SIMULASI PROSES EVAPORASI BLACK LIQUOR DALAM FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA

dokumen-dokumen yang mirip
SIMULASI PROSES EVAPORASI BLACK LIQUOR DALAM FALLING FILM EVAPORATOR (FFE) DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA DITINJAU DARI PENGARUH ARAH ALIRAN UDARA

SIMULASI PROSES EVAPORASI NIRA DALAM FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA

PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA DI DALAM FALLING FILM EVAPORATOR CAMPURAN BLACK LIQOUR-UDARA

STUDY PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA PADA EVAPORASI NIRA DI DALAM FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA

STUDI EKSPERIMENTAL FALLING FILM EVAPORATOR PADA EVAPORASI NIRA KENTAL

MODEL ABSORPSI MULTIKOMPONEN GAS ASAM DALAM LARUTAN K 2 CO 3 DENGAN PROMOTOR MDEA PADA PACKED COLUMN

METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan Tempat Penelitian. Alat dan Bahan Penelitian. Prosedur Penelitian

FENOMENA PERPINDAHAN. LUQMAN BUCHORI, ST, MT JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNDIP

FENOMENA PERPINDAHAN. LUQMAN BUCHORI, ST, MT JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNDIP

I. Pendahuluan. A. Latar Belakang. B. Rumusan Masalah. C. Tujuan

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pasteurisasi 2.2 Sistem Pasteurisasi HTST dan Pemanfaatan Panas Kondensor

LAPORAN SKRIPSI ANALISA DISTRIBUSI TEMPERATUR PADA CAMPURAN GAS CH 4 -CO 2 DIDALAM DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER DENGAN METODE CONTROLLED FREEZE OUT-AREA

FENOMENA PERPINDAHAN LANJUT

DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR... i. ABSTRAK... iv. DAFTAR ISI... vi. DAFTAR GAMBAR... xi. DAFTAR GRAFIK...xiii. DAFTAR TABEL... xv. NOMENCLATURE...

Panas berpindah dari objek yang bersuhu lebih tinggi ke objek lain yang bersuhu lebih rendah Driving force perbedaan suhu Laju perpindahan = Driving

KAJIAN HIDRODINAMIKA DAN TRANSFER MASSA PROSES ABSORBSI PADA VALVE TRAY DENGAN MENINJAU PENGARUH VISKOSITAS CAIRAN

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

EKSPERIMEN PENGARUH UKURAN PARTIKEL PADA LAJU PENGERINGAN PUPUK ZA DALAM TRAY DRYER

PENGARUH STUDI EKSPERIMEN PEMANFAATAN PANAS BUANG KONDENSOR UNTUK PEMANAS AIR

BAB II LANDASAN TEORI

Studi Eksperimen Pemanfaatan Panas Buang Kondensor untuk Pemanas Air

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi. Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik BINSAR T. PARDEDE NIM DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

PERENCANAAN ULANG WATER CHILLER PADA PABRIK KARUNG ROSELLA BARU PTPN XI SURABAYA

BAB III ANALISA KONDISI FLUIDA DAN PROSEDUR SIMULASI

Perpindahan Panas Konveksi. Perpindahan panas konveksi bebas pada plat tegak, datar, dimiringkan,silinder dan bola

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan panas

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II MODUL 7 WETTED WALL COLUMN

Konduksi Mantap Satu Dimensi (lanjutan) Shinta Rosalia Dewi

BAB II LANDASAN TEORI

PERMODELAN PERPINDAHAN MASSA PADA PROSES PENGERINGAN LIMBAH PADAT INDUSTRI TAPIOKA DI DALAM TRAY DRYER

PENGUKURAN KESETIMBANGAN UAP-CAIR SISTEM BINER ETANOL+ETIL ASETAT DAN ETANOL+ ISOAMIL ALKOHOL PADA TEKANAN 101,33 kpa, 79,99 kpa dan 26,67 kpa

Gbr. 2.1 Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)

BAB III PERANCANGAN SISTEM

DAFTAR ISI. i ii iii iv v vi

LAPORAN TUGAS AKHIR MODIFIKASI KONDENSOR SISTEM DISTILASI ETANOL DENGAN MENAMBAHKAN SISTEM SIRKULASI AIR PENDINGIN

LAPORAN HASIL PENELITIAN FUNDAMENTAL JUDUL PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

WATER TO WATER HEAT EXCHANGER BENCH BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Tujuan Pengujian

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN I.1.

BAB II STUDI PUSTAKA

Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2015

IV. METODOLOGI PENELITIAN

Gambar 1 Open Kettle or Pan

PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA

BAB II DASAR TEORI. ke tempat yang lain dikarenakan adanya perbedaan suhu di tempat-tempat

Perencanaan Mesin Pendingin Absorbsi (Lithium Bromide) memanfaatkan Waste Energy di PT. PJB Paiton dengan tinjauan secara thermodinamika

BAB II DASAR TEORI BAB II DASAR TEORI

Satuan Operasi dan Proses TIP FTP UB

MODEL SIMULASI ABSORBSI GAS CO 2 DALAM LARUTAN METHYLDIETHANOLAMINE (MDEA) BERPROMOTOR PIPERAZINE (PZ) DALAM PACKED COLUMN

BAB II DASAR TEORI. Tabel 2.1 Daya tumbuh benih kedelai dengan kadar air dan temperatur yang berbeda

NME D3 Sperisa Distantina BAB II NERACA MASSA

Kajian Hidrodinamika Proses Absorbsi pada Valve Tray dengan Meninjau Viskositas Cairan

ANALISIS KEEFEKTIFAN ALAT PENUKAR KALOR TIPE SHELL AND TUBE SATU LALUAN CANGKANG DUA LALUAN TABUNG SEBAGAI PENDINGINAN OLI DENGAN FLUIDA PENDINGIN AIR

Evaporasi S A T U A N O P E R A S I D A N P R O S E S T I P F T P UB

Konduksi Mantap 2-D. Shinta Rosalia Dewi

Studi Eksperimental Efektivitas Penambahan Annular Fins pada Kolektor Surya Pemanas Air dengan Satu dan Dua Kaca Penutup

E V A P O R A S I PENGUAPAN

Gambar 2.1 Sebuah modul termoelektrik yang dialiri arus DC. ( (2016). www. ferotec.com/technology/thermoelectric)

BAB IV KAJIAN CFD PADA PROSES ALIRAN FLUIDA

Maka persamaan energi,

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5 No. 2 (2016) ISSN: ( Print) B-659

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) B-91

Sidang Tugas Akhir - Juli 2013

FORMULASI PENGETAHUAN PROSES MELALUI SIMULASI ALIRAN FLUIDA TIGA DIMENSI

AZAS TEKNIK KIMIA (NERACA ENERGI) PRODI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II MODUL 3 CONDENSING VAPOR

TRANSPORT MOLEKULAR TRANSFER MOMENTUM, ENERGI DAN MASSA RYN. Hukum Newton - Viskositas RYN

STUDI EKSPERIMENTAL DAN NUMERIK ALIRAN DUA FASE (AIR-UDARA) MELEWATI ELBOW 60 o DARI PIPA VERTIKAL MENUJU PIPA DENGAN SUDUT KEMIRINGAN 30 o

KRISTALISASI. Amelia Virgiyani Sofyan Azelia Wulan C.D Dwi Derti. S Fakih Aulia Rahman

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

HUKUM 1 THERMODINAMIKA. Agung Ari Wibowo S.T., M.Sc Politeknik Negeri Malang

Desain Proses Pengelolaan Limbah Vinasse dengan Metode Pemekatan dan Pembakaran pada Pabrik Gula- Alkohol Terintegrasi

1/14/2014 NERACA MASSA DALAM PENGOLAHAN PANGAN

BAB II DASAR TEORI. Energy balance 1 = Energy balance 2 EP 1 + EK 1 + U 1 + EF 1 + ΔQ = EP 2 + EK 2 + U 2 + EF 2 + ΔWnet ( 2.1)

METODE BEDA HINGGA DALAM PENENTUAN DISTRIBUSI TEKANAN, ENTALPI DAN TEMPERATUR RESERVOIR PANAS BUMI FASA TUNGGAL

II. TINJAUAN PUSTAKA Nutrient Film Technique (NFT) 2.2. Greenhouse

BAB III SISTEM PENGUJIAN

LABORATORIUM PERLAKUAN MEKANIK

PERANCANGAN KOMPRESOR TORAK UNTUK SISTEM PNEUMATIK PADA GUN BURNER

Program Studi Teknik Mesin BAB I PENDAHULUAN. manusia berhubungan dengan energi listrik. Seiring dengan pertumbuhan

V. PERCOBAAN. alat pengering hasil rancangan, berapa jenis alat ukur dan produk gabah sebagai

/ Teknik Kimia TUGAS 1. MENJAWAB SOAL 19.6 DAN 19.8

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang I.2 Rumusan Masalah I.3 Tujuan Instruksional Khusus I.4 Manfaat Percobaan

/ Teknik Kimia TUGAS 1. MENJAWAB SOAL 19.6 DAN 19.8

PENDINGIN TERMOELEKTRIK

BAB II DASAR TEORI. perpindahan kalor dari produk ke material tersebut.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

TRANSFER MASSA ANTAR FASE. Kode Mata Kuliah :

TRANSFER MOMENTUM FLUIDA DINAMIK

PENGANTAR PINDAH PANAS

Tugas akhir Perencanan Mesin Pendingin Sistem Absorpsi (Lithium Bromide) Dengan Tinjauan Termodinamika

SATUAN OPERASI-2 ABSORPSI I. Disusun Oleh:

PENUKAR PANAS GAS-GAS (HXG)

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA IV DINAMIKA PROSES PADA SISTEM PENGOSONGAN TANGKI. Disusun Oleh : Zeffa Aprilasani NIM :

TUGAS AKHIR EKSPERIMEN HEAT TRANSFER PADA DEHUMIDIFIER DENGAN AIR DAN COOLANT UNTUK MENURUNKAN KELEMBABAN UDARA PADA RUANG PENGHANGAT

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi:

Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011 SIMULASI PROSES EVAPORASI BLACK LIQUOR DALAM FALLIN FILM EVAPORATOR DENAN ADANYA ALIRAN UDARA Dosen Pembimbing : 1. Prof. Dr. Ir. Ali Altway, MS 2. Dr. Ir Susianto, DEA Disampaikan oleh : Kurniasri P. Dewi Lina Kurnia Putri (2309 105 031) (2309 105 036) Laboratorium Perpindahan Panas dan Massa

Latar Belakang Black Liquor adalah produk samping dari proses industri kertas. Kandungannya terdiri : air, lignin, selulosa, Na 2 CO 3, dan Na 2 SO 4 Mengubah Na 2 CO 3 menjadi NaOH sehingga kembali terbentuk white liquor untuk digunakan kembali ke proses selanjutnya dengan cara pemekatan black liquor. Pemekatan Black Liquor menimbulkan kerak dalam evaporator, sehingga digunakan Falling Film Evaporator.

Latar Belakang Falling Film Evaporator merupakan salah satu jenis evaporator dengan laju perpindahan panas yang besar dan memiliki waktu tinggal yang relatif kecil Evaporator adalah alat yang digunakan industri kimia untuk memekatkan suatu larutan Sehingga untuk meminimalkan biaya energi untuk operasi suatu pabrik, sebagai salah satu cara sebagai pengganti kondisi vakum digunakan aliran gas inert (udara) Pada umumnya proses evaporasi berlangsung dalam kondisi vakum yang bertujuan untuk menurunkan suhu didih larutan Perlu adanya penelitian (eksperimen dan simulasi) untuk memprediksi kinerja falling film evaporator secara tepat

Peneliti Terdahulu Peneliti Tahun Lingkup Penelitian Bhargava dkk 2008 Mengadakan simulasi tentang flat falling film evaporator untuk larutan black liquor. allilea Tanjung dan Reino Arif 2009 Simulasi Falling Film Evaporator dengan Sistem larutan Black liquor Udara dengan menggunakan koefisien perpindahan panas dan massa dari literatur. Kurniawan dan Irawan 2010 Eksperimen tentang pengaruh laju alir udara dan laju alir black liquor serta arah aliran udara terhadap koefisien perpindahan panas dan massa di dalam falling film evaporator.

Rumusan Masalah Permasalahan yang akan ditelaah pada penelitian ini adalah Tujuan Penelitian Bagaimana memprediksi secara teoritis kinerja falling film evaporator dengan meninjau pengaruh laju alir liquid (black liquor) dan gas. Serta melakukan fitting parameter model yaitu koefisien perpindahan panas dan massa. 1. Melakukan kajian teoritis kinerja falling film evaporator aliran udara counter current untuk memekatkan black liquor dengan pengembangan model matematis. 2. Menentukan konstanta parameter model yaitu koefisien perpindahan massa dan panas dengan fitting parameter model.

Diagram Alir Langkah-Langkah Penelitian Studi Literatur Pengembangan model matematis Pembuatan program Fitting parameter Simulasi dengan variabel Interpretasi hasil Kesimpulan

Skema Peralatan untukaliran Udara counter current Kerterangan : 1 : Evaporator 2 : tangki konsentrat 3 : tangki produk 4 : tangki kondensat 5 : tangki umpan 6 : tangki overflow 7 : kondensor 8 : rotameter umpan 9 : rotameter udara 10 : alat pemanas tangki umpan 11 : alat pemanas evaporator 12 : alat pemanas udara 13 : pompa umpan 14 : pompa produk 15 : kompresor 16 : distributor 17 : penunjuk level 18 : pipa pengambilan contoh produk 19 : sight glass 20 24 : valve * Diameter : 2,54 cm Tinggi pipa : 2 m

Model Matematik Falling Film Evaporator r z m& δ 0 R -δ m& 1 R T W τ rz r+δr τ rz r Skematik Falling Film EvaporatorEvaporator ASUMSI Aliran laminar, steady state. Film liquid rata dan tebal film seragam Konveksi ke arah radial, konduksi ke arah akxial pada liquid Konduksi ke arah radial dan axial, konveksi ke arah radial pada gas. Properti-properti fisik dari fase larutan seperti densitas, kapasitas panas dan konduktivitas panas tidak bergantung temperatur Properti-properti fisik fase gas bergantung pada temperatur dan mengasumsikan gas ideal

Variabel Penelitian INPUT Laju alir larutan (100, 130, 150 L/jam) Laju alir udara (4, 6 m 3 /jam) Pemanasan dinding (4,5 kw) OUTPUT Distribusi temperatur larutan (liquid) aksial dan radial Distribusi temperatur gas kearah aksial Distribusi konsentrasi di dalam film liquid kearah aksial Konsentrasi dalam aliran liquid keluar

- Model Matematik Falling Film Evaporator Neraca Momentum (Laju momentum masuk) - (Laju momentum keluar) + gaya gravitasi = 0 d( rτ rz ) + ( ρl ρ ) gr dr = 0 Dimana τ rz untuk fluida Newton maka : Boundary Conditions : r = R 1 -δ τ rz = 0 r = R 1 V z = 0 Sehingga didapat : V z = ρl ρ ) g ( R 4µ Neraca Energi ( 2 2 Pada film liquida : V Input z ρ L Cp L r ) Output TL k L = z r r τ ρ ) g ( R δ ) 2µ = ( ρ L 2 = r 0 T r rz µ R ln ) r dv z dr Boundary Condition z = 0 T L = Tl in r = R δ q = h (T L - T ) + λ ky (Y AS - Y A ) r = R q = q w Dengan menggunakan Metode finite difference dan Metode runge kutta

Sistem Persamaan yang Harus Diselesaikan Neraca Energi Pada Udara ρ Cp v T z 4 h + ( Ts T ) = 0 Boundary Conditions z = L T = T in Sehingga didapat T z 4h = ρ C p. V D D( Ts T ) Neraca Massa Total Boundary Conditions z = 0 F = Fin Sehingga didapat F F = k yπd Y z ( Y ) AS A

Hasil dan Pembahasan Dari penelitian ini diperoleh koefisien transfer panas dan massa sebagai berikut :

Perbandingan antara Prediksi Simulasi dengan Data Eksperimen Pengaruh Laju Alir Larutan Terhadap Distribusi Temperatur Liquida dengan laju alir gas 4 m 3 /jam

Pengaruh Laju Alir Larutan Terhadap Distribusi Temperatur Liquida bagian Interface dengan laju alir gas 4 m 3 /jam Pengaruh Laju Alir Larutan Terhadap Distribusi Temperatur liquida bagian dinding dengan laju alir gas 4 m 3 /jam Pengaruh Laju Alir Larutan Terhadap Distribusi Temperatur liquida bagian dinding dengan laju alir gas 4 m 3 /jam

Pengaruh Laju Alir Larutan dan as terhadap Distribusi Konsentrasi dengan laju alir gas 4 m 3 /jam

1. Kesimpulan Kesimpulan dan Saran Penelitian ini mendapatkan persamaan koefisien transfer panas dan massa yaitu : Pada hasil penelitian konsentrasi solute keluar tertinggi diperoleh 15,49% ketika laju alir larutan 100 l/jam dan laju alir gas 6 m 3 /jam pada konsentrasi masuk 5,92%. Hasil prediksi dengan hg dan ky dari penelitian ini lebih dekat dengan data eksperimen dengan kesalahan rata-rata 8,096%, dibandingkan dengan hasil prediksi dengan hg dan kc dari literatur dengan kesalahan rata-rata sebesar 12,993%. 2. Saran Melakukan penelitian secara simulasi dengan aliran film liquid yang turbulen.