.

sehingga diperoleh : sehingga diperoleh :

(25)

D

Doptopt = = 260.G260.G^0,52^0,52.ρ.ρ^-0,37^-0,37

= 260 x (1,5588 kg/s)

= 260 x (1,5588 kg/s)^0,52^0,52x (1.500 kg/mx (1.500 kg/m³³))^-0,37^-0,37

= 21,88 mm

= 0,8614 in

Dipilih spesifikasi pipa (Tabel 11 Kern, 1965) : Dipilih spesifikasi pipa (Tabel 11 Kern, 1965) :

IPS

IPS = = 1 1 inin

Sch

Sch = = 4040

ID

ID = = 1,049 1,049 in in = = 0,0266 0,0266 mm

OD

OD = = 1,32 1,32 in in = = 0,0335 0,0335 mm

Di ambil standart 1,576 in Di ambil standart 1,576 in

A

A = = 0,8640 0,8640 inin²² = = 5,5728 5,5728 x x 1010^-4^-4 m m²²

Laju alir volumetrik (F Laju alir volumetrik (F^v^v) :) : F

Fvv ==



 

=

11,44 kg/jam 11,44 kg/jam 1 kg/m

1 kg/m

= 3,74 m

= 3,74 m³³/jam/jam

= 1,0392 x 10

= 1,0392 x 10^-3^-3 m m³³/s/s

(26)

Kecepatan aliran, v : Kecepatan aliran, v :

v

v ==

 



=

1, x 1 1, x 1 ^ ^

,7 x 1

,7 x 1 ^ ^ m m

= 1,864 m/s

Spesifikasi

Spesifikasi nozzlenozzlestandar (Brownel and Young, 1959, App. F item 1,standar (Brownel and Young, 1959, App. F item 1, hal.349) :

hal.349) :

Size of nozzle

Size of nozzle = = 1 1 inin

OD

OD of pipeof pipe = 1,576 in= 1,576 in

Flange nozzle thickness

Flange nozzle thickness = 0,2= 0,2

Diameter of hole on in reinforcing plate

Diameter of hole on in reinforcing plate(DR)(DR) = 2 in= 2 in

o

o Saluran masuk aliran FSaluran masuk aliran Fair inair in : :

Data

Data perhitungan perhitungan ::

Laju

Laju alir alir massa massa (G) (G) = = 30.745,18 30.745,18 kg/jam kg/jam = = 8,54 8,54 kg/skg/s

Densitas

Densitas udara udara = = 995,1866 995,1866 kg/mkg/m³³ = = 62,1262 62,1262 lbm/ftlbm/ft³³

(27)

Viskositas

Viskositas udara udara = = 0,3573 0,3573 cp cp = = 0,0004 0,0004 kg/m.skg/m.s

Dari persamaan 5.15, hal. 161. Coulson, 1983, dianggap aliran t

Dari persamaan 5.15, hal. 161. Coulson, 1983, dianggap aliran turbulen.urbulen.

sehingga diperoleh : sehingga diperoleh :

D

Doptopt = = 260.G260.G^0,52^0,52.ρ.ρ^-0,37^-0,37

= 260 x (8,54 kg/s)

= 260 x (8,54 kg/s)^0,52^0,52x (995,1866 kg/mx (995,1866 kg/m³³))^-0,37^-0,37

= 61,67 mm

= 2,427 in

Laju alir volumetrik (F Laju alir volumetrik (F^v^v) :) :

F

Fvv ==



 

=

.74,1 kg/jam .74,1 kg/jam

,1kg/m

= 30,894 m

= 30,894 m³³/jam/jam

= 8,858 x 10

-3 -3

m m

3 3

/s /s Kecepatan aliran, v :

Kecepatan aliran, v :

v

v ==

 



=

,  1 ,  1 ^ ^

,7 x 1

,7 x 1 ^ ^ m m

= 15,89 m/s

(28)

Bilangan Reynold, N Bilangan Reynold, NReRe : :

N

NReRe ==

4  4 

 µ 

=

,14   ,4  , ,14   ,4  , 4  .74,1 4  .74,1

= 1865039733

Spesifikasi

Spesifikasi nozzlenozzlestandar (Brownel and Young, 1959, App. F item 1,standar (Brownel and Young, 1959, App. F item 1, hal.349) :

hal.349) :

Size of nozzle

Size of nozzle = = 2 2 inin

OD

OD of pipeof pipe = 2,375 in= 2,375 in

Flange nozzle thickness

Flange nozzle thickness = 0,2180 in= 0,2180 in

Diameter of hole on in reinforcing plate

Diameter of hole on in reinforcing plate(DR)(DR) = 2,5 in= 2,5 in

i.

i. PerancanganPerancangan rriiddiing rng riing/ng/ttyreyredandanroller roller Riding

Riding ring/tyrering/tyre merupakan bagian dari merupakan bagian dari rotary dryer rotary dryer yang berfungsi sebagai yang berfungsi sebagai media penghubung antara

media penghubung antara shell shell dandanroller,roller, dimanadimanarollerroller berfungsi sebagai tempat berfungsi sebagai tempat dudukan

dudukan shell shell yang digunakan untuk memutar yang digunakan untuk memutar dryer dryer ..

o

o ^Disain^Disain riding ring/tyreriding ring/tyre Jumlah

Jumlah = = 2 2 buahbuah

Diletakkan pada 25% dari panjang

Diletakkan pada 25% dari panjang shell shell dan 75% dari panjangdan 75% dari panjang shell shell ..

(29)

ID

IDriding ringriding ring = OD= OD shell shell

= 4,254 ft

= 1,296 m

= 1,296 m Expantion gap

Expantion gap = 0,2% = 0,2% x IDx ID shell shell

= 0,008008 ft

= 0,00244 m

j.

j. Perhitungan beratPerhitungan berat RRoottaarry Dy Drryeyer r

o

o ^BeratBerat shell shell Diketahui : Diketahui : ID

ID shell shell = 4,004 ft= 4,004 ft OD

OD shell shell = 4,254 ft= 4,254 ft L

L shell shell = 39,87 ft= 39,87 ft Ρ

Ρ stainless steel stainless steel = 498,7997 lb/ft = 498,7997 lb/ft³³

Sehingga : Sehingga : Berat

Berat shell shell == ¼ π (ODs¼ π (ODs²² – – IDs IDs²²).Ls.).Ls.ρρ stainless stainless

= 32.229,75 lb

= 14.619,16 kg

(30)

o

o Berat umpan dan udara masukBerat umpan dan udara masuk Laju

Laju alir alir = = laju laju alir alir umpan umpan masuk masuk + + laju laju alir alir udara udara masukmasuk

= (5.611,554 kg/jam + 30745,18 kg/jam)/ waktu tinggal

=

,74

,74 (( ^{,} ^{,} ^ ^ ))

= 24426,72266 kg/jam

= 24426,72266 kg/jam Waktu tinggal = 1,4884 jam

Waktu tinggal = 1,4884 jam Sehingga :

Sehingga : Berat total

Berat total umpan umpan dan udan udara masuk dara masuk = laju = laju alir x alir x waktu waktu tinggaltinggal

= 24426,72266 kg/jam x 1,4884 jam

= 36356,73 kg

= 80.152,8694 lb

= 80.152,8694 lb Sehingga,

Sehingga, berat mati

berat matirotary dryer rotary dryer = berat = berat shell shell + berat + berat total umpan total umpan dan udara dan udara masukmasuk

= 14.619,16 kg +

= 14.619,16 kg + 36.356,73 kg36.356,73 kg

=

= 50.975,89 50.975,89 kg kg = = 112.382,600112.382,60026 26 lblb

k.

k. ^PerancangPerancangan an PondasiPondasi

Perancangan pondasi dengan sistem konstruksi beton. Direncanakan pondasi Perancangan pondasi dengan sistem konstruksi beton. Direncanakan pondasi berbentuk

berbentuk balok balok dengan dengan bagian bagian atas atas agak agak miring miring karenakarena rotary dryer rotary dryer didesain didesain dengan kemiringan tertentu (3

dengan kemiringan tertentu (3 ^o^o). Dianggap hanya gaya vertikal dari berat kolom). Dianggap hanya gaya vertikal dari berat kolom yang bekerja pada pondasi.

yang bekerja pada pondasi.

Berat total yang diterima oleh pondasi Berat total yang diterima oleh pondasi

= 112.382,60026 lb

= 50.975,8899 kg

(31)

(a)

(a) ^(b)^(b)

Gambar F.4 Desain (a) Pondasi 1 dan (b) Pondasi 2 Gambar F.4 Desain (a) Pondasi 1 dan (b) Pondasi 2 Keterangan :

Keterangan : a

a = = IDIDshellshell+ 20%+ 20%IDshellIDshell

= 1,22 + 0,244 m

=

= 1,464 1,464 m m = = 4,803 4,803 ftft b

b = 1,464 m= 1,464 m c

c = = 1,464 1,464 + + 0,06 0,06 (slope)(slope)

= 1,524 m

= 1,524 m d

d = = 1,464 1,464 mm e

e = = 2 2 mm f

f = = 1,524 1,524 mm g

g = = 1,464 1,464 mm Volume pondasi ke-1

Volume pondasi ke-1 = (a x b x d) + (½ (a x d x (c= (a x b x d) + (½ (a x d x (c – – b)) b))

= 3,202 m

= 3,202 m³³

= 113,07756 ft

= 113,07756 ft³³

= 195.398,023 in

= 195.398,023 in³³ Volume pondasi ke-2

Volume pondasi ke-2 = (e x g x d) + ½ (e x d x (f= (e x g x d) + ½ (e x d x (f – – g)) g))

= 4,3744 m

= 4,3744 m³³

= 154,4804 ft

3 3

a

b b cc

d d

e e

ff gg dd

(32)

= 266.942,1312 in

= 266.942,1312 in³³ Sehingga,

Sehingga, Berat

Berat pondasi pondasi = = V V pondasi pondasi xx ^ρ^ρ pondasi pondasi

= (113,07756 ft

3 3

+ 154,4804 ft + 154,4804 ft

3 3

) x 140 lb/ft ) x 140 lb/ft

3 3

= 37.458,1144 lb

=

= 16.990,714816.990,7148kgkg

= 16,99 ton

Jadi berat total yang diterima tanah adalah : Jadi berat total yang diterima tanah adalah : Wtot

Wtot = = berat berat total total yang yang diterima diterima pondasi pondasi + + berat berat pondasipondasi

= 50.975,89 kg + 16.990,7148 kg

= 67.966,60 kg

= 67,9666 ton

= 67,9666 ton Tegangan tanah karena beban (

Tegangan tanah karena beban (ττ) = P/F < 10 ton/ft) = P/F < 10 ton/ft²²..

Dimana : Dimana : P

P : : beban beban yang yang diterima diterima tanah tanah (lb)(lb) F

F : : luas luas alas alas (ft(ft²²)) Sehingga :

Sehingga :

ττ = = Wtot Wtot / / luas luas alasalas

= 149.840,7039 lb / 14,409 ft

= 149.840,7039 lb / 14,409 ft²²

= 10.399,105 lb/ft

= 10.399,105 lb/ft²²

= 4,7169 ton/ft

= 4,7169 ton/ft²² < < 10 10 ton/ftton/ft²²

(33)

Pondasi dapat dipasang pada tanah

Pondasi dapat dipasang pada tanah clayclay, sebab tegangan tanah karena beban (, sebab tegangan tanah karena beban (ττ)) kurang dari

kurang dari safe bearing safe bearingmaksimal pada tanahmaksimal pada tanah clayclay..

l.

l. PerancanganPerancangan fla flangenge ( (headheaddandanbottombottom))

Data

Data perancangan:perancangan:

Tekanan

Tekanan desain desain = = 17,6 17,6 psipsi Material

Material flange flange = ASTM-201, GRADE B= ASTM-201, GRADE B

(Brownell and Young, 1959) (Brownell and Young, 1959) Tegangan material

Tegangan material flange flange = 15000 psi= 15000 psi Bolting steel

Bolting steel = ASTM-198, GRADE B7= ASTM-198, GRADE B7

(Brownell and Young, 1959) (Brownell and Young, 1959) Tegangan material

Tegangan material bolt bolt = 20000 psi= 20000 psi Material

Material gasket gasket == asbestos composition asbestos composition Diameter luar

Diameter luar shell shell = 48,048 in= 48,048 in Diameter dalam

Diameter dalam shell shell = 51,023 in= 51,023 in Ketebalan

Ketebalan shell shell = 0,125 in= 0,125 in

(34)

a.

a. Perhitungan lebarPerhitungan lebar gasket gasket

Dimana : Dimana :

d

doo = = diameter diameter luar luar gasket, gasket, inin

d

dii = = diameter diameter dalam dalam gasket, gasket, inin

y

y == yield stress yield stress, lb/in, lb/in²²

m

m = = faktor faktor gasketgasket

Digunakan

Digunakan gasket gasket dengan tebal 1/8 in, dari Fig. 12.11 (Brownell dengan tebal 1/8 in, dari Fig. 12.11 (Brownell and Young, 1959), diperoleh:

and Young, 1959), diperoleh:

y = 1600 lb/in y = 1600 lb/in²²

m = 2 m = 2

Sehingga diperoleh:

= 1,0057 in

asumsi bahwa diameter dalam gasket, d

asumsi bahwa diameter dalam gasket, dii sama dengan diameter luar sama dengan diameter luar shell sehingga:

shell sehingga:

d

doo = =

 

 ^

× d

× dii = 48,3205 in= 48,3205 in

(35)

Lebar gasket minimum, n : Lebar gasket minimum, n :

n

n = = = = 1,17 1,17 inin

(digunakan lebar gasket minimum 1,375 in) (digunakan lebar gasket minimum 1,375 in)

Diameter rata-rata gasket, G Diameter rata-rata gasket, G

G = d

G = d00 + n = 48,3205 in + n = 48,3205 in

b.

b. Pehitungan Beban Baut (Bolt)Pehitungan Beban Baut (Bolt) 1)

1) Berat beban bolt maksimum, WBerat beban bolt maksimum, Wm2m2

Dari

Dari Fig 12.12, Brownell and YFig 12.12, Brownell and Young,1959: koung,1959: kolom 1 , type 1.aolom 1 , type 1.a

b

boo = = = = 0,69 0,69 inin

b = b

b = boo = = 0,69 0,69 inin 2)

2) Berat beban Terhadap Seal GasketBerat beban Terhadap Seal Gasket W

Wm2m2 = = HHyy = = × × b b × × G G × × y = y = 166.899,0399 166.899,0399 lblb

(B & Y,1959, pers. 12.88) (B & Y,1959, pers. 12.88)

Keterangan : Keterangan :

H

Hyy= Berat beban= Berat beban bolt bolt maksimum (lb) maksimum (lb)

b =

b = Effective gasket Effective gasket (in) (in)

G = Diameter gasket rata-rata (in) G = Diameter gasket rata-rata (in)

(36)

3)

3) Beban untuk menjagaBeban untuk menjaga joint tight joint tightsaat operasi, Hsaat operasi, H p p H

H p p = 2 = 2 × b × b × π × π × G × G × m × m × p × p ==7.343,5578 lb7.343,5578 lb

(B & Y,1959, pers. 12.90) (B & Y,1959, pers. 12.90) Keterangan :

Keterangan :

H

H p p= Beban= Beban join tight join tight (lb) (lb)

H = Total

H = Total joint contact surface joint contact surface (lb) (lb)

m = Faktor gasket (fig.12.11) m = Faktor gasket (fig.12.11)

b = Effective gasket (in) b = Effective gasket (in)

G = Diameter gasket rata-rata (in) G = Diameter gasket rata-rata (in)

P = Tekanan operasi (psi) P = Tekanan operasi (psi)

4)

4) Beban dari tekanan internal, HBeban dari tekanan internal, H

H

H = = = = 32.258,5866 32.258,5866 lb lb (B (B & & Y,1959, Y,1959, pers. pers. 12.89)12.89)

5)

5) Beban operasi total, WBeban operasi total, Wm1m1

W

Wm1m1 = H + H = H + H p p = = 39.602,1444 39.602,1444 lb lb (B (B & & Y,1959, Y,1959, pers. pers. 12.91)12.91)

(37)

Karena W

Karena Wm1m1 > W > Wm2m2, sehingga W, sehingga Wm1m1 sebagai beban pengontrol sebagai beban pengontrol

Keterangan : W

Keterangan : Wm1m1 = = Beban Beban beratberat bolt bolt (lb) (lb)

c.

c. Perhitungan luas baut minimum (Perhitungan luas baut minimum (minimum bolting areaminimum bolting area)) A

Am1m1= = = = 32,14 32,14 inin²² (B (B & & Y,1959, Y,1959, pers. pers. 12.92)12.92)

Keterangan : Keterangan : A

Am1m1 = Total luas = Total luasbolt bolt pada kondisi operasi (in pada kondisi operasi (in²²)) f

f b b==bolt stressbolt stress maksimum yang diijinkan (psi) maksimum yang diijinkan (psi)

d.

d. Perhitungan ukuran baut optimumPerhitungan ukuran baut optimum

Berdasarkan Tabel 10.4 (Brownell and

Berdasarkan Tabel 10.4 (Brownell and Young, 1959) :Young, 1959) :

Tabel F.3. perhitungan ukuran baut optimum Tabel F.3. perhitungan ukuran baut optimum Ukuran

Ukuran Bolt Bolt

Root Root Area Area

Min. No Min. No of Bolt of Bolt

Actual No of bolt

Actual No of bolt R R Bs Bs EE

1.000 1.000

0.551 15.145

0.551 15.145 24.00024.000 1.375 1.375 2.250 2.250 1.0631.063

Digunakan baut berukuran 1 in sebanyak 16 baut

Digunakan baut berukuran 1 in sebanyak 16 baut dengandengan Bolt Bolt Circle Diameter

Circle Diameter yang digunkan C = 51,084 inyang digunkan C = 51,084 in

(38)

e.

e. Perhitungan diameterPerhitungan diameter flange flangeluarluar Flange

FlangeOD OD (A) (A) ==bolt cirlce diameter bolt cirlce diameter + + 2 E 2 E = 53,20 = 53,20 inin

f.

f. Koreksi lebar gasketKoreksi lebar gasket A

A b actual b actual = jumlah baut × = jumlah baut × root arearoot area = 8,816 in= 8,816 in²² Lebar gasket minimun

Lebar gasket minimun N

Nminmin = = = = 0,3632 0,3632 inin

g.

g. Perhitungan momenPerhitungan momen 1)

1) Untuk kondisi tanpa tekanan dalamUntuk kondisi tanpa tekanan dalam W = ½ (A

W = ½ (A b b + A + Am1m1) f ) f aa = 88.160 lb= 88.160 lb

(B & Y,1959, pers. 12.94) (B & Y,1959, pers. 12.94)

W

W = = Berat Berat beban beban (lb)(lb)

A

Am1m1= Luas baut minimum (in= Luas baut minimum (in²²))

A

A b b = Luas aktual baut (in= Luas aktual baut (in²²))

f

f aa == Allowable stress Allowable stress (psi) (psi)

Hubungan

Hubungan lever armlever arm diberikan dengan pers. (12.101), B diberikan dengan pers. (12.101), B & Y,& Y, 1959:

1959:

h

hGG = = ½ ½ (BC(BC – – G) = 1,3819 in G) = 1,3819 in

(39)

Keterangan : Keterangan : h

hGG = = TahananTahananradial circle bolt radial circle bolt (in) (in)

BC =

BC = Bolt circle diameter Bolt circle diameter (in) (in)

G

G = = Diameter Diameter gasket gasket rata-rata rata-rata (in)(in)

Flange moment

Flange moment dihitung sebagai berikut (B & Y, 1959, Tabel dihitung sebagai berikut (B & Y, 1959, Tabel 12.4) :

12.4) :

Ma

Ma = W = W × h× hGG= 88.160 lb × 1.3819 in= 88.160 lb × 1.3819 in == 121.825,679121.825,6798 8 lb.inlb.in

2)

2) Untuk kondisi beroperasiUntuk kondisi beroperasi

W = W

W = Wm1m1 (B (B & & Y, Y, 1959, 1959, pers. pers. 12.95)12.95)

H

HDD = 0,785 B = 0,785 B²²P P (B (B & & Y, Y, 1959, 1959, pers. pers. 12.96)12.96)

= 0,785 × (51,0236 in)

= 0,785 × (51,0236 in)²² × 17,6 psi × 17,6 psi = 35.968,6816 lb= 35.968,6816 lb

H

HDD = = Hydrostatic and force Hydrostatic and force pada area dalam pada area dalam flange flange (lb) (lb)

B

B = = Diameter Diameter dalam dalam flange flange / / ODOD shell shell (in) (in)

(40)

p

p = Tekanan operasi (psi)= Tekanan operasi (psi)

The lever arm

The lever arm dihitung dengan pers. 12.100 (B & Y, dihitung dengan pers. 12.100 (B & Y, 1959) :1959) :

h

hDD = = ½ ½ (BC(BC – – B) = 0,0303 in B) = 0,0303 in

The moment

The moment , M, MDD(dari pers. 12.96):(dari pers. 12.96):

M

MDD= H= HDD × h × hDD= 1.090,7503 lb.in= 1.090,7503 lb.in

H

HGG dari pers. 12.98 dari pers. 12.98 (B & Y, (B & Y, 1959) :1959) :

H

HGG = W = Wm1m1 – – H = 7.343,5578 lb H = 7.343,5578 lb

Momen M

Momen MGG, pers. 12.98 (B & Y, 1959) :, pers. 12.98 (B & Y, 1959) :

M

MGG = H= HGG × h × hGG= 2.222,6934 lb.in= 2.222,6934 lb.in

H

HTT dihitung dengan pers. 12.97 (B & Y, dihitung dengan pers. 12.97 (B & Y, 1959) :1959) :

H

HTT = H= H – – H HDD= -3710,0950 lb= -3710,0950 lb

Hubungan

Hubungan lever armlever arm, h, hTT pers. 12.102 (B & Y, 1959) : pers. 12.102 (B & Y, 1959) :

h

h^T^T = = ½ ½ (h(h^D^D + h + h^G^G) = 0,0303 in) = 0,0303 in

(41)

Flange moments,

Flange moments, M MTT diberikan oleh pers. 12.97 (B & Y, 1959): diberikan oleh pers. 12.97 (B & Y, 1959):

M

MTT= H= HTT × h × hTT= -112.5086 lb.in= -112.5086 lb.in

Maka Jumlah

Maka Jumlah moment moment untuk kondisi beropersi, Mo untuk kondisi beropersi, Mo

Mo = M

Mo = MDD + M + MGG+ M+ MTT == 1200.9350 lb-in1200.9350 lb-in

(B & Y, 1959, pers. 12.99) (B & Y, 1959, pers. 12.99)

Sehingga

Sehingga momentmoment saat tanpa tekanan dalam yang berfungsi sebagaisaat tanpa tekanan dalam yang berfungsi sebagai pengontrol adalah

pengontrol adalah MMmaxmax ==1200.9350 lb-in1200.9350 lb-in

h.

h. Perhitungan tebalPerhitungan tebal flange flange

K

K = = = = 1,0428 1,0428 inin

Untuk K = 1,0428 maka diperoleh Y

Untuk K = 1,0428 maka diperoleh Y = 25 (Brownell and= 25 (Brownell and Young,1959

Young,1959, fig. 12.22, , fig. 12.22, hal. 238).hal. 238).

tt == = 2,34 in= 2,34 in

Ketebalan

Ketebalan flange flangeyang digunakan 3 in.yang digunakan 3 in.

(42)

t = Ketebalan

t = Ketebalan flange flange (in) (in)

A = Diameter luar

A = Diameter luar flange flange (in) (in)

B = Diameter dalam

B = Diameter dalam flange flange (in) (in)

K = Rasio diameter luar terhadap diameter dalam

K = Rasio diameter luar terhadap diameter dalam flange flange

Pengurangan Air pada Material Kasar Menggunakan Dryer Rotari

77,1−1,1 77,1−1,1

1−1,1

1−1,1

47 47

1−1,1

1−1,1

ℎ− ℎ−

ℎ−

ℎ−

−,4 −,4

ℎ−,4

ℎ−,4

−,4 −,4 exp1,

exp1,

, ,

1−,

1−,

,1 ,1 1−,1

1−,1



  √ √ 2... 2...

.47 .47

.

. √ √ 29,80.363530.36359 29,80.363530.36359

 ⁄⁄



+ +   )  )  1+  1+  1 1 

    



+ +   )  )  1+ 1+ 1 1

    



  √ √ 2 2   

,47

,47

,

, √ √ 29,80,363590,36353 29,80,363590,36353

 ⁄⁄

(( + +  

(( 1+ 1+ 1 1

  

  

(( + +  

(( 1+,7 1+,7 1 1

    

 





44,1 / 44,1 /

1

1

 ′′

77, lb 77, lb  

  4   4   

 ;; 







.

. 

4,4 4,4  



  

   , ,     ))00,,6 6 ((           



.

.













1.7,1 1.7,1

,11,1

,11,1 

1, 1,



  

_{+} _{+} ^ ^ )  )  ^{1+ } ^{1+ } _{1} _{1} ^

    ^

_{+} _{+} ^ ^ )  )  ^{1+} ^{1+} _{1} _{1}

    ^

(( _{+} _{+} ^ ^

(( ^{1+} ^{1+} _{1} _{1}

 ^ 

 ^ 

(( _{+} _{+} ^ ^

(( ^{1+,7} ^{1+,7} _{1} _{1}

 ^   

 ^′′

  ^{4  } ^{4  } _

 ^;; 

. ^

   ^, ^,     ))00,,6 6 (( ^{    } ^{    } _

,11,1 ^

1, x 1 1, x 1 ^ ^

,7 x 1 ^ ^ m m

,  1 ,  1 ^ ^

,7 x 1 ^ ^ m m

,74 (( ^{,} ^{,} ^ ^ ))

 ^