perhitungan tanki dan pompa

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Neraca Massa

Kapasitas produksi olein yang dihasilkan adalah sebesar 1000 ton/hari

Kapasitas produksi = 1000 ton/hari

= 1000 ton/hari x 1000 kg/ton x 1/24 hari/jam

= 41.666 kg/jam olein

Tabel LA-1 komposisi asam lemak bebas minyak sawit

Asam Lemak Stearin (% massa) Olein (% massa)

Miristat 1,4 % -

Palmitat 40,1 % -

Stearat 5,5 % -

Oleat - 42,7 %

Linoleat - 10,3 %

Total 47 % 53 %

Sumber : Soepadiyo M, 2003

Neraca Massa Dengan Perhitungan Mundur

Universitas Sumatera Utara

LA-1 Perhitungan Neraca Massa Pada Filter Press

F3 : 3 4 F4 : 41.666 kg/jam

Wo3: 0,53 Wo4 : 0,995

Ws3: 0,47 Ws4 : 0,005

5 F5 :

FP 101

Wo5 : 0,005

Ws5 : 0,995

Tujuan: Memisahkan antara stearin dan olein hasil kristalisasi

F3 = F4 + F5

F3o = F4o + F5o F3s = F4s + F5s

Untuk alur 4 : F4 = 41.666 kg/jam

F4o = F4 x W4o F4s = F4 x W4s

= 41.666 x ( 0,995 ) = 41.666 x ( 0,005 )

= 41.457,67 Kg/jam = 208,33 kg/jam

Total : F3 = 41.666 + F5

Olein : 0,53 F3 = 41.457,67 + 0,005 F5

Stearin : 0,47 F3 = 208,33 + 0,995 F5

Dari neraca Olein diperoleh:

0,53 (41.666 + F5 ) = 41.457,67 + 0,005 F5

26.500 + 0,53 F5 = 41.457,67 + 0,005 F5

0,525 F5 = 19.375,67

F5 = 36.906,0381 Kg/jam

Dari neraca Total diperoleh:

F3 = 41.666 + F5 = 41.666 + 36.906,0381

= 78.572,0381 Kg/jam


Untuk alur 3 : Untuk alur 5 :

F3 = 78.572,0381 kg/jam F5 = 36.906,0381 kg/jam


= 78.572,0381 x ( 0,53 ) = 36.906,0381 x (0,995 )

= 41.643,18019 kg/jam = 36.721,50791 kg/jam

F3s = F3 x W3s F5o = F5 x W5o

= 78.572,0381 x ( 0,47 ) = 36.906,0381 x (0,005)

= 36.928,85791 kg/jam = 184,5301905 kg/jam

Tabel LA-2. Hasil Neraca Massa pada Filter Press

Masuk

(Kg/jam) Keluar (Kg/jam)

Komponen

Alur 3 Alur 4 Alur 5

Olein 41.643,18019 41.457,67 184,5301905

Stearin 36.928,85791 208,33 36.721,50791

Jumlah 78.572,0381 41.666 36.906,0381

Total 78.572,0381 78.572,0381

LA-2 Perhitungan Neraca Massa Pada Tangki Kristalisasi

F2 : 2 3 F3 : 78.572,0381kg/jam

Wo2: 0,53 Wo3 : 0,53

Ws2: 0,47 Ws3 : 0,47

C 101

Tujuan : Mengkristalkan stearin dengan proses pendinginan

Pada tangki kristalisasi tidak terjadi reaksi dan hanya ada 1 alur masuk

(F2) dan 1 alur keluar (F3). maka massa yang masuk sama dengan massa yang

keluar.


F2 = F3 = 78.572,0381 kg/jam

F2o = F2 x Wo F2s = F2 x W2s

= 78.572,0381 x 0,53 = 78.572,0381 x 0,47

= 41.643,18019 kg/jam = 36.928,85791 kg/jam

Tabel LA-3 Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Tangki Kristalisasi

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

Alur 2 Alur 3

Olein 41.643,18019 41.643,18019

Stearin 36.928,85791 36.928,85791

Total 78.572,0381 78.572,0381

LA-3 Perhitungan Neraca Massa Pada Heat Exchanger

F1 : 1 2 F2 : 78.572,0381 kg/jam

Wo1: 0,53 Wo2 : 0,53

Ws2: 0,47 Ws2 : 0,47

HE 101

Tujuan : Memanaskan RBDPO hingga 76 oC menuju tangki kristalisasi

Pada heat exchanger tidak terjadi reaksi dan hanya ada 1 alur masuk (F1)

dan 1 alur keluar (F2). maka massa yang masuk sama dengan massa yang keluar.

F1 = F2 = 78.572,0381 kg/jam


= 78.572,0381 x 0,53 = 78.572,0381 x 0,47

= 41.643,18019 kg/jam = 36.928,85791 kg/jam

Tabel LA-4 Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Heat Exchanger


Alur 1 Alur 2

Olein 41.643,18019 41.643,18019

Stearin 36.928,85791 36.928,85791

Total 78.572,0381 78.572,0381


LA-5

LA-4 Perhitungan Neraca Massa Pada Bak penampung Yang dilengkapi HE

F5 : 36.906,0381 kg/jam 6 F6 :

Wo5: 0,005 5 Wo6 : 0,005

Ws5: 0,995 Ws6 : 0,995

BP 101

Tujuan : Menampung dan memanaskan stearin menuju tangki timbun

Pada bak penampung yang dilengkapi dengan heat exchanger tidak terjadi

reaksi dan hanya ada 1 alur masuk (F5) dan 1 alur keluar (F6). maka massa yang

masuk sama dengan massa yang keluar.

F5 = F6 = 36.906,0381 kg/jam


= 36.906,0381 x 0,005 = 36.906,0381 x 0,995

= 184,5301905 kg/jam = 36.721,50791 kg/jam

Tabel LA-5 Hasil Perhitungan Neraca Massa Pada Bak penampung


Alur 5 Alur 6

Olein 184,5301905 184,5301905

Stearin 36.721,50791 36.721,50791

Total 36.906,0381 36.906,0381


LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

Neraca Panas

Basis perhitungan : 1 Jam operasi

Satuan panas : Kilo Kalori

Suhu referensi : 25 0C

Perhitungan Cp (kal/mol oC) menggunakan nilai setiap gugusnya.

Tabel LB-1 Harga Cp setiap gugusan

Gugus Harga

- CH3 8,8

- CH2 - 6,2

- CH = 5,3

- COOH 19,1

C = 2,9

C 2,9

Sumber : Lyman, 1980

Nilai kapasitas panas (Cp) untuk masing-masing komponen:

1. Cp Olein ( C18H34O2 ) = CH3 (CH2)7CH ( CH2 )7COOH

= 1 (-CH3-)+ 2(-CH=)+14(-CH2-)+1(-COOH)

= 1 (8,8) + 2( 5,3 ) +14 (6,2) + 1 (19,1)

= 125.3 kal /mol oC

2. Cp Stearin ( C18H36O2 ) = CH3 (CH2)16COOH

= 1 (-CH3-)+ 16(-CH2-)+1(-COOH)

= 1 (8,8) + 16 (6,2) + 1 (19,1)

= 127,1 kal /mol oC


Berat Molekul :

1. BM Olein : 282 gr/mol

2. BM Stearin : 284 gr/mol

LB-1 Perhitungan Neraca Panas Pada Tangki RBDPO

Steam

P = 2 atm

T = 180 oC

P = 1,5 atm P = 1,5 atm

T = 30 oC T = 60 oC

RBDPO 1 2 RBDPO T 101

P = 2 atm

T = 100 oC

Kondensat

Panas Masuk

Q = n . Cp . t Jumlah panas masuk (Q masuk) pada 30 oC adalah:

Tabel LB-2 Neraca Panas Masuk Pada Tangki RBDPO

Kompo

nen BM

m

(kg/jam)

n = m/BM

(kmol/

jam)

Cp

(kkal/

kgoC)

T (oC)

Qm

(kkal/jam)

Olein

Stearin

282

284

41.643,18019

36.928,85791

147,6708517

130,0311898

125,3

127.1

5

5

92.515,78859

82.634,82112

Total 78.572,0381 175.150,6097


Panas Keluar

Jumlah panas yang keluar (Qkeluar) pada 60oC adalah:

Tabel LB-3 Neraca Panas Keluar Pada Tangki RBDPO

Komponen M (kg/jam) n = m/BM

(kmol/jam)

Cp

(kkal/kgoC)

T (oC)

Qk

(kkal/jam)

Olein

Stearin

41.643,18019

36.928,85791

147,6708517

130,0311898

125,3

127.1

35

35

647.610,5201

578.443,7478

Total 78.572,0381 1.226.054.268

Panas yang dilepas steam (Qs):

Qs = Qk Qm = 1.226.054.268 kkal/jam 175.150,6097 kkal/jam

= 1.050.903,658 kkal/jam

Panas yang dibutuhkan fluida = 1.050.903,658 kkal/jam

= 1.050.903,658 kkal/jam x 4,184 kJ/kkal

= 4.396.980,906 kJ/jam

Dari Tabel steam Smith, 1950 diperoleh:

Pada tekanan 2 atm diperoleh temperatur saturated steam = 100 oC

HV (180oC, 2 atm) = 2828,6 kJ/kg

Hl (100oC, saturated steam) = 419 kJ/kg

Q = Hv - Hl

= 2828,6 kJ/kg 419 kJ/kg

= 2409,6 kJ/kg

Masa steam yang diperlukan:

kg/jam776272,824.1kJ/kg6,4092

kJ/jam 9064.396.980,QQsm


LB-2 Perhitungan Neraca Panas Pada Heat Exchanger

Steam

P = 2 atm

T = 180 oC

P = 1,5 atm P = 1,5 atm

T = 60 oC T = 76 oC

RBDPO 2 3 RBDPO HE 101

P = 2 atm

T = 110 oC

Kondensat

Panas Masuk

Q = n . Cp . t Jumlah panas masuk (Q masuk) pada 60 oC adalah:

Tabel LB-4 Neraca Panas Masuk Pada Heat Exchanger

Kompo

nen BM

m

(kg/jam)

n = m/BM

(kmol/

jam)

Cp (kkal/

kgoC)

T (oC)

Qm

(kkal/jam)

Olein

Stearin

282

284

41.643,18019

36.928,85791

147,6708517

130,0311898

125,3

127.1

35

35

647.610,5201

578.443,7478

Total 78.572,0381 1.226.054,268


Panas Keluar

Jumlah panas yang keluar (Qkeluar) pada 76oC adalah:

Tabel LB-5 Neraca Panas Keluar Pada Heat Exchanger


(kmol/jam)

Cp

(kkal/kgoC)

T (oC)

Qk

(kkal/jam)

Olein

Stearin

41.643,18019

36.928,85791

147,6708517

130,0311898

125,3

127.1

51

51

943.661,0436

842.875,1754

Total 78.572,0381 1.786.536,219


Qs = Qk Qm = 1.786.536,219 kkal/jam 1.226.054,268 kkal/jam

= 560.481,951 kkal/jam

Panas yang dibutuhkan fluida = 560.481,951 kkal/jam

= 560.481,951 kkal/jam x 4,184 kJ/kkal

= 2.345.056,483 kJ/jam


Pada tekanan 2 atm diperoleh temperatur saturated steam = 110 oC

HV (180oC, 2 atm) = 2828,6 kJ/kg

Hl (110oC, saturated steam) = 462 kJ/kg

Q = Hv - Hl

= 2828,6 kJ/kg 462 kJ/kg

= 2366,6 kJ/kg


kg/jam8968491,909kJ/kg2366,6

kJ/jam483,056.345.2QQsm


LB-3 Perhitungan Neraca Panas Pada Tangki Kristalisasi

Air dari WCT Air dari Chiller

P = 2 atm P = 2 atm

T = 24 oC T = 10 oC

P = 1,5 atm P = 1,5 atm

T = 76 oC 3 4 T = 24 oC

RBDPO RBDPO

C 101

P = 2 atm P = 2 atm

T = 38 oC T = 22 oC

Air ke WCT Air ke Chiller

Panas Masuk

Panas masuk pada tangki kristalisasi = Panas keluar dari Heat Exchanger

= 1.786.536,219 kkal/ jam

Panas Keluar

Proses pendinginan pada tangki kristaslisasi terbagi menjadi 2 tahap.

Tahap 1 didinginkan sampai suhu 40 oC menggunakan media air pendingin dari

Water cooling Tower, sedangkan tahap ke 2 didinginkan sampai 24 oC

menggunakan media air pendingin dari Chiller.

Tabel LB-6 Neraca Panas Tahap I Pada Tangki Kristaslisasi


(kmol/jam)

Cp

(kkal/kgoC)

T (oC)

Qk

(kkal/jam)

Olein

Stearin

41.643,18019

36.928,85791

147,6708517

130,0311898

125,3

127.1

15

15

277.547,3658

247.904,4634

Total 78.572,0381 525.451,8292


Panas yang diserap air pendingin dari Water Cooling Tower adalah:

Q = 525.451,8292 kkal/ jam - 1.786.536,219 kkal/ jam

= - 1.261.084,39 kkal /jam.

Cp Air (H2O) = 1 kkal/kg oC (Geankoplis, 1997)

Maka jumlah air dingin adalah:

= TCp

Q. jam

kgCxCkgkkaljamkkal

oo 45643,077.9014/1/ 391.261.084,

Tabel LB-7 Neraca Panas Tahap II Pada Tangki Kristaslisasi


(kmol/jam)

Cp

(kkal/kgoC)

T (oC)

Qk

(kkal/jam)

Olein

Stearin

41.643,18019

36.928,85791

147,6708517

130,0311898

125,3

127.1

-1

-1

-18.503,15772

-16.526,96422

Total 78.572,0381 -35.030,12194

Didalam stearin masih mengandung 0.5 % olein, maka hanya 99.5 % dari

stearin yang mengkristal (memadat)

HKristalisasi Stearin = -22,6 kkal/kg (Timms, 1985) = -22,6 kkal/kg x 36.928,85791 x 0.995 kg/jam

= - 830.419,2278 kkal/jam

Panas yang diserap air pendingin dari Chiller adalah:

Q = -35.030,12194 kkal/ jam 525.451,8292kkal/ jam + Hkristalisasi = - 560.481,9511 kkal /jam. + (- 830.419,2278 kkal/jam)

= - 1.390.901,179 kkal /jam

Cp Air (H2O) = 1 kkal/kg oC (Geankoplis, 1997)

Maka jumlah air dingin dari Chiller adalah:

= TCp

Q.

jamkg4316,908.151

C12xCkkal/kg1kkal/jam179,901.390.1

oo


LB-4 Perhitungan Neraca Panas Pada Filter Press

P = 1,5 atm P = 1,5 atm

T = 24 oC T = 24 oC

RBDPO 3 4 Olein

FP 101

5 P = 1 atm

Stearin T = 24 oC

Panas bahan masuk (Qmasuk) ke Filter Press sama dengan panas yang

keluar (Qkeluar) dari Filter Press T = 24 0C, maka:

Panas yang ditambahkan adalah: Qs = Qk Qm = 0 kkal /jam

LB-5 Perhitungan Neraca Panas Pada Bak Penampung Dengan Koil

Pemanas

Steam

P = 2 atm

T = 180 oC

P = 1,5 atm P = 1,5 atm

T = 24 oC T = 70 oC

Stearin 5 6 Stearin

BP101

P = 2 atm

T = 100 oC

Kondensat

Tabel LB-8 Neraca Panas Masuk Pada Bak Penampung


(kmol/jam)

Cp

(kkal/kgoC)

T (oC)

Qm

(kkal/jam)

Olein

Stearin

184,5301905

36.721,50791

0,654362377

129,3010842

125,3

127.1

-1

-1

-81,99160584

-16.434,1678

Total 36.906,0381 -16.516,15941


LB-9

Tabel LB.9 Neraca Panas Keluar Pada Bak Penampung


(kmol/jam)

Cp

(kkal/kgoC)

T (oC)

Qk

(kkal/jam)

Olein

Stearin

184,5301905

36.721,50791

0,654362377

129,3010842

125,3

127.1

45

45

3.689,622263

739.537,5511

Total 36.906,0381 743.227,1733


Qs = Qk Qm = 743.227,1733 kkal/jam (-16.516,15941) kkal/jam

= 759.743,3327 kkal/jam

Panas yang dibuang oleh fluida = 759.743,3327 kkal/jam

= 759.743,3327 kkal/jam x 4,184 kJ/kkal

= 3.178.766,104 kJ/jam


HV (180oC, 2 atm) = 2828,6 kJ/kg

Hl (100oC, Saturated Steam) = 419 kJ/kg

Q = Hv - Hl

= 2828,6 kJ/kg 419 kJ/kg

= 2409,6 kJ/kg


kg/jam2090,319.1kJ/kg2409,6

kJ/jam 1043.178.766,QQsm


LAMPIRAN C

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

LC-1 Tangki Bahan Baku RBDPO (T101)

Fungsi : Penyimpanan RBDPO untuk kebutuhan selama 1 hari

Kondisi : T = 60 oC, P = 1 atm

Jenis : Silinder tegak, alas dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon Steel, SA-283 grade C

Jumlah : 3 unit

Tabel LC-1 Komposisi Bahan Dalam Tangki Bahan Baku

Komponen Massa (kg/jam) Densitas (kg/m3) Volume (m3)

Olein

Stearin

41.643,18019

36.928,85791

890,5

847

46,76381829

43,59959516

Total 78.572,0381 90,36341345

Densitas campuran = kg9869,511620590,3634134178.572,038

campuranvolumecampuranmassa /m3

Perhitungan :

a. Volume

Kebutuhan bahan = 78.572,0381 kg/jam Kebutuhan bahan 1 hari = 78.572,0381 kg/jam x 24 jam/hari = 1.885.728,914 kg/hari

Volume bahan untuk 1 hari = hari

m2.168,816kg/m869,4736

kg/hari 9141.885.728, 33

Faktor keamanan tangki 20 %, maka: Volume tangki (V) = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 2.168, 816 m3/hari = 2.602,580 m3/hari


b. Diameter (D) dan Tinggi Tangki (H)

Volume shell tangki (VS) Vs = HD

41 2 ; asumsi, D : H = 3 : 4

Maka H = D34

Vs = 32 D3D

34.D

41

Volume tutup tangki (Vh) Vh = 3

24Di (Walas, 1988)

Volume tangki (V) V = Vs + 2Vh = 3333 D

242D

248D

242D

3

= 33 D125D

2410

2.602,58011 m3 = 3D125

D = 12,576 m

H = 16,768 m


c. Diameter dan Tinggi Tutup

Diameter tutup tangki = diameter tangki = 12,576 m

Tinggi tutup (Hh) = D/4 (walas, 1988)

= 4

m576,21= 3,144 m

d. Tebal Shell Tangki (Brownell dan Young, 1979)

Volume tutup tangki (Vh) = 33 m576,2124D

24 = 260,223

Volume cairan dalam shell (Vc Shell)

= V - Vh = (2.602,579 260,223) m3 = 2.342,355 m3

Tinggi cairan (Hc) =

4D

V2

c Shell

= 4

m576,21m355,342.22

3

= 18,866 m

L = 2 (Hh) + H

= 2 (3,14)+16,768

= 23,056

Tekanan hidrostatik :

P = x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 869,4736 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 23,056 m = 196.465,107 Pa

Faktor kelonggaran = 5%

Maka : Pdesign = (1,05) x 196.465,107 Pa

= 206.288,362 = 206,288362 kPa

Joint Efficiency (E) = 0,8

Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,714 kPa

Tebal Shell Tangki :

T = C1,2P2SE

PD (Brownell dan Young, 1979)

= inc125,0kPa288362,206x1,20,8x87218,714x2 minc39,37xm576,21xkPa288362,206 = 0,85 in


Tebal shell standar yang dipilih = 7/8 in

e. Ukuran Tutup Tangki

Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, maka:

Tebal tutup tangki = 7/8 in

Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai :

Sf = Flange lurus = 4 in = 0,10 m

icr = Radius sudut bagian dalam = 2 5/8 in = 0,06

Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf (Brownell dan Young, 1979)

Dimana OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki

b = Pinggan bagian dalam

a = Radius dalam

r = radius pinggan

Sehingga pinggan dalam,

b = 3,144 0,06 0,10 = 2,984 m

Maka diperoleh radius pinggan dalam sebesar:

r = b + AC

Dimana : AC = 22 ABBC AB = a icr

BC = r icr

a = D/2 = 12,576 / 2 = 6,288 m

maka r = 22 ABBCb


(r b)2 = (r icr)2 (a icr)2

r2 2br + b2 = (r2 2r(icr) + icr2) (a2 2a(icr) + icr2)

2br = b2 + 2r(icr) + a2 2a(icr)

2 (2,984) r = 2,9842 + 2r (0,06) + 6,2882 2(6,288)(0,06)

r = 8,15 m

f. Jaket tangki (kern, 1965)

L = Da = 12,576 = 41,25 ft

= 869,4736 kg/m3 = 54,2814 lbm/ft3 k = 0,0925Btu/(hr)(ft2)(oF/ft) Tabel 4, kern. hal 800.

c = 125,84 Btu/lbmoF

= 18,2 CP x 2,4191 lbm/ft.hr

Rei = 21,098.202,44

2814,5425,41 22 xxL

Untuk Rei = 2.098,21dari Fig 20-2 kerndidapatkan j = 65

J = 65 = 14,0

31

wx

kcxx

khixDi

Untuk mempermudah perhitungan w dianggap = 1

Di = 41,25 ft

hi = 14,0

31

wx

kc

Dikjx

= 10925,0

02,4484,12525,41

0925,0653

1

xxxx

= 37,71 Btu/(hr)(ft2)(oF)

hoi = 1.050.903,685 kkal/hr x hrBtukkal

Btu /51,606.167.425216,0

1

uc = 51,606.167.431,3751,606.167.431,37

x

hiohihixhio

= 37,30 Btu/(hr)(ft2)(oF)

Rd = 0,005, hd = 200005,011

Rd


UD = 20031,3720031,37

x

hducucxhd

= 31,46

A = 225,41414,30925,025,4114,3 xxx

= 1347,70 ft2

LC-2 Heat Exchanger (HE101)

Fungsi : Menaikkan suhu RBDPO dari 60 0C menjadi 760C

Jenis : 1-2 Shell and tube

Jumlah : 1 unit

Fluida panas

Dari perhitungan neraca panas pada lampiran B diperoleh:

Laju alir steam masuk = 990,8968491 kg/jam = 2.184,565 lb/jam

Panas yang dilepas steam = 2.345.056,483 kkal/jam = 2.222.675,945 Btu/jam

Tawal = 180 oC = 356 oF

Takhir = 110 oC = 230 oF

Fluida dingin

Laju alir olein = 78.572,0381 kg/jam = 91.807,976 lb/jam

Tawal = 60 oC = 140 oF

Takhir = 76 oC = 168.8 oF

Tabel LC-2 Data Temperatur Pada HE

Temperatur Fluida Panas Fluida Dingin Selisih

Tinggi T1 = 356 0F t2 = 168.8 0F T = 187,2 0F Rendah T2 = 230 0F t1 = 140 0F T = 90 0F Selisih 126 0F 28,8 0F 97,2 0F


F132,87

90187,2log2,3

97,2

tTLog2,3tT

LMTD o

133,0

373,4

11

12

12

21

tTtt

S

ttTT

R

Dari Gambar 18 Kern (1950), diperoleh nilai FT = 1 maka:

TLMTD = FT x LMTD = 1 x 132,869 = 132,869 0F Rd 0,003 P 10 Psi

F2932

2303562

TTT 021c

F154,42

8,6814012

ttt 021c

1. Dari Tabel 8 Kern (1950) untuk medium organik UD = 50-100, diambil UD = 100

Btu/jam.ft2 . oF

2o02D ft283,671F2,86931F.Btu/jam.ft100Btu/jam945,675.222.2

tUQA

2. Digunakan 1 in OD tubes 1 in, Dari Tabel 10 kern (1950), diperoleh:

1 in OD, l = 20 ft; dengan luas permukaan luar a = 0,2618 ft2/ft

Jumlah tubes,

buah948,13ftft0,2618ft20ft283,671

axlAtN 2

2

Dari Tabel 9 Kern (1950), dengan square pitch 1-P diperoleh jumlah tube

terdekat adalah Nt = 32 pada shell =10. in

3. Koreksi UD

A = L x Nt x a

= 20 x 32 x 0,2618 = 167,552 ft2


Fftjam.Btu99,839

869,132167,552xjam

Btu9452.222.675,

txAQU

2

D

Tube : Fluida Panas (Steam)

4. Flow area (at), dari Tabel 10 Kern (1950), diperoleh untuk 1 in OD tube square

pitch, at = 0,355 ft2

2ft078,01x144

23x0,355nx144

Ntxat'at

5. Laju alir masa, Gt

2jam.ftlbm243,007.82

0,0782.184,565

atWtGt

6. Bilangan Reynold

Pada 8 BWG diperoleh Dt = ft0,055812

0,67 (Tabel 10 Kern, 1950) Pada Tc = 293o F, diperoleh = 0,014 cp (Fig. 15 Kern, 1950)

= 0,0338 lbm/ft. jam

809,236.460,0338

243,007.28x0,0558

GtxDtRet

Shell : Fluida Dingin (Olein) :

7. Flow area, untuk 1 in OD tube 1 1/4 in square pitch 1-P, jumlah tube 32 buah

dengan panjang tube = 20 ft, diperoleh:

(Kern, 1950) TubeShell sa

2

22

2t

2

ft0,370

1412301

41

1441

D41ND

41

1441

8. Laju alir masa (Gs)

2s

s ftjamlbm664,129.248

0.37091.807,976

aWG


9. Bilangan Reynold (Re)

Pada tc = 154,4 oF, diperoleh = 7 cp (Fig. 14 Kern, 1950)

= 16,9337 lbm/ft. jam

101x23

0,3704

IDODNa4

Det

s = 0,147 ft

992,153.216,9337

664,129.248x0,147

Gs.DeRes

10. Pada Re = 2.153,992 dengan L/D = 20/0,216 = 92,59, dari Fig 24, Kern

(1950) diperoleh JH = 9

11. cp = 126,1460 Btu/lbm. oF

K = 0,0925 Btu/jam ft2 (oF/ft) (Tabel 5 Kern, 1950 )

3

13

1

0

31

0

0925,09337,16146,126

147,00925,09

Kcp

DtKJH

h

Kcp

DtKJHh

xs

s

= 161,272

hio = 1500 Btu/jam ft2 .oF (Kern, 1950)

s = 1 tw = tc +

hohiohio (Tc - tc)

= 154,4 + 272,1611500

1500 (293 - 154,4)

= 279,545 oF

Pada tw = 279,545 oF diperoleh w = 1,4 cp (Fig. 15 Kern, 1950) = 3,386 lbm/ft. jam

s = 13,3863,386

0,140,14

w

ho = ssho = 161,272 x 1 = 161,272

12 Koefesien Uc


Fjam.ftBtu616,145

272,1611500272,161x1500

hohiohoxhio

cU 02

13. Faktor Pengotor Rd

0,004699,839x616,451

,83999616,451UxUUU

RdDC

DC

Syarat Rd 0,003 Maka design Heat Exchanger memenuhi

Penurunan Tekanan

Tube

Pada 293 oF dan P = 2 atm, diperoleh Volume spesifik (V) = 11,41 ft3/lbm

S = 5,6241,11

1

= 0,0014

14. Pada Ret = 46.236,809 ; maka

f = 0,00017 (Fig. 26 Kern, 1950 )

Gt = 28.007,243 lb/jam.ft2

Psi 32,00,0014x0,0558x10x5,22

1x2028.007,2430,0001721

txsxDtx10x5,22nLGf

21P

10

2

10

2

xt

Shell

15. De 12ID.12OD.N.asx4

121014,312114,3x23370,0x4

xx

174,0143,0381,8

1,48

537,919.216,9337

664,129.248x174,0

Gs.DeRes


Dari Fig.26 Kern (1950), pada Res = 2.919,537 diperoleh f = 0,00038 ft2/in2

Psia 048,01x08,1x174,0x10x5,22

1x204248.129,660,00038

txsxDex10x5,22nLGfP

10

2

10

2

x

t

P 10 Psia , maka desain Heat Exchanger diterima

LC-3 Pompa Bahan Baku (P101)

Fungsi : Memompakan bahan baku dari tangki RBDPO ke

Heat Exchanger

Jenis : Sentrifugal Pump

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Data :

Temperatur = 600C

Laju alir massa (F) = 78.572,0381 kg/jam

= 173222,597 lbm/jam

Densitas = 869,4736 kg/m3 = 54,2814 lbm/ft3

Viskositas = 18,2 cp= 0,0122 lbm/ft.det

Perhitungan :

Laju alir volumetrik:

Q = F =

3lbm/ft54,2814lbm/jam597,222.731

= 3.191,196 ft3/jam x detik3600

jam1

= 0,886 ft3/det x 7,481 gal/ ft3 x 60 det/menit

= 397,835 gpm

Diameter optimum :


Dopt = 3,9 (Q)0,45 . ()0,13 (Peters dkk, 2004) = 3,9 (0,886)0,45 . (54,2814) 0,13

= 6,22 in

Dari Appendix C-6a Foust (1980), dipilih pipa :

Ukuran pipa nominal = 6 in

Schedule = 40

Diameter dalam (ID) = 6,065 in = 0,505 ft = 0,154 m

Luas penampang dalam (A) = 0,2006 ft2

Kecepatan linier, V = AQ =

2

3

ft0,2006/detft886,0

= 4,416 ft/det

Bilangan Reynold, NRe = DV

= lbm/ft.det0,0122

ft/det416,4x0,505ftxlbm/ft54,2814 3

= 9.923,968

Untuk commercial steel dengan diameter 6 in dari Appendix C-1 Foust

(1980), diperoleh : D = 0,0003

Pada NRe = 9.923,968 dan D = 0,0003 dari Appendix C-3 Foust (1980),

diperoleh f = 0,033

Dari Appendix C-2a Foust (1980), diperoleh instalasi pipa sebagai berikut:

Pipa lurus = 8 m 2 buah gate valve fully opened (L/D = 13)

L2 = 2 x 13 x 0,154 = 4,004 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30) L3 = 3 x 30 x 0,154 = 13,86 m

1 buah sharp edge entrance (K= 0,5 ; L/D = 33) L4 = 1 33 0,154 = 5,082 m

1 buah sharp edge exit (K= 1,0 ; L/D = 65)


L5 = 1 65 0,154 = 10,01 m

L = 40,956 m = 134,368 ft

Faktor gesekan (F)

F = D2gLfV

c

2

=

ft505,0x.detlbm.ft/lbf32,174x2ft)(134,368ft/det416,40,033 2

= 2,660 ft.lbf/lbm

Dari persamaan neraca energi :

FP

2gV

ggZW

c

2

cf

Tinggi pemompaan (Z) = 20 ft

Wf = 20ft

2

2

.detft.lbm/lbf32,174ft/det32,174

+ 0 + 0 + 2,660 ft.lbf/lbm

= 22,660 ft.lbf/lbm

Efisiensi pompa = 80 % (Petters dkk, 2004)

Daya pompa = QWf

=

0,8ft.lbf/lbm660,22/detft886,0lbm/ft54,2814 33

= 1.362,243 ft.lbf/det x

ft.lbf/det550

HP1

= 2,4 HP

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 2,5 HP

LC-4 Tangki Kristalisasi (C101)

Fungsi : Mengkristalkan RBDPO melalui pendinginan




Jumlah : 2 unit

Perhitungan :

Data bahan Analog dengan LC-1, maka diperoleh:

a. Volume


Kebutuhan bahan = 78.572,0381 kg/jam Densitas campuran = 869, 4736 kg/m3 Kebutuhan bahan 8 jam = 78.572,0381 kg/m3 x 8 jam/operasi = 628.576,304 kg/operasi

Volume bahan untuk 8 jam = operasi

m938,227kg/m869,4736kg/operasi 4628,576,30 3

3

Faktor keamanan tangki 20 %, maka: Volume tangki = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 722,938 m3/operasi = 867,526 m3/operasi

b. Diameter dan Tinggi Tangki

Perhitungan Analog dengan LC-1, maka diperoleh:

867,526 m3 = 3D125

D = 8,720 m

H = 11,626 m



Tinggi tutup = 4

m720,84D = 2,18 m (Walas, 1988)

d. Tebal Shell Tangki

Tinggi total cairan dalam tangki (L) :


24 = 173,499


= V - Vh = (867,526 173,499)m3 = 694,026 m3


4Di

V2

c Shell

= 4

m720,8m026,946

2

3

= 11,627 m


L = 2 (Hh)+H = 2 (2,18) +11,629 = 15,986 m

79)

m/det2 x 15,986 m = 139.353,381 Pa

aka : desig0 kPa

le Stress (S): = 12650 psia = 87.218,714 kPa

Shell Tangki :

T =


P = x g x L (Brownell dan Young, 19 = 869,4736 kg/m3 x 9,8


M P n = (1,05) x 139.353,381 Pa

= 146.321,050 Pa = 146,32105


Allowab

Tebal

C1,2P2SE


= inc125,0kPa 321050,461x1,20,8x18,714 minc39,37xm720,8xkPa 146,321050

an yang sama dengan shell, maka:

diperoleh nilai :

eselu ownell dan Young, 1979)

imana han tutup tangki

dalam

inggan

aka d ius pinggan dalam sebesar:

imana :

87.2x2

= 0,48 in


Tutup tangki terbuat dari bah


Dari Tabel 5.4 Brownell and young (1979),

Sf = Flange lurus = 3 in = 0,08m

Icr = Radius sudut bagian dalam = 1 5/16 in = 0,03 m

Dimensi k ruhan : OA = t + b + sf (Br

D OA = Hh = Tinggi keseluru

b = Pinggan bagian

a = Radius dalam

r = radius p

Sehingga pinggan dalam,

b = 2,18 0,03 0,08 = 2,07 m

M iperoleh rad

r = b + AC

22 ABBC D AC =


AB = a icr

BC = r icr

a = = D/2 8,720/2 = 4,36 m

aka 22 ABBCb m r = (r b)2 = (r icr)2 (a icr)2

r2 2br + b2 = (r2 2r(icr) + icr2) (a2 2a(icr) + icr2)

(2,07 r (0,03) + 4,362 2(4,36)(0,03)

m

e.

-blade open turbine

x 8,720 m = 2,906 m

12 maka J = 1/12 Dt = 1/12 x 8,720 m = 0,726 m

ki

n

ada turbin

= 9,5 cp = 0.0095 kg/m.s

Reynold :

NRe =

2br = b2 + 2r(icr) + a2 2a(icr)

2 ) = 2,072 + 2r

r = 5,64

Daya Pengadukan

Jenis pengaduk : Flat six

Jumlah daun : 6 buah

Jumlah baffle : 4 buah

Untuk turbin standar (Mc Cabe dkk, 1994) diperoleh:

Da/Dt = 1/3 maka Da = 1/3 Dt = 1/3

E/Da = 1 maka E = Da = 2,906 m

L/Da = maka L = Da = x 2,906 m = 0,726 m

W/Da = 1/8 maka W = 1/8 Da = 1/8 x 2,906 m = 0,363 m

J/Dt = 1/

Dimana :

Dt = diameter tangki

Da = diameter impeller

E = tinggi turbin dari dasar tang

L = panjang blade pada turbi

W = lebar blade p

J = lebar baffle

Kecepatan pengadukan = 0,3 putaran/detik

Viskositas campuran

Bilangan

DaxNx 2


=

m.skg0,0095

2,906mx0,3xkg/m869,4736 23

= 231.870,377

Maka perhitungan daya pengaduk menggunakan rumus :

P = Np x n3 x x Da5 Untuk Nre = 231.870,377 dari Fig. 3.4.4 Geankoplis (1997), diperoleh

Np = 3 maka :

P = 3 x (0,3 3 ) x 869,4736 x (2,906 5 )

= 14.595,516 Watt x Watt745

HP1 = 19,59 HP

Efisiensi motor penggerak = 80 % (Peters dkk, 2004)

Daya motor penggerak = 8,059,19 = 24,48 HP

Maka dipilih motor dengan daya = 2441 HP

f. Jaket Pendingin: (Brownell dan Young, 1979)

Ditetapkan jarak jaket (j) = 1 in = 0,0254 m

Diameter dalam jaket (D1) = D + (2 x Tebal bejana)

= 8,720 + (2 x 0,0111)

= 8,742 m

Diameter luar jaket (D2) = 2 j + D1

= ( 2 x 0,0254) + 8,720

= 8,770 m

Luas yang dilalui air pendingin (A) = 21224 DD = /4 (8,770 2 8,742 2 ) = 0,562 m2

LC-5 Pompa Heat Exchanger (P102)

Fungsi : Memompakan bahan baku dari Heat Exchanger

menuju tangki Kristalisasi



Bahan konstruksi : Commercial steel

Jumlah : 1 unit

Data :

Kondisi operasi : - Temperatur : 76 0C

- Tekanan : 1 atm


= 173.222,597 lbm/jam


Viskositas = 9,5 cp = 6,4 x 10-4 lbm/ft.det

Perhitungan :

Laju alir volumetrik :

Q = F =

3lbm/ft54,2814lbm/jam597,222.731

= 3.191,196 ft3/jam x detik3600

jam1


= 397,888 gpm

Diameter optimum :

Dopt = 3,9 (Q)0,45 . ()0,13 (Peters dkk, 2004) = 3,9 (0,886)0,45 . (54,2814) 0,13

= 6,219 in


Ukuran pipa nominal = 6in

Schedule = 40




2

3

ft2006,0/detft886,0

= 4,416 ft/det



= lbm/ft.det10.6,4

ft/det416,4xft505,0xlbm/ft54,28144

3

= 189.143,538


(1980), diperoleh : D = 0,0003

Pada NRe = 189.143,538dan D = 0,0003 dari Appendix C-3 Foust (1980)

diperoleh f = 0,018



L2 = 2 x 13 x 0,154 = 4,004 m



1 buah sharp edge exit (K= 1,0 ; L/D = 65) L5 = 1 65 0,154 = 10,01 m

L = 40,956 m = 134,368 ft

Faktor gesekan (F)

F = D2gLfV

c

2

=

0,505ftx.detlbm.ft/lbf32,174x2ft)(134,368ft/det416,40,018 2

= 1,451 ft.lbf/lbm


FPgV

ggZW

ccf 2

2



Wf = 40 ft

2

2


+ 0 + 0 + 1,451 ft.lbf/lbm

= 41,451ft.lbf/lbm


Daya pompa = QWf

=

0,8ft.lbf/lbm451,14/det0,886ftlbm/ft54,2814 33

= 2.491,895 ft.lbf/det x

ft.lbf/det550

HP1

= 4,5 HP

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 4,5 HP

LC-6 Filter Press (FP101)

Fungsi : Memisahkan Olein Dan Stearin

Jenis : Plate and Frame Filter Press

Temperatur : 24 oC

Jumlah : 3 unit

Dari LA-1 diperoleh:

Laju alir filtrat : 41. 666 kg/jam /3Unit = 13.888,666 (99,5 % Olein dan

0,5 % Stearin)

Densitas filtrat : 847750.495,890250750.49250

= 847,2 kg/m3

Laju alir cake : 36.906.0381 kg/jam (99,5 % Stearin dan 0,5 % Olein)

Densitas cake : 847428.2215,89028,064.444286,22128,064.44

=890,2714 kg/m3

Luas penyaringan efektif dihitung dengan menggunakan persamaan:

L . A (1 E) s = ( V + E . L . A)

W1W (Prabhudesai, 1984)

Dimana:

L = Tebal cake pada frame


A = Luas penyaringan efektif (m2)

E = Poros partikel = 0,05

= Densitas cairan 0 = Densitas cake W = Fraksi masa cake dalam umpan

V = Volume filtrat hasil penyaringan (m3)

Direncanakan luas penyaringan efektif filter press untuk waktu proses 1 jam

(berdasarkan pengamatan pada PT. Bintang Tenera)

Maka jumlah umpan yang harus ditangani = 78.572,0381 kg/jam

Volume filtrat hasil penyaringan = 3m

kg847,2

kg666,888.31 = 16,397 m3

Tebal cake yang diestimasi pada frame = 2,5 in = 0,0635 m (Prabhudesai, 1984)

Dipilih plate and frame dengan ukuran 1450 mm

Luas frame = 2,9 m2 (Prabhudesai, 1984)

Maka:

L . A (1 E) s = ( V + E . L . A)

WW

1

0,0635 x A x(1-0,05) x 890,2714 = 847,2(16,397 + 0,05 x 0,0635 x A)

4697,01

4697,0

53,7075 A = 13.890,948 A ( 0,885 )

A = 228,897 m2

Maka jumlah plate = 22

m2,9m 228,897 = 78,930 Unit

Faktor Keamanan 5 %

Jumlah plate yang dibutuhkan = 1,05 x 78,930 = 82,8 plate

Maka Jumlah plate setiap unit terdiri dari : 83 plate

LC-7 Pompa Tangki Kristalisasi (P103)

Fungsi : Memompakan Olein dan Stearin dari tangki

Kristalisasi menuju Filter Press




Jumlah : 1 unit

Data :

Temperatur = 24 0C


= 173.222,597 lbm/jam


Viskositas = 69,2 cp = 0,0465 lbm/ft.det

Perhitungan :


Q = F =

3lbm/ft54,2814lbm/jam597,222.731

= 3.191,196 ft3/jam x detik3600

jam1


= 397,888 gpm

Diameter optimum :

Dopt = 3,9 (Q)0,45 . ()0,13 (Peters dkk, 2004) = 3,9 (0,886)0,45 . (54,2814) 0,13

= 6,220 in


Ukuran pipa nominal = 6 in

Schedule = 40




2

3

2006,0det/886,0

ftft

= 4,416 ft/det



= lbm/ft.det0,0465

ft/det416,4xft505,0xlbm/ft54,2814 3

= 2.603,265


(1980), diperoleh : D = 0,0003

Pada NRe = 2.603,265dan D = 0,0003 dari Appendix C-3 Foust (1980)

diperoleh f = 0,048

Dari Appendix C-2a, Foust (1980), diperoleh instalasi pipa sebagai berikut:


L2 = 2 x 13 x 0,154 = 4,04 m




L = 40,956 m = 134,368 ft

Faktor gesekan (F)

F = D2gLfV

c

2

=

ft505,0x.detlbm.ft/lbf32,174x2)(134,368ftft/det416,40,048 2

= 3,870 ft.lbf/lbm


FP

2gV

ggZW

c

2

cf



Wf = 15 ft

2

2


+ 0 + 0 + 3,870 ft.lbf/lbm

= 18,870 ft.lbf/lbm


Daya pompa = QWf

=


= 1.134,401 ft.lbf/det x

ft.lbf/det550

HP1

= 2,06 HP

Maka dipilih pompa dengan daya motor = 2 HP

LC-8 Bak Penampung Stearin yang dilengkapi dengan Koil Pemanas (BP105)

Fungsi : Menampung Stearin dari Filter Press dan memanaskan Stearin

dari 24 0C menjadi 700C

Jumlah : 3 unit

Bahan : Carbon Steel

1. Ukuran Bak penampung

Laju cake = 36.721,50791 kg/jam / 3 unit Filter Press = 12.240,502 kg

Densitas = 890,5 kg/m3

Direncanakan bak menampung stearin selama 1 jam

Factor keamanan 50 %

Volume bak = 3

3

m618,20

mkg890,5

1,5xkg502,240.21

Direncanakan :

Panjang = 2 x tinggi bak

Lebar = tinggi bak

Maka:, Volume bak = p x l x t

20,618 = 2 x t3


t = 32

20,618 = 2,176 m

Diperoleh:

Panjang = 2 x 2,176 = 4,352 m

Lebar = tinggi = 2,176 m

2. Koil Pemanas

Panas yang dilepas steam (Q) = 759.743,3327 kkal/jam = 3.012.941,516 Btu/jam

Laju cake = 36.721,50791 kg/jam = 80.957,490 lb/jam

= 22,488 lb/det

Tawal = 24 oC = 75,2 oF

Takhir = 70 oC = 158 oF

Koefisien perpindahan panas dengan menggunakan koil :

hi = jjD

k 31

k

c 14,0

wb

(Kern, 1950)

dimana :

hi = koefisien perpindahan panas, Btu/jam ft2 F

j = konstanta yang berhubungan dengan bilangan Reynold

c = panas spesifik

= viskositas, lb/ft jam k = konstanta panas, Btu/jam ft F

= densitas, lb/ft3

Data :

Konduktivitas panas stearin Kstearin = 0,0925 btu/jam ft2 (oF/ft)

Panas spesifik stearin, Cpstearin = 126,1460 Btu/lbm. oF

Viskositas stearin stearin = 56 cp = 135,4692 lbm/ft.jam

= 0,0376 lbm/ft.det

Ukuran pipa untuk koil adalah 1 in, sch 40

OD = 1,32 in = 0,110 ft

ID = 1,049 in = 0,0874 ft


NRe = 0,0376

488,22x0,0874GD. = 52,272

Dengan NRe 52,272 dari gambar 24 Kern (1950) diperoleh j = 2,5

31

kc

= 31

0925,04692,135146,126

= 184.744,7746

0,14

b

w

= 1

hi = 2,5 0874,00925,0 1 184.744,7746 = 488.812,690 Btu/jam ft2 F

Koefisien perpindahan panas untuk steam, ho

ho = IDOD hi

= 0874,0110,0 488.812,690 = 615.210,479 Btu/jam ft2 F

Koefisien menyeluruh bersih, Uc

Uc = oi

oi

hhhh

=

479,210.156690,812.884479,210.156690,812.884

= 272.388,023 Btu/jam ft2 F

Asumsi Rd = 0,005 ; hd = dR

1 = 005,01 = 200 Btu/jam ft2 F

Koefisien menyeluruh desain, UD

UD = dC

dic

hUhU

= 200023,388.272200023,388.272

= 199,853 Btu/jam ft2 F

Luas permukaan perpindahan panas pada koil, A

A = TUQ

D =

8,82853,9915163.012.941,

= 182,074 ft2

External surface 1 in sch 40 = 0,344 ft2/ft (Tabel 11 Kern, 1950)

Panjang koil direncanakan 4 m (sesuai dengan panjang bak penampung). Maka

jumlah koil adalah:

= SurfaceExternal

A =28,34344,0

074,182xx

= 40,34 buah

= 40 buah.


LC-9. Tangki Timbun Olein (T102)

Fungsi : Penyimpanan Olein selama 1 hari




Jumlah : 3 unit

Berdasarkan perhitungan pada LA-1 maka diperoleh:

Tabel LC-4 Komposisi Dalam Tangki Timbun Olein


Stearin

Olein

208,33

41.457,67

890,5

847

0,233

48,946

Total 41.666 49,179

Densitas campuran = 3mkg847,231

49,17941.666

campuranvolumecampuranmassa

Perhitungan :

a. Volume

Laju alir masa = 41.666 kg/jam/3 Unit = 13888,666 kg/jam Densitas = 847,231 kg/m3 Kebutuhan bahan 1 hari = 13888,666 kg/jam x 24 jam/hari = 333.328 kg/hari


m432,933kg/m 847,231kg/hari 333.328 3

3

Faktor keamanan tangki 20 %, maka: Volume tangki = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 393,432 m3/operasi = 472,118 m3/operasi

c. Diameter dan Tinggi Tangki



472,118 m3 = 3D125

D = 7,119 m

H = 9,49 m



Tinggi tutup = 4

m119,74D = 1,779 m (Walas, 1988)

f. Tebal Shell Tangki



24 = 48,812 m3


= V - Vh = (472,118 48,812) m3 = 423,30m3


4Di

V2

c Shell

= 4

m119,7m30,234

2

3

= 10,40 m

L = 2(Hh) + H

= {2(1,179) +9,49} m3

= 11,848 m3


P = x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 847,231 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 11,848 m = 198.345,508 Pa


Maka : Pdesign = (1,05) x 198.345,508 Pa

= 103.262,784 Pa = 103,262784 kPa



Allowable Stress (S): = 12650 Psia = 87218,714 kPa


T = C1,2P2SE


= inc125,0kPa232284,103x1,20,8x87218,714x2 minc39,37xm119,7xkPa232284,031 = 0,624 in




Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), diperoleh nilai :


icr = Radius sudut bagian dalam = 1 7/8 in = 0,04 m

Perhitungan Analog dengan LC-1 maka diperoleh:

b = 3,44 m

a = D/2 = 7,119 / 2 = 3,55 m

r = 3,55 m

LC-10 Pompa Filter Press (P104)

Fungsi : Memompakan Olein dari Filter Press menuju tangki

timbun Olein



Jumlah : 3 unit

Data :

Temperatur = 60 0C

Laju alir massa (F) = 41.666 kg/jam / 3 Unit = 13888,666 kg/jam

= 30.618,953lbm/jam

Densitas = 847 kg/m3 = 52,8783 lbm/ft3

Viskositas = 18,2 cp = 0,0122lbm/ft.det (Timms, 1985)

Perhitungan :



Q = F =

3lbm/ft52,8783lbm/jam30.618,953

= 0,160 ft3/jam x detik3600

jam1


= 72,197 gpm

Diameter optimum :

Dopt = 3,9 (Q)0,45 . ()0,13 (Peters dkk, 2004) = 3,9 (0,160)0,45 . (52,8783) 0,13

= 2,86 in


Ukuran pipa nominal = 2 1/2 in

Schedule = 40


Luas penampang dalam (A) = 0,01414ft2

Kecepatan linier, V = AQ = 2

3

ft0,3474/detft160,0

= 11,315 ft/det


= lbm/ft.det0,0122

ft/det315,11xft134,0xlbm/ft52,8783 3

= 6571,689

Untuk commercial steel dengan diameter 2 1/2 in dari Appendix C-1 Foust

(1980), diperoleh : D = 0,0007

Pada NRe = 6571,689dan D = 0,0007dari Appendix C-3 Foust (1980),

diperoleh f = 0,036



L2 = 3 x 13 x 0,04 = 1,04 m

3 buah elbow 90 0 (L/D = 30)


L3 = 3 x 30 x 0,04 = 3,6 m



L = 16,56 m = 5,047 ft

Faktor gesekan (F)

F = D2gLfV

c

2

=

ft0,134x.detlbm.ft/lbf32,174x2ft) (5,047ft/det315,110,036 2

= 2,69 ft.lbf/lbm


FP

2gV

ggZW

c

2

cf


Wf = 53 ft

2

2


+ 0 + 0 + 2,69 ft.lbf/lbm

= 63,69 ft.lbf/lbm

Efisiensi pompa = 80 % (Petters, 2004)

Daya pompa = QWf

=

0,8ft.lbf/lbm69,36/detft0,134lbm/ft52,8783 33

= 564,109 ft.lbf/det x

ft.lbf/det550

HP1

= 1,02 HP


LC-11. Tangki Timbun Stearin (T103)

Fungsi : Penyimpanan Stearin selama 1 hari


Jenis : Silinder tegak, alas datar, dan tutup elipsoidal



Jumlah : 3 unit

Berdasarkan perhitungan pada LA-1 maka diperoleh:

Tabel LC-5 Komposisi Dalam Tangki Timbun Stearin


Stearin

Olein

36.721,50791

184,5301905

890,5

847

41,236

0,217

Total 36.906,0381 41,453

Densitas campuran = 3mkg310,890

41,453136.906,038

campuranvolumecampuranmassa

Perhitungan :

a. Volume

Laju alir masa = 36.721,50791 kg/jam / 3 Unit = 12.240,502 kg/jam

Kebutuhan bahan 1 hari = 12.240,502 kg/jam x 24 jam/hari = 293.772,063 kg/hari


m895,293kg/m890,5

kg/hari 3293.772,06 33

Faktor keamanan tangki 20 %, maka: Volume tangki = (100 % + 20 % ) x Volume Bahan = 1,2 x 329,895 m3/hari = 395,874 m3/hari

b. Diameter dan Tinggi Tangki


395,874 m3 = 3D125

D = 6,713 m

H = 8,95 m




Tinggi tutup = 4

m713,64D = 1,678 m

d. Tebal Shell Tangki



24 = 39,579


= V - Vh = (395,874 39,579) m3 = 356,294 m3


4Di

V2

c Shell

= 4

m375,53m294,563

2

3

= 10,071m

L = 2(Hh) +H = 2 (1,678) +10,071 = 13,427 Tekanan hidrostatik :

P = x g x L (Brownell dan Young, 1979) = 890,310 kg/m3 x 9,8 m/det2 x 13,427 = 117.151,085 Pa


Maka : Pdesign = (1,05) x 109.909,9746 Pa

= 123.008,639 Pa = 123,008639 kPa


Allowable Stress (S): = 12650 psia = 87218,714 kPa


T = C1,2P2SE


= inc125,0kPa 23,0086391x1,20,8x87218,714x2 minc39,37xm68,9xkPa 123,008639

= 0,46 in



d. Tebal Tutup Tangki



Dari tabel 5.4 Brownell and young, (1979), diperoleh nilai :


Icr = Radius sudut bagian dalam = 1 5/16 in = 0,03m

Dimensi keseluruhan : OA = t + b + sf (Brownll dan Young, 1979)

Dimana OA = Hh = Tinggi keseluruhan tutup tangki

b = Pinggan bagian dalam

a = Radius dalam

r = radius pinggan

Perhitungan Analog dengan LC-1 maka diperoleh:

b = 1,568 m

a = D/2 = 10,3 / 2 = 3,35 m

r = 4,381m

LC-12 Pompa Tangki Stearin (P105)

Fungsi : Memompakan Stearin dari Bak penampung berkoil

menuju tangki timbun Stearin



Jumlah : 3 unit

Data :

Temperatur = 70 0C

Laju alir massa (F) =36.721,50791 kg/jam/ 3Unit

=12.240,502 kg/jam

= 26.985,830 lbm/jam


Viskositas = 18,2cp = 0,0122 lbm/ft.det

Perhitungan :



Q = F =

3lbm/ft55,5798lbm/jam830,985.62

= 485,533 ft3/jam x detik3600

jam1


= 72,85 gpm

Diameter optimum :

Dopt = 3,9 (Q)0,45 . ()0,13 (Peters dkk, 2004) = 3,9 (0,134)5 . (55,5798)0,13

= 2,65 in


Ukuran pipa nominal = 2 1/2 in

Schedule = 40


Luas penampang dalam (A) = 0,01414ft2


2

3

01414,0det/134,0

ftft

= 9,47 ft/det


= lbm/ft.det0,0122

ft/det47,9x0,134ftxlbm/ft55,5798 3

= 5789,186


(1980), diperoleh : D = 0,0007

Pada NRe = 5785,186 dan D = 0,0007dari Appendix C-3 Foust (1980)

diperoleh f = 0,037


Pipa lurus = 8 m


LC-36

3 buah gate valve fully opened (L/D = 13) L2 = 3 x 13 x 0,04 = 1.04 m


1 buah sharp edge entrance (K= 0,5 ; L/D = 33) L4 = 1 28 0,04 = 1,32m


L = 16,56 m = 5,047 ft

Faktor gesekan (F)

F = D2gLfV

c

2

=

0,134ftx.detlbm.ft/lbf32,174x2ft)(5,0479,47ft/det0,037 2

= 1,942 ft.lbf/lbm


FP

2gV

ggZW

c

2

cf


Wf = 58 ft

2

2


+ 0 + 0 + 1,942 ft.lbf/lbm

= 59,942 ft.lbf/lbm

Efisiensi pompa = 80 % (Petters dkk,2004)

Daya pompa = QWf

=


= 558,037 ft.lbf/det x

ft.lbf/det550

HP1

= 1,01 HP



LAMPIRAN D

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

UTILITAS

LD-1 Bak Pengendapan (BP201)

Fungsi : Menampung dan mengendapkan kotoran terbawa dari

air tanah

Bentuk : Bak dengan permukaan persegi

Konstruksi : Beton kedap air

Jumlah : 3 unit

Densitas air pada suhu 30oC : 1000 kg/m3

Direncanakan lama penampungan 2 jam, maka :

Jumlah air masuk = 2 jam 9.683,63 kg/jam

= 19.367,26kg

Faktor keamanan = 20 %

Volume bak = 000.1

63,367.192,1 = 23,240 m3 Panjang (p) = 3 tinggi bak (t)

Lebar (l) = 2 tinggi bak (t)

Maka,

V = p l t

31,491 = 6t3

t = 36240,23 = 1,570 m

diperoleh :

t = 1,570 m

p = 4,711 m

l = 3,14 m

Luas bak = 4,711 x 3,14= 14,792 m2


LD-2 Tangki Pelarutan Aluminium Sulfat Al2(SO4)3 (T201)

Fungsi : Membuat larutan Aluminium Sulfat Al2(SO4)3

Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi : Stainless steel

Jumlah : 1 unit

Kondisi pelarutan : Temperatur = 30oC

Tekanan = 1 atm

Jumlah air yang diolah = 9.683,63 kg/jam

Al2(SO4)3 yang digunakan mempunyai keonsentrasi 30 % (% berat)

Tangki pelarutan aluminium sulfat dirancang untuk 30 hari

Banyak alum yang dilarutkan = 11,616 kg/hari

Densitas Al2(SO4)3 30 % = 1.363,1 kg/m3 (Perry, 1999)

= 85,095 lbm/ft3


Ukuran tinggi

Volume larutan, V1 = 852,03,0

30616,11

x = 0,852 m3

Volume tangki, Vt = 1,2 0,852 m3 = 1,022 m3

Direncanakan :

Diameter dengan tinggi tangki, D:H = 2:3

Diameter dengan tinggi head tinggi, D : H = 6 : 1

Volume tangki, V = 41 D2 (Brownell dan Young, 1979)

Volume shell tangki, Vs = 41 3

2

D83D

23

= 1,179 D3

Volume head tangki, Vh = 3D241 = 0,131 D3 (Walas, 1988)

Maka, Vt = Vs + Vh = 1,179 D3 + 0,131 D3

1,022 = 1,31 D3

D = 1,086 m = 3,563 ft

Diperoleh:

Hs = 3/2 x 1,086 m = 1,629 m

Hh = 1/6 x 1,086 m = 0,181 m


Ht = 1,629 m + 0,181 m = 1,709 m

Diameter tutup = diameter tangki = 1,086 m

Tinggi Al2(SO4)3 dalam tangki = 23

1,08641m852,0 = 0,920 m

Tebal dinding tangki

Direncanakan digunakan bahan konstruksi stainless steel

Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979), diperoleh data :

Allowable stress (s) = 18.750 Psi Efisiensi sambungan (E) = 0,8 Faktor korosi,( CA ) = 1/8 in Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14,7 psi Faktor keamanan tekanan = 20 % Tekanan desain = 1,2 Po = 17,64 psi

Tebal dinding silinder tangki

t = CA1,2P2SE

PD ( Brownell dan Young, 1979)

= 0,1251,2(17,64)0,8)2(18.750)(

12x563)(17,64)(3, = 0,148 in

Dipilih tebal tangki standar 3/16 in.

Daya pengaduk (Mc Cabe dkk, 1994)

Jenis pengaduk : Flat six-blade open turbine



Untuk turbin standar diperoleh:

Da/Dt = 1/3 maka Da = 1/3 Dt = 1/3 x 1,086 m = 0,362 m = 1,187 ft

E/Da = 1 maka E = Da = 0,362 m

L/Da = maka L = Da = x 0,362 m = 0,090 m

W/Da = 1/8 maka W = 1/8 Da = 1/8 x 0,362 m = 0,045 m

J/Dt = 1/12 maka J = 1/12 Dt = 1/12 x 1,086 m = 0,090 m

Dimana :




E = tinggi turbin dari dasar tangki

L = panjang blade pada turbin

W = lebar blade pada turbin

J = lebar baffle

Kecepatan pengadukan, N = 1 rps

Viskositas Al2(SO4)3 = 6,72 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967)

Dari Persamaan 3.4.1 Geankoplis (1997), untuk bilangan Reynold adalah

NRe = (Da)N 2

= 42

1072,6)187,1)(1)(095,85(

= 150.309,174

Dari Gambar 3.4.4 Geankoplis (1997), untuk NRe 150.309,174 diperoleh NPo

= 3

Sehingga dari Persamaan 3.4-2 Geankoplis (1997):

P = c

53Po

gDaNN

= 550174,32

)095,85()187,1()1)(3( 53

= 0,033

Efisiensi motor penggerak = 80 %

Daya motor penggerak = 8,0

033,0 = 0,042

Maka daya motor yang dipilih = 1 Hp

LD-3 Tangki Pelarutan Natrium Karbonat (Na2CO3) (T202)

Fungsi : Membuat larutan Natrium Karbonat (Na2CO3)

Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Bahan konstruksi : Stainless steel

Jumlah : 1 unit


Tekanan = 1 atm


(Na2CO3) yang digunakan mempunyai konsentrasi 30 % (% berat)


Tangki pelarutan dirancang untuk 30 hari

Jumlah (Na2CO3) yang butuhkan = 6,264 kg/hari

Densitas (Na2CO3) 30 % = 1327 kg/m3 (Perry, 1999)

= 82,842 lbm/ft3


Ukuran tinggi

Volume larutan, V1 = 472,03,030264,6

x = 0,566 m3

Volume tangki, Vt = 1,2 0,64 m3 = 0,768 m3

Direncanakan :



Volume tangki, V = 41 D2 (Brownell dan Young, 1979)

Volume shell tangki, Vs = 41 3

2

D83D

23

= 1,179 D3

Volume head tangki, Vh = 3D241 = 0,131 D3 (Walas, 1988)

Maka, Vt = Vs + Vh = 1,179 D3 + 0,131 D3

0,566 = 1,31 D3

D = 1,322 m = 4,337 ft

Diperoleh:

Hs = 3/2 x 1,322 m = 1,983 m

Hh = 1/6 x 1,322 m = 0,220 m

Ht = 1,983 m + 0,220 m = 2,203 m


Tinggi (Na2CO3) dalam tangki = 23

0,47241m472,0 = 1,322 m


Direncanakan digunakan bahan konstruksi Stainless steel


Allowable stress (s) = 18.750 Psi


Efisiensi sambungan (E) = 0,8 Faktor korosi,( CA ) = 1/8 in Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14,7 psi Faktor keamanan tekanan = 20 % Tekanan desain = 1,2 Po = 17,64 psi


t = CA1,2P2SE

PD (Brownell dan young, 1979)

= 125,0)64,17(2,1)8,0)(750.18(2

12)337,4)(64,17( x = 0,155 in

Tebal tangki standar 3/16 in.

Daya pengaduk (Mc Cabe dkk, 1994)




Untuk turbin standar diperoleh:

Da/Dt = 1/3 maka Da = 1/3 Dt = 1/3 x 1,322 m = 0,440 m = 1,445 ft

E/Da = 1 maka E = Da = 0,440 m

L/Da = maka L = Da = x 0,440 m = 0,11 m

W/Da = 1/8 maka W = 1/8 Da = 1/8 x 0,440 m = 0,055 m

J/Dt = 1/12 maka J = 1/12 Dt = 1/12 x 1,322 m = 0,11 m

Dimana :



E = tinggi turbin dari dasar tangki



J = lebar baffle


Viskositas Al2(SO4)3 = 6,72 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967)

Dari persamaan 3.4.1 Geankoplis (1997), untuk bilangan Reynold adalah


NRe = (Da)N 2

= 42

1072,6)445,1)(1)(095,85(

= 264.405,487

Dari Gambar 3.4.4 Geankoplis (1997), untuk NRe 106.017,353 diperoleh NP =

3

Sehingga dari persamaan 3.4-2 Geankoplis (1997):

P = c

53P

gDaNN

= 550174,32

)095,85()445,1()1)(3( 53

= 0,090

Efisiensi motor penggerak = 80 %


090,0 = 0,11

Maka daya motor yang dipilih = 1 Hp

LD-4 Clarifier (CL201)

Fungsi : Memisahkan endapan (flok) yang terbentuk karena

penambahan alum dan soda abu

Bahan : Carbon steel SA-53 Grade B

Jumlah : 2 unit

Laju massa air = 9.683,63 kg/jam

Laju massa Al2(SO4)3 = 0,484kg/jam

Laju massa Na2CO3 = 0,261 kg/jam

Laju alir total = 9.683,63 kg/jam

air = 1.000 kg/m3 Al2(SO4)3 = 1.363.1 kg/m3 Na2CO3 = 1.327 kg/m3 V =

m

Vair =000.1

9.683,63 = 9,68363 m3/jam


VAl2(SO4)3 = 1,363.1484,0 = 0,00019 m3/jam

VNa2CO3 = 327.1261,0 = 0,00027 m3/jam

Vtotal = 9,684 m3/jam

campuran = campuran

campuran

vm

= 684,9

375,684.9 = 1.000,038 kg/m3

Asumsi partikel = 1.350 kg/m3 = 1,350 gr/cm3

kecepatan terminal dihitung dengan menggunakan :

18)gDp(

2s

s

Dimana :

s : kecepatan terminal pengendapan, cm/det s : densitas partikel campuran pada 30oC : densitas larutan pada 30oC Dp : diameter partikel = 0,02 cm

g : percepatan gravitasi = 980 cm/det

: viskositas larutan pada 30oC = 0,0345 gr/cm.det (Perry, 1999) maka,

0345,018

02,0980)1350,1( 2

s = 0,221 cm/det

Ukuran clarifier

Laju volumetrik, Q = 9,684m3/jam

Q = 4 10-2 D3 (Ulrich, 1984)

Dimana :

Q : laju alir volumetrik umpan

D : diameter clarifier, m

Sehingga :

D = 3

1

24.10Q

= 6,232 m

Ditetapkan tinggi clarifier, H = D = 6,232 m = 20,447ft


Waktu pengendapan :

t = s

t

H =

m 1cm/det x 0,221cm100m232,6 = 2.819,909 det

= 0,783 jam

Tebal dinding clarifier

Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53, Grade B


Allowable stress (s) = 12750 Efisiensi sambungan (E) = 0,8 Faktor korosi = 1/8 in Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14,7 psi Faktor keamanan tekanan = 20 % Tekanan desain, P = 1,2 Po = 17,64 psi Tebal dinding tangki

t = CA1,2P2SE


= 125,0)64,17(2,1)8,0)(12750(2

12)447,20)(64,17( = 0,33 in

Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979) dipilih tebal tangki 3/8 in.

Daya clarifier

P = 0,006 D2 (Ulrich, 1984)

Dimana :

P : daya yang dibutuhkan clarifier,

P = 0,006 (20,628)2 = 2,50 Hp = 2,5 Hp

LD-5 Sand Filter (SF201)

Fungsi : Menyaring air yang berasal dari clarifier

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan : Carbom Steel SA-53 Grade B

Jumlah : 2 unit

Laju alir massa : 9.683,63 kg/jam

Densitas air pada : 1.000 kg/m3


Tangki direncanakan menampung air setiap jam

Faktor keamanan : 20 %

Maka,

Volume air = 3kg/m0001.jam0,25kg/jam4969,359.11 = 2,420m3

Volume tangki = 1,2 2,420 = 2,90m3

Direncanakan perbandingan tinggi penyaring dengan diameter (Hs : D) = 2 : 1

tinggi head dengan diameter (Hh : D) = 1 : 6

Vs = 4 D2Hs =

4 D2(2D) =

2 D3 = 1,571 D3

Vh = 24 D3 = 0,131 D3 (Walas, 1988)

Vt = Vs + 2 Vh (Brownell dan Young, 1979)

3,936 = 1,571 D3 + 2 (0,131 D3)

D = 3833,190,2 = 1,16 m = 3,823ft

Hs = 2 D = 2 (1,16) = 2,32 m

Hh = 1/6 D = 1/6 (1,16) = 0,19 m

Tinggi pasir = 1,0999 m

Sehingga, tinggi tangki = 2,32 + 2(0,19) + 1,0875 = 3,78 m

Volume air = 2,420 m3

V shell = 3D 3 = 1,633 m3

Tinggi air (Ha)= 16,1420,2633,1 = 0,78 m


Direncanakan digunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-53, Grade B


Allowable stress (s) = 12750 Psi Efisiensi sambungan (E) = 0,8 Faktor korosi = 1/8 in Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14,7 psi


Faktor keamanan tekanan = 20 % Tekanan desain, P = 1,2 Po = 17,64 psi Tebal dinding tangki

t = CA1,2P2SE


= 125,0)64,17(2,1)8,0)(12750(2

12)823,3)(64,17( = 0,164 in

Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young dipilih tebal tangki 3/16 in.

D-6

uan

dan alas datar

Bahan ell SA-53, Grade B

am

kg/m3

an : 20 %

L Menara Air (MA201)

Fungsi : Mendistribusikan air untuk berbagai keperl

Jenis : Silinder tegak dengan tutup

: Plate st

Jumlah : 1 unit

Laju alir massa : 9.683,63 kg/j

Densitas air pada : 1.000

Faktor keaman

Maka,

Volume air = 3kg/m0001. = 9,68363mkg/jam 19683,63 3

rband gan diameter engan

V =

Volume tangki = 1,2 9,68363 = 11,620 m3

Direncanakan pe in d tinggi silinder H = D

41 D2H (Brownell dan Young, 1979)

V = 41 D3

11,620 = 4

D 1 3

5 ft

D = 2,455 m = 8,055 ft

H = 2,716 m = 8,05


Direncanakan digunakan bahan konstruksi Plate stell SA-53, Grade B



Allowable stress (s) = 12750 Psi u

= 14,7 psi

= 1,2 Po = 17,64 psi

Efisiensi samb ngan (E) = 0,8 Faktor korosi = 1/8 in Tekanan operasi, Po = 1 atm Faktor keamanan tekanan = 20 % Tekanan desain, P Tebal dinding tangki

t = CA1,2P2SE


= 125,0)64,17(2,1)8,0)(12750(2

12)055,8)(64,17( = 0,208 in

Dari Tabel 5.4 Brownell dan Young (1979), dipilih tebal tangki in.

tutup elipsoidal

Bahan eel SA-167, Tipe 304

ondisi pelaru n ur

ekan n

jam

,049 ft3/j

LD-7 Penukar Kation (CE201)

Fungsi : Mengurangi kesadahan air

Bentuk : Silinder tegak dengan alas dan

konstruksi : Plate st

Jumlah : 1 unit

K ta : Temperat = 30oC

T a = 1 atm

Jumlah air yang diolah = 1.075,068 kg/

Densitas air = 1.000 kg/m3

Jumlah resin yang digunakan = 0 am = 0,002 m3/jam

Laju masa total = 000.1

068,075.1 + 0,002 = 1,075 m3/jam

er = 1,2 x 1,075 = 1,29 m3/jam

tingg d

Volume tangki, V =


Volume cation exchang

Direncanakan :


Diameter dengan i hea tinggi, D : H = 6 : 1

41 D2 (Brownell dan Young, 1979)


41 D2 (3D) = 2,357 D3 Volume shell tangki, Vs =

Volume head tangki, Vh = 3D1 = 0,131 D3 24

(Walas, 1988)

31 D3)

1,29 = 2,619 D3

m = 2,55 ft

m = 2,47 m

Maka, Vt = Vs + 2 Vh = 2,357 D3 + 2 (0,1

D = 0,78

Diperoleh:

Hs = 3/1 x 0,78 m = 2,34 m

Hh = 1/6 x 0,78 m = 0,13 m

Ht = 2,34 m + 0,13



Direncanakan digunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, Tipe 304

ng (1979), diperoleh data :

Psi

n (

an = 20 %

Tekanan desain = 1,2 P = 17,64 psi ing silinder tangki

grade C. Dari Tabel 13.1 Brownell dan You

Allowable stress (s) = 18750 Efisiensi sambunga E) = 0,8 Faktor korosi,( CA ) = 1/8 in Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14,7 psi Faktor keamanan tekan

o

Tebal dind

t = CA1,2P2SE


125,0)64,17(2,1)8,0)(18750(2

12)55,2)(64,17( x = = 0,143 in

r 3/16 in.

D-8 P Anion AE20

tegak dengan alas dan tutup elipsoidal

e 304

Dipilih tebal tangki standa

L enukar ( 1)

Fungsi : Mengurangi kesadahan air

Bentuk : Silinder

Bahan konstruksi : Plate steel SA-167, Tip


Ju : 1 unit mlah

emp atur

1.000 kg/ 3

Jumlah resin yang digunakan = 0,003 ft3/jam = 0,00009 m /jam

Kondisi pelarutan : T er = 30oC

Tekanan = 1 atm


Densitas air = m 3

Laju masa total = 000.1

+ 0,00009 = 1,075 m068,075.1 3/jam

= 20 %

x 1,075 = 1,29 m3/jam


Faktor keamanan

Volume Anion exchanger = 1,2

Direncanakan :


41 D2 (Brownell dan Young, 1979) Volume tangki, V =

41 Volume shell tangki, Vs = D2 (

olume head

3D) = 2,357 D3

3D24

=1 3V tangki, Vh = 0,131 D (Walas, 1988)

31 D3)

1,29 = 2,619 D3

m = 2,55 ft

m = 2,47 m

Maka, Vt = Vs + 2 Vh = 2,357 D3 + 2 (0,1

D = 0,78

Diperoleh:

Hs = 3/1 x 0,78 m = 2,34 m

Hh = 1/6 x 0,78 m = 0,13 m

Ht = 2,34 m + 0,13



eel SA-167, Tipe 304

), diperoleh data :

Psi

Direncanakan digunakan bahan konstruksi plate st

Dari Tabel 13.1 Brownell dan Young (1979

Allowable stress (s) = 18750 Efisiensi sambungan (E) = 0,8 Faktor korosi,( CA ) = 1/8 in


Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14,7 psi Faktor keamanan tekanan = 20 %

ekana


T n desain = 1,2 Po = 17,64 psi

t = CA1,2P2SE


= 125,0)64,17(2,1)8,0)(18750(2

12)55,2)(64,17( x = 0,143 in

standar 3/16 in.

D-9 D (DE2 )

ut dalam umpan ketel

r horizontal dengan alas dan tutup elipsoidal

e 304

mlah

emp atur

n

Densitas air pada suhu 90oC = 965,321 kg/m3

Dipilih tebal tangki

L aerator 01

Fungsi : Menghilangkan gas-gas terlar

Bentuk : Silinde

Bahan konstruksi : Plate steel SA-167, Tip

Ju : 1unit

Kondisi pelarutan : T er = 90oC

Tekana = 1 atm


Laju masa total = 321,965

= 1,114 m /jam 068,075.1 3

= 20 %

x 1,114 = 1,336 m3/jam


Faktor keamanan

Volume deaerator = 1,2

Direncanakan :


41 D2 (Brownell dan Young, 1979) Volume tangki, V =

41 D2 (3D) = 2,357 D3 Volume shell tangki, Vs =

Volume head tangki, Vh = 3D24

= 0,131 D1 3 (Walas, 1988)

D3) Maka, Vt = Vs + 2 Vh = 2,357 D3 + 2 (0,131


1,336 = 2,619 D3

m = 2,621 ft

3 m = 2,53 m

D = 0,799

Diperoleh:

Hs = 3/1 x 0,799 m = 2,397 m

Hh = 1/6 x 0,799 m = 0,133 m

Ht = 2,397 m + 0,13



Direncanakan digunakan bahan konstruksi plate steel SA-167, Tipe 304

ng (1979), diperoleh data :

Psi

an = 20 %

ekana


grade C. Dari Tabel 13.1 Brownell dan You

Allowable stress (s) = 18750 Efisiensi sambungan (E) = 0,8 Faktor korosi,( CA ) = 1/8 in Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14,7 psi Faktor keamanan tekan T n desain = 1,2 Po = 17,64 psi

t = CA1,2P2SE


125,0)64,17(2,1)8,0)(18750(2

12)621,2)(64,17( = x = 0,143 in

ar 3/16 in.

D-10 p (K 201)

uap untuk keperluan proses

i

a Bab VII. Kebutuhan

ari / 0,252 kka /Btu

= 14.455.469,25 Btu/hari

Dipilih tebal tangki stand

L Ketel Ua U

Fungsi : Menyediakan

Bentuk : Pipa ap

Bahan konstruksi : Carbon Steel

Jumlah : 1 unit

Perhitungan kebutuhan bahan bakar dapat dilihat pad

panas pada ketel uap adalah sebesar = 3.642.778,25 kkal/h l


= 167,30 Btu/dtk x Btu/dtk0,7068

Hp1

= 23

engh ung jumlah tube.

= 236,70 Hp x 10 ft2/Hp

= 2367 1ft2

esifikasi:

= 30 ft

Diameter tube = 3 in Luas permukaan pipa, a = 1,456 ft2/ft

tube,

6,70 Hp

M it

Luas permukaan perpindahan panas, A = P x 10 ft2/Hp (Kern, 1950)

Direncanakan menggunakan tube dengan sp

Panjang tube, L

Sehingga jumlah

1,456x302367

axLAN it

at larutan kaporit k alas datar dan tutup elipsoidal

ahan konstru i

mem unyai

ng d arutka g/hari

t 50 % = 1.560 kg/m3 (Perry, 1999)

m/ft3


= 54 Buah

= 54 Buah

LD-11 Tangki Pelarutan Kaporit (T205)

Fungsi : Membu

Bentuk : Silinder tega dengan

B ks : Stainless steel

Jumlah : 1 unit


Tekanan = 1 atm

Jumlah air yang diolah = 750 kg/jam

Kaporit yang digunakan p keonsentrasi 70 % (% berat)

Tangki pelarutan kaporit dirancang untuk 30 hari

Banyak kaporit ya il n = 0,12 k

Densitas kapori

= 97,385 lb

Ukuran tinggi


= Volume larutan, V 115605,0

3012,0 x = 0,005 m3

3


d ggi, D : H = 6 :

Volume tangki, V =

Volume tangki, Vt = 1,2 0,005 m3 = 0,006 m

Direncanakan :

Diameter dengan tinggi hea tin 1

41 D2

32

Volume shell tangki, Vs = 4 1 D

8D

2 =

33 1,179 D3

olume head 3D24

= 0,131 D1V tangki, Vh = 3

Vs + Vh = 1,179 D3 + 0,131 D3 3

m = 0,545 ft

Ht = 0,249 m + 0,028 m = 0,277 m

eter tangki = 0,166 m

Maka, Vt =

0,006 = 1,31 D

D = 0,166

Diperoleh:

Hs = 3/2 x 0,166 m = 0,249 m

Hh = 1/6 x 0,166 m = 0,028 m

Diameter tutup = diam

Tinggi kaporit dalam tangki = 2166,041 3006,0 m = 0,277 m


less steel

Tekanan operasi, Po = 1 atm = 14,7 psi

an = 20 %

ekana

Direncanakan digunakan bahan konstruksi stain


Allowable stress (s) = 18750 psi Efisiensi sambungan (E) = 0,8 Faktor korosi,( CA ) = 1/8 in Faktor keamanan tekan T n desain = 1,2 Po = 17,64 psi



t = CA1,2P2SE

PD ( Brownell dan Young, 1979)

= 125,0)64,17(2,1)8,0)(18750(2

12)545,0)(64,17( x = 0,129 in

ar 3/16 in.

Dipilih tebal tangki stand

Daya pengaduk




Untuk turbin standar diperoleh: (Mc Cabe dkk, 1994)

0,181 ft

maka L = Da = x 0,055 m = 0,014 m

1/8 Da = 1/8 x 0,055 m = 0,007 m

/12 Dt = 1/12 x 0,166 m = 0,014 m

dari dasar tangki


CaClO2 = 4,3 10-4 lbm/ft.det (Kirk Othmer, 1967)

Dari persamaan 3.4-1, Geankoplis (1997), untuk bilangan Reynold adalah

NRe =

Da/Dt = 1/3 maka Da = 1/3 Dt = 1/3 x 0,166 m = 0,055 m =

E/Da = 1 maka E = Da = 0,055 m

L/Da =

W/Da = 1/8 maka W =

J/Dt = 1/12 maka J = 1

Dimana :



E = tinggi turbin



J = lebar baffle

Viskositas

=

(Da)N 2

4103,4 2)181,0)(2)(307,97 = 14.827,324

Dari Gambar 3.4.4 Geankoplis (1997), untuk NRe = 14.827,324 diperoleh NP

(

= 2,25


Sehingga dari persamaan 3.4-2 Geankoplis (1997) :

P = cg

53P DaNN

= 550174,32

)307,97()181,0()2)(25,2( 53 = 0,000019 Efisiensi motor penggerak = 80 %


000019,0 = 0,000024

ya motor yang

D-12 Coolin owe

bekas dari temperatur

enjadi 24oC

Mechanical Draft Cooling Tower

e B

C = 77oF

roleh

5 al/ft2.m

Temperatur bola kering

aju massa air endin kg/jam

r pe 90.077,4560 / 1000 = 90,0774 m3/jam

menit/jam

aktor keamanan

Luas menara, A = 1,2 (kapasitas air/konsentrasi air)

Maka da dipilih = 1 Hp

L Water g T r (WCT201)

Fungsi : Mendinginkan air pendingin

38oC m

Jenis :

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-53 Grad

Jumlah : 1 unit

Kondisi operasi :

Suhu air masuk menara (TL2) = 38oC = 100,4oF

Suhu air keluar menara (TL1) = 24oC = 75,2oF

Suhu udara (TG1) = 25o

Dari Gambar 12-14 Perry (1999), diperoleh suhu bola basah, Tw = 72oF

Dari Gambar 12-14 Perry (1999), untuk data temperatur di atas dipe

konsentrasi air = 1,2 g enit

Dari Gambar 12-3 Perry (1999), untuk Tw = 72oF dan

= 77oF diperoleh kelembaban, (H) = 0,016 kg uap air/kg udara kering

Densitas air (38oC) = 1000 kg/m3

L p gin = 90.077,4560

Laju volumetrik ai ndingin=

Kapasitas air, Q = 90,0774 m3/jam 264,17 gal/m3 / 60

= 396,5960 gal/menit

F = 20%


= 1,2 (396,5960 gal/menit)/(1,25 gal/ft2.menit)

= 380,7322 ft2

ir tiap s tuan luas (L)= Laju alir a a)ms)(1)(3600ft (380,7322

ft)am)(3,2808/jam)(1j22

2

akan = 5 : 6

kg60(90.077,45

= 0,7074 kg/s.m2

Perbandingan L : G direncan

Sehingga laju alir gas tiap satuan luas (G) = 0,849 kg/m2.s

Perhitungan tinggi menara :

Maka, dari Persamaan 9.3.8 Geankoplis (1997) menjadi:

Hy1 = (1,005 + 1,88 H)(TG1-0) + (2501,4

Documents

perhitungan tanki dan pompa