LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

Transkripsi

1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA Basis perhitungan jam operasi Satuan operasi kg/jam Waktu operasi per tahun 0 hari Kapasitas produksi ton/tahun Berat Molekul H O 8,05 gr/mol Gliserol 9,098 gr/mol Trigliserida 850 gr/mol Metanol,04 gr/mol KOH 56, gr/mol Asam Oleat 8,464 gr/mol C H 40 O 4 56,54 gr/mol C 9 H 7 O 5 60,986 gr/mol C 57 H 04 O 6 885,4 gr/mol Bahan Baku Gliserol Asam Oleat KOH (Katalis) Produk Akhir C H 40 O 4 (75% berat) C 9 H 7 O 5 C 57 H 04 O 6 Produk Samping H O Misal C H 40 O 4 Gliserol Monooleat C 9 H 7 O 5 Gliserol Dioleat C 57 H 04 O 6 Gliserol Trioleat F Laju alir massa (kg/jam) W Fraksi massa N Laju alir mol (kgmol/jam) X Fraksi mol

2 A. Tangki Gliserol Kasar (TT-0) Dari perhitungan mundur diperoleh jumlah larutan gliserol kasar yang diperlukan untuk kapasitas produksi ton/tahun adalah sebanyak.47, kg/jam. Trigliserida Gliserol Air Metanol KOH FL-0 Trigliserida Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Air Metanol KOH Pada dekanter (FL-0) ini, 80% trigliserida dapat dipindahkan menuju alur- dan sisa trigliserida lainnya tetap terbawa ke alur-. Di alur- ini air, metanol dan KOH juga ikut terbawa namun dalam jumlah yang relatif tidak begitu besar. F F + F 46,56880 kg/jam 44,4408 kg/jam + F F F (46, ,4408) kg/jam 8,46 kg/jam Maka Neraca Massa pada dekanter (FL-0) Alur- F triglisrida 6,88% x F 6,88% x 46,56880 kg/jam 8,049 kg/jam

3 F gliserol 75,9% x F 75,9% x 46,56880 kg/jam 48,08448 kg/jam F air,70% x F,70% x 46,56880 kg/jam 7,070 kg/jam F metanol 7,4% x F 7,4% x 46,56880 kg/jam 4,7466 kg/jam F KOH 6,89% x F 6,89% x 46,56880 kg/jam 8,56848 kg/jam Alur- F trigliserida F air F metanol F KOH 80% x F trigliserida 80% x 8,049 kg/jam 54,489 kg/jam 5% x F air 5% x 7,070 kg/jam 5,66080 kg/jam 5% x F metanol 5% x 4,7466 kg/jam 50,950 kg/jam (0,4 x F metanol) + (, x F air) (0,4 x 50,950) + (, x 5,66080) 50,9706 kg/jam Alur- F trigliserida F gliserol F triglisrida F triglisrida (8,049-54,489) kg/jam 6,6098 kg/jam F gliserol

4 .48,08448 kg/jam F air F metanol F KOH F air F air (7,070 5,66080) kg/jam 45,49 kg/jam F metanol F metanol (4, ,950) kg/jam 84,5486 kg/jam F KOH F KOH (8, ,9706) kg/jam 67,596 kg/jam A. Dekanter (FL-0) Trigliserida Gliserol Air Metanol KOH FL Gliserol Air Metanol KOH Trigliserida Air Metanol KOH Pada dekanter (FL-0) ini, trigliserida yang dialirkan dari dekanter (FL-0) terbawa keseluruhan ke alur-5 bersama dengan sedikit air, metanol, dan KOH. F F 5 + F 4 4.4,4408 kg/jam 70,970 kg/jam + F 4 F 4 F 4 (4.4, ,970) kg/jam 4.07,6898 kg/jam Maka Neraca Massa pada dekanter (FL-0)

5 Alur-5 F 5 trigliserida F 5 air F 5 metanol F 5 KOH Alur-4 F 4 trigliserida F 4 gliserol F 4 air F 4 metanol F 4 KOH F trigliserida 6,6098 kg/jam 5% x F air 5% x 45,49 kg/jam,868 kg/jam 5% x F metanol 5% x 84,5486 kg/jam 4,68058 kg/jam (0,4 x F 5 metanol) + (, x F 5 air) (0,4 x 4,68058) + (, x,868) 4,8498 kg/jam F trigliserida F 5 trigliserida (6,6098-6,6098) kg/jam 0 kg/jam F gliserol.48,08448 kg/jam F air F 5 air (45,49,868) kg/jam,59956 kg/jam F metanol F 5 metanol (84,5486 4,68058) kg/jam 4,8548 kg/jam F KOH F 5 KOH (67,596 4,8498) kg/jam 4,77865 kg/jam

6 A.4 Sentrifusi (FF-0) Dalam sentrifusi (FF-0) ini, seluruh KOH yang membentuk slurry bersama sedikit air dan gliserol terbawa ke alur-6. Hal ini dikarenakan kelarutan KOH dalam air akibat sentrifusi yang dilakukan, sehingga komponen dengan berat jenis yang besar akan menuju ke bawah. Maka Neraca Massa di sentrifusi (FF-0) Alur-6 F 6 Gliserol F 6 KOH F 6 air Alur-7 F 7 gliserol F 7 air 0,00% x F 4 Gliserol 0,00% x.48,08448 kg/jam 0,4808 kg/jam F 4 KOH 4,77865 kg/jam 5% x F 4 air 8,5990 kg/jam F 4 gliserol F 6 gliserol (.48, ,4808) kg/jam.480,7674 kg/jam F 4 air - F 6 air (, ,5990) kg/jam 05, kg/jam

7 F 7 metanol F 4 metanol - F 6 metanol (4,8548 0) kg/jam 4,8548 kg/jam A.5 Vaporizer (VE-0) 9 Air Metanol Gliserol Air Metanol T C 8 VE-0 Gliserol Umpan campuran gliserol, metanol dan air dialirkan menuju vaporizer (VE- 0) ini setelah sebelumnya dipanaskan di heater (E-04). Karena suhu vaporizer dioperasikan pada 05 o C, maka air dan metanol akan menuju ke alur-9 karena keduanya memiliki titik didih di bawah 05 o C. Sedangkan gliserol menuju ke alur, hal ini dikarenakan titik didih gliserol lebih besar dari 05 o C (yaitu 90 o C). Maka Neraca Massa di Vaporizer (VE-0) Alur-8 F 8 total Alur-9 F 9 total F 7 gliserol + F 7 air + F 7 metanol (.480, , ,8548) kg/jam.87,65008 kg/jam F 8 air + F 8 metanol (05, ,8548) kg/jam 46,984 kg/jam

8 Alur- F total F 8 total - F 9 total (.87, ,984) kg/jam.480,7674 kg/jam F gliserol F total A.6 Mixer (M-0) 9 Gliserol KOH LC M-0 Gliserol KOH Dalam mixer (M-0) ini, KOH sebagai katalis dicampurkan terlebih dahulu dengan gliserol murni sebelum direaksikan dengan asam oleat. Sesuai dengan penelitian yang telah dilakukan (Pardi, 005), rasio molar antar gliserol dengan asam oleat adalah : dan berat katalis KOH yang digunakan adalah 0,6% dari berat asam oleat. Sehingga Neraca Massa pada mixer (M-0) F 9 gliserol 480,7674 kg/jam N 9 gliserol F BM 9 gliserol gliserol N 9 gliserol 480,7674 9,094 N 9 gliserol 7, Kmol

9 Karena katalis KOH yang digunakan beratnya adalah 0,6 % dari berat asam oleat, maka harus ditentukan dulu berat asam oleat tersebut dengan terlebih dahulu dihitung berapa besar N asam oleat. N asam oleat N 9 gliserol / (7, Kmol / ) 0, Kmol Dari N asam oleat ini, dapat dihitung berapa Kg asam oleat yang diperlukan, dan selanjutnya jumlah katalis KOH yang diperlukan juga dapat diketahui. Gr asam oleat N asam oleat x BM asam oleat,59855 x 8, , Kg Sehingga jumlah katalis KOH yang dibutuhkan adalah, Gr KOH Maka, F KOH F input Alur- F gliserol F KOH F output 0,6 x Gr asam oleat 0,6 x.558, Kg 5,6975 Kg 5,6975 Kg/jam F 9 gliserol + F KOH (.480, ,6975) Kg/jam.486,405 Kg/jam F 9 gliserol.480,7674 kg/jam F KOH 5,6975 Kg/jam F input F 9 gliserol + F KOH.486,405 Kg/jam

10 A.7 Reaktor (R-0) Asam Oleat 5 Gliserol KOH P I R-0 L C 6 Air KOH Gliserol Monooleat Gliserol Dioleat Gliserol Trioleat F 5 asam oleat.558, Kg/jam F gliserol F KOH F total F gliserol.480,7674 kg/jam F KOH 5,6975 Kg/jam F gliserol + F KOH (.480, ,6975) Kg/jam 486,405 Kg/jam F input F total + F 5 asam oleat (.486, ,594447) Kg/jam 7.045,0457 Kg/jam Dengan rasio molar gliserol dan asam oleat : ini, berdasarkan penelitian yang telah dilakukan (Pardi, 005), gliserol dan asam oleat habis bereaksi, pada alur keluar reaktor (alur-6) terbentuk produk gliserol monooleat serta air sebagai produk samping dan sisa katalis KOH. Komposisi masing-masing produk tersebut adalah sebagai berikut, F 6 air 50,66 % dari berat reaktan tanpa katalis 50,66 % x (F 5 asam oleat + F gliserol) 50,66 % x (.558, ,7674) kg/jam

11 566,4994 Kg/jam F 6 KOH F 6 GMO F 6 GDO F 6 GTO F 6 total F KOH 5,6975 Kg/jam 4,5 % dari berat reaktan tanpa katalis 4,5 % x (F 5 asam oleat + F gliserol) 4,5 % x (.558, ,7674) kg/jam.98,5660 Kg/jam 5,44 % dari berat reaktan tanpa katalis 5,44 % x (F 5 asam oleat + F gliserol) 5,44 % x (.558, ,7674) kg/jam 8,99597 Kg/jam,55 % dari berat reaktan tanpa katalis,55 % x (F 5 asam oleat + F gliserol),55 % x (.558, ,7674) kg/jam 09,0968 Kg/jam F 6 air + F 6 KOH + F 6 GMO + F 6 GDO + F 6 GTO (.566, , , , ,0968) Kg/jam 7.045,0457 Kg/jam A.8 Dekanter Sentrifugasi (DC-0) Produk dan produk samping yang keluar dari alur-6 reaktor (R-0), dialirkan melewati heater (E-0) untuk memanfaatkan suhunya dalam proses

12 pemekatan KOH di evaporator (FE-0) kemudian dialirkan ke dekanter sentrifugasi (DC-0) setelah sebelumnya didinginkan di cooler (E-07) hingga temperature 0 o C. Maka Neraca Massa pada dekanter sentrifugasi (DC-0) Alur-8 F 8 air F 6 air 566,4994 Kg/jam F 8 KOH F 6 KOH 5,6975 Kg/jam F 8 GMO F 6 GMO.98,5660 Kg/jam F 8 GDO F 6 GDO 8,99597 Kg/jam F 8 GTO F 6 GTO 09,0968 Kg/jam F 8 total 7.045,0457 Kg/jam Alur-9 Sebagian KOH dan 85% berat air terbawa serta masing-masing 0,% dari gliserol dioleat dan gliserol trioleat ikut terbawa ke alur-9 ini. Maka neraca massa pada alur ini adalah, F 9 air F 9 KOH F 9 GDO F 9 GTO F 9 total 85 % x F 8 air 85 % x.566,4994 Kg/jam.0,0645 kg/jam 50 % x F 8 KOH 50 % x 5,6975 Kg/jam, Kg/jam 0, % x F 8 GDO 0, % x 8,99597 Kg/jam 0,8940 kg/jam 0, % x F 8 GTO 0, % x 09,0968 Kg/jam 0,090 kg/jam F 9 air + F 9 KOH + F 9 gli.dioleat + F 9 gli.trioleat (.0,0645 +, , ,090) kg/jam.04,54570 kg/jam

13 Alur-0 F 0 air F 0 KOH F 0 GMO F 0 GDO F 0 GTO F 0 total F 8 air - F 9 air (.566, ,0645) kg/jam 54,98749 kg/jam F 8 KOH - F 9 KOH (5,6975 -,846876) kg/jam, kg/jam F 8 GMO.98,5660 kg/jam F 8 GDO - F 9 GDO (8, ,8940) kg/jam 8, kg/jam F 8 GTO - F 9 GTO (09,0968-0,090) kg/jam 09,00058 kg/jam F 0 air + F 0 KOH + F 0 gli.monooleat + F 0 gli.dioleat + F 0 gli.trioleat (54, , , , ,00058) kg/jam 4.00,47940 kg/jam A.9 Dekanter Sentrifugasi (DC-0) Air dan KOH tersentrifugasi seluruhnya ke alur-, serta 0, % masingmasing gliserol dioleat dan trioleat ikut ke alur- ini. Sedangkan gliserol monooleat

14 dan sedikit gliserol dioleat dan trioleat dialirkan menuju tangki penampungan produk (TT-09) melalui pompa (P-0) di alur-. Maka neraca massa pada alur ini adalah, Alur-0 F 0 total F 0 air + F 0 KOH + F 0 gli.monooleat + F 0 gli.dioleat + F 0 gli.trioleat (54, , , , ,00058) kg/jam 4.00,47940 kg/jam Alur- F air F KOH F GDO F GTO F total F 0 air 54,98749 kg/jam F 0 KOH, kg/jam 0, % x F 0 GDO 0, % x 8, kg/jam 0,8557 kg/jam 0, % x F 0 GTO 0, % x 09,00058 kg/jam kg/jam F air + F KOH + F gli.dioleat + F gli.trioleat (54, , , ) kg/jam 58,578 kg/jam Alur- F GMO F GDO F GTO F 0 GMO.98,5660 kg/jam F 0 GDO - F GDO (8, ,8557) kg/jam 8,7400 kg/jam F 0 GTO - F GTO (09, ) kg/jam 08,8958 kg/jam

15 A.0 Evaporator (FE-0) Dalam evaporator (FE-0) ini, KOH dan beberapa campuran lainnya dipekatkan dengan mengevaporasi air dari campuran tersebut. Sebanyak 96,8 % berat air berhasil dievaporasi menuju unit utilitas di alur-6, sedangkan sisa air dan campuran komponen lain disimpan di tangki (TT-04) setelah sebelumnya didinginkan di cooler (E-09). Komponen di alur-5 berasal dari tangki (TT-0) dengan kompsisi sebagai berikut, Tabel LA. Komposisi Masuk Evaporator (Alur-5) Inlet Komponen BM Alur 6 Alur 9 Alur Total F (kg/jam) F (kg/jam) F (kg/jam) KOH 56, 4,77865,846876, ,4740 H O 8,05 8,5990.0, , ,66494 GDO 60,986-0,8940 0,8557 0, GTO 885,4-0, ,80 Gliserol 9,098 0, , ,46904

16 Tabel LA. Neraca Massa Di Evaporator (FE-0) Evaporator (FE-0) Komponen Inlet Outlet Alur 5 Alur 6 Alur 8 F (kg/jam) F (kg/jam) F (kg/jam) KOH 0,4740-0,4740 H O.584, , GDO 0, , GTO 0,80-0,80 Gliserol 0,4808-0, , , ,594.86,46904

17 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI Basis perhitungan jam Satuan panas kj (kilojoule) Temperatur referensi 5 o C (98 K) Persamaan-persamaan termodinamika yang dipergunakan dalam perhitungan neraca energi atau panas ini adalah sebagai berikut, Panas Masuk dan Keluar Q H T o T 5 C n Cp dt...(smith,dkk.005) Panas Penguapan Q n. H vl... (Smith,dkk.005) Perhitungan estimasi C ps (J/mol.K) menggunakan metode Hurst dan Harrison, dimana kontribusi elemen atom dan persamaan yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut, Tabel LB. Nilai ΔE untuk estimasi C ps Elemen Atom E C 0,89 H 7,56 O,4 Na 6,9 (Perry, dkk. 999) n Cp Ni Ei i S 5,54 K 5,4 P 5,50

18 Perhitungan estimasi C pl (kal/mol o C) menggunakan metode Chueh dan Swanson, dimana kontribusi gugus dan persamaan yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut, Tabel LB. Nilai ΔE untuk estimasi C pl Elemen Atom E -CH - 8,80 -CH - 7,6 -CH- 5,00 -O- 8,40 -OH- 0,70 -COOH- 7,70 -COO-,80 (Lyman, dkk. 98) Cp n i Ni Ei Perhitungan estimasi ΔH o f (kj/mol) menggunakan metode Joback dan Energi Ikatan Reaktan, dimana kontribusi gugus dan persamaan yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut, Tabel LB. Nilai Gugus untuk estimasi ΔH o f Elemen Atom E -CH - 8,80 -CH - 7,6 O C O 5,00 -O- 8,40 -CH- 0,70 -S- 7,70 -OH-,80 (Lyman, dkk. 98)

19 H o f Data ΔH o f 68,9 + n i Ni H ΔH o f H O -57,80 kkal/mol (Reklaitis. 98) -40,8 kj/mol ΔH o f CH OH -48,08 kkal/mol (Reklaitis. 98) -40,8 kj/mol ΔH o f Gliserol 9,80 kkal/mol (Reklaitis, 98) 584,9 kj/mol Hasil estimasi harga ΔH o f, ΔH o f Asam Oleat 68,9 + (-7,9) + (9,89) + (-76,45) + (-08,04) + 4(-0,64) -.4,5 kj/mol ΔH o f GMO 68,9 + (-76,45) + 6(-0,64) + (9,89) + (-7,9) + (-08,04) 68,9 + (-76,45) + (-0,4) + 89,67 + (-7,9) + (-46,08) -.00,7 kj/mol ΔH o f GDO 68,9 + (-76,45) + 6(-0,64) + (9,89) + (-7,9) + (-08,04) 68,9 + (-5,9) + (-56,64) + 89,67 + (-7,9) + (-46,08) -.85,58 kj/mol ΔH o f GTO 68,9 + (-76,45) +6(-0,64) + (9,89) + (-7,9) + (-08,04) 68,9 + (-9,5) + (-74,04) + 89,67 + (-7,9)

20 + (-46,08) -.568,4 kj/mol Data ΔH vl ΔH vl H O , J/mol (Reklaitis, 98) 40,66 kj/mol ΔH vl CH OH 5.70 J/mol (Reklaitis, 98) 5,7 kj/mol Data C p C pg H O 7, ,6.0-4 T +, T + (-6, T ) + 9, T 4 (Reklaitis, 98) C pl H O 8,96 + 4,7.0 - T + (-,9.0 - T ) +,4.0-6 T (Reklaitis, 98) C pg CH OH 9,80 + 8,4.0 - T + 6, T + (-8, T ) +, T 4 (Reklaitis, 98) C pl CH OH -58,5 +,58T + (-, T ) +, T (Reklaitis, 98) Hasil estimasi harga C ps, C ps KOH 5,4 +,4 + 7,56 6, J/mol 0,06 kj/mol

21 LB.4 Hasil Estimasi Nilai Cp Pada Berbagai Temperatur T (K) Cp (kj/mol) Komponen Gliserol H O CH OH KOH As.Oleat GMO GDO GTO 98,748 74, ,6568 0,06 606,49 76,869.07,447.44,05 0 9,858 74,9660 8,755 0,057,88 607,79 74,6.074,747.45,5 5, ,55 88, , , , ,67 89, ,98 76, ,98 76,04,445 0, ,98.5,79 7 0,400 76, - 0, ,749.9,7.54, ,655 76,5787, ,748 80,468 4,5 0, ,79.004,69.,07.67,785 (Lyman, dkk. 98) Steam yang digunakan adalah saturated steam pada temperatur 60 o C dan tekanan,00 atm dan H vl.66,658 kj/kg. Air pendingin yang dipergunakan dalam pabrik ini merupakan air yang memiliki temperatur 0 o C (8 K) dan selanjutnya keluar pada temperatur 0 o C (0 K) pada tekanan 760 mmhg ( atm). H (0 o C) 8K C PH dt O 98K 8,96 (8-98) + -69,84 kj/mol -.54,889 kj/kg 0,47 (8-98 ) -,6 0 (8-98 ) H (0 o C) 0K C PH dt O 98K 8,96 (0-98) + 97,44 kj/mol.556,886 kj/kg 0,47 (0-98 ) -,6 0 (0-98 )

22 B. Heater (E-04) Sebelum memasuki unit vaporizer (VE-0), komponen dengan suhu awal 0 o C terlebih dahulu dipanaskan di heater (E-0) hingga suhu 60 o C dengan memanfaatkan panas gliserol dari alur-. Panas masuk (Qi), 0 0 Qi N 7 gli Cp gli dt + N 7 air Cp air dt + N 7 met Cp met dt N 7 gli 7.795,548 mol (6,0 kj/mol) 7.89,09 kj 0 Cp gli 98 dt 0 98 N 7 air 5.8,785 mol (0,66 kj/mol) 679,986 kj 0 Cp air 98 dt N 7 met 7.548,08 mol (,0678 kj/mol) 8.066,588 kj 0 Cp met 98 dt

23 Qi (7.89, , ,588) kj 5.95,6 kj Panas Keluar (Qo), Qi N 8 gli Cp gli dt + N 8 air Cp air dt + N 8 met Cp met dt N 8 gli Cp gli ,548 mol (7,4809 kj/mol) 8.744,75 kj dt N 8 air 5.8,785 mol (0,6759 kj/mol).94,7048 kj Cp air 98 dt N 8 met 7.548,08 mol (7,4809 kj/mol) ,747 kj Cp met 98 dt Qo (8.744, , ,747) kj 4.5,56 kj dq/dt Qo Qi (4.5, ,6) kj 07.6,96 kj

24 Estimasi nilai H vl gliserol pada suhu 05 o C ini menggunakan metode Klein sebagai berikut, H vl R. K kl. T b R,987 K kl,04 (ln Pc) Tb ( Pc) Tc Tb Tc... (Lyman, dkk. 98) Pc 4,7488 atm (Lyman, dkk. 98) Hvl.489,89 kj/kg Panas gliserol yang dibutuhkan (m), m Q / Hvl 07.6,96 kj / (.489,89 kj/kg) 4, kg B. Vaporizer (VE-0) Steam 60 o C, atm Gliserol Air Metanol 60 o C, atm T C 8 Kondensat 60 o C, atm 9 VE-0 Air Metanol 05 o C, atm Gliserol 05 o C, atm Panas masuk (Qi), Qi Qi N 8 gli Cp gli dt + N 8 air Cp air dt + N 8 met Cp met dt (8.744, , ,747) kj 4.5,56 kj 98

25 78 Qo N gli dt 98 Cp gli Qo 78 + N 9 air Cp air dt + H vl air + N 9 met Cp met dt + H vl ,548 mol (96,0907 kj/mol) + 5.8,785 mol (4,89 kj/mol) ,08 mol (-,889 kj/mol) (.6.800, ,89 40.,7) ,7 kj met dq/dt Qo Qi ( ,7-4.5,56) kj.95.5,85 kj Steam yang dibutuhkan (m), m Q / Hvl.95.5,85 kj / (.66,658 kj/kg).98,84475 kg B. Kondensor Sub-Cooler (E-0) Air Pendingin 0 o C, atm Metanol Air 0 o C, atm 0 E-0 9 Metanol Air 05 o C, atm Panas masuk (Qi), Air Pendingin Bekas 0 o C, atm 7 78 Qi N 9 air [ Cp air dt + H vl air + Cp air dt ] + N 9 met [ H vl met + Cp met dt ] 7,7 7,7 Cp met 98 dt Qi 5.8,785 mol [(, ,66 + 0,565) kj/mol] ,08 mol [(8,4 + 5,7 + 75,5) kj/mol] (47.05, ,585)

26 ,8 kj Panas keluar (Qo), 0 Qo N air Cp air dt + N met Cp met dt Qo 5.8,785 mol (0,66 kj/mol) ,08 mol (,0687 kj/mol) (679, ,588) kj 8.746,5744 kj dq/dt Qo Qi (8.746, ,8) kj ,8 kj.8.08,8 kj (air pendingin sebagai sistem penerima panas) Air pendingin yang dibutuhkan (m), m Q / (H(0 o C) H(0 o C)).8.08,8 kj / [(.556,886 (-.54,899)]kJ/kg kg B.4 Cooler (E-05) Panas masuk (Qi), Qi N gli 78 Cp gli 98 dt

27 7.795,548 mol (96,00907 kj/mol).68.75,44 kj Panas keluar (Qo), Qi N gli 0 Cp gli 98 dt 7.795,548 mol (6,0 kj/mol) 7.89,09 kj dq/dt -(Qo Qi) -(7.89, ,44) kj -( ,75 kj).40.56,75 kj (air pendingin sebagai sistem penerima panas) Air pendingin yang dibutuhkan (m), m Q / (H(0 o C) H(0 o C)).40.56,75 kj / [(.556,886 (-.54,899)]kJ/kg 5,68846 kg B.5 Heater (E-06) Panas masuk (Qi), 0 Qo N gli Cp gli dt + N KOH Cp KOH dt

28 Qi 7.795,548 mol (6,00 kj/mol) + 0,475 mol (0,066 kj/mol) (7.89,47 +,6985) kj 7.9,697 kj Panas keluar (Qo), Qo 45 Qo N gli Cp gli dt + N KOH Cp KOH dt ,548 mol (85,54 kj/mol) + 0,475 mol (0,88665 kj/mol) ( , , ) kj ,949 kj dq/dt Qo Qi ( , ,697) kj ,9 kj Steam yang dibutuhkan (m), m Q / Hvl ,9 kj / (.66,658 kj/kg) 408,57 kg B.6 Heater 4 (E-08) Panas masuk (Qi), Qi Qi N 4 as.oleat.598,559 mol (,00 kj/mol) 6.78,0707 kj 0 Cp as oleat 98. dt

29 Panas keluar (Qo), Qo Qi N 5 as.oleat.598,559 mol (5,00 kj/mol) 646.0,867 kj 45 Cp as oleat 98. dt dq/dt Qo Qi (646.0, ,0707) kj 69.95,7965 kj Steam yang dibutuhkan (m), m Q / Hvl 69.95,7965 kj / (.66,658 kj/kg) 79, kg B.7 Reaktor (R-0) Air Pendingin 0 o C, atm Asam Oleat 80 o C, atm Gliserol KOH 80 o C, atm P I 5 R-0 L C 6 Air KOH Gliserol Monooleat Gliserol Dioleat Gliserol Trioleat 80 o C, atm Air Pendingin Bekas 0 o C, atm Pada reaktor (R-0) ini, air pendingin berfungsi untuk menurunkan suhu dalam reaktor yang akan terakumulasi naik akibat reaksi eksotermis yang terjadi di dalam reaktor, namun air pendingin tidak menurunkan suhu produk yang keluar dari reaktor (R-0) ini.

30 Produk yang keluar dari reaktor (R-0) ini memiliki suhu 80 o C (45 o K) yang selanjutnya didinginkan hingga temperatur 0 o C (0 o K) di cooler (E-07) setelah sebelumnya melewati heater (E-0) untuk memanfaatkan panasnya dalam proses pemekatan larutan KOH di evaporator (FE-0). Panas masuk (Qi), Qi 45 Qo N gli Cp gli dt + N KOH Cp KOH dt + N 5 as.oleat Cp as. oleat dt [7.795,548 mol (98,748-,748) kj/mol] + [0,475 mol (0,987-0,06) kj/mol] +[.598,559 mol (657,79-606,49) kj/mol] ( , , ,867) kj ,86 kj Qo N 6 KOH Cp KOH 98 dt 45 + N 6 air Cp air dt + H vl N 6 GMO Cp GMO 98 dt N 6 GDO Cp GDO dt + N 6 GTO 98 Cp GTO 98 dt Qo [0,475 mol (0,987-0,06) kj/mol] + [97.95,094 mol ((80,468-74,8494) + 40,66) kj/mol] + [8.6,5 mol (.004,69 7,869) kj/mol] + [66,664 mol (.,07-.07,447) kj/mol] + [,8 mol (.97, ,05) kj/mol] 89, , , , ,6498) kj ,06 kj ΔHr (98) ΔH o f GMO + ΔH o f GDO + ΔH o f GTO + ΔH o f air - ΔH o f gliserol - ΔH o f as.oleat

31 ΔHr (45) ΔHr (98) [-.00,7 + (-.85,58) + (-.568,4) + (-40,8) (584,9) (-.4,50)] kj/mol -.9,976 kj/mol Cp gliserol dt dt Cp as oleat Cp GMO Cp GDO dt dt Cp GTO dt + ( Cp air dt + Cp air dt + H vl ΔHr (45) (-.9,976 (98,748-,748)-(657,79-606,49)+(.004,69-7,869)+(.,07-.07,447)+(.67,785.44,05) + [(76,-74,8494) + (80,468-76,) + 40,66]} kj/mol (-.9,976 85,540 5, + 7,76 + 7, , ,74) kj/mol -.76,986 kj/mol (eksotermis) 98 air) r (mol/menit) 0,06 [Gliserol] [Asam Oleat] (Pardi. 005) r (mol/jam),67 [Gliserol] [Asam Oleat] r.748,488 mol dq/dt r. ΔHr (45) + Qo Qi [.748,488 mol (-.76,986 kj/mol)] + ( , ,86) kj ( , ,47) kj ,7797 kj (melepaskan panas)

32 Oleh karena itu dibutuhkan air pendingin (m) sebagai sistem penerima panas yang dilepaskan oleh reaksi di dalam reaktor (R-0). Qair pendingin - (dq/dt) - ( ,7797 kj) ,7797 kj m ,7797 kj / (H (0 C) H (0 C) ) ,7797 kj / [(.556,886 (-.54,899)]kJ/kg 56,98 kg B.8 Cooler (E-07) Panas masuk (Qi), 45 Qi N 7 KOH Cp KOH 98 dt 45 + N 7 air Cp air dt + H vl N 7 GMO Cp GMO 98 dt 45 + N 7 GDO Cp GDO dt + N 7 GTO Cp GTO 98 Qi 0,475 mol (0,88665 kj/mol) ,094 mol (5, ,66) kj/mol + 8.6,5 mol (7,76 kj/mol) + 66,664 mol (7,760 kj/mol) +,8 mol (57,76 kj/mol) (89, , , ,06 + dt

33 .76,498) kj ,66 kj Panas keluar (Qo), 0 Qo N 8 KOH Cp KOH 98 dt 0 + N 8 air Cp air 98 dt 0 + N 8 GMO Cp GMO 98 dt 0 + N 8 GDO Cp GDO dt + N 8 GTO 98 0 Cp GTO 98 Qo 0,475 mol (0,066 kj/mol) ,094 mol (0,6 kj/mol) + 8.6,5 mol (,9 kj/mol) + 66,664 mol (,00 kj/mol) +,8 mol (,00 kj/mol) (, , , , ,964) kj 4.7,66 kj dt dq/dt Qo Qi (4.7, ,66) kj ,5 kj ,5 kj (air pendingin sebagai sistem penerima panas) Air pendingin yang dibutuhkan (m), m ,5 kj / (H (0 C) H (0 C) ) ,5 kj / [(.556,886 (-.54,899)]kJ/kg 767, kg

34 B.9 Heater (E-0) Panas masuk (Qi), 0 Qo N 4 gli 98 Cp gli dt 0 + N 4 KOH 98 Cp KOH 0 + N 4 air 98 Cp air 98 dt dt N 4 GDO Cp GDO dt + N 4 GTO dt 98 Cp GTO Qi,780 mol (6,0074 kj/mol) ,50 mol (0,066 kj/mol) , mol (0,66 kj/mol) +, mol (,00 kj/mol) + 0,46 mol (,00 kj/mol) (, , ,87 +, ,98) kj.56,008 kj Panas keluar (Qo), 68 Qo N 5 gli Cp gli 98 dt 68 + N 5 KOH Cp KOH 98 dt

35 68 + N 5 air dt 98 Cp air 68 + N 5 GDO Cp GDO dt + N 5 GTO Cp GTO 98 dt Qo,780 mol (8,755 kj/mol) ,50 mol (0,406 kj/mol) , mol (,54 kj/mol) +, mol (0,48 kj/mol) + 0,46 mol (9,767 kj/mol) 6, , , ,07 + 9,4668) kj 7.556,097 kj dq/dt Qo Qi (7.556, ,008) kj 48.00,0909 kj Kondensat 60 o C, atm m Q / Hvl 48.00,0909 kj / (.970,5406 kj/kg) 5,95574 kg B.0 Evaporator (FE-0) Steam 60 o C, atm 6 Air 00 o C, atm Gliserol KOH Air GDO GTO 95 o C, atm 5 TC FE-0 8 Gliserol KOH Air GDO GTO 00 o C, atm Kondensat 60 o C, atm Panas masuk (Qi), Qi Qo 5 heater (E-0) 7.556,097 kj

36 Panas keluar (Qo), Qo N out Cp v dt + N out Cp l dt 7 N out Cp v dt Nair Cpl. dt + Hvl (7K) 9.64,80 mol (4,8 kj/mol) ,888 kj air N out Cp l dt N 8 gli Cp gli dt + N 8 KOH Cp KOH dt + N 8 GDO Cp GDO dt Qo 7 N 8 GTO Cp GTO dt + N 8 air Cp air dt 98,780 mol (90,65 kj/mol) ,50 mol (0,4066 kj/mol) +, mol (8,88 kj/mol) + 0,46 mol (8,88 kj/mol) ,4 mol (,478 kj/mol) (40, , , , ,958) kj.666,0006 kj ,888 kj +.666,0006 kj ,8886 kj 7 98 dq/dt Qo Qi ( , ,097) kj ,795 kj Steam yang dibutuhkan (m), m Q / Hvl ,795 kj / (.66,658 kj/kg) 4.77,5555 kg

37 B. Kondensor Sub-Cooler (E-0) Panas masuk (Qi), Qi 7 Qi N 6 air Cp air dt + H vl ,80 mol (4,8 kj/mol) ,888 kj air Panas keluar (Qo), Qo Qo N 7 air 9.64,80 mol (0,66 kj/mol).458,8858 kj 0 Cp air 98 dt dq/dt Qo Qi (.458, ,888) kj ,00 kj ,00 kj (air pendingin sebagai sistem penerima panas) Air pendingin yang dibutuhkan (m), m ,00 kj / (H (0 C) H (0 C) ) ,00 kj / [(.556,886 (-.54,899)]kJ/kg 56,9599 kg

38 B. Cooler (E-09) Panas masuk (Qi), Qi Qo 8 evaporator(fe-0) ,6 kj Panas keluar (Qo), 0 Qo N 8 gli 98 Cp gli dt 0 + N 8o KOH 98 Cp KOH 0 + N 8o air 98 Cp air 98 dt dt N 8o GDO Cp GDO dt + N 8o GTO dt 98 Cp GTO Qo,780 mol (6,0 kj/mol) ,50 mol (0,066 kj/mol) ,80 mol (0,66 kj/mol) +, mol (,00 kj/mol) + 0,46 mol (,00 kj/mol) (, , ,8858 +, ,98) kj.6,5784 kj dq/dt Qo Qi (.6, ,6) kj ,059 kj 8.6.5,059 kj (air pendingin sebagai sistem penerima panas)

39 Air pendingin yang dibutuhkan (m), m 8.6.5,059 kj / (H (0 C) H (0 C) ) 8.6.5,059 kj / [(.556,886 (-.54,899)]kJ/kg 554,9046 kg

40 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN. Tangki Gliserol (TT-0) Fungsi : menyimpan gliserol kasar untuk kebutuhan 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C Jumlah : 4 unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F) 4.6,5688 kg/jam Densitas gliserol.60 kg/m (Perry dan Green, 999) Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0% Perhitungan tangki, Volume larutan (V L ), kg jam 4.6,5688 0hari 4 m jam hari V L ρ.60kg / m 880,67965 m Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (880,67965 m ) 056,85584 m Direncanakan dibangun 4 unit untuk kebutuhan 0 hari, V tangki 056,85584 m 4 Diameter tangki (Dt), 64,0896 m Tinggi silinder : diameter Hs : Dt : H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t

41 D t 8V t D π 8(64,0896 ) π 6,0766 m 9,507 in r Dt (6,0766 m),08 m 9,675 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (6,0766 m) 9,49 m 58,856 in Tinggi total (H t ), H t H s 9,49 m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c P o (-0,) H s 0,8 (9,49 m) 7,99 m 4,696 psia atm kg m P hidrostatik ρ g H c.60 9, 8 (7,99 m) ,768 Pa m s,09 psia P operasi P design P o + P hidrostatik (4,696 +,09) Psia 8,709 psia ( + f k ) P operasi ( + 0,) (8,709 Psia),95 psia,664 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun

42 PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P d d (,95 psia)( 9,675 in) lb.560 in ( 0,85) ( 0,6)(,95psia) + 0,5 in tahun (0tahun),608 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ¾ in atau,75 in.. Tangki Gliserol Murni (TT-06) Fungsi : menyimpan gliserol murni untuk kebutuhan 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C Jumlah : 5 unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F).480,7674 kg/jam Densitas gliserol.60 kg/m (Perry dan Green, 999) Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0% Perhitungan tangki, Volume larutan (VL), kg jam.480,7674 0hari 4 m jam hari V L ρ.60kg / m Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (66,99740 m ) 795, m Direncanakan dibangun 5 unit untuk kebutuhan 0 hari, 66,99740 m 795, m V tangki 4 Diameter tangki (Dt), 98,899 m Tinggi silinder : diameter Hs : Dt :

43 H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t D t 8V t D π 8(98,899 ) π 5,579 m 7,64 in r Dt (5,579 m),7695 m 08,867 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (5,579 m) 8,985 m 6,4505 in Tinggi total (H t ), H t H s 8,985 m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c P o (-0,) H s 0,8 (8,985 m) 6,648 m 4,696 psia atm kg m P hidrostatik ρ g H c.60 9, 8 (6,648 m) 8.90,04 Pa m s,880 psia P operasi P design P o + P hidrostatik (4,696 +,880) psia 6,576 psia ( + f k ) P operasi ( + 0,) (6,576 psia),894 psia,70 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004)

44 Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P (,894 psia)( 08,867 in) lb ( 0,85) ( 0,6)(,894 psia) in d + 0,5 (0tahun) tahun.560 in d.58 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ¾ in atau,75 in.. Tangki Asam Oleat (TT-07) Fungsi : menyimpan asam oleat untuk kebutuhan 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C Jumlah : 5 unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F).558, kg/jam Densitas 895 kg/m (Anonim c, 009) Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0% Perhitungan tangki, Volume larutan (V L ), kg jam.558, hari 4 m jam hari V L ρ 895 kg / m Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (954,5996 m ).45,956 m 954,5996 m

45 Direncanakan dibangun 5 unit untuk kebutuhan 0 hari,.45,956 m V tangki 4 Diameter tangki (Dt), 86,7799 m Tinggi silinder : diameter Hs : Dt : H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t D t 8V t D π 8(86,7799 ) π 6,4 m 45,7998 in r Dt (6,4 m),065 m,85999 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (6,4 m) 9,695 m 68,57997 in Tinggi total (H t ), H t H s 9,695 m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c P o (-0,) H s 0,8 (9,695 m) m 4,696 psia atm kg m P hidrostatik ρ g H c 895 9, 8 ( m) ,9076 Pa m s 9,577 psia P operasi P o + P hidrostatik (4,696 +,4) psia 4,7 psia

46 P design ( + f k ) P operasi ( + 0,) (4,7 psia) 9,0684 psia,978 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P ( 9,0684 psia)(,85999 in) lb ( 0,85) ( 0,6)( 9,0684 psia) in d + 0,5 (0tahun) tahun.560 in d.59 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ¾ in atau,75 in. 4. Tangki Katalis KOH (TT-08) Fungsi : menyimpan katalis KOH untuk kebutuhan 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F) 5,6975 kg/jam Densitas.044 kg/m (Anonim d, 009) Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0%

47 Perhitungan tangki, Volume larutan (V L ), kg jam 5,6975 0hari 4 m jam hari V L 0,66854 m ρ.044 kg / m Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (0,66854 m ) 0,805 m Direncanakan dibangun unit untuk kebutuhan 0 hari, 0,805m V tangki 0,805 m Diameter tangki (Dt), Tinggi silinder : diameter Hs : Dt : H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t D t 8V t D π 8(0,805) π 0,8799 m 4,6466 in r Dt (0,8799 m) 0,4995 m 7,08 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (0,8799 m),99 m 5,96495 in Tinggi total (H t ), H t H s,99 m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c P o (-0,) H s 0,8 (,99 m),0559 m 4,696 psia atm

48 kg m P hidrostatik ρ g H c.044 9, 8 (,0559 m).50,5446 Pa m s,068 psia P operasi P design P o + P hidrostatik (4,696 +,068) psia 7,764 psia ( + f k ) P operasi ( + 0,) (7,764 psia),6 psia,450 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P (,6 psia)( 7,08 in) lb ( 0,85) ( 0,6)(,6 psia) in d + 0,5 (0tahun) tahun.560 in d,85 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ½ in atau,5 in. 5. Reaktor (R-0) Fungsi Jenis : tempat terjadinya reaksi antara asam oleat dan gliserol dengan katalis KOH : tangki berpengaduk flat six blade open turbine dengan tutup dan alas ellipsoidal

49 Kondisi operasi : Temperatur (T) : 80 o C (45 K) Tekanan (P) : atm Bahan konstruksi : Carbon steel, SA-0, Gr. A Waktu tinggal (τ) 77,5 menit,967 jam (Pardi. 005) F masuk asam oleat.558, kg/jam 4.596,59689 kg/,967 jam Densitas asam oleat 895 kg/m (Anonim c, 009) F masuk gliserol.480,7674 kg/jam 4.495,9675 kg/,967 jam Densitas gliserol.6 kg/m (Anonim b, 009) F masuk umpan total F masuk asam oleat + F masuk gliserol + F masuk KOH (.558, , ,6975) kg/jam 7.045,0457 kg/jam 9.099, kg/,967 jam Estimasi nilai densitas umpan total masuk sebagai berikut (Halaman -57, Perry dan Green. 999), V masuk 4.495,9675 7, ,59689 total + + m /,967 jam, , m /,967 jam masuk ρ campuran 9.099, kg/,967 jam.045,850 kg/m 8, m /,967 jam Ukuran tangki, Volume tangki yang ditempati bahan Faktor kelonggaran 0 % ( τ ) (V o ),967 jam x 8, m /,967 jam 8, m Volume tangki ( + 0%). ( τ ).(V o ) (,) (,967 jam) (8, m /,967 jam) 0,4457 m

50 Perbandingan tinggi dengan diameter tangki (Hs : D) : Volume silinder (V s ) π D ( ) H s π D D π D Tutup dan alas tangki berbentuk ellipsoidal dengan rasio axis major terhadap minor adalah :, sehingga, Tinggi head (H h ) 6 D... (Halaman 80, Brownell dan Young. 959) π D 4 π D 4 π D D 6 V tutup ellipsoidal (V h ) ( )( )( ) ( ) ( ) V t V s + V h Diameter tangki (D) Tinggi silinder (Hs), π π D + D 0,458 π D 8 H V t 0,458π h 0,4457,968 m 76,5 in 0,458π H s D (,968 m),905 m 4,769 in Tinggi tutup ellipsoidal (H h ) D (,968 m) 0,80 m,7085 in 6 6 Tinggi tangki (H T ) H s + (H h.),905 m + [(0,80 m).()],55080 m 9,7948 in Tekanan desain, Volume tangki 0,4457 m Volume cairan 8, m Tinggi tangki,55080 m ( V )( ) cairan dalam tangki tinggi tangki Tinggi cairan dalam tangki volume tangki ( 8, )(,55080 ) 0,4457,9590 m Tekanan hidrostatis (ρ umpan) (g) (tinggi cairan dalam tangki) (.045,850 kg/m ) (9,8 m/s ) (,9590 m) 0.4,500 Pa 4,97 psia

51 P operasi P o + P hidrostatik (4, ,96740) psia 9,09740 psia Faktor keamanan untuk tekanan 0% P design ( + f k ) P operasi ( + 0,) (9,09740 psia),988 psia,5590 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S) lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,04 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR Tebal silinder (d) SE 0,6P + (CA)... (hal.57, Timmerhaus, dkk. 004) Dengan : d tebal dinding tangki bagian silinder (in) P tekanan desain (psia) R jari-jari dalam tangki (in) S stress yang diizinkan E efisiensi pengelasan d (,988 psia)( 0,5)( 76,5 in) lb ( 0,85) ( 0,6)(,988 psia) in + 0,04 in tahun (0tahun) 0, in Maka dipilih tebal tangki standar adalah /4 in atau 0,75 in. Tebal dinding head (tutup tangki), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004)

52 Allowable working stress (S) lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,04 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun P. Di Tebal head (d h ) + (CA)... (hal.57, Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,P Dengan, dh tebal dinding head (in) P tekanan desain (psi) Di diameter dalam tangki (in) S stress yang diizinkan E efisiensi pengelasan d h (,988 psia)( 76,5 in) lb ( ) ( 0,85) ( 0,)(,988 psia) in + 0,04 in tahun (0tahun) 0,47486 in Maka dipilih tebal tangki standar adalah /4 in atau 0,75 in. Menghitung Jaket Pendingin, Jumlah air pendingin (0 o C) 56,98 kg/jam Densitas air pendingin.0 kg/m (Kern. 950) Laju alir air pendingin (Qw) Diameter dalam jaket 56,98 kg/jam 0,05055 m /jam.0 kg/m diameter dalam + ( x tebal dinding) 76,5 in + [ (0,47486 in)] 77,009 in,9609 m Tinggi jaket tinggi reaktor,55080 m Asumsi tebal jaket ¼ in Diameter luar jaket (D) 77,009 in + ( x /4) in 77,7009 in,976 m

53 Luas yang dilalui air pendingin (A), A π (D -d π ) (,976 -,9609 ) 0,04997 m 4 4 Kecepatan air pendingin (v), Qw 0,05055 m /jam v,00777 m A 0,04997 m Tebal dinding jaket (tj), Bahan Stainless Steel Plate tipe SA-40 P hidrostatik ρgh (.0 kg/m ) (9,8 m/s ) (,55080 m) 8.97,58080 Pa 5,65660 psia P desain (,) [(5, ,696)] tj 4,489 psia P. D + nc ( SE 0,6P) Dipilih tebal jaket standar ½ in. (4,489).(,9609) + (0. 0,04) 0,44 in (.650 0,8 0,6 4,489) Pengaduk (impeller), Jenis : flat six blade open turbin (turbin datar enam daun) Kecepatan putaran (N) 600 rpm (Pardi. 005) 0 rps Efisiensi motor 80% Pengaduk ini didesain dengan standar sebagai berikut, Da : Dt : (Geankoplis. 00) Da Dt (,968 m) 0,6456 m E : Da (Geankoplis. 00) E Da 0,6456 m W : Da : 8 (Geankoplis. 00) Da W 0,0807 m 8 C : Dt : (Geankoplis. 00)

54 C Dt 0,6456 m L : Da : 4 (Geankoplis. 00) L Da 0,64 m 4 J : Dt / (Geankoplis. 00) J (Dt) 0,64 m Dengan, Dt diameter tangki Da diameter impeller E tinggi turbin dari dasar tangki L panjang blade pada turbin W lebar blade pada turbin J lebar baffle Fraksi umpan (x), x asam oleat.558, , ,0457 x gliserol - 0,505 0,49488 Viskositas (μ) umpan pada 80 o C (45 K), Asam oleat,094 cp, Pa.s (Kern. 950) Gliserol 0,498 cp 4, Pa.s (Geankoplis. 00) Viskositas campuran ( µ ) m n x iµ i i [(0,505) (, ) / + (0,49488) (4, ) / ] Pa.s 7, Pa.s

55 Daya pengaduk, Da N ρ (0,6456 )(0)(.045,850 ) Bilangan Reynold (N Re ) -4 µ 7, ,04 57, Dari Figure.4-5 (Geankoplis. 00) untuk pengaduk jenis flat six blade open turbine dengan 4 baffle (curve ) diperoleh nilai Np 4,8 maka, P Np 5 ρ N D a P Np. ρ. N. Da 5... (Hal. 59, Geankoplis. 00) (4,8) (.045,850) (0) (0,6456) ,44 Js - 754,694 hp Daya motor (Pm), P 754,694 P m 94,677 hp Dipilih motor pengaduk dengan daya 950 hp 6. Tangki Produk (TT-09) Fungsi : menyimpan produk untuk kebutuhan 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C Jumlah : 5 unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F).47, kg/jam ρ GMO.54 kg/m ρ GDO 975,9 kg/m ρ GTO 687,6 kg/m Dari data-data densitas di atas, maka dapat diestimasi nilai densitas (ρ) larutan produk sebagai berikut (Halaman -57, Perry dan Green. 999), ρ rata-rata produk.45,759 kg/m Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0%

56 Perhitungan tangki, Volume larutan (V L ), kg jam m.47, 0hari 4 jam hari V L ρ.45,759 kg / m Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (57,654 m ) 687,878 m Direncanakan dibangun 5 unit untuk kebutuhan 0 hari, 57,654 m 687,878 V tangki 5 Diameter tangki (Dt), m 7,5747 m Tinggi silinder : diameter Hs : Dt : H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t D t 8V t D π 8(7,5747) π 4,88869 m 9,46760 in r Dt (4,88869 m),4444 m 96,80 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (4,88869 m) 7,0 m 88,709 in Tinggi total (H t ), H t H s 7,0 m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c (-0,) H s 0,8 (7,0 m)

57 P o 5,8664 m 4,696 psia atm kg m P hidrostatik ρ g H c.45,759 9, 8 (5,8664 m) 8.578,0056 Pa m s,007 psia P operasi P design P o + P hidrostatik (4,696 +,007) psia 6,88007 psia ( + f k ) P operasi ( + 0,) (6,88007 psia),86 psia,898 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P (,86 psia)( 96,80 in) lb ( 0,85) ( 0,6)(,86 psia) in d + 0,5 (0tahun) tahun.560 in d,54 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ¾ in atau,75 in. 7. Tangki Larutan KOH (TT-0) Fungsi : menyimpan larutan KOH selama 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C

58 Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F).86,46904 kg/jam Densitas.0 kg/m (Anonim d, 009) Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0% Perhitungan tangki, Volume larutan (V L ), kg jam m.86, hari 4 jam hari V L ρ.0 kg / m Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (450,76406 m ) 540,969 m Direncanakan dibangun unit untuk kebutuhan 0 hari, 450,76406 m 540,969 m V tangki 80,056 m 5 Diameter tangki (Dt), Tinggi silinder : diameter Hs : Dt : H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t D t 8V t D π 8(80,056) π 5,49947 m 0,6740 in r Dt (5,49947 m),67497 m 05,70 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (5,49947 m) 8,0490 m 5,940 in

59 Tinggi total (H t ), H t H s 8,0490 m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c P o (-0,) H s 0,8 (8,0490 m) 6,4996 m 4,696 psia atm kg m P hidrostatik ρ g H c.0 9, 8 (6,4996 m) 7.844,075 Pa m s 8,547 psia P operasi P design P o + P hidrostatik (4, ,547) psia,87 psia ( + f k ) P operasi ( + 0,) (,87 psia) 9,88590 psia,74067 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P d d.560 in,644 in ( 9,88590 psia)( 05,70 in) lb ( 0,85) ( 0,6)( 9,88590 psia) + 0,5 in tahun (0tahun)

60 Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ¾ in atau,75 in. 8. Tangki KOH Pekat (TT-04) Fungsi : menyimpan KOH pekat selama 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F) 46,594 kg/jam Densitas.04 kg/m (Anonim d, 009) Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0% Perhitungan tangki, Volume larutan (V L ), kg jam m 46,594 0hari 4 jam hari V L ρ.04kg / m Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (40,746 m ) 48,8956 m Direncanakan dibangun unit untuk kebutuhan 0 hari, 40,746 m 48,8956 m V tangki 4,4478 m Diameter tangki (Dt), Tinggi silinder : diameter Hs : Dt : H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t

61 D t 8V t D π 8(4,4478) π,7485 m 08,077 in r Dt (,7485 m),74 m 54,086 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (,7485 m) 4,7 m 6,59 in Tinggi total (H t ), H t H s 4,7 m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c P o (-0,) H s 0,8 (4,7 m),988 m 4,696 psia atm kg m P hidrostatik ρ g H c.04 9, 8 (,988 m) ,49999 Pa m s 9,5680 psia P operasi P design P o + P hidrostatik (4, ,5680) psia 4,640 psia ( + f k ) P operasi ( + 0,) (4,640 psia) 9,69 psia,988 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959)

62 Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P d d ( 9,69 psia)( 54,086 in) lb.560 in ( 0,85) ( 0,6)( 9,69 psia) + 0,5 in tahun (0tahun),98 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ½ in atau,5 in. 9. Tangki Trigliserida (TT-0) Fungsi : menyimpan trigliserida selama 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F) 55,58 kg/jam Densitas 880 kg/m Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0% Perhitungan tangki, Volume larutan (V L ), kg jam m 55,58 0hari 4 jam hari V L ρ 880 kg / m Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (50,6986 m ) 80,7678 m Direncanakan dibangun unit untuk kebutuhan 0 hari, 50,6986 m 80,7678 m V tangki 90,689 m Diameter tangki (Dt),

63 Tinggi silinder : diameter Hs : Dt : H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t D t 8V t D π 8(90,689 ) π 4,4967 m 67,08 in r Dt (4,4967 m),489 m 8,654 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (4,4967 m) 6,74456 m 50,969 in Tinggi total (H t ), H t H s 6,74456 m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c P o (-0,) H s 0,8 (6,74456 m) 5,09956 m 4,696 psia atm kg m P hidrostatik ρ g H c 880 9, 8 (5,09956 m) 4.978,64788 Pa m s 6,78586 psia P operasi P design P o + P hidrostatik (4, ,78586) psia, psia ( + f k ) P operasi ( + 0,) (, psia) 5,8950 psia,708 atm

64 Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P d lb.560 in ( 5,8950 psia)( 8,654in) ( 0,85) ( 0,6)( 5,8950 psia) + 0,5 in tahun (0tahun) d,448 in Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ½ in atau,5 in. 0. Tangki Larutan CHOH (TT-05) Fungsi : menyimpan larutan CHOH selama 0 hari Bentuk : silinder tegak, tutup dan alas datar Bahan : carbon steel, SA-85 Gr. C Jumlah : unit Kondisi operasi : Temperatur (T) : 0 o C (0 K) Tekanan (P) : atm Laju alir massa (F) 46,984 kg/jam Densitas 860,856 kg/m Waktu tinggal (t) 0 hari Faktor kelonggaran (fk) 0% Perhitungan tangki, Volume larutan (V L ), kg jam m 46,984 0hari 4 jam hari V L ρ 860,856 kg / m 96,7690 m

65 Volume tangki (VT), V T ( + 0 %) (96,7690 m ) 6,06075 m Direncanakan dibangun unit untuk kebutuhan 0 hari, 6,06075 m V tangki 58,004 m Diameter tangki (Dt), Tinggi silinder : diameter Hs : Dt : H s Dt V t π D t H π D 4 t D t 4 π 8 D t D t 8V t D π 8(58,004) π,6664 m 44,49 in r Dt (,6664 m),86 m 7,760 in Tinggi silinder (Hs), H s Dt (,6664 m) 5, m 6,54790 in Tinggi total (H t ), H t H s 5, m Tekanan desain (P design ), Tinggi cairan (H c ), H c P o (-0,) H s 0,8 (5, m) 4,9959 m 4,696 psia atm kg m P hidrostatik ρ g H c 860,856 9, 8 (4,9959 m) 7.6,646 Pa m s 5,8 psia P operasi P o + P hidrostatik

66 P design (4, ,8) psia 0,079 psia ( + f k ) P operasi ( + 0,) (0,079 psia) 4,09500 psia,696 atm Tebal dinding (d) tangki (bagian silinder), Efisiensi sambungan (E) 0,85 (Timmerhaus, dkk. 004) Allowable working stress (S).560 lb/in (Brownell dan Young. 959) Faktor korosi (C) 0,5 in/tahun (Brownell dan Young. 959) Umur alat direncanakan (A) 0 tahun PR d + (CA) (Timmerhaus, dkk. 004) SE 0,6P d d ( 4,09500 psia)( 7,760 in) lb.560 in,4 in ( 0,85) ( 0,6)( 4,09500 psia) + 0,5 in tahun (0tahun) Dari tabel 5.4 (Brownell dan Young. 959), maka dipilih tebal tangki standar adalah ½ in atau,5 in.. Cooler (E-05) Fungsi : menurunkan suhu gliserol yang keluar vaporizer Jenis : -4 shell and tube heat exchanger Spesifikasi : in OD, 0 BWG, Panjang 0 ft, 4 pass Fluida panas, Laju alir fluida masuk (F).480,7674 kg/jam 7.67,75046 lbm/jam Tmasuk (T) 05 o C o F Tkeluar (T) 0 o C 86 o F Fluida dingin, Laju alir fluida masuk (F) 5,68846 kg/jam 497, lbm/jam Tmasuk (t) 0 o C 50 o F

67 Tkeluar (t) 0 o C 86 o F Panas yang diserap (Q).40.56,75 kj/jam.4.0,6 btu/jam Δt (beda suhu yang sebenarnya) Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T o F t 86 o F Δ t 5 o F T 86 o F t 50 o F Δ t 6 o F T - T 5 o F t t 6 o F Δ t - Δ t -99 o F t t 6 5 LMTD 74,94004 o F t 6 ln ln t 5 T T 5 R,75 t t 5 S t T t 6 t 50 0,05 Pada R,75 dan S 0,05 dari Figure 9 (Hal. 89, Kern. 950) diperoleh nilai F T 0,96 maka, Δt (FT) (LMTD) (0,96) (74,9004) 7,979 o F Tc dan tc, T c T T 67,5 o F t t t c 8 o F ) Dalam perancangan ini dipergunakan cooler dengan spesifikasi, Diameter luar tube (OD) in Jenis tube 0 BWG Pitch (PT),5 in square pitch Panjang tube (L) 0 ft Pass (n) 4 Dari Tabel 8 (hal. 840, Kern. 950) diperoleh,

68 U D R d (Faktor Pengotor) 0,00 75 Btu/jam.ft. o F Luas permukaan perpindahan panas (A), A U D Q t btu.4.0,6 jam btu o jam ft. F o ( 7, F ) Dari Tabel 0 (hal. 84, Kern. 950) diperoleh, Luas permukaan luar (a ) 0,68 ft /ft Jumlah tube (N t ), N t A ( L)( a '' ) 8,7 buah 597,0 ft Dari Tabel 9 (hal. 84, Kern. 950) jumlah tube 8 buah, ID shell 5 in, Koreksi UD, A U D (L) (Nt) (a ) (0 ft) (8) (0,68 ft /ft) 6,084 ft Q A t btu.4.0,6 jam (6,084 ft )(7,979 o F) 7,886 btu o jam ft F Fluida Panas (Shell Side) Flow Area (as), Ds 5 in,08 ft Baffle Spacing (B) 5 in Tube Pitch (PT),5 in Clearance (C ) PT OD 0,5 in ' DS C B as 0,875 ft 44 P Mass Velocity (Gs), W Gs 40.96,6680 as T lbm ft jam Fluida Dingin (Tube Side) Flow Area (at), at 0,4 in at ' Nt at 0,40 ft 44 n Mass Velocity (Gt), W Gt.546,4048 at lbm ft jam

69 Bilangan Reynold (Res), Dari Fig.8 (Kern. 950) diperoleh, De 0,987 in 0,08 ft μ 0,875 cp 0,974 lbm/ft.jam R es De Gs µ.59,990 Estimasi nilai jh pada Res (Figure 4, hal.84, Kern. 950) diperoleh, jh 9 Cp 0,99 Btu/lbm. o F k 0,449 Btu/jam.ft. o F Cp µ k,94 Bilangan Reynold (Ret), Dari Fig.8 (Kern. 950) diperoleh, Dt 0,7 in 0,00999 ft μ 0,5 cp 0,8 lbm/ft.jam R et Dt Gt µ 795,98455 Estimasi nilai jh pada Ret (Figure 4, hal.84, Kern. 950) diperoleh, jh 0 Cp 0,55 Btu/lbm. o F k 0,086 Btu/jam.ft. o F Cp µ k,09 ho φs jh k De Cp µ k ho φs jh k Dt Cp µ k 0,5654 btu o jam ft F,6658 btu o jam ft F Pressure Drop Estimasi nilai f (faktor gesekan) pada Res (Figure 9, Kern. 950) diperoleh, f 0,0004 N + (L/B) 88,00 s 0,87 0,4 µ c φs 0,49 µ w Ps ( f )( Gs )( Ds)( N + ) 0 ( 5, 0 )( De)( s)( φs) 0,0996 psi 9, psi Pressure drop cairan < 0 psi, maka spesifikasi ini dapat diterima. Pressure Drop Estimasi nilai f (faktor gesekan) pada Ret (Figure 6, Kern. 950) diperoleh, f 0,0009 s 0,4 µ c φt 0,4 µ w Pt ( f )( Gt )( L)( n) 0 ( 5, 0 )( Dt)( s)( φt) 0,007 psi, psi Estimasi nilai v /g pada Gt (Figure 7, Kern. 950) diperoleh v /g 0,00 maka,

70 4 n v Pr 0,0 psi s g ΔPf ΔPr + ΔPt 0,0407 psi ΔPf 4, psi Pressure drop cairan < 0 psi, maka spesifikasi ini dapat diterima.. Kondensor Sub-Cooler (E-0) Fungsi : mengkondensasi dan menurunkan suhu larutan metanol Jenis : -4 shell and tube heat exchanger Spesifikasi : in OD, 0 BWG, Panjang 0 ft, 4 pass Fluida panas, Laju alir fluida masuk (F) 46,984 kg/jam 764,8808 lbm/jam Tmasuk (T) 05 o C o F Tkeluar (T) 0 o C 86 o F Fluida dingin, Laju alir fluida masuk (F) 75,5968 kg/jam 66,494 lbm/jam Tmasuk (t) 0 o C 50 o F Tkeluar (t) 0 o C 86 o F Panas yang diserap (Q).8.08,8 kj/jam ,0 btu/jam Δt (beda suhu yang sebenarnya) Fluida Panas Fluida Dingin Selisih T o F t 86 o F Δ t 5 o F T 86 o F t 50 o F Δ t 6 o F T - T 5 o F t t 6 o F Δ t - Δ t -99 o F LMTD t t t ln t ,94004 o F 6 ln 5

71 T R t T t 5,75 5 S t T t 6 t 50 0,05 Pada R,75 dan S 0,05 dari Figure 9 (Hal. 89, Kern. 950) diperoleh nilai F T 0,96 maka, Δt (FT) (LMTD) (0,96) (74,9004) 7,979 o F Tc dan tc, T c T T 67,5 o F t t t c 8 o F ) Dalam perancangan ini dipergunakan cooler dengan spesifikasi, Diameter luar tube (OD) in Jenis tube 0 BWG Pitch (PT),5 in square pitch Panjang tube (L) 0 ft Pass (n) 4 Dari Tabel 8 (hal. 840, Kern. 950) diperoleh, U D 75 Btu/jam.ft. o F R d (Faktor Pengotor) 0,00 Luas permukaan perpindahan panas (A), A U D Q t btu ,0 jam btu o jam ft. F o ( 7, F ) Dari Tabel 0 (hal. 84, Kern. 950) diperoleh, Luas permukaan luar (a ) 0,68 ft /ft Jumlah tube (N t ), N t A ( L)( a '' ) 76,9 buah 99,886 ft