Download - Perhitungan Alat (Tangki- Eva)
Tangki UmpanFungsi Menampung mollase sebelum dipompakan ke FilterBentuk silinder tegak dengan alat & tutp dasarBahan Carbon steel st 287 grade Ckondisi Operasi1. temperatur, T 252. Tekanan, P 1
komponenfeed r
kg/jamSukrosa 46077.8911 1507.0000Glukosa 17075.0891 1440.0000Fruktosa 19820.3564 1407.0000Ash 13087.3517 1292.0000H2O 22269.7974 998.0000Total 118330.4857
1330.0862
83.0344
kebutuhan 7.0000 Harifaktor keamanan 0.2000
volume tangki 17935.2483
dibuat menjadi 2 tangki penampung maka isi masing-masing tangki
8967.6242 39484.4492volume tangki, Hs 1.5000 Dtvolume tangki
1.1775Dt3 8967.6242
1.1775Dt3 7615.8167Dt 19.6746 m
64.7190 ft
R, Jari-jari 9.8373 m32.3595 Ft
388.3141 Inch
Tinggi tangki 1.5000 Dt29.5119 m48.5393 Ft
582.4712 inch
Kg/m3
r campuran Kg/m3
Lb/ft3
m3
m3
1/4pDt21/4pDt2Hs
Dt3
tekanan operasi Ph= (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000
dimana:po= 1.0000 atm
14.7000 psiph 42.1125 psi
Faktor keamanan= 0.2000Sehingga tekanan design, P design=
50.5349
tebal plat min Ts=
dimana:P tekanan design R Jari- jari tangkiS Tekanan yang diizinkan 18700.0000E Efisiensi sambungan, 0.8000n umur alat, 10.0000C faktor korosi, 0.0100
TS 19623.430714929.6790
0.10001.3144
TS= 1.4144 inch0.5568 m
kesimpulan1. fungsi menampung mollase sebelum dipompakan ke filter2. bentuk silinder tegak dengan alas dan tutup datar3. bahan Carbon steel st 287 grade C4. Volume tangki 17935.2483 m35. jumlah 2 buah6. Diameter tangki 19.6746 m 64.71907. Tinggi Tangki 29.5119 m 48.53938. Tekanan design 42.1125 Psi9. Tebal Plat 1.4144 inch
Po+r(Hs-1)
1,2 × Ph
Menampung mollase sebelum dipompakan ke Filtersilinder tegak dengan alat & tutp dasarCarbon steel st 287 grade C
Catm
V
30.575911.857714.087010.129522.314488.9645
gallon
m3/jam
(Brownell n Young part 1 page 55)
Psi
(brownell and young hal 254)
psi
tahuninch/tahun
FtFt 582.4712 Inch
pompa mollase
Fungsi mengalirkan umpan dari tangki penyimpan ke filterkondisi operasi1. temperatur 25.0000 C2. Tekanan Operasi,P 1.0000 atm3.laju alir bahan masuk 118330.4857 kg/jam
14.9095 Lb/detik
design
Kontruksi Suction Discharge
Tekanan (P), psi 14.7000 14.7000Ketinggian (z), ft 0.0000 50.0000Panjang Pipa (L), ft 30.0000 90.0000Belokan 90° standard 0.0000 2.0000Gate Valve, buah 0.0000 1.0000Globe Valve, buah 1.0000 0.0000Control Valve, buah 1.0000 1.0000
1330.0862 83.03443.5500 cp 0.0024 lb/ft s
Faktor keamanan 0.2000kapasitas 17.8915 Lb/dtk
kecepatan Volumetrik, Q=
0.2155 1.6118 gpm
untuk diameter, DI > 1 Inch (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
DI optimum=3.4721 ~ 4 inch
dipilih pipa yang mendekati ukuran (tabel 11 page 844 kern)1. nominal size 4.0000 Inch2. schdule number 40.00003. Outside Diameter, OD 4.5000 Inch4. Inside Diameter. ID 4.0260 Inch 0.3355 ft
5. Flow Area perpipe, A 12.7000 0.0882
kecepatan alir, QF
QF 2.4431 ft/dtk
bilangan reynold
Re 28531.1086
r campuran Kg/m3 Lb/ft3
m campuran
Kapasitas/r
Ft3/dtk
3,9 × Q0,45 × r 0,13
Inch2 ft2
> 2100 maka aliran turbuienpada aliran turbulen friksi, f
f 0.0400 (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
0.0077
Persamaan bernoulli W= SH + PH + VH + FHDimana:w : Kerja pompaSH: Total static HeadPH: Total pressure headVH: Total velocity headFH: Friction head by construction
SH= 50.0000 ft-lbf/lbm
PH= 0.0000 ft-lbf/lbm
VH=
5.968964.4000
VH 0.0927
Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 120.0000
21.4720Gate Valve 2.3485
Globe Valve 100.6500Total 244.4705
Total panjang ekivalen
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481Gc x ID
22.613010.8031
Total panjang ekivalen 2.0932jadi w= SH+PH+VH+FHW
RE0,16
SH= [Hdischarge – HSuction] × g/gc
PH= [(Pdischarge- Psuction) × 144] / r
(qf ) 2
2 x a x gc
Standar elbow 90˚
= 2 x f x q f 2 x Le
52.1859 ft/lb 15.9064 m
Daya Pompa
BHP= kapasitas x W x sg
933.68122890.8000
0.3230 hp ~1 HP
power motor = BHPn motor
0.4037 HP ~1 hp
kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan mollase ke filter (F-01)2. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 118330.48575. kecepatan alir: 14.9095 Lb/dtk6. Total head 52.1859 ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 1.0000 hp9. Daya motor 1.0000
Efisiensi pompa (µ) = 73% (peter fig. 14-37)
3960 x n pompa
Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37)
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481
filter - 01
fungsi : menyaring abu dari feed (mollase) sebelum dipompakan ke hidrolisatortype : filter press
Komponenmasuk r x
kg/jamSukrosa 46077.8911 1507.0000 0.3894Glukosa 17075.0891 1440.0000 0.1443Fruktosa 19820.3564 1407.0000 0.1675Ash 13087.3517 1292.0000 0.1106H2O 22269.7974 998.0000 0.1882total 118330.4857 1.0000
1361.0091
84.9648
laju alir masuk filter 86.9432 318.7470 gpm
massa masuk filter 118330.4857massa cake tersaring 13087.3517
filtrat = Massa masuk filter- massa cake tersaringfiltrat 105243.1340 Kg/jam
laju filtrat,
77.3273
V
dimana,
1. V : Volume filtrat ,
2. A : Luas daerah filtrasi3. F : Friksi dan putaran yang digunakan untuk pembentukan cake4. P : Pressure drop
m/kg7. cs : berat cake/ volume filtrat
F 0.2500
Kg/m3
r campuran Kg/m3
Lb/ft3
m3/jam
m3/jam
( 2 x f x rP)0.5
A × tc ( tc x m x a x Cs ) 0.5
m3
m3
5.m : viscositas filtrat6.a : tekanan spesifik,
p 67.0000 Kpaa 0.3500 kg/mm 3.7235 cpcs 169.2462tc 60.0000 menit
77.3273A × 60
347.27512142.5163
A= 6.1695 66.4080 ft2
ditetapkan L/D= 3.0000L 3D
A=6.1695
2798.918532.1474 D96.4423 L96.4423 m
kesimpulan1. fungsi : menyaring abu dari feed (mollase) sebelum dipompakan ke hidrolisator2. type : : filter press
3. luas kontak : 6.16954. tinggi filter : 96.4423 m5. diameter filter 32.1474 m
6.laju alir filtrat 84.9648
(2 × 0,25 × 67)^0,5(60 × 3,7235 × 0,35 × 169,2462407)^0,5
A ×60 (2 × 0,25 × 67)^0,5 77,3273(60 × 3,7235 ×0,35 ×169,2462407)^0,5
m2
L × D × r3D2 × r
D2
m2
m3/jam
(alat konversi)
Fungsi: tempat terjadinya hidrolisa sukrosa menjadi glukosatype : silinder tegak dengan head atas & bawah berbentuk torisphericalproses : Batch
katalis :Waktu Operasi : 1 jam 60 menittekana operasi 1.0000 atmsuhu operasi 75.0000 C
Komponenmasuk r
(kg/jam)Sukrosa 2303.8946 1507.0000Glukosa 60849.0857 1440.0000Fruktosa 19820.3564 1407.0000
24636.4071 998.0000
115963.8760 1840.0000Total 223573.6197
1535.7262
95.8720
v cairan 145.5817
145.5817
faktor keamanan 20% maka
v reaktor 174.6980
Volume reaktor sesungguhnya adalah Vs
1. Menentukan diameter & tinggi tangkidiketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 2
dimana Vs
174.6980
698.7921
111.27264.8098 D4.8098 m
15.8218 Ft~16 ft
189.8616 Inch~192 Inch
H= 9.6197 m31.6436 Ft
379.7232 Inch
H2SO4
Kg/m3
H2O
H2SO4
r campuran Kg/m3
Lb/ft3
m3
m3
m3
1/4 p D2 . H
1/4 p D2 . 2D
2p D3
D3
R= 2.4049 m7.9109 Ft
94.9308 Inch
P design= (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000
dimanapo tekanan operasi (psi)
r densitas campuran H Tinggi tangki ft
p design= 35.1018 psi
faktor keamanan= 42.1222 psi
2. mechanical designdari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :
bahan konstruksi low alloy stainless steel, SA 204 grade AAllowable stress, f 16250.0000 Psifaktor korosi, c 0.1250efisiensi pengelasan, E 0.8500Diameter tangki 15.8218 ftjari-Jari tangki, R 7.9109 ft
TEBAL SHELL (Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)
dimanaTS= tebal shell, inchp= Tekanan design, psiR= jari-jari ID, InchF= allowable stress, psie= Efisiensi sambungan lasc= Faktor korosi, inch
3998.694113787.2267
0.2900TS 0.4150 inch
allowable working pressure untuk shellP= (pers 13.2 brownell and young hal 258)
dimanap= Allowable working pressure, psi
Po + r(Hs-1)
(Lb/ft3
F= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= Tebal shell, inchR= radius, inch
5732.586695.1798
P 60.2290 Psi
TEBAL HEADHead berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig
dimanaTh= TEBAL HEAD, inchp= TEKANAN DESIGN, PSIR= radius, INCHF= Allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasC= faktor korosi
3538.844313808.2878
TH 0.3813 Inch
allowable working pressure untuk head
P= (pers 13.2 brownell and young hal 254)
dimanaP= tekanan yang diizinkan, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= tebal head, inchR= radius, inch
5266.486384.0519
p= 62.6576 Psi
190.6916~192
OD= ID +2 × Tebal Shell
dari tabel 5.7-5.8 brownell and young page 91 didapatr 170.0000 Inchicr 11.5000 Inchsf 6.0000 Incha=ID/2 94.9308 InchAB=a-icr 83.4308 InchBC=R-icr 158.5000 Inchb= r -
b= 25122.25006960.6976
35.2352
tinggi head OA= t+b+sf dimanar= Radius of dish, inchicr= inside corner radius, inchSF= straight flange, incha= inside radius, inchb= depth of dish, inchOA= overall dimension
OA 41.6165 inch3.4680 Ft1.0571 m
Volume head
vh (per 5.11 brownell and young hal 88)dimanaID= Inside diameter, inchVh= Volume of torrispherical dish head straight flange
vh 335.3570
0.1941
0.0055
volume reaktor total= 174.7090
tinggi reaktor= 11.7338 m
3. perencanaan dan perhitungan pengadukdirencanakan memilih pengaduk type turbin karena :~harga lebih murah dan ekonomis
0.000049 ID3
Inch3
Ft3
m3
volume reaktor total= Volume vessel +(2 × volume head)
m3
tinggi reaktor= tinggi vessel +(2 × tinggi head)
) AB- BC ( 22
~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil
dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan1) Ratio diameter impeller dengan diameter reaktor
Da 1/3 Dt 1.60335.2739
63.28722) elevasi impeller diatas dasar
za=Da 63.2872 inch
3) panjang daun impeller perdiameter tangki
L 0.4008 m1.3185 ft
15.8218 inch
4) lebar daun impeller perdiameter impeller
W 0.3207 m1.0548 ft
12.6574 inch
5) jumlah buffle= 6 buahtebal buffle perdiameter impeller
J 0.2726 m0.8966 ft
10.7588 inch
6) menentukan kecepatan pengaduk (n)dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik
kecepatan rotasi diambil kecepatan rotasi 4 m/detik
dimanaa=kecepatan rotasi, rpmV= kecepatan ujung daun, m/detikDa= diameter impeller, m
sehingga,a 0.7946 putaran/detik
47.6731 putran/menit
7) menentukan daya yang dibutuhkan pengadukdaya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3
P=gc
dimanaP=Daya, ft lb/secN= Kecepatan rotasi, rpmDa= Diameter impeller, ft
Gc= gravitasi, lb/ft
p 38389.8252 ft lb/sec69.7997 HP
kehilangan karena gesekan 10%kehilangan karena sistem transmisi 20%sehingga power input 90.7396 HP
Efisiensi motor 0.8000maka daya motor 113.4245 HP
8) Design pendingin reaktordiketahui dari neraca panas hidrolisator (R-01)Panas dibutuhkan adalah 1357161846.2129 kj/jam
1286336176.3434 btu/jam
diketahuisuhu pendingin masuk 30.0000 Csuhu pendingin keluar 40.0000 Csuhu bahan masuk 25.0000 CSuhu bahan keluar 75.0000 C
fluida panas fluida dinginHigh temperature 167.0000 104.0000low temperature 77.0000 86.0000D 90.0000 18.0000
KT x n 3x Da 5x ρ
r= densitas campuran Lb/ft3
Lb/sec2
54.0000 1.9459
LMTD 27.7505
Dari tabel 8 kern hal 840, diambil U rata-rata= 75-150 BTU/jamdiambil harga U = 150.0000 BTU/jam
sehingga luas hantaran panas
DimanaQ= Panas yang dibutuhkan kj/jamU= koefisien design overall heat transfer, BTU/ jamLMTD= Long mean temperature differensial, F
A 309024.0272
Diameter dinding luar reaktor- misal tebal jaket (jarak dinding dalam-luar) = a ft
- diameter total reaktor = 15.8218 ft15.8482
7.9241 ft
309024.0272 3,14(15,8482+a²)1559705.2033 49.7633 3,14 a2
a 1248.8816
Jadi diameter total reaktor = 7.9241 ft2.4153 m
kesimpulannama alat Hidrolisator
Ft3
A= 1/4 π (ID + 2a) - 1/4 π (ID)²= π (D + a²)
a²=
type silinder tegak dengan head atad dan bawah berbentuk torrispherical proses batchwaktu proses 1 jamreaksi eksotermtemperatur operasi 75.0000 Ckapasitas 177.5353 m3tinggi reaktor 9.6197 mDiameter 4.8098 m
bahan konstruksiTEBAL SHELL 0.4150 inchtebal head 0.3813 Inchtinggi head 41.6165 inchVolume head 346.8165 Inch3
pengadukjenis turbin dengan 6 bladediameter 1.6119 mpanjang impeller 0.4030 mlebar impeller 0.3224 m
PendinginJenis = JacketMedia pendingin = airpanas yang di serap = 1286336176.3434 btu/jamKebutuhan air= 32221209.5879 kg/jam
Luas hantaran panas = 309024.0272Koef Hantaran panas =
Ft3
75-150 Btu/hr.ft².F
V
1.528842.256314.0870
24.6858
63.0238145.5817
174.6980 769.1954 gallon
diketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 2
m3
m3
(Brownell n Young part 1 page 55)
dari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :
189.8616 Inch94.9308
(Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)
(pers 13.2 brownell and young hal 258)
Head berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig
( Persamaan 13.12 brownell and young hal 258)
(pers 13.2 brownell and young hal 254)
(per 5.11 brownell and young hal 88)
~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil
dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan
mFtinch
dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik
daya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3
86.0000 F104.0000 F
77.0000 F167.0000 F
D63.0000
9.0000
27.7505
ft + (2x 0.0132) ft + 2a2a
l
silinder tegak dengan head atad dan bawah berbentuk torrispherical
31.6436 Ft 379.7232 Inch15.8218 Ft 189.8616 Inch
3.4680 Ft 1.0571 m0.2007 Ft3 0.0057 m3
5.3023 Ft 63.6280 inch1.3256 ft 15.9070 inch1.0605 ft 12.7256 inch
COOLER
fungsi menuruunkan suhu hasil hidrolisator sebelum masuk ke dalam fermentor (R-02)Kondisi operasisuhu bahan masuk 75.0000 Csuhu bahan keluar 30.0000 Csuhu pendingin masuk 25.0000 Csuhu pendingin keluar 40.0000 C
Q Pendingin 14723503.1799 kj/jam13955133.5279 btu/ jam
fluida panas masuk (tube) 17315530.8241 kg/ jam7854273.2578 lb/ jam
fluida dingin masuk (shell) 349559.6956 kg/ jam158559.2378 lb/jam
fluida panasHigh temperature 167.0000low temperature 86.0000D 81.0000
54.00001.9459
LMTD 27.7505
Faktor koreksi fluida panas, R
R=
R= 3.0000
Faktor koreksi fluida dingin, S
S=
0.3333
Dari fig 18 kern hal838 maka didapat Ft =0,992
DT= LMTD × FT27.5285
T 1-T 2
t1-t2
t 2-t 1
T1-T2
Temperatur rata-rataTC= 126.5000tc= 90.5000
nilai UD & ADari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=150 Btu/jam Ft F
3379.5594
dipilih cooler dengan tipe 1 shell dan 2 tubeOD 1.2500ID 1.1200BWG 16.0000A't 0.9850A'' 0.3271pitch 1.5625Panjang tube 40.0000
maka jumlah tube, Nt
258.2971~
dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 270 tube dengan
tube arrangement 1,25 inch Odt BWG 16pass, n 2passID shell 31.0000tube pitch 1.5625A'= Nt xA"x L 3532.68
koefisien perpindahan panas tube side
tc 90.5000
m 2.0037
k 0.3580
Cp 0.2748
flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)
0.9234
laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)
8505473.5787
bilangan reynold Re (ketn eq 7.3 hal 152)
396189.1504
428.5714
Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 610
Maka koefisien perpindahan panas
2339.78570.5127
Hi 1199.6452
11.6632
Tube wall temperature, tw
90.50000.8653
36.0000Tw 121.6509 Viskositas pada tw = 121.6509μw 2.1530
· hi = JH x [K / IDt] [μ x Cp / K]1/3
BTU/ft2jam°F
hio = hi [IDt / ODt]
BTU/ft2jam°F
f tube =
Koreksi hokhok= ho× f tube
70.2140
PRESSURE DROP
TUBE SIDE
396189.1504 Dari KERN fig. 26 (hal. 836)
f= 0.0002s= 1.0000
Pressure Drop pada Tube (ΔPt) ΔPt = f x Gt² x L x n5.22 x 10^10 x Idt x sg x φshell
578744646378.22604828100831.1651
119.8700
Kesimpulan fungsi menurunkan suhu hasil hidrolisator sebelum masuk ke dalam fermentor (R-02)Jenis : Shell and TubeID shell : 31.0000Jarak Buffle : 2
Untuk Re tube
14,0
W
mm
Shell pass 1 passJumlah Tube : 270.0000Tube pass : 2 passPanjang Tube : 40.0000Od Tube : 1.2500Id tube : 1.1200BWG : 16.0000Tube pitch : 1.5625ΔPt 119.870041372
menuruunkan suhu hasil hidrolisator sebelum masuk ke dalam fermentor (R-02)
167.0000 F86.0000 F77.0000 F
104.0000 F
fluida dingin D104.0000 63.0000
77.0000 9.000027.0000
F
FF
Dari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=150 Btu/jam Ft F
Inch 0.1042 ftInch 0.0933
inch2Ftinch 0.1302 ftft
270.0000
dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 270 tube dengan
inch 2.5833 ftinch 0.1302 ftft2
koefisien perpindahan panas Shell side
F Tc 126.5000 F
lb/ft.hr m 1.3540 lb/ft.hr
k 0.3740
Cp 1.0000 Btu/lb°F
Buffle spacing
6.2000
Ft2
Btu/ft jamoF Btu/ft jamoF
Btu/ lboF
Ft2
clearance, C'
C'= Pt-OD tube 0.3125 inch
Shell side bundle cross flow
593978.4141
Dari KERN fig. 28 (hal. 838), didapatharga : De = 0,91in = 0,075833 ft 0.9100
Bilangan Reynold, Re (Kern eq 7.3)
Re 33266.8856
527.4725
Dari KERN fig. 24 (hal. 838), didapat harga : JH = 90
ho = JH x [K / De] [μ x Cp / K]1/3
443.86810.1688
74.9243
°F°Flb/ft.hr
lb/ft2jam
Laju alir dalam shell, Gshell
lb/ft2jam
L/De =
BTU/ft2jam°F
0.62890.9371
PRESSURE DROP
SHELL SIDE
33266.8856Dari KERN fig. 29 (hal. 839)
f 0.0018s= 1.0000
5.22 x 10^10 x Idt x sg x φshell
Number of Gross
psi 77.4194
ΔPS = f x Gs² x Ds x (N + 1)5.22 x 10^10 x De x sg x φ shell
127011728321.077044515614456.9107
2.8532 psi
menurunkan suhu hasil hidrolisator sebelum masuk ke dalam fermentor (R-02)
inchin
BTU/ft2jam°F
Untuk Re shell
ft2/in2 ft2/in2
Pressure Drop pada shell
tube
ftinin
in triangular pitchpsi
inch 0.5167 ft
0.0260 ft
0.2669
inch 0.0758 ft
Ft2
f x Gs² x Ds x (N + 1)5.22 x 10^10 x De x sg x φ shell
Fungsi mengalirkan hasil hidrolisator ke fermentorkondisi operasi1. temperatur 30 c2. Tekanan Operasi,P 1 atm3.laju alir bahan masuk 223573.61973638 Kg/Jam
28.170091290986 Lb/detik
design
Kontruksi Suction Discharge
Tekanan (P), psi 14.7 14.7Ketinggian (z), ft 10 33Panjang Pipa (L), ft 20 51Belokan 90° standard 0 3Gate Valve, buah 1 0Globe Valve, buah 0 1Control Valve, buah 1 1
1535.7262100615 95.87203613.5025 CP 0.00235357 lb/ft s
Faktor keamanan 20%kapasitas 33.804109549183 Lb/dtk
kecepatan Volumetrik, Q=
0.0220118073962 0.16465977 GPM
untuk diameter, DI > 1 Inch (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
DI optimum=
1.2673005620051 ~1,5 inch
dipilih pipa yang mendekati ukuran (tabel 11 page 844 kern)
1. nominal size 1.5 inch2. schdule number 403. Outside Diameter, OD 1.9 inch 0.15833333 ft4. Inside Diameter. ID 1.38 inch 0.115 ft
5. Flow Area perpipe, A 0.304 0.00211111
kecepatan alir, QF
QF 10.42664560873 ft/dtk
bilangan reynold
r campuran Kg/m3 Lb/ft3
m campuran
Kapasitas/r
Ft3/dtk
3.9 x ( Q)0.45 r0.13
Inch2 ft2
Re 48843.45484255
> 2100 maka aliran turbuienpada aliran turbulen friksi, f
f 0.04 (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
0.0071096950167
Persamaan bernoulli W= SH + PH + VH + FHDimana:w : Kerja pompaSH: Total static HeadPH: Total pressure headVH: Total velocity headFH: Friction head by construction
SH= 23 ft-lbf/lbm
PH 0 ft-lbf/lbm
VH=
108.7149386500564.4
VH 1.6881201653735
Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 71
11.04Gate Valve 0.805
Globe Valve 34.5Total 117.345
Total panjang ekivalen
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481Gc x ID
Total panjang ekivalen 48.987025441591jadi w= SH+PH+VH+FHW 73.675145606964
RE0,16
SH= [Hdischarge – HSuction] × g/gc
PH= [(Pdischarge- Psuction) × 144] / r
(qf ) 2
2 x a x gc
Standar elbow 90˚
= 2 x f x q f 2 x Le
Daya Pompa
BHP= gpm x W x sg
2490.5226931498289.08
8.6153407124319 hp ~9 hp
power motor = BHPn motor
10.76917589054 HP ~11 HP
kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL HIDROLISATOR ke fermentor2. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 28.170091290986 LB/DETIK5. kecepatan alir: 10.42664560873 Lb/dtk6. Total head 73.675145606964 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 9 hp9. Daya motor 11 hp
Efisiensi pompa = 73% (peter fig. 14-37) hal 520
3960 x µ pompa
Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37) hal 520
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481
fermentor
fungsi tempat terjadinya fermentasi asam laktat dengan bantuan bakteri lactobacillus delbrueckiitype silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengadukproses batchwaktu fermentasi 24.0000 jamtekanan operasi 1.0000 atmsuhu operasi 30.0000 C
referensi desity
Komponenmasuk r x
kg/jam
11697314.3725 1507.0000 0.9005
19820.3564 1440.0000 0.0015
2303.8946 1407.0000 0.0002
485479.2170 998.0000 0.0374
65660.9949 2240.0000 0.0051
248489.5896 1215.0000 0.0191Kalsium laktat 6912.6421 1494.0000 0.0005
Malt sprout 1843.3712 4761.0000 0.0001Diamonium fosfat 322.5900 1620.0000 0.0000
Lactobacillus delbreucki 461764.4955 3340.0000 0.0355
TOTAL 12989911.5238 1.0000
ditulis rumusnya
1503.2640
93.8455
V 8641.1379
Dibuat 21 buah, maka 411.4828
faktor keamanan 20%, makav sebenarnya 493.7793 2174.1103
1. Menentukan diameter & tinggi tangkidiketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3dimana Vs
vs493.7793
1975.1172
Kg/m3
Glukosa (C6H12O6)
Fruktosa (C6H12O6)
Sukrosa (C12H22O11)
H2O
Ca(OH)2
C3H6O3
r campuran= Kg/m3
Lb/ft3
m3
m3
1/4 p D2 . H
1/4p D2.3D
209.67275.9408 D5.9408 m
19.5422 ft234.5066 inch
H= 3.D17.8225 m 58.6266
R= 2.9704 m 9.7711
(Brownell n Young part 1 page 55)
dimanapo tekanan operasi (psi)
r densitas campuran H Tinggi tangki ft
p design= 14.70005408.0002
37.555652.2556 psi
faktor keamanan= 62.7067 psi
2. mechanical designdari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :
bahan konstruksi low alloy stainless steel, SA 204 grade AAllowable stress, f 16250.0000 Psifaktor korosi, c 0.1250efisiensi pengelasan, E 0.8500Diameter tangki 5.9408 m 19.5422jari-Jari tangki, R 2.9704 m 9.7711
TEBAL SHELL (Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)
dimanaTS= tebal shell, inchp= Tekanan design, psiR= jari-jari ID, InchF= allowable stress, psie= Efisiensi sambungan lasc= Faktor korosi, inch
7352.562413742.1480
D3
(Lb/ft3
0.5350ts 0.6600 inch
allowable working pressure untuk shellP= (pers 13.2 brownell and young hal 254)
dimanap= Allowable working pressure, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= Tebal shell, inchR= radius, inch
9116.7659117.6493
p 77.4910 psi
TEBAL HEADHead berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig
( Persamaan 13.12 brownell and young hal 258)
dimanaTh= TEBAL HEAD, inchp= TEKANAN DESIGN, PSIR= radius, INCHF= Allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasC= faktor korosi
8041.178716242.2509
0.4951TH 0.6201 Inch
allowable working pressure untuk head
P=
dimanaP= tekanan yang diizinkan, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= tebal head, inch
R= radius, inch
8564.8254103.8312
P 82.4880 psi
OD= 235.8266
dari tabel 5.7-5.8 brownell and young page 91 didapat
r 180.0000icr 14.4375sf 8.0000a=ID/2 117.2533AB=a-icr 102.8158BC=R-icr 165.5625b= r -
27410.9414 16839.857310571.0842 129.7685
b 50.2315 50.2315
tinggi head OA= t+b+sf dimanar= Radius of dish, inchicr= inside corner radius, inchSF= straight flange, incha= inside radius, inchb= depth of dish, inchOA= overall dimension
OA 58.8516 inch 4.9043
Volume head
vh (per 5.11 brownell and young hal 88)dimanaID= Inside diameter, inchVh= Volume of torrispherical dish head straight flange
VH 631.9185
0.3657
0.0104
volume reaktor total= 493.8000
OD= ID +2 × Tebal Shell
0.000049 ID3
Inch3
Ft3
m3
volume reaktor total= Volume vessel +(2 × volume head)
m3
) AB- BC ( 22
tinggi reaktor= 20.8122 m
3. perencanaan dan perhitungan pengadukdirencanakan memilih pengaduk type turbin karena :~harga lebih murah dan ekonomis~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil
dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan1) Ratio diameter impeller dengan diameter reaktor
Da 1/3 Dt 1.9803 m6.5141 Ft
78.1689 inch
2) elevasi impeller diatas dasar
Za 1.9803 m 6.5141
3) panjang daun impeller perdiameter tangki
L 0.4951 m 1.6285
4) lebar daun impeller perdiameter impeller
W 0.3961 m 1.3028
5) jumlah buffle= 6 buahtebal buffle perdiameter impeller
J 0.3366 m 1.1074
6) menentukan kecepatan pengaduk (n)
tinggi reaktor= tinggi vessel +(2 × tinggi head)
dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik
kecepatan rotasi diambil kecepatan rotasi 4 m/detik
dimanaa=kecepatan rotasi, rpmV= kecepatan ujung daun, m/detikDa= diameter impeller, m
sehingga, 0.6433 putaran/detik38.5972 putran/menit
7) menentukan daya yang dibutuhkan pengadukdaya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3
P=gc
dimanaP=Daya, ft lb/secN= Kecepatan rotasi, rpmDa= Diameter impeller, ft
Gc= gravitasi, lb/ft
p 57328.8648 ft lb/sec104.2343 HP
kehilangan karena gesekan 10%kehilangan karena sistem transmisi 20%sehingga power input 135.5046 HP
Efisiensi motor 0.8000maka daya motor 169.3807 HP
8) Design pemanas reaktordiketahui dari neraca panas FERMENTOR (R-02)Panas dibutuhkan adalah 2886147745.5679 Kj/jam
2735529491.7520 btu/jam
diketahuisuhu pemanas masuk 50.0000 C 122.0000suhu pemanas keluar 35.0000 C 95.0000suhu bahan masuk 30.0000 C 86.0000Suhu bahan keluar 30.0000 C 86.0000
KT x n 3x Da 5x ρ
r= densitas campuran Lb/ft3
Lb/sec2
fluida panas fluida dingin DHigh temperature 122.0000 86.0000 36.0000low temperature 95.0000 86.0000 9.0000D 27.0000 0.0000
27.00001.3863
LMTD 19.4764
Dari tabel 8 kern hal 840, diambil U rata-rata= 75-150 BTU/jamdiambil harga U = 150.0000 BTU/jam
sehingga luas hantaran panas
DimanaQ= Panas yang dibutuhkan kj/jamU= koefisien design overall heat transfer, BTU/ jamLMTD= Long mean temperature differensial, F
A 936357.8047
Menghitung tebal jacket
FUNGSI mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 30 c
Kebutuhan steam = 29750.5007 kg/jam
Laju alir volumetrik media pemanas29.7505 m3
Waktu tinggal media pemanas dalam jaket, t = 24 jam, maka;
Volume jaket, Vj Qm x t
714.0120
Volume total reaktor, Vt = Vj + Volume reaktor
1207.8120
Diameter jacket
Ft3
m3
m3
1207.8120
1207.8120
1207.8120 1.7008
710.14357.5076 Dj
Tinggi jacket, Hj = 2 x Dj15.0152 m
Tebal jaket, Tj (Dj - D)/24.5372 m
kesimpulannama alat FERMENTORtype silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengadukproses Batchwaktu tinggal 24.0000 jamreaksi endotermtemperatur operasi 30.0000 Ckapasitas 493.7793tinggi reaktor 17.8225 m 58.6266Diameter 5.9408 m 19.5422
bahan konstruksiTEBAL SHELL 0.6600 inchtebal head 0.6201 inchtinggi head 58.8516 inch 4.9043Volume head 493.8071 Inch3 0.2858
pengadukjenis turbin dengan 6 bladediameter 1.9803 m 6.5141panjang impeller 0.4951 m 1.6285lebar impeller 0.3961 m 1.3028
Pemanas
Jenis jaketMedia pemanas steamPanas yang dibutuhkan 2886147745.5679 Kj/jamKebutuhan steam 29750.5007 kg/jam
Luas hantaran panas 936357.8047Tebal jaket 4.5372 m
m3 (0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)
m3 (1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)
Dj3
Dj3
Ft3
tinggi jaket 15.0152 m
tempat terjadinya fermentasi asam laktat dengan bantuan bakteri lactobacillus delbrueckii
V
7761.9870
13.7641
1.6375
486.4521
29.3129
204.51824.62690.38720.1991
138.2528
8641.1379
1503.2640
gallon
diketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3
m3
ft 703.5197 inch
ft 117.2533 inch
(Brownell n Young part 1 page 55)
dari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :
ft 234.5066 inchft 117.2533 inch
(Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)
(pers 13.2 brownell and young hal 254)
Head berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig
( Persamaan 13.12 brownell and young hal 258)
Ft 1.4948 m
(per 5.11 brownell and young hal 88)
~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil
ft 78.1689 inch
ft 19.5422 inch
ft 15.6338 inch
ft 13.2887 inch
dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik
daya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3
FFFF
mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 30 c
silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengaduk
ft 703.5197 inchft 234.5066 inch
FT 1.4948 mFt3 0.0081 m3
ft 78.1689 inchft 19.5422 inchft 15.6338 inch
x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)
) + (0,1308 x Dj3)
0.0000
pompa 03-21 (p-03-24)
Fungsi memompa dari fermentor 1 sampai dengan fermentor 21 kondisi operasi1. temperatur 30 C2. Tekanan Operasi,P 1 Atm3.laju alir bahan masuk 12989911.5238257 kg/jam
1636.7181151312 Lb/detik
design
Kontruksi Suction Discharge
Tekanan (P), psi 14.7 14.7Ketinggian (z), ft 0 79Panjang Pipa (L), ft 30 108Belokan 90° standard 0 2Gate Valve, buah 1 0Globe Valve, buah 0 1Control Valve, buah 1 1
1503.26399997294 Kg/m3 93.845493.7235 cp 0.002502 lb/ft s
Faktor keamanan 20%kapasitas 1964.06173815744 Lb/dtk
kecepatan Volumetrik, Q=
20.9286745064348 156.5574 GPM
untuk diameter, DI > 1 Inch (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
DI optimum=
27.6574493789947 ~30 inch
dipilih pipa yang mendekati ukuran ( perri edisi 10 page 10-80)
1. nominal size 30 inch2. schdule number 303. Outside Diameter, OD 30 inch 2.5 ft4. Inside Diameter. ID 28.75 inch 2.395833 ft
5. Flow Area perpipe, A 57.76 0.401111
kecepatan alir, QF
52.1767508470673 ft/dtk
r campuran Lb/ft3
m campuran
Kapasitas/r
Ft3/dtk
3.9 x ( Q)0.45 r0.13
Inch2 ft2
bilangan reynold
4688628.28407818
> 2100 maka aliran turbuienpada aliran turbulen friksi, f
f 0.04 (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
0.00342525305881398
Persamaan bernoulli W= SH + PH + VH + FHDimana:w : Kerja pompaSH: Total static HeadPH: Total pressure headVH: Total velocity headFH: Friction head by construction
SH 79 ft-lbf/lbm
PH 0 ft-lbf/lbm
VH=
2722.4133289569464.4
42.2734988968469
Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 138
153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333
Globe Valve 718.75Total 1026.85416666667
Total panjang ekivalen
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481Gc x ID
RE0,16
SH= [Hdischarge – HSuction] × g/gc
PH= [(Pdischarge- Psuction) × 144] / r
(qf ) 2
2 x a x gc
Standar elbow 90˚
= 2 x f x q f 2 x Le
19150.736933759377.1458333333333
Total panjang ekivalen 248.240716397636
jadi w= SH+PH+VH+FHW 369.514215294483
Daya Pompa
BHP= gpm x W x sg
57850.17306596712890.8
20.0118213179629 hp
power motor = BHPn motor
25.0147766474536 HP
kesimpulan 1. fungsi : memompa dari fermentor 1 sampai dengan ke fermentor 212. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 20.92867450643485. kecepatan alir: 52.1767508470673 Lb/dtk6. Total head 369.514215294483 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 20.0118213179629 hp9. Daya motor 25.0147766474536 hp
Efisiensi pompa = 73% (peter fig. 14-37) hal 520
3960 x n pompa
Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37) hal 520
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481
SEED TANK FUNGSI sebagai tempat perkembangbiakkan dan penyiapan biakan jamur agar dapat beradaptasi di reaktor fermentasitype : silinder tegak dengan head atas & bawah berbentuk torisphericalproses : Batchwaktu fermentasi 24.0000 jamtekanan operasi 1.0000 atm
Komponenmasuk r
kg/jamL.delbreucki 1539214.9850 3340.0000
10147733.4210 998.0000
11636465.2869 1507.0000
43098.0196 1620.0000Malt sprout 7542.1534 4761.0000
107745.0490 1.3500
2637896.0261 1.2500
204715.5930 1215.0000total 26324410.5339
1259.7611
78.6441
v 20896.3513
Dibuat 21 buah, maka 20896,35128/21435.3404
faktor keamanan 20%, maka
v sebenarnya 522.4084
1. Menentukan diameter & tinggi tangkidiketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3dimana Vs
vs522.4084
2089.6337
221.82956.0535 D6.0535 m
19.8603 ft238.3239 inch 228.0000
H= 3.D
Kg/m3
H2O
C6H12O6
(NH4)2PO4
O2
N2
C3H6O3
r campuran= Kg/m3
Lb/ft3
m3
m3
m3
1/4 p D2 . H
1/4p D2.2D
D3
18.1605 m
R= 3.0267 m
(Brownell n Young part 1 page 55)
dimanapo tekanan operasi (psi)
r densitas campuran H Tinggi tangki ft
14.70006168.9472
42.8399Ph 57.5399 psi
faktor keamanan= 69.0479 psi
2. mechanical designdari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :
bahan konstruksi low alloy stainless steel, SA 204 grade AAllowable stress, f 16250.0000 Psifaktor korosi, c 0.1250efisiensi pengelasan, E 0.8500Diameter tangki 6.0535 mjari-Jari tangki, R 3.0267 m
TEBAL SHELL (Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)
dimanaTS= tebal shell, inchp= Tekanan design, psiR= jari-jari ID, InchF= allowable stress, psie= Efisiensi sambungan lasc= Faktor korosi, inch
8227.880213771.0713
0.5975TS 0.7225 inch
allowable working pressure untuk shellP= (pers 13.2 brownell and young hal 254)
(Lb/ft3
dimanap= Allowable working pressure, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= Tebal shell, inchR= radius, inch
9979.1954119.5954
p 83.4413 psi
TEBAL HEADHead berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig
dimanaTh= TEBAL HEAD, inchp= TEKANAN DESIGN, PSIR= radius, INCHF= Allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasC= faktor korosi
8799.576913804.1559
TH 0.6375 Inch
allowable working pressure untuk head
P=
dimanaP= tekanan yang diizinkan, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= tebal head, inchR= radius, inch
8804.8960105.5221
p 83.4413 psi
239.7688OD= ID +2 × Tebal Shell
dari tabel 5.7-5.8 brownell and young page 91 didapat
r 180.0000icr 13.7500sf 8.0000a=ID/2 119.1619AB=a-icr 105.4119BC=R-icr 166.2500b= r -
27639.0625 16527.387711111.6748 128.5589
51.4411b= 46.7849
tinggi head OA= t+b+sf dimanar= Radius of dish, inchicr= inside corner radius, inchSF= straight flange, incha= inside radius, inchb= depth of dish, inchOA= overall dimension
OA 55.4223 inch
Volume head
vh (per 5.11 brownell and young hal 88)dimanaID= Inside diameter, inchVh= Volume of torrispherical dish head straight flange
Vh 663.2827
0.3838
0.0109
volume reaktor total= 522.4302
tinggi reaktor= 20.9760 m
0.000049 ID3
Inch3
Ft3
m3
volume reaktor total= Volume vessel +(2 × volume head)
tinggi reaktor= tinggi vessel +(2 × tinggi head)
) AB- BC ( 22
3. perencanaan dan perhitungan pengadukdirencanakan memilih pengaduk type turbin karena :~harga lebih murah dan ekonomis~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil
dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan1) Ratio diameter impeller dengan diameter reaktor
Da 1/3 Dt 2.0178
2) elevasi impeller diatas dasar
Za 2.0178 m
3) panjang daun impeller perdiameter tangki
L 0.5045 m
4) lebar daun impeller perdiameter impeller
W 0.4036 m
5) jumlah buffle= 6 buahtebal buffle perdiameter impeller
J 0.3430 m
6) menentukan kecepatan pengaduk (n)dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik
kecepatan rotasi diambil kecepatan rotasi 4 m/detik
dimana
a=kecepatan rotasi, rpmV= kecepatan ujung daun, m/detikDa= diameter impeller, m
sehingga, 0.6313 putaran/detik
7) menentukan daya yang dibutuhkan pengadukdaya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3
P=gc
dimanaP=Daya, ft lb/secN= Kecepatan rotasi, rpmDa= Diameter impeller, ft
Gc= gravitasi, lb/ft
p 49227.9065 ft lb/sec89.5053 HP
kehilangan karena gesekan 10%kehilangan karena sistem transmisi 20%sehingga power input 116.3569 HP
Efisiensi motor 0.8000maka daya motor 145.4461 HP
8) Design pemanas reaktordiketahui dari neraca panas SEED TANK (R-03)Panas dibutuhkan adalah 13497498362.7706 KJ/jam
12793109740.4608 btu/jam
diketahuisuhu pemanas masuk 50.0000 Csuhu pemanas keluar 35.0000 Csuhu bahan masuk 30.0000 CSuhu bahan keluar 30.0000 C
fluida panas fluida dinginHigh temperature 122.0000 86.0000low temperature 95.0000 86.0000D 27.0000 0.0000
27.00001.3863
LMTD 19.4764
KT x n 3x Da 5x ρ
r= densitas campuran Lb/ft3
Lb/sec2
Dari tabel 8 kern hal 840, diambil U rata-rata= 75-150 BTU/jamdiambil harga U = 150.0000 BTU/jam
sehingga luas hantaran panas
DimanaQ= Panas yang dibutuhkan kj/jamU= koefisien design overall heat transfer, BTU/ jamLMTD= Long mean temperature differensial, F
A 4379016.2702
Menghitung tebal jacket
FUNGSI mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 30 cKebutuhan steam = 139132.6330 kg/jam
Laju alir volumetrik media pemanas
139.1326
Waktu tinggal media pemanas dalam jaket, t = 12 jam, maka;
Volume jaket, Vj Qm x t
1669.5916
Volume total reaktor, Vt = Vj + Volume reaktor
2192.0218
Diameter jacket
2192.0218
2192.0218
2192.0218 1.7008
1288.818110.9975
Tinggi jacket, Hj = 2 x Dj21.9950 m
Ft3
m3
m3
m3
(0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)
(1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)
Tebal jaket, Tj (Dj - D)/2
7.9708 m
kesimpulannama alat seed tanktype silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengadukproses Batchwaktu tinggal 12 jamreaksi endotermtemperatur operasi 30.0000 C
kapasitas 522.4084tinggi reaktor 18.1605 mDiameter 6.0535 m
bahan konstruksiTEBAL SHELL 0.7225 inchtebal head 0.6375 inchtinggi head 55.4223 inch
Volume head 663.2827
pengadukjenis turbin dengan 6 bladediameter 2.0178 mpanjang impeller 0.5045 mlebar impeller 0.4036 m
Pemanas
Jenis jaketMedia pemanas steamPanas yang dibutuhkan 13497498362.7706 kj/jamKebutuhan steam 139132.6330 kg/jam
Luas hantaran panas 4379016.2702Tebal jaket 7.9708 mtinggi jaket 21.9950 m
m3
Inch3
Ft3
sebagai tempat perkembangbiakkan dan penyiapan biakan jamur agar dapat beradaptasi di reaktor fermentasi
x V
0.0585 460.8428
0.3855 10168.0696
0.4420 7721.6093
0.0016 26.60370.0003 1.5842
0.0041 79811.1474
0.1002 2110316.8209
0.0078 168.49021.0000 2208675.1680
435.3107
2300.1643 gallon
diketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3
inch
m3
79.4413 ft 953.2954 inch
9.9302 ft 119.1619 inch
(Brownell n Young part 1 page 55)
dari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :
19.8603 ft 238.3239 inch9.9302 ft 119.1619 inch
(Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)
(pers 13.2 brownell and young hal 254)
Head berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig
( Persamaan 13.12 brownell and young hal 258)
4.6185 Ft 1.4077 m
(per 5.11 brownell and young hal 88)
~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil
dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan
m 6.6201 ft 79.4413 inch
6.6201 ft 79.4413 inxh
1.6550 ft 19.8603 inch
1.3240 ft 15.8883 inch
1.1254 ft 13.5050 inch
dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik
37.8788 putran/menit
daya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3
122.0000 F95.0000 F86.0000 F86.0000 F
D36.0000
9.0000
mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 30 c
Dj
(0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)
(1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)
Dj3
Dj3
silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengaduk
79.4413 ft 953.2954 inch
6.6201 ft 79.4413 inch1.6594 ft 19.9128 inch1.3275 ft 15.9303 inch
pompa 25
Fungsi mengalirkan hasil fermentor ke filterkondisi operasi1. temperatur 30 C2. Tekanan Operasi,P 1 Atm3.laju alir bahan masuk 12989911.5238257 kg/jam
1636.7181151312 Lb/detik
design
Kontruksi Suction Discharge
Tekanan (P), psi 14.7 14.7Ketinggian (z), ft 0 79Panjang Pipa (L), ft 20 40Belokan 90° standard 0 2Gate Valve, buah 1 0Globe Valve, buah 0 1Control Valve, buah 1 1
1551.59326084169 Kg/m3 96.86258 Lb/ft33.7235 cp 0.002502 lb/ft s
Faktor keamanan 20%kapasitas 1964.06173815744 Lb/dtk
kecepatan Volumetrik, Q=
20.2767849968671 151.6809 gpm
untuk diameter, DI > 1 Inch (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
DI optimum=
27.378804797233 ~30 inch
dipilih pipa yang mendekati ukuran ( perri edisi 10 page 10-80)
1. nominal size 30 inch2. schdule number 303. Outside Diameter, OD 30 inch 2.5 ft4. Inside Diameter. ID 28.75 inch 2.395833 ft
5. Flow Area perpipe, A 57.76 0.401111
r campuranm campuran
Kapasitas/r
Ft3/dtk
3.9 x ( Q)0.45 r0.13
Inch2 ft2
kecepatan alir, QF
50.551541543436 ft/dtk
bilangan reynold
3150.61754805201
> 2100 maka aliran turbuienpada aliran turbulen friksi, f
f 0.04 (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
0.0110234282915074
Persamaan bernoulli W= SH + PH + VH + FHDimana:w : Kerja pompaSH: Total static HeadPH: Total pressure headVH: Total velocity headFH: Friction head by construction
SH 79 ft-lbf/lbm
PH 0 ft-lbf/lbm
VH=
2555.4583524177364.4
39.6810303170456
Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 60
153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333
Globe Valve 718.75Total 948.854166666667
RE0,16
SH= [Hdischarge – HSuction] × g/gc
PH= [(Pdischarge- Psuction) × 144] / r
(qf ) 2
2 x a x gc
Standar elbow 90˚
Total panjang ekivalen
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481Gc x ID
53458.276561536577.1458333333333
Total panjang ekivalen 692.950924913246
jadi w= SH+PH+VH+FHW 811.631955230292
Daya Pompa
BHP= gpm x W x sg
123109.061951942890.8
42.5865026815898 hp ~46 HP
power motor = BHPn motor
53.2331283519873 HP ~57 hp
kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL fermentor ke filter2. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 20.27678499686715. kecepatan alir: 50.551541543436 Lb/dtk6. Total head 811.631955230292 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 46 hp9. Daya motor 57 hp
= 2 x f x q f 2 x Le
Efisiensi pompa = 73% (peter fig. 14-37) hal 520
3960 x n pompa
Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37) hal 520
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481
FILTER -02
fungsi Digunakan untuk menyaring mikroba, misellium, diammonium fosfat, L.delbreuckitype filter press
Komponenmasuk r x
kg/jamGlukosa 11697314.3725 1507.0000 0.9005Fruktosa 19820.3564 1440.0000 0.0015Sukrosa 2303.8946 1407.0000 0.0002
H2O 485479.2170 998.0000 0.0374(CaOH)2 65660.9949 2240.0000 0.0051C3H6O3 248489.5896 1215.0000 0.0191
Kalsium laktat 6912.6421 1494.0000 0.0005Malt sprout 1843.3712 4761.0000 0.0001
Diammonium fosfat 322.5900 1620.0000 0.0000L.delbreucki 461764.4955 3340.0000 0.0355
TotaL 12989911.5238 1.0000
1551.5933
96.8626
laju alir masuk filter 8371.9824 30692.9600 (alat konversi)
massa masuk filter 12989911.5238
massa cake tersaring 463930.4567
filtrat = Massa masuk filter- massa cake tersaringfiltrat 12525981.0671 Kg/jam
laju filtrat,
8072.9798
V
dimana,
1. V : Volume filtrat ,
2. A : Luas daerah filtrasi3. F : Friksi dan putaran yang digunakan untuk pembentukan cake
Kg/m3
r campuran Kg/m3
Lb/ft3
m3/jam
m3/jam
( 2 x f x rP)0.5
A × tc ( tc x m x a x Cs ) 0.5
m3
m3
4. P : Pressure drop
m/kg7. cs : berat cake/ volume filtrat
F 0.2500p 67.0000 Kpaa 0.3500 kg/mm 3.7235 cpcs 57.4671tc 60.0000 menit
8072.9798A × 60
541163.7554347.2751
A= 1558.3143 16773.5546 ft2
ditetapkan L/D= 3.0000L 3D
A=1558.3143
805956.6405897.7509 D897.7509 m
2693.2526 L
kesimpulan1. fungsi : Dugunakan untuk menyaring mikroba, misellium, diammonium fosfat, L.delbreucki2. type : filter press
3. luas kontak : 1558.31434. tinggi filter : 2693.2526 m5. diameter filter 897.7509 m6.laju alir filtrat 96.8626 lb/ft3
5.m : viscositas filtrat6.a : tekanan spesifik,
(2 × 0,25 × 67)^0,5(60 × 3,7235 × 0,35 × 57,46706516)^0,5
A ×60 (2 × 0,25 × 67)^0,5 8072,9798(60 × 3,7235 ×0,35 ×57,46706516)^0,5
m2
L × D × r3D2 × r
D2
m2
(alat konversi)
Dugunakan untuk menyaring mikroba, misellium, diammonium fosfat, L.delbreucki
TANGKI ACIDIFIKASI
FUNGSI tempat mereaksikan kalsium laktat dengan asam sulfattype silinder tegak dengan head atas & bawah berbentuk torisphericalproses Batchwaktu operasi 1 jamtekanan operasi 1 atm
Komponenmasuk r
kg/jamGlukosa 11697314.3943 1507.0000Fruktosa 19820.3564 1440.0000Sukrosa 2303.8946 1407.0000
H2O 486527.1518 998.0000Ca(OH)2 65660.9949 2240.0000C3H6O3 252525.3047 1215.0000
Kalsium laktat 6912.6303 1494.0000CaSO4 3052.3349 2650.0000H2SO4 2197.1605 1840.0000
12536314.2223
1485.4085
92.7308
v cairan 8439.6409
Dibuat 2 buah, maka 4219.8204
faktor keamanan 20% maka
v reaktor 5063.7845
Volume reaktor sesungguhnya adalah Vs 5063.7845
1. Menentukan diameter & tinggi tangkidiketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3
dimana Vs
5063.7845
20255.1381
2150.22705.9909 D5.9909 m
19.6551 ft
Kg/m3
r campuran Kg/m3
Lb/ft3
m3
m3
1/4 p D2 . H
1/4 p D2 . 2D
2p D3
D3
235.8608 inch
H= 17.9728 m58.9652 ft
707.5824 inch
R= 2.9955 m
P design= (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000
dimanapo tekanan operasi (psi)
r densitas campuran H Tinggi tangki ft
14.70005375.1600
37.3275p design 52.0275 psi
faktor keamanan= 62.4330 psi
2. mechanical designdari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :
bahan konstruksi low alloy stainless steel, SA 204 grade AAllowable stress, f 16250.0000 Psifaktor korosi, c 0.1250efisiensi pengelasan, E 0.8500Diameter tangki 19.6551 ftjari-Jari tangki, R 9.8275 ft
TEBAL SHELL (Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)
dimanaTS= tebal shell, inchp= Tekanan design, psiR= jari-jari ID, InchF= allowable stress, psie= Efisiensi sambungan lasc= Faktor korosi, inch
7362.748813775.0402
0.5345TS 0.0668 inch
Po + r(Hs-1)
(Lb/ft3
allowable working pressure untuk shellP= (pers 13.2 brownell and young hal 258)
dimanap= Allowable working pressure, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= Tebal shell, inchR= radius, inch
922.8464117.9705
p 7.8227 Psi
TEBAL HEADHead berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig
dimanaTh= TEBAL HEAD, inchp= TEKANAN DESIGN, PSIR= radius, INCHF= Allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasC= faktor korosi
6516.032713806.2567
0.4720TH 0.5970
allowable working pressure untuk head
P= (pers 13.2 brownell and young hal 254)
dimanaP= tekanan yang diizinkan, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= tebal head, inchR= radius, inch
8245.5418
104.4281P 78.9590 Psi
235.9944
dari tabel 5.7-5.8 brownell and young page 91 didapat
r 180.0000icr 14.4375sf 8.0000a=ID/2 58.9652AB=a-icr 44.5277BC=R-icr 165.5625b= r -
27410.94141982.7161
25428.2253159.4623
b 20.5377
tinggi head OA= t+b+sf dimanar= Radius of dish, inchicr= inside corner radius, inchSF= straight flange, incha= inside radius, inchb= depth of dish, inchOA= overall dimension
oa 29.1347 inch2.4279 ft0.7400 m
Volume head
vh (per 5.11 brownell and young hal 88)dimanaID= Inside diameter, inchVh= Volume of torrispherical dish head straight flange
vh 642.9296
0.3721
0.0105
OD= ID +2 × Tebal Shell
0.000049 ID3
Inch3
Ft3
m3
volume reaktor total= Volume vessel +(2 × volume head)
) AB- BC ( 22
volume reaktor total= 5063.8056
tinggi reaktor= 19.4529 m
3. perencanaan dan perhitungan pengadukdirencanakan memilih pengaduk type turbin karena :~harga lebih murah dan ekonomis~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil
dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan1) Ratio diameter impeller dengan diameter reaktor
Da 1/3 Dt 1.99706.5690
78.8281
2) elevasi impeller diatas dasar
za=Da 1.9970 m
3) panjang daun impeller perdiameter tangki
L 0.4992 m
4) lebar daun impeller perdiameter impeller
W 0.3994 m
5) jumlah buffle= 6 buahtebal buffle perdiameter impeller
J 0.3395 m
m3
tinggi reaktor= tinggi vessel +(2 × tinggi head)
6) menentukan kecepatan pengaduk (n)dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik
kecepatan rotasi diambil kecepatan rotasi 4 m/detik
dimanaa=kecepatan rotasi, rpmV= kecepatan ujung daun, m/detikDa= diameter impeller, m
sehingga,
a 0.6379 putaran/detik38.2744 putaran/menit
7) menentukan daya yang dibutuhkan pengadukdaya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3
P=gc
dimanaP=Daya, ft lb/secN= Kecepatan rotasi, rpmDa= Diameter impeller, ft
Gc= gravitasi, lb/ft
57607.4795 ft lb/sec104.7409 HP
kehilangan karena gesekan 10%kehilangan karena sistem transmisi 20%sehingga power input 136.1631 HP
Efisiensi motor 0.8000maka daya motor 170.2039
8) Design pemanas reaktordiketahui dari neraca panas TANGKI ACIDIFIKASI (R-04)
Panas dibutuhkan adalah 719754177.1347 KJ/jam682192649.8348 btu/jam
diketahuisuhu pemanas masuk 100.0000 C
KT x n 3x Da 5x ρ
r= densitas campuran Lb/ft3
Lb/sec2
suhu pemanas keluar 50.0000 Csuhu bahan masuk 30.0000 CSuhu bahan keluar 70.0000 C
fluida panas fluida dinginHigh temperature 212.0000 158.0000low temperature 122.0000 86.0000D 90.0000 72.0000
18.00000.4055
44.3935
Dari tabel 8 kern hal 840, diambil U rata-rata= 75-150 BTU/jamdiambil harga U = 150.0000 BTU/jam
sehingga luas hantaran panas
DimanaQ= Panas yang dibutuhkan kj/jamU= koefisien design overall heat transfer, BTU/ jamLMTD= Long mean temperature differensial, F
A 102446.4135
Menghitung tebal jacket
FUNGSI mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 70 cKebutuhan steam = 319027.6833 kg/jam
Laju alir volumetrik media pemanas
319.0277
Waktu tinggal media pemanas dalam jaket, t = 1 jam, maka;
Volume jaket, Vj Qm x t
319.0277
Volume total reaktor, Vt = Vj + Volume reaktor
5382.8333
Diameter jacket
m3
m3
m3
5382.8333
5382.8333
5382.8333 1.7008
3164.88326.1997
Tinggi jacket, Hj = 2 x Dj12.3994 m
Tebal jaket, Tj (Dj - D)/20.1044 m
kesimpulannama alat tangki acidifikasitype silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengadukproses Batchwaktu tinggal 1 jamreaksi endotermtemperatur operasi 70.0000 c
kapasitas 5063.7845tinggi reaktor 19.4529 mDiameter 5.9909 m
bahan konstruksiTEBAL SHELL 7.8227 psitebal head 0.5970 inchtinggi head 29.1347 inch
Volume head 642.9296
pengadukjenis turbin dengan 6 bladediameter 1.9970 mpanjang impeller 0.4992 mlebar impeller 0.3994 m
Pemanas
Jenis jaketMedia pemanas steamPanas yang dibutuhkan 719754177.1347 kj/jamKebutuhan steam 319027.6833 kg/jam
(0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)
(1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)
m3
Inch3
Luas hantaran panas 102446.4135Tebal jaket 0.1044 mtinggi jaket 12.3994 m
Ft3
xV
0.9331 7761.98700.0016 13.76410.0002 1.63750.0388 487.50220.0052 29.31290.0201 207.83980.0006 4.62690.0002 1.15180.0002 1.19411.0000 8509.0163
22295.8433
diketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3
18.615261.2343
734.8119
m3
m3
9.8275 ft 117.9304 inch
(Brownell n Young part 1 page 55)
dari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :
235.8608 inch117.9304 inch
(Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)
(pers 13.2 brownell and young hal 258)
Head berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig
( Persamaan 13.12 brownell and young hal 258)
(pers 13.2 brownell and young hal 254)
(per 5.11 brownell and young hal 88)
~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil
dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan
mftinch
6.5690 ft 78.8281 inch
1.6423 ft 19.7070 inch
1.3138 ft 15.7656 inch
1.1167 ft 13.4008 inch
dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik
daya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3
212.0000
122.000086.0000
158.0000
D54.000036.0000
mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 70 c
Dj
silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengaduk
(0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)
(1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)
Dj3
Dj3
Fungsi mengalirkan hasil dari tangki acidifikasi ke filter 3kondisi operasi1. temperatur 70 C2. Tekanan Operasi,P 1 Atm3.laju alir bahan masuk 12536314.22228 kg/jam 1579.565230059 Lb/detik
design
Kontruksi Suction Discharge
Tekanan (P), psi 14.7 14.7Ketinggian (z), ft 0 40Panjang Pipa (L), ft 20 40Belokan 90° standard 0 2Gate Valve, buah 1 0Globe Valve, buah 0 1Control Valve, buah 1 1
1485.40849076355 92.730810672882.1 CP 0.001411137 lb/ft s
Faktor keamanan 20%kapasitas 1895.47827607124 Lb/dtk
kecepatan Volumetrik, Q=
20.4406524899018 152.9067097638 gpm
untuk diameter, DI > 1 Inch (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
DI optimum=
27.3228736664402~30 inch
dipilih pipa yang mendekati ukuran ( perri edisi 10 page 10-80)
1. nominal size 30 inch2. schdule number 303. Outside Diameter, OD 30 inch 2.5 ft4. Inside Diameter. ID 28.75 inch 2.395833333333 ft
5. Flow Area perpipe, A 57.76 0.401111111111
kecepatan alir, QF
r campuran Kg/m3 Lb/ft3
m campuran
Kapasitas/r
Ft3/dtk
3.9 x ( Q)0.45 r0.13
Inch2 ft2
50.9600754595889
bilangan reynold
5391.274281465
> 2100 maka aliran turbuienpada aliran turbulen friksi, f
f 0.04 (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
0.0101155467831609
Persamaan bernoulli W= SH + PH + VH + FHDimana:w : Kerja pompaSH: Total static HeadPH: Total pressure headVH: Total velocity headFH: Friction head by construction
SH 40 ft-lbf/lbm
PH 0 ft-lbf/lbm
VH=
2596.92929084764.4
40.3249889883074
Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 60
153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333
Globe Valve 718.75Total 948.854166666667
RE0,16
SH= [Hdischarge – HSuction] × g/gc
PH= [(Pdischarge- Psuction) × 144] / r
(qf ) 2
2 x a x gc
Standar elbow 90˚
Total panjang ekivalen
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481Gc x ID
49851.582878777577.1458333333333646.199291974432
jadi w= SH+PH+VH+FHW 726.524280962739
Daya Pompa
BHP= gpm x W x sg
111090.4373654942890.8
38.4289599299481 hp ~39 HP
power motor = BHPn motor
48.0361999124352 HP ~49hp
kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL Dari tangki acidifikasi ke filter 32. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 1579.56523005937 Lb/dtk5. kecepatan alir: 50.9600754595889 Lb/dtk6. Total head 726.524280962739 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 39 hp9. Daya motor 49 hp
= 2 x f x q f 2 x Le
Efisiensi pompa = 73% (peter fig. 14-37) hal 520
3960 x n pompa
Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37) hal 520
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481
filter 03
fungsi digunakan untuk menyaring kalsium hidroksida, kalsium laktat dan kalsium sulfattype filter press
Komponenmasuk r x
kg/jamGlukosa 11697314.3725 1507.0000 0.9332Fruktosa 19820.3564 1440.0000 0.0016Sukrosa 2303.8946 1407.0000 0.0002
H2O 486527.1247 998.0000 0.0388Ca(OH)2 65660.9949 2240.0000 0.0052C3H6O3 252525.2525 1215.0000 0.0201
Kalsium laktat 3052.3512 1494.0000 0.0002CaSO4 6912.6421 2650.0000 0.0006
total 12534116.9889 1840.0000 1.0000
1485.7024
92.7492
laju alir masuk filter 8436.4926 30929.4700 gpm
massa masuk filter 12534116.9889 satuanmassa cake tersaring 9964.9934 satuan
filtrat = Massa masuk filter- massa cake tersaringfiltrat 12524151.9955
laju filtrat,
8429.7853
V
dimana,
1. V : Volume filtrat ,
2. A : Luas daerah filtrasi3. F : Friksi dan putaran yang digunakan untuk pembentukan cake4. P : Pressure drop
m/kg7. cs : berat cake/ volume filtrat
Kg/m3
r campuran Kg/m3
Lb/ft3
m3/jam
m3/jam
( 2 x f x rP)0.5
A × tc ( tc x m x a x Cs )0.5
m3
m3
5.m : viscositas filtrat6.a : tekanan spesifik,
F 0.2500p 67.0000 Kpaa 0.3500 kg/mm 3.7235 cpcs 1.1821tc 60.0000 menit
8429.7853
81046.0944347.2751
A 233.3772 2512.0512
ditetapkan L/D= 3.0000L 3D
A=233.3772
115576.3558339.9652 D339.9652
1019.8957 L
kesimpulan1. fungsi : DIGUNAKAN UNTUK MENYARING KALSIUM LAKTAT DAN KALSIUM SULFAT2. type : FILTER PRESS
3. luas kontak : 233.37724. tinggi filter : 1019.8957 m5. diameter filter 339.9652 m
6.laju alir filtrat 8429.7853
(2 × 0,25 × 67)^0,5A × 60 (60 × 3,7235 × 0,35 × 1,182284068)^0,5
m2
L × D × r3D2 × r
D2
m2
m3/jam
(alat konversi)
DIGUNAKAN UNTUK MENYARING KALSIUM LAKTAT DAN KALSIUM SULFAT
evaporator I
FUNGSI untuk meningkatkan konsentrasi larutan asam laktat dengan menguapkan air
Q pemanas 39267297.8543 kj/jamfluida panas laju alir steam masuk 133802.0867 kg/jamtemperatur awal 112.0000 CTemperatur akhir 112.0000 c
fluida dinginlaju alir cairan masuk 739052.3772 kg/jamtemperatur awal 80.0000 cTemperatur akhir 106.0000 c
fluida panasHigh temperature 233.6000low temperature 233.6000D 0.0000
Temperatur rata-rataTC= 233.6000tc= 199.4000
nilai UD & ADari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=700 Btu/jam Ft F
1901.7757
dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi sebagai berikut
OD 0.7500ID 0.6200BWG 16.0000A't 0.3020A' 0.1963pitch 0.9375
Panjang tube 20.0000
maka jumlah tube, Nt484.4054506.0000
dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 506 tube dengan
tube arrangement 0,75 inch Odt BWG 16pass, n 2.0000ID shell 25.0000tube pitch 0.9375
A'= Nt xA"x L 1986.556
fLuida dingin :sisi shell
Tc 233.6000m 0.5322
k 0.3980Cp 1.0000
clearance, C'
C' PT-OD
Buffle spacing
5.0000
0.1736
1930936.0847
Dari KERN fig. 28 (hal. 838), didapatharga : De = 0,55 in = 0,045833 ft 0.5500
Bilangan Reynold, Re (Kern eq 7.3)
Laju alir dalam shell, Gshell
166292.5679
436.3636
Dari KERN fig. 24 (hal. 838), didapat harga : JH = 530
1.33721.1017
4497.9325
KONDENSASI STEAM
ho 4497.9325
Tube wall temperature, tw
μw 0.5158
PRESSURE DROP
FLUIDA DINGIN : SISI SHELL
untuk Re 166292.5679
L/De =
f = 14,0
W
mm
Dari KERN fig. 26 (hal. 836)
f= 0.00015s= 1.0000
Number of Gross
48.0000
16644087225.29782403018728.2308
6.926
Fungsi : menguapkan air hingga kemurnian 65%Jenis : Shell and TubeID shell : 25.0000Jarak Buffle : 2Shell pass 1 passJumlah Tube : 506.0000Tube pass : 2 passPanjang Tube : 20.0000Od Tube : 0.7500Id tube : 0.6200BWG : 16.0000Tube pitch : 0.9375ΔPt 0.006352225ΔPr 2.0000000000
UC 65.16 UD 738.54
untuk meningkatkan konsentrasi larutan asam laktat dengan menguapkan air
37218070.8721 btu/jam
60692.2284 lb/jam385.0000 k 233.6000 f373.0920 k 233.6000 f
335231.9592 lb/jam353.0000 k 176.0000 F379.0000 k 222.8000 F
fluida dingin D222.8000 10.8000176.0000 57.6000
46.8000
46.80001.6740
27.9574
Inch 0.0625 ftInch 0.0517
inch2 0.0021Ftinch 0.0781 ft
Ft2
ft
dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 506 tube dengan
2.0833inch
ft2 fluida panas : sisi tube
tc 199.4000m 2.0037
k 0.3580
f Cp 0.2748lb/ft.hr
flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)
0.1875 inch
ft laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)
bilangan reynold Re (ketn eq 7.3 hal 152)
387.0968
inch 0.0458 ft Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 10
Btu/ft jamoFBtu/lb°F
Ft2
lb/ft2jam
kondensasi steam
hio 66.1204
clean overall coeffisien, Uc
233.1045
0.0140(fig 14 hal 823)
1.0044
pressure drop sisi tube :steam
untuk Re 2949.4827
Btu/jam ft2 F
fig 26 hal 836 kern
f 0.0004
s 1.0000
183174181.018928836224738.7694
0.0064(pers 7,44 kern
dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 137806,3842 diperoleh
0.2500
inin
tube
ftinin
in triangular pitchpsipsi
ft2/in2
Btu/jam ft2 FBtu/jam ft2 F
lb/ft.hr
flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)
0.5306
laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)
114384.7458
bilangan reynold Re (ketn eq 7.3 hal 152)
2949.4827
Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 10
Btu/ft jamoF
Btu/ lboF
Ft2
lb/ft2jam
1.53811.1543
79.9844
66.1204
65.1625
738.5420
Btu/jam ft2 F
Btu/jam ft2 F
Btu/jam ft2 F
Btu/jam ft2 F
dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 137806,3842 diperoleh
2.0000
2.0064
ft2/in2
Fungsi memompakan hasil dari evaporator 1 ke evaporator 2kondisi operasi1. temperatur 121 c2. Tekanan Operasi,P 1 atm3.laju alir bahan masuk 12458491.0006241 kg/jam 1569.76 Lb/detik
Kontruksi Suction Discharge
Tekanan (P), psi 14.7 14.7Ketinggian (z), ft 0 30Panjang Pipa (L), ft 20 30Belokan 90° standard 0 2Gate Valve, buah 0 1Globe Valve, buah 1 0Control Valve, buah 1 1
1485.40849076355 92.730812.1 CP 0.001411 lb/ft s
Faktor keamanan 20%kapasitas 1883.71148214704 Lb/dtk
kecepatan Volumetrik, Q=
20.3137605341557 151.9575 Gpm
untuk diameter, DI > 1 Inch (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
DI optimum=
27.2464159396377~30 inch
dipilih pipa yang mendekati ukuran ( perri edisi 10 page 10-80)
1. nominal size 30 inch2. schdule number 303. Outside Diameter, OD 30 inch 2.5 ft4. Inside Diameter. ID 28.75 inch 2.395833 ft
5. Flow Area perpipe, A 57.76 0.401111
kecepatan alir, QF
r campuran Kg/m3 Lb/ft3
m campuran
Kapasitas/r
Ft3/dtk
3.9 x ( Q)0.45 r0.13
Inch2 ft2
50.6437243233798
bilangan reynold
5357.80620416772
> 2100 maka aliran turbuienpada aliran turbulen friksi, f
f 0.04 (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
0.0101256304053528
Persamaan bernoulli W= SH + PH + VH + FHDimana:w : Kerja pompaSH: Total static HeadPH: Total pressure headVH: Total velocity headFH: Friction head by construction
30 ft-lbf/lbm
PH 0 ft-lbf/lbm
VH=
2564.7868133424964.4
39.8258821947592
Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 50
153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333
RE0,16
SH= [Hdischarge – HSuction] × g/gc
PH= [(Pdischarge- Psuction) × 144] / r
(qf ) 2
2 x a x gc
Standar elbow 90˚
Globe Valve 718.75Total 938.854166666667
Total panjang ekivalen
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481Gc x ID
48764.24190568477.1458333333333632.104674985911
jadi w= SH+PH+VH+FHW 701.930557180671
Daya Pompa
BHP= gpm x W x sg
106663.6069929162890.8
36.8976086180006 hp ~37 HP
power motor = BHPn motor
46.1220107725008 HP ~50 hp
kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL Dari evaporator 1 ke evaporator 22. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 1569.75956845586 lb/detik5. kecepatan alir: 50.6437243233798 Lb/dtk6. Total head 701.930557180671 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 37 hp9. Daya motor 50 hp
= 2 x f x q f 2 x Le
Efisiensi pompa = 73% (peter fig. 14-37) hal 520
3960 x n pompa
Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37) hal 520
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481
evaporator II
FUNGSI untuk meningkatkan konsentrasi larutan asam laktat dengan menguapkan air
Q pemanas 45017951.7696 kj/jamfluida panas laju alir steam masuk 10353.7329 kg/jamtemperatur awal 112.0000 CTemperatur akhir 121.8088 c
fluida dinginlaju alir cairan masuk 386327.3392 kg/jamtemperatur awal 80.0000 CTemperatur akhir 90.0000 cpanas yang diserap
fluida panasHigh temperature 251.2559low temperature 233.6000D 17.6559
LMTD
Temperatur rata-rataTC= 242.4280tc= 185.0000
nilai UD & ADari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=700 Btu/jam Ft F
1061.4228
dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi sebagai berikut
OD 0.7500ID 0.6200BWG 16.0000A't 0.3020
A' 0.1963pitch 0.9375Panjang tube 20.0000
maka jumlah tube, Nt
175.7323224.0000
dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 224 tube dengan
tube arrangement 0,75 inch Odt BWG 16pass, n 2.0000ID shell 19.2500tube pitch 0.9375A'= Nt xA"x L 879.424
fLuida dingin :sisi shell
Tc 242.4280m 0.5322
k 0.3980
Cp 1.0000
clearance, C'C' PT-OD
Buffle spacing
0.0905
1936975.4669
Dari KERN fig. 28 (hal. 838), didapatharga : De = 0,55 in = 0,04583 0.5500
Laju alir dalam shell, Gshell
Bilangan Reynold, Re (Kern eq 7.3)
Dari KERN fig. 24 (hal. 838), didapat harga : JH = 610
1.33721.1017
KONDENSASI STEAM
ho 5176.8657
Tube wall temperature, tw
μw 0.4513
f =
PRESSURE DROP
FLUIDA DINGIN : SISI SHELL
untuk Re 2001752.1670
Dari KERN fig. 26 (hal. 836)
14,0
W
mm
f= 0.0001s= 1.0000
Number of Gross
Fungsi : menguapkan air hingga kemurnian 96%Jenis : Shell and TubeID shell : 19.2500Jarak Buffle : 2Shell pass 1 passJumlah Tube : 224.0000Tube pass : 2 pass
Panjang Tube : 20.0000Od Tube : 0.7500Id tube : 0.6200BWG : 16.0000Tube pitch : 0.9375ΔPt 0.005793811ΔPr 0.0400000000UC 11.87 UD 738.54
untuk meningkatkan konsentrasi larutan asam laktat dengan menguapkan air
42668617.6801 BTU/jam
4696.4224 Lb/jam233.6000 F 385.0000251.2559 F 394.8088
175236.9315176.0000 F 353.0000194.0000 F 363.0000
fluida dingin D194.0000 57.2559176.0000 57.6000
18.0000
-0.3441-0.006057.4278
Dari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=700 Btu/jam Ft F
dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi sebagai berikut
Inch 0.0625 ftInch 0.0517
inch2
Ftinch 0.0781 ftft
dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 224 tube dengan
0,75 inch Odt BWG 16
inch 1.6042 ft 77.000019.2500
ft2
fluida panas : sisi tubeflb/ft.hr tc
m
Btu/lb°F k
Cp
0.1875 inch 0.0156 flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)
3.8500 inch 0.3208 ft
laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)
bilangan reynold Re (ketn eq 7.3 hal 152)
inch 0.0458 ft
Btu/ft jamoF
Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 1,8
2001752.1670 436.3636
Dari KERN fig. 24 (hal. 838), didapat harga : JH = 610
5176.8657 hio 14.3972
clean overall coeffisien, Uc
242.2687
(fig 14 hal 823)
0.08291.0233
pressure drop sisi tube :steam
untuk Re 515.5638
fig 26 hal 836 kern
L/De =
Btu/jam ft2 F
f 0.0010s 1.0000
62.33770.0058
1.2770 dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 19994,23 diperoleh
0.0050
inin
tube
ftinin
in triangular pitchpsipsiBtu/jam ft2 FBtu/jam ft2 F
fluida panas : sisi tube
185.0000 F
2.0037 lb/ft.hr
0.3580
0.2748
flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)
0.2349
laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)
###
bilangan reynold Re (ketn eq 7.3 hal 152)
515.5638
Btu/ft jamoF
Btu/ lboF
Ft2
lb/ft2jam
Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 1,8
1.53811.1543
14.3972 kondensasi steam
11.9017
clean overall coeffisien, Uc
11.8744
738.5420
Btu/jam ft2 F
Btu/jam ft2 F
dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 19994,23 diperoleh
0.0400
0.0458
ft2/in2
heater
FUNGSI untuk menaikkan suhu produk yang akan masuk ke dalam destilasi
Q pemanas 45017951.7696 kj/jamfluida panas laju alir steam masuk 10353.7329 kg/jamtemperatur awal 170.0000 CTemperatur akhir 168.0000 c
fluida dinginlaju alir cairan masuk 386327.3392 kg/jamtemperatur awal 100.0000 CTemperatur akhir 110.0000 cpanas yang diserap
fluida panasHigh temperature 338.0000low temperature 334.4000D 3.6000
LMTD
Temperatur rata-rataTC= 336.2000tc= 221.0000
nilai UD & ADari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=700 Btu/jam Ft F
529.8153
dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi sebagai berikut
OD 0.7500ID 0.6200BWG 16.0000A't 0.3020
A' 0.1963pitch 0.9375Panjang tube 20.0000
maka jumlah tube, Nt
87.717898.0000
dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 224 tube dengan
tube arrangement 0,75 inch Odt BWG 16pass, n 2.0000ID shell 12.0000tube pitch 0.9375A'= Nt xA"x L 384.748
fLuida dingin :sisi shell
Tc 336.2000m 0.5322
k 0.3980
Cp 1.0000
clearance, C'C' PT-OD
Buffle spacing
0.0352
4984517.1629
Dari KERN fig. 28 (hal. 838), didapatharga : De = 0,55 in = 0,04583 0.5500
Laju alir dalam shell, Gshell
Bilangan Reynold, Re (Kern eq 7.3)
Dari KERN fig. 24 (hal. 838), didapat harga : JH =400
1.33721.1017
KONDENSASI STEAM
ho 3394.6660
Tube wall temperature, tw
μw 0.3224
f =
PRESSURE DROP
FLUIDA DINGIN : SISI SHELL
untuk Re 5151210.3292
Dari KERN fig. 26 (hal. 836)
14,0
W
mm
f= 0.0001s= 1.0000
Number of Gross
Fungsi : menaikkan suhu sebelum masuk ke kolom destilasiJenis : Shell and TubeID shell : 12.0000Jarak Buffle : 2Shell pass 1 passJumlah Tube : 98.0000Tube pass : 2 passPanjang Tube : 20.0000Od Tube : 0.7500Id tube : 0.6200BWG : 16.0000Tube pitch : 0.9375ΔPt 0.028876881ΔPr 0.0400000000UC 13.17 UD 738.54
untuk menaikkan suhu produk yang akan masuk ke dalam destilasi
42668617.6801 BTU/jam
4696.4224 Lb/jam338.0000 F334.4000 F
175236.9315212.0000 F230.0000 F
fluida dingin D230.0000 108.0000212.0000 122.4000
18.0000
14.40000.1252
115.0498
Dari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=700 Btu/jam Ft F
dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi sebagai berikut
Inch 0.0625 ftInch 0.0517
inch2
Ftinch 0.0781 ftft
dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 224 tube dengan60.0000
0,75 inch Odt BWG 16 61.000015.2500
inch 1.0000 ft
ft2
fluida panas : sisi tubeflb/ft.hr tc
m
Btu/lb°F k
Cp
0.1875 inch 0.0156 ft flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)
2.4000 inch 0.2000 ft
laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)
bilangan reynold Re (ketn eq 7.3 hal 152)
inch 0.0458 ft
Btu/ft jamoF
Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 2
5151210.3292 436.3636
Dari KERN fig. 24 (hal. 838), didapat harga : JH =400
3394.6660 hio 15.9969
clean overall coeffisien, Uc
335.6597
(fig 14 hal 823)
0.07461.0727
pressure drop sisi tube :steam
untuk Re ###
fig 26 hal 836 kern
L/De =
Btu/jam ft2 F
f 0.0010s 1.0000
100.00000.0289
8.0674 dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 19994,23 diperoleh
0.0050
Fungsi : menaikkan suhu sebelum masuk ke kolom destilasi
inin
tube
ftinin
in triangular pitchpsipsiBtu/jam ft2 FBtu/jam ft2 F
fluida panas : sisi tube
221.0000 F
2.0037 lb/ft.hr
0.3580
0.2748
flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)
0.1028
laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)
###
bilangan reynold Re (ketn eq 7.3 hal 152)
1178.4316
Btu/ft jamoF
Btu/ lboF
Ft2
lb/ft2jam
Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 2
1.53811.1543
15.9969 kondensasi steam
13.2241
clean overall coeffisien, Uc
13.1728
738.5420
Btu/jam ft2 F
Btu/jam ft2 F
dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 19994,23 diperoleh
0.0400
0.0689
ft2/in2
Tangki produk atasFungsi Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atasBentuk silinder tegak dengan alat & tutp dasarBahan Carbon steel st 287 grade Ckondisi Operasi1. temperatur, T 252. Tekanan, P 1
Komponenfeed r
kg/jam
9939.5836 1507.0000
242424.2424 1440.0000
TOTAL252363.8260
r campuran 1442.5260
90.0537
kebutuhan 2.0000 Harifaktor keamanan 0.2000
volume tangki 10076.8768
dibuat menjadi 2 tangki penampung maka isi masing-masing tangki
5038.4384 22184.2443volume tangki, Hs 1.5000 Dtvolume tangki 1/4pDt2
1/4pDt2Hs
1.1775Dt3 5038.4384
1.1775Dt3 4278.9286Dt 16.2347 m
53.4037 ft
R, Jari-jari 8.1174 m26.7019 Ft
320.4223 Inch
Tinggi tangki 1.5000 Dt24.3521 m
Kg/m3
H2O
C3H6O3
Glukosa (C6H12O6)
Fruktosa (C6H12O6)
Sukrosa (C12H22O11)
Kg/m3
Lb/ft3
m3
m3
Dt3
40.0528 Ft480.6334 inch
tekanan operasi Ph= Po+r(Hs-1) (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000
dimana:po= 1.0000 atm
14.7000 psiph 39.1226 psi
Faktor keamanan= 0.2000Sehingga tekanan design, P design= 1,2 × Ph
46.9471
tebal plat min Ts=
dimana:P tekanan design R Jari- jari tangkiS Tekanan yang diizinkan 18700.0000E Efisiensi sambungan, 0.8000n umur alat, 10.0000C faktor korosi, 0.0100
TS 15042.889114931.8318
0.10001.0074
TS= 1.1074 inch0.4360 m
kesimpulan1. fungsi Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atas2. bentuk silinder tegak dengan alas dan tutup datar3. bahan Carbon steel st 287 grade C4. Volume tangki 10076.8768 m35. jumlah 2 buah6. Diameter tangki 16.2347 m 53.40377. Tinggi Tangki 24.3521 m 40.05288. Tekanan design 39.1226 Psi9. Tebal Plat 1.1074 inch
Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atassilinder tegak dengan alat & tutp dasarCarbon steel st 287 grade C
Catm
V
6.5956
168.3502
174.9458
gallon
m3/jam
(Brownell n Young part 1 page 55)
Psi
(brownell and young hal 254)
psi
tahuninch/tahun
FtFt 480.6334 Inch
Tangki produk atasFungsi Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atasBentuk silinder tegak dengan alat & tutp dasarBahan Carbon steel st 287 grade Ckondisi Operasi1. temperatur, T 252. Tekanan, P 1
Komponenfeed r
kg/jam
9939.5836 1507.0000
242424.2424 1440.0000
TOTAL252363.8260
r campuran 1442.5260
90.0537
kebutuhan 2.0000 Harifaktor keamanan 0.2000
volume tangki 10076.8768
dibuat menjadi 2 tangki penampung maka isi masing-masing tangki
5038.4384 22184.2443volume tangki, Hs 1.5000 Dtvolume tangki 1/4pDt2
1/4pDt2Hs
1.1775Dt3 5038.4384
1.1775Dt3 4278.9286Dt 16.2347 m
53.4037 ft
R, Jari-jari 8.1174 m26.7019 Ft
320.4223 Inch
Tinggi tangki 1.5000 Dt24.3521 m
Kg/m3
H2O
C3H6O3
Glukosa (C6H12O6)
Fruktosa (C6H12O6)
Sukrosa (C12H22O11)
Kg/m3
Lb/ft3
m3
m3
Dt3
40.0528 Ft480.6334 inch
tekanan operasi Ph= Po+r(Hs-1) (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000
dimana:po= 1.0000 atm
14.7000 psiph 39.1226 psi
Faktor keamanan= 0.2000Sehingga tekanan design, P design= 1,2 × Ph
46.9471
tebal plat min Ts=
dimana:P tekanan design R Jari- jari tangkiS Tekanan yang diizinkan 18700.0000E Efisiensi sambungan, 0.8000n umur alat, 10.0000C faktor korosi, 0.0100
TS 15042.889114931.8318
0.10001.0074
TS= 1.1074 inch0.4360 m
kesimpulan1. fungsi Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atas2. bentuk silinder tegak dengan alas dan tutup datar3. bahan Carbon steel st 287 grade C4. Volume tangki 10076.8768 m35. jumlah 2 buah6. Diameter tangki 16.2347 m 53.40377. Tinggi Tangki 24.3521 m 40.05288. Tekanan design 39.1226 Psi9. Tebal Plat 1.1074 inch
Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atassilinder tegak dengan alat & tutp dasarCarbon steel st 287 grade C
Catm
V
6.5956
168.3502
174.9458
gallon
m3/jam
(Brownell n Young part 1 page 55)
Psi
(brownell and young hal 254)
psi
tahuninch/tahun
FtFt 480.6334 Inch
Fungsi memompakan hasil dari tangki acidifikasi 1 ke tangki acidifikasi 2kondisi operasi1. temperatur 121 c2. Tekanan Operasi,P 1 atm3.laju alir bahan masuk 12536314.22228 kg/jam 1579.565 Lb/detik
Kontruksi Suction Discharge
Tekanan (P), psi 14.7 14.7Ketinggian (z), ft 0 20Panjang Pipa (L), ft 20 30Belokan 90° standard 0 2Gate Valve, buah 0 1Globe Valve, buah 1 0Control Valve, buah 1 1
1485.40849076355 92.730812.1 CP 0.001411 lb/ft s
Faktor keamanan 20%kapasitas 1895.47827607124 Lb/dtk
kecepatan Volumetrik, Q=
20.4406524899018 152.9067 Gpm
untuk diameter, DI > 1 Inch (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
DI optimum=
27.3228736664402~30 inch
dipilih pipa yang mendekati ukuran ( perri edisi 10 page 10-80)
1. nominal size 30 inch2. schdule number 303. Outside Diameter, OD 30 inch 2.5 ft4. Inside Diameter. ID 28.75 inch 2.395833 ft
5. Flow Area perpipe, A 57.76 0.401111
kecepatan alir, QF
r campuran Kg/m3 Lb/ft3
m campuran
Kapasitas/r
Ft3/dtk
3.9 x ( Q)0.45 r0.13
Inch2 ft2
50.9600754595889
bilangan reynold
5391.274281465
> 2100 maka aliran turbuienpada aliran turbulen friksi, f
f 0.04 (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
0.0101155467831609
Persamaan bernoulli W= SH + PH + VH + FHDimana:w : Kerja pompaSH: Total static HeadPH: Total pressure headVH: Total velocity headFH: Friction head by construction
20 ft-lbf/lbm
PH 0 ft-lbf/lbm
VH=
2596.92929084764.4
40.3249889883074
Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 50
153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333
RE0,16
SH= [Hdischarge – HSuction] × g/gc
PH= [(Pdischarge- Psuction) × 144] / r
(qf ) 2
2 x a x gc
Standar elbow 90˚
Globe Valve 718.75Total 938.854166666667
Total panjang ekivalen
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481Gc x ID
49326.19568409577.1458333333333639.388979972066
jadi w= SH+PH+VH+FHW 699.713968960374
Daya Pompa
BHP= gpm x W x sg
106990.9607694732890.8
37.0108484742883 hp ~38 HP
power motor = BHPn motor
46.2635605928603 HP ~47 hp
kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL Dari tangki acid 1 ke tangki acid 22. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 1579.56523005937 lb/detik5. kecepatan alir: 50.9600754595889 Lb/dtk6. Total head 699.713968960374 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 38 hp9. Daya motor 47 hp
= 2 x f x q f 2 x Le
Efisiensi pompa = 73% (peter fig. 14-37) hal 520
3960 x n pompa
Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37) hal 520
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)
(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481