Kondisi Operasi. SPESIFIKASI PERALATAN

Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat

VI. 2.Prinsip Kerja

Berdasarkan pertimbangan fase zat yang bereaksi dan kapasitas produksi, maka digunakan reaktor berpengaduk mixed flow dan reaktor pipa alir plig flow. Pada reaktor ini glukosa dan asam nitrat merupakan fase zat cair dan V 2 O 5 merupakan fase padat, maka dipilih jenis reaktor berpengaduk mixed flow untuk mempermudah dan mempercepat kontak reaksi. Reaktor ini berupa silinder tegak dengan tutup atas dishead dan tutup bawah conical yang dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas. Pertama-tama glukosa dan asam nitrat dimasukan pada reaktor setelah itu V 2 O 5 masuk reaktor, kemudian reaktor dipanaskan selama 2 jam kemudian terbentuk asam oksalat.

VI.3. Kondisi Operasi.

Tekanan operasi : 1 atm Tekanan atmosphere = 14.963 psia Suhu operasi : 71 o C Waktu tinggal : 2 jam Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Rate feed masuk Dari Neraca Massa : Komponen Berat Fraksi berat ρ bahan grcc C 6 H 12 O 6 2253.7879 0.1988 1.5400 HNO 3 5634.4697 0.4969 1.3770 V 2 O 5 0.1127 0.0000 6.0000 H 2 O 3449.9438 0.3043 1.0000 11338.3141 1.0000 ρ campuran = x 62.43 = …. lbcuft 1 grcc = 62.43 lbcuft ρ campuran = 78.6038 lbcuft Rate massa = 11338.3141 kgjam = 24989.6443 lbjam Rate Volumetrik = 317.9192cuftjam VI.4.Dasar Perencanaan 1. Perencanaan Dimensi Reaktor. 2. Perencanaan Sistem Pengaduk 3. Perencanaan Sistem Pemanas. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat VI.4.1.Perencanaan Dimensi Reaktor. Bentuk Reaktor = Silinder tegak, tutup atas dishead dan tutup bawah conical. Waktu Operasi = 2 jam Rate Volumetrik = 319.9192cuftjam ρ campuran = 78.6038 lbcuft Volume bahan = rate volumetrik x waktu tinggal =319.9192cuftjam x 2 jam = 635.8383cuft Asumsi volume bahan liquid mengisi 80 volume tangki, sehingga volume ruang kosong sebesar 20 dan digunakan 1 buah tangki. Volume tangki = = 794.7979 cuft Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya. Diambil dimensi ratio = 2 Ulrich ; T.4-27, hal 248 Volume tangki = x D 2 x H Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Volume tangki = x D 2 x 2D 794.7979 = x D 2 x 2D D 3 = 311.9582 D = 6.7821ft = 81.3854 in = 2.0346 m H = 13.5642 ft = 162.7709 in D maksimum = 4, Ulrich ; T.4-18. Penentuan tebal shell : Tebal shell berdasarkan ASME code untuk cylindrical tank : T min = + C Brownell Young,pers 13.1 ; hal 254 Dengan : Tmin = tebal shell minimum ; in P = tekanan tangki ; psi ri = jari-jari tangki ; in 12D C = faktor korosi ; in diambil 18 E = faktor pengelasan digunakan double welded butt joint faktor pengelasan , E = 0.8 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat f = stress allowable , bahan konstruksi Carboon stell SA-283, maka f = 12650 psi P operasi = P hydrostatic = ρ x g x H = = 5.9233 psi P design diambil 10 lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan. P design = 1.1 x 5.9233 x = 6.5157 psi R = 12D = 40.6927 in Tmin = + 0.125 = 0.1512 in Digunakan t = 316 Dimensi tutup atas, standard dishead : C a t r ID sf b icr OA A B Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Untuk D = 81 in dengan ts = 316 in Rc = 84 in ; icr = 5 78 in Brownell Young, T.5-7 Digunakan persamaan 13.12 dari Brownel Young. Tebal Standart torispherical dishead atas : Th = + C Brownell Young,pers 13.12 Dengan : th = tebal dishead minimum ; in P = tekanan tangki ; psi rc = crown radius ; in C = faktor korosi ; in E = faktor pengelasan , digunakan double welded butt joint Faktor pengelasan , E = 0.8 F = stress allowabl, bahan konstruksi carbon steel SA-283 Grade C, f = 12650. P design = 6.5157 psi th = + 0.125 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat = 0.214 Digunakan t = 14 h = √ = 11.029 in = 0.9191 ft Tutup bawah, conis : Tebal conical = + C Brownell Young,hal 118, ASME Code Dengan α = 12 sudut conis = = 15 o tc = + 0.125 = 0.1521 in = Digunakan tc = 316 in Tinggi conical : h = Hesse, pers 4-17 Keterangan : α = 12 sudut conis ; 15 o D = diameter tangki ; ft m = flat spot center ; 12 in = 1 ft Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat maka h = = 0.7748 ft VI.4.2.Perencanaan Sistem Pengaduk Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 buah flat blade Perry 6 ed ; p 299. Diameter impeller Da = 13 Diameter tangki = 2.2607 ft Lebar blade w = 0.2 diameter impeller = 0.4521 ft Panjang blade = 0.25 diameter impeller = 0.5652 ft Penentuan putaran pengaduk : V = π x Da x N Joshi ; hal 399 Keterangan : V = peripheral speed ; mmenit. Untuk pengaduk jenis turbin :peripheral speed = 200-250 mmenit Joshi ; hal 389 Da E J H Dt L W Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Da = diameter pengaduk ; m N = putaran pengaduk ; rpm Diambil putaran pengaduk, N = 90 rpm = 1.5 rps Da = 2.2607 ft = 0.6891 m V = 3.14 x 90 x 0.6891 = 199.8195 m menit = 200 mmenit memenuhi range 200-250 mmenit Penentuan Jumlah pengaduk : Jumlah impeller = Joshi ; hal 389 = = 2 buah Jarak antar pengaduk = 1-1.5 diameter pengaduk Joshi ; hal 389. = 1.5 x 2.2607 = 3.3911 ft Bilangan Reynolds, Nre : Putaran pengaduk , N = 90 rpm = 1 rps Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat ρ campuran = 78.6038 lbcuft µcampuran = 0.0439 lbft.dt Nre = = 13726.4588 Karena Nre 10000, maka digunakan baffle Perry 6 ed ; hal 19-8 Untuk Nre 10000 diperlukan 4 buah baffle, sudut 90 o Perry 6 ed ; hal 19-8 Lebar baffle,J = JDt = 112 Lebar baffle,J = 112 Dt = 0.5652 ft Untuk Nre 10000 perhitungan power digunakan persamaan Ludwig ; hal 190 : P = Keterangan : P = power ; hp K = faktor mixer turbin ; 6.3 Ludwig,vol.T-5 ; hal 192 g = konstanta gravitasi ; 32.2 ftdt 2 x lbmlbf ρ = densitas ; lbcuft N = kecepatan putaran impeller ; rps Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat D = diameter impeller ; ft P = = 3055.4571 lb.ftdt = 5.5544 hp Untuk 2 buah impeler, maka power input = 11.1107 hp Perhitungan losses pengaduk : Gland losses kebocoran tenaga akibat poros dan bearing = 10 Joshi;399 Gland losses 10 = 10 x 11.1107 = 1.1111 hp Power input dengan gland losses = 11.1107 + 1.1111 = 12.2218 hp Transmission system losses = 20 Joshi; 399 Transmission system losses = 20 x 12.2218 = 2.4444 hp Power input dengan transmission system losses = 12.2218 + 2.4444 = 15 hp Digunakan power motor = 15 hp. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat VI.4.3.Perencanaan Sistem Pemanas. Perhitungan jaket : Perhitungan sistem penjagaan suhu Kern ; hal 719 Dari neraca panas,suhu yang dijaga = 71 o C Q = 972820.436 kkaljam = 2144679.933 Btujam Suhu masuk rata-rata = 30 o C = 86 o F Suhu keluar produk = 71 o C = 160 o F ΔT = T 2 – T 1 = 160 o - 86 o F = 74 o F. Kebutuhan steam = 14867.3204 kgjam = 32776.7920 lbjam. Densitas = 62.43 lbcuft Rate volumetric = = 525.0166 cuftjam = 0.1458 cuftdt. Asumsi kecepatan aliran = 10 ftdt Kern,T.12 ; hal 845. Luas penampang = = 0.0146 ft 2 Luas penampang = x D 2 2 – D 1 2 . Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Keterangan : D 2 = Diameter dalam jaket. D 1 =Diameter luar bejana = D bejana + 2 x tebal shell = 6.7821 + 2 x 0.1875 = 7.1571 ft. Luas penampang = x D 2 2 – D 1 2 . 0.0157 = x D 2 2 – 7.3096 2 . D 2 2 = 51.2429 D 2 = 7.1584 ft Jaket spacing = = = 0.000649 ft = 0.0078 in Penentuan tebal jaket : Tebal jaket berdasarkan ASME Code untuk cylindrical : t min = + C Brownell Young,pers 13.1 ; hal 254. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Keterangan : t min = tebal shell minimum ; in ri = tekanan tangki ; in 12 D C = faktor korosi ; in diambil 18 E = faktor pengelasan digunakan double welded butt joint faktor pengelasan E = 0.8 f = stress allowable bahan konstruksi Carboon steel SA-283, maka = 12650 psi. r = 12D = 3.5792 ft t min = + 0.125 = 0.1273 Digunakan t = 316 in. Perhitungan tinggi jaket : U D = 550 ft Kern, Tabel 8 A = = = 316.5277ft 2 Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat A conis = √ Hesse,pers 4-19 Keterangan : m = 12 in = 1 ft h = tinggi conical = 0.7748 ft d = inside diameter jaket = 7.1584 ft D = outside diameter jaket = OD + 2 x tebal jaket = 7.5951 ft. A conis = √ = 58.11 ft 2 A jaket = A shell + A conis 316.5277 = π x 7.1584 h + 58.11 258.4191 = 22 h h = 11 ft Spesifikasi : Nama Alat : REAKTOR R-240 Fungsi : Tempat Tempat mereaksikan glukosa dan asam nitrat menjadi Asam oksalat dengan katalis V 2 O 5 . Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Type : Silinder tegak,tutup atas dishead dan tutup bawah conical dilengkapi dengan pengaduk dan jaket pemanas. Operasi : Continous. Dimensi Shell Diameter Shell, inside : 7 ft = 81.4 in Tinggi Shell : 14 ft = 162.8 in Tebal Shell : 316 in Dimensi Tutup Dimensi tutup atasdishead : 14 in Tinggi tutup atas : 0.9191 ft Tebal tutup bawah conis : 316 in Bahan konstruksi : Carboon steel SA-283 grade C Brownell Young, 253 Sistem Pengaduk Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 buah flat dengan 2 buah impeller. Diameter impeller : 2.26 ft Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Perencanaan Alat Utama Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat Panjang blade : 0.57 ft Power Motor : 15 hp Sistem Pemanas Diameter jaket : 7.1584 ft Tinggi jaket : 11 ft Jaket spacing : 0.0 1 in Tebal shell : 316 in Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. VII-1 Instrumentasi dan Keselamatan Kerja Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA