Prarancangan Pabrik Benzaldehyde dari Kulit Kayu Manis Kapasitas 600 ton/tahun REAKTOR (R)

Transkripsi

1 REAKTOR (R) Deskripsi Tugas : Mereaksikan cinnamaldehyde menjadi benzaldehyde dan acetaldehyde dengan katalis larutan 2HPb-CD dan NaOH Jenis : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk Suhu : 50 o C (323 K) Tekanan : 1 atm Kondisi : Isotermal, Non-Adiabatis Reaksi Mekanisme reaksi C 9 H 8 O + H 2 O C 7 H 6 O + C 2 H 4 O Cinnamaldehyde + Air Benzaldehyde + Acetaldehyde Secara detail, mekanisme reaksi digambarkan sebagai berikut: (Chen et. al, 2010) 201

2 Kinetika reaksi Kinetika reaksi mengikuti orde 1 (Chen et. al, 2010). r A = - k.c A r A = Laju reaksi, mol/m 3.menit k = Konstanta laju reaksi, menit -1 C A = Konsentrasi reaktan, mol/m 3 Pada suhu reaksi, 50 o C: k = 0,0888/menit (Chen et. al, 2010) Neraca Massa Data arus masuk reaktor ditunjukkan dalam tabel berikut. Komponen m, kg/jam ρ, kg/m 3 F v, m 3 /jam Mr, g/mol mol, kmol/jam Cinnamaldehyde 95, , ,73 Water 2991, , ,19 NaOH 59, , ,50 2 HPb-CD 997, , ,73 Benzaldehyde 10, , ,10 Acetaldehyde 0, , ,00 Total 4154,57 3,73 169,24 Flowrate arus masuk reaktor: F v = 3,73 m 3 /jam = 3 1 jam 3,73 m /jam x 60 menit = 0,06 m 3 /menit Neraca massa total pada reaktor ditunjukkan dalam tabel berikut. Komponen Input, kg/jam Reaction, kg/jam Output, kg/jam Cinnamaldehyde 95,73-86,15 9,57 Water 2991,49-11, ,74 NaOH 59,83 0,00 59,83 2 HPb-CD 997,16 0,00 997,16 Benzaldehyde 10,35 69,19 79,54 Acetaldehyde 0,00 28,72 28,72 Total 4154, ,57 202

3 Neraca massa pada reaktor dapat dijabarkan sebagai berikut: Input Output + Generation = Accumulation Untuk kondisi steady state, accumulation = 0 F C A0 A0 = F v Sehingga, F A0 F A1 + r A.V = 0 F A0 F A0.(1 X) + (-k.c A ).V = 0 F A0 F A0.(1 X) - k.c A0.(1 X).V = 0 F A0.X = k.c A0.(1 X).V F C A0 A0 = k.v F v = k.v 1 X X 1 X X Fv X V = k (1-X) F A0 = Laju mol reaktan mula-mula, mol/menit F A1 = Laju mol reaktan keluar, mol/menit V = Volume reaktor, m 3 F v = Laju volumetrik reaktan, m 3 /menit C A0 = Konsentrasi reaktan mula-mula, mol/m 3.menit X = Konversi Nilai-nilai yang diketahui antara lain: F v = 0,0622 m 3 /menit k = 0,0888/menit Dengan nilai-nilai tersebut dan persamaan hasil penjabaran neraca massa, nilai V dapat dihitung untuk berbagai nilai konversi. Optimasi Volume Reaktor Volume reaktor dihitung untuk berbagai nilai konversi. Hasil yang diperoleh ditampilkan dalam tabel. 203

4 Koversi Prarancangan Pabrik Benzaldehyde dari Kulit Kayu Manis Konversi (X) Volume Reaktor, m 3 0,20 0,1752 0,30 0,3004 0,40 0,4673 0,50 0,7010 0,60 1,0514 0,70 1,6356 0,80 2,8038 0,81 2,9883 0,82 3,1933 0,83 3,4223 0,84 3,6800 0,85 3,9721 0,86 4,3059 0,87 4,6910 0,88 5,1404 0,89 5,6714 0,90 6,3087 0,91 7,0875 0,92 8,0611 0,93 9,3128 0,94 10,9817 0,95 13,3183 0,96 16,8231 0,97 22,6644 0,98 34,3471 0,99 69,3952 Grafik hasil perhitungan adalah sebagai berikut. 1,2000 Grafik Konversi vs. Volume Reaktor 1,0000 0,8000 0,6000 0,4000 0,2000 0,0000 0, , , , , , , , ,0000 Volume Reaktor, m 3 204

5 Dari grafik tersebut terlihat bahwa untuk konversi di atas 0,9, diperlukan penambahan volume reaktor yang cukup besar untuk menghasilkan penambahan konversi yang tidak signifikan. Sehingga, dipilih konversi optimum yang dicapai dalam reaktor sebesar 0,9. Optimasi Jumlah Reaktor Berdasarkan neraca massa reaktor alir tangki berpengaduk, diperoleh: Fv X V = k (1-X) V 1 X = Fv k (1-X) V = Fv τ = Waktu tinggal dalam reaktor, menit 1 X = k (1-X) X k = (1-X) k (1-X) = X k - k X = X k = X(1+k ) kτ X = (1+kτ) CA0 - C X = CA0 C X = 1 - C A A0 A Sehingga, C C A = 1-X C A0 kτ A 1 - C A0 (1+kτ) 205

6 C C A A0 kτ 1 (1+kτ) Untuk multiple reaktor berlaku: CA 1 C A0 (1+kτ) C An = 1-X n A0 C CAn CAn CA(n-1) CA2 CA1 =... = 1-X CA0 CA(n-1) CA(n-2) CA1 CA0 C C C C C C C C An A(n-1) A2 A1 X n = A(n-1) A(n-2) A1 A0 X n = 1-1 (1+kτ) 1 [ ] (1+kτ) n [ ] 1 X 1 ( 1 X) (1+kτ) 1 1+kτ (1 X) n n 1/n n 1/n n n 1 kτ ( 1 X ) 1/n n τ = [ -1] 1/n k (1-X) n V 1 1 = [ -1] 1n / FV k (1-X) n FV 1 V = [ -1] 1/n k (1-X) n n = Jumlah reaktor C A0 = Konsentrasi awal reaktan, mol/m 3 C An = Konsentrasi reaktan keluar reaktor ke-n, mol/m 3 X n = Konversi keluar reaktor ke-n V = Volume masing-masing reaktor, m 3 X n adalah konversi akhir dari multiple reactor, yaitu sesuai konversi yang telah ditetapkan sebesar 0,9. 206

7 Jumlah Reaktor Prarancangan Pabrik Benzaldehyde dari Kulit Kayu Manis V adalah volume masing-masing reaktor. Volume total rangkaian reaktor dapat dihitung dengan mengalikan V dengan jumlah reaktor. Dengan persamaan tersebut serta nilai F v dan k yang telah diketahui, nilai τ dan V untuk berbagai variasi jumlah reaktor dapat dihitung. Waktu tinggal (τ), menit Volume tiap reaktor, m ,35 6,31 6, ,35 1,52 3, ,00 0,81 2,43 4 8,76 0,55 2,18 5 6,59 0,41 2,05 6 5,27 0,33 1,97 7 4,39 0,27 1,91 8 3,76 0,23 1,87 9 3,28 0,20 1, ,92 0,18 1,81 Jumlah reaktor (n) Volume total reaktor, m 3 Grafik hasil perhitungan adalah sebagai berikut. 7,0000 6,0000 5,0000 4,0000 3,0000 2,0000 1,0000 0,0000 0,0000 2,0000 4,0000 6,0000 8, , ,0000 Volume Total, m 3 Dari grafik terlihat bahwa semakin banyak jumlah reaktor, pengurangan volume total reaktor semakin tidak signifikan. Dalam kasus ini, dipilih untuk menggunakan dua buah reaktor saja, karena untuk jumlah reaktor lebih dari dua, volume masing-masing reaktor menjadi terlalu kecil, sehingga tidak sesuai dengan ukuran standar. Maka, Jumlah reaktor = 2 Waktu tinggal (τ) = 24,35 menit 207

8 V tiap reaktor = 1,52 m 3 V total = 3,03 m 3 Perhitungan Dimensi Reaktor Keterangan: Reaktor dilengkapi dengan pengaduk agar suhu, tekanan, dan komposisi dalam reaktor selalu seragam. Reaktan dan produk bersifat korosif, sehingga dipilih bahan stainless steel AISI 316 sebagai bahan konstruksi reaktor. Reaktor dilengkapi dengan coil pemanas untuk menjaga agar suhu dalam reaktor tetap isothermal. Volume Reaktor Reaktor dirancang sehingga 80% volumenya berisi reaktan. V reaktan = 1,52 m V reaktor = x 1, 52 m 80 3 = 1,89 m 3 Untuk desain optimum, dipilih nilai D/H = 1 (Brownell and Young, 1959). D = H π 2 V = D H 4 π V = D D 4V = π 4V D = ( ) π = 1/3 3 4 x 1,89 m ( ) π = 1,34 m H = 1,34 m 1/3 208

9 Design Pressure and Temperature Operating pressure Reaktor beroperasi pada tekanan atmosferis. P = 1 atm Tekanan hidrostatis di dasar reaktor disebabkan oleh adanya cairan di dalam reaktor. P h = ρgh P h = Tekanan hidrostatis dalam reaktor, Pa ρ = Massa jenis cairan dalam reaktor, kg/m 3 h m ρ = F V = Tinggi level cairan dalam reaktor, m m = Laju massa cairan dalam reaktor, kg/jam F v = Laju volumetrik cairan dalam reaktor, m 3 /jam ρ = 4.154,57 kg/jam 3 3,73 m /jam = 1.112,42 kg/m 3 g = 9,8 m/s 2 h = (0,8) (1,34 m) = 1,07 m P h = (1.112,42 kg/m 3 ) (9,80 m/s 2 ) (1,07 m) = ,00 Pa = 0,12 atm Sehingga, P operasi = (1+0,12) atm = 1,12 atm Design pressure Design pressure di-set 10% di atas operating pressure. P design = (110%) (1,12 atm) = 1,23 atm = 18,08 psia 209

10 Operating temperature Reaktor beroperasi pada suhu reaksi, yaitu 50 o C. T operasi = 50 o C = 323 K Design temperature Reaktor didesign agar dapat beroperasi pada suhu 10% di atas suhu operasinya. 110 o T design = x 50 C 100 = 55 o C = 328 K Material Reaktan dan produk bersifat korosif sehingga harus dipilih material yang tahan korosi. Untuk perancangan reaktor ini, dipilih material stainless steel AISI 316. Design Stress Untuk material Stainless Steel AISI 316 yang bekerja pada temperatur kurang dari 200 o F, tensile strength sebesar psia (Wallas, 1990). f = psia Corrosion Allowance Untuk mengantisipasi reaktan yang bersifat korosif, diset corrosion allowance sebesar 4 mm. c = 4 mm = 0,1575 in Tebal Shell Untuk mencari tebal shell, digunakan persamaan berikut (Rase and Barrow, 1957). t s = P.ri + C f.e - 0,6.P t s = Tebal shell, in P = Tekanan design, psia 210

11 r i = Jari-jari, in f = Allowable working stress, psia E = Joint efficiency C = Corrosion allowance, in Dari perhitungan sebelumnya diketahui diameter reaktor sebesar 1,34 m. Sehingga, ri = D/2 = 1,34/2 m = 0,67 m = 26,75 in Joint efficiency sebesar 0,8. t s = (18,08 psia) x (26,75 in) + 0,1575 in ( psia) x (0,8) - (0,6) x (18,08 psia) = 0,1951 in Untuk perancangan, diambil tebal shell standard sebesar 1/4 in. t s = 0,25 in = 0,0063 m Outside diameter reaktor dapat dihitung dengan inside diameter ditambah 2 kali tebal dinding. OD = ID + 2 x t s = (1, x 0,0063) m = 1,35 m = 53,29 in Untuk perancangan diambil OD standard sebesar 54 in. Sehingga, OD = 54 in = 1,37 m H = OD = 54 in = 1,37 m ID = OD 2 x t s = (1,37 2 x 0,0063) m = 53,50 in 211

12 = 1,36 m Head Reaktor beroperasi pada tekanan hampir atmosferis, sehingga digunakan flanged and dished head. Flanged and dished head merupakan jenis head yang paling ekonomis dan hanya sesuai untuk vessel dengan tekanan rendah dan diameter kecil, sesuai dengan kondisi reaktor. Head pada reaktor didesain berdasarkan outside diameternya. Dari tabel diperoleh data untuk OD sebesar 54 in dan tebal shell sebesar ¼ in (Brownell and Young, 1959). icr = 0,75 sf = 2 ID = 53,50 in = 1,36 m r = 54 in Dimensi head dihitung sebagai berikut, berdasarkan Figure 5.8 Brownell and Young. 212

13 a = ID 2 b = 2 2 r - (BC) - (AB) AB = ID 2 icr BC = r icr AC = 2 2 (BC) - (AB) OA = t + b + sf Sehingga diperoleh, a = 26,75 in AB = 26,00 in BC = 53,25 in AC = 46,47 in b = 7,53 in OA = 9,78 in Neraca Panas Panas Reaksi Panas reaksi dihitung berdasarkan energi ikatan dari masing-masing komponen umpan dan produk. Energi ikatan tiap komponen ditunjukkan dalam tabel berikut. Komponen Ikatan Jumlah Bond Energy, kj/mol Cinnamaldehyde, C 9 H 8 O Total, kj/mol C-H 8 414, ,73 C=C 4 610, ,46 C-C 5 347, , ,11 C=O 1 740,57 740,57 Air, H 2 O O-H 2 464,42 928,85 928,85 C=C 3 610, ,59 C-C 4 347, ,09 C-H 6 414, , ,54 C=O 1 740,57 740,57 Benzaldehyde, C 7H 6 O Acetaldehyde, C 2 H 4 O C-H 4 414, ,86 C-C 1 347,27 347,27 C=O 1 740,57 740, ,70 kj/mol Entalpi reaktan: 9162,96 Entalpi produk: 9192,25 H r298, kj/kmol ,00 Dari perhitungan di atas diperoleh: H r298 = ,00 kj/kmol 213

14 Reaksi terjadi pada suhu operasi 50 o C. Panas reaksi pada suhu tersebut dihitung sebagai berikut. Reaktan, T = 323 K H r333 Produk, T = 323 K H 1 H 2 H r298 Δ H = c i pi x (T-T ref ) H r298 = Panas reaksi pada suhu referensi 298 K, kj/kmol H r333 H 1 H 2 H i c pi Tr ef = Panas reaksi pada suhu operasi 333 K, kj/kmol = Panas sensibel tiap kmol reaktan, kj/kmol = Panas sensibel tiap kmol produk, kj/kmol = Panas sensibel komponen i, kj/kmol = Kapasitas panas komponen i, kj/kmol.k = Suhu referensi, 298 K ΔH Cinnamald ehyde= c p Cinnamald ehdye x (T-T ref) ΔH = ,94 kj/kmol Air = c p Air x (T-T rf e ) = ,13 kj/kmol H 1 = H Cinnamaldehyde + H Air = (-6.699, ,13) kj/kmol = ,07 kj/kmol Δ Benzalde hyde = c p Benzalde hyde x (T-Tref) H = 4.754,42 kj/kmol Δ Acetalde hyde = c p Acetalde hyde x (T-Tref) H = 1.450,23 kj/kmol 214

15 H 2 = H Benzaldehyde + H Acetaldehyde = (4.754, ,23) kj/kmol = 6.204,65 kj/kmol H r323 = H 1 + H r298 + H 2 = (-8.581, , ,65) kj/kmol = ,58 kj/kmol Nilai H r yang positif menunjukkan bahwa reaksi bersifat endotermis. Panas Hilang ke Lingkungan Panas yang hilang ke lingkungan secara radiasi dapat diabaikan karena suhu dinding reaktor rendah, yaitu 50 o C. Panas yang hilang ke lingkungan dianggap hanya terjadi secara konduksi melalui dinding reaktor dan konveksi bebas ke udara. Karena suhu reaktor relatif rendah, reaktor tidak perlu diberi isolasi. T w = 50 o C = 323 K T u = 30 o C = 303 K T f = T w + Tu 2 = 40 o C = 313 K T w = Suhu dinding reaktor T u = Suhu udara T f = Suhu rata-rata Diasumsikan transfer panas secara konduksi pada dinding reaktor berlangsung sangat baik sehingga suhu dinding reaktor sama dengan suhu reaktan di dalam reaktor. Koefisien transfer panas secara konduksi dalam dinding reaktor diperoleh dari literatur. Untuk stainless steel, k = 26,00 Btu/jam ft 2 o F 215

16 Koefisien transfer panas secara konveksi dari dinding reaktor ke udara dihitung sebagai berikut. Nu f = h x l k Nu f = f (Pr f, Gr f ) Gr = 2 3 g x x x (Tw-T u) x l Ra = Pr x Gr 2 Nu f = Bilangan Nusselt, dihitung pada suhu T f Pr f = Bilangan Prandtl, dihitung pada suhu T f Gr f = Bilangan Grashof, dihitung pada suhu T f Ra = Bilangan Rayleigh, dihitung pada suhu T f h k l = Koefisien perpindahan panas konveksi dari dinding reaktor ke udara, Btu/jam ft 2 o F = Koefisien perpindahan panas konduksi dalam dinding reaktor, Btu/jam ft o F = Tinggi reaktor (tinggi shell + tinggi head + tinggi bottom), m g = Percepatan gravitasi, m/s 2 ρ = Massa jenis udara, kg/m 3 μ 1 β = T f = = Viskositas udara, kg/ms K = 0,0032 K -1 Tinggi shell Tinggi head = 1,37 m = b + sf = (7,53 + 2) in = 9,53 in = 0,24 m Tinggi bottom = 0,24 m l = Tinggi shell + Tinggi head + Tinggi bottom = (1,37 + 0,24 x 2) m = 1,86 m = 6,09 ft 216

17 Dari tabel di Perry, diperoleh nilai properties untuk udara pada suhu T f. ρ = 1,12 kg/m 3 μ = 0,19 kg/ms g = 9,80 m/s 2 Pr f = 0,70 Gr f = (9,80 m/ s ) x (0,0032 K ) x ( 1,12 kg/ m ) x ( ) K x (1,86 m) 2 ( 0,19 kg/ms) = 138,52 Ra = 0,70 x 138,52 = 97,44 log Ra = 1, Dari tabel 7-7 di Holman, untuk nilai log Ra tersebut, dapat ditentukan nilai log Nu. log Nu = 0,40 Nu = 2,51 h = = Nu f x k l o 2,51 x 26,00 Btu/jam ft F 6,09 ft = 10,73 Btu/jam ft 2 o F Perpindahan panas secara overall dari reaktor ke lingkungan dapat digambarkan sebagai berikut. t T r T w T u D i D o Panas yang hilang ke lingkungan dapat dihitung dengan: 217

18 T r- Tu q = ln (D o /D i ) 1 2πkl + ha q = Panas hilang ke lingkungan, kj/jam t = Tebal dinding reaktor, in A = Luas perpindahan panas (luas permukaan dinding shell + head + bottom), m 2 Luas permukaan dinding shell dihitung dengan rumus luas silinder. A shell = π x OD x H = π x 4,50 ft x 4,50 ft = 63,64 ft 2 Luas permukaan head dan bottom didekati dengan luas permukaan lingkaran. Luas permukaan head sama dengan luas permukaan bottom. A head = π.od 4 2 = 2 π x (4,50 ft) 4 = 15,91 ft 2 A head + A bottom = 2 x (15,91 ft 2 ) = 31,82 ft 2 A total = A shell + A head + A bottom = (63,64+31,82) ft 2 = 95,46 ft 2 Sehingga, panas hilang ke lingkungan: q = o (122-86) F ln (4,50 ft/4,46 ft) 1 + o 2 o 2 2π x ( 26,00 Btu/jam ft F) x (6,09 ft) (10,73 Btu/jam ft F) x ( 95,46 ft ) = ,85 Btu/jam = ,75 kj/jam 218

19 Entalpi Arus Masuk dan Keluar Reaktor Entalpi untuk masing-masing komponen dihitung berdasarkan suhu referensi 298 K. ΔH = F i i x c pi x (T-T ref ) Perhitungan untuk masing-masing komponen disajikan dalam tabel berikut. Entalpi Masuk Recycle Umpan Mixer Komponen 2 Total kj/jam kj/jam kj/jam kj/jam Cinnamaldehyde ,11 96,64 68, ,48 Water 0, ,35 0, ,35 NaOH 0, ,81 0, ,81 2 HPb-CD 0, ,68 0, ,68 Benzaldehyde 0,00 433,40 0,00 433,40 Acetaldehyde 0,00 0,00 0,00 0,00 Total , ,89 68, ,73 Entalpi Keluar Komponen kj/jam Cinnamaldehyde 485,89 Water ,99 NaOH 6.070,44 2 HPb-CD ,13 Benzaldehyde 3.567,59 Acetaldehyde 946,5511 Total ,59 Neraca Panas Overall Input Output + Generation = Accumulation (Kalor pemanasan) + (Entalpi arus masuk) - (Entalpi arus keluar) - (Panas Reaksi) (Panas hilang ke lingkungan) = 0 Dari perhitungan sebelumnya diperoleh: Entalpi arus masuk = ,73 kj/jam Entalpi arus keluar = ,59 kj/jam Panas reaksi = (26.911,58 kj/kmol) x (0,65 kmol/jam) = ,88 kj/jam Panas hilang = ,75 kj/jam 219

20 (Kalor pemanasan) = - (Entalpi arus masuk) + (Entalpi arus keluar) + (Panas reaksi) + (Panas hilang ke lingkungan) = ( , , , ,75) kj/jam = ,5 kj/jam Pemanas harus dapat mensuplai panas sebanyak ,7076 kj/jam ke dalam reaktor. Pengaduk Dimensi Pengaduk Untuk reaktor ini, dipilih jenis pengaduk flat blade turbine impellers dengan 6 sudu. J H E L D a w Z r D t Untuk perancangan, dipilih typical dimension untuk pengaduk sebagai berikut (McCabe and Smith, 1993). Da 1 = Dt 3 E 1 = Z r = 1 Dt Dt 3 a D t D a J E W L Z r H J 1 = Dt 12 W 1 L 1 = = D 3 Da 4 = Diameter reaktor = Diameter pengaduk = Lebar baffle = Jarak pengaduk dari dasar reaktor = Lebar pengaduk = Panjang pengaduk = Tinggi reaktor = Tinggi cairan dalam reaktor Dari hasil perhitungan, untuk reaktor diperoleh: 220

21 D t D a J E W L = 1,37 m = 0,46 m = 0,11 m = 0,46 m = 0,09 m = 0,11 m Kecepatan Putaran Pengaduk Kecepatan putaran pengaduk dapat dihitung dengan persamaan berikut (Rase, 1957). N = π.d i (ft) 600 WELH 2D i (in) N = Kecepatan putaran pengaduk, rpm WELH = Water equivalent liquid high, in WELH = Zl x Sg Zl = Tinggi cairan di shell + head + sf, in Sg = Specific gravity D i = Diameter pengaduk Dari hasil perhitungan diperoleh: D i = 0,46 m = 18,00 in = 1,50 ft Tinggi cairan di shell = 43,20 in Tinggi head = 7,53 in sf = 2 in Sehingga, Zl = (43,20+7,53+2) in = 52,73 in ρ air = 0, kg/l (4 o C) = 999,97 kg/m 3 ρ cairan = 1.112,42 kg/m 3 221

22 sg = ρ ρ cairan air 1.112, 42 kg/m = 3 999,97 kg/m = 1,11 WELH = (52,73 in) x (1,11) = 58,66 in 3 N = 600 ft/menit ( 58,66 in) π ( 1, 50 ft ) 2 (18,00 in) = 162,61 rpm Untuk perancangan, diambil nilai kecepatan putaran pengaduk sebesar 160 rpm. Jumlah Pengaduk Jumlah pengaduk dihitung dengan persamaan berikut (Rase, 1957). WELH n = ID n ID = Jumlah pengaduk = Diameter dalam reaktor Dari hasil perhitungan diperoleh: ID WELH Sehingga, n = 58,66 in 53,50 in = 1,10 = 53,50 in = 58,66 in Untuk perancangan, diambil jumlah pengaduk sebanyak 1 buah. Pengecekan Bilangan Reynold Bilangan Reynold dihitung dengan persamaan berikut. N Re = 2 Di Nρ μ N Re = Bilangan Reynold 222

23 D i N Prarancangan Pabrik Benzaldehyde dari Kulit Kayu Manis = Diameter pengaduk, ft = Kecepatan pengadukan, rps ρ = Massa jenis cairan, lb/ft 3 μ = Viskositas larutan, lb/ft s Dari hasil perhitungan diperoleh, D i N = 1,50 ft = 2,71 rps ρ = 1.112,42 kg/m 3 μ Sehingga, N Re = = 69,45 lb/ft 3 = 0,0004 lb/ft s 2 3 (1,50 ft) x (2,71 rps) x (69,45 lb/ft ) ( 0,0004 lb/ft s) = 1,15 x 10 6 (Turbulen) Dari gambar 8.8 (Rase, 1957), untuk six blade turbine dengan N Re > 10, Np = 5,5. Power Pengaduk Power pengaduk dihitung dengan persamaan berikut. P = N 550.gc 3 5. Di.ρ.Np N = Kecepatan putaran pengaduk, rps D i = Diameter pengaduk, ft ρ = Densitas campuran, lb/ft 3 g c = Gaya gravitasi Dari perhitungan sebelumnya diperoleh: N = 2,71 rps D i = 1,5 ft ρ = 69,45 lb/ft 3 g c = 32,15 ft/s 2 Np = 5,5 Sehingga: 223

24 3 5 3 (2,71 rps).(1,5 ft).( 69,45 lb/ft ).(5,5) P = ( 32,15 ft/s ) = 3,26 hp Untuk perancangan diambil power standar sebesar 3,5 hp. 224