LC.3 Tangki Penyimpanan Bahan Baku Palm Kernel Oil F-102
Fungsi : Menyimpan bahan baku PKO untuk kebutuhan 7 hari Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-285 Grade C Bentuk
: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jenis sambungan
: Double welded butt joints Jumlah
: 7 unit Kondisi penyimpanan
Temperatur = 27
o
C = 300,15 K Kebutuhan perancangan
= 7 hari Faktor kelonggaran
= 30 Tabel 25-5 Perry,1997
Laju alir massa F = 15.000 kgjam
Data densitas komponen PKO 27
o
C
Trigliserida: 0,952 kgl
Air : 0,9996 kgl
Data komposisi komponen
Trigliserida: 0,9861
Air : 0,0139
LA Neraca Massa Jadi, d
ensitas campuran ρ
campuran 3
campuran
7 ,
952 9527
, 0,0139
9996 ,
9861 ,
952 ,
ρ m
kg l
kg =
= +
=
Perhitungan a. Volume Tangki
Volume larutan, V
l
=
3
kgm 952,7
24jamhari hari
7 kgjam
15000 ×
×
= 2.645,222 m
3
Direncanakan membuat 7 tangki dengan faktor kelonggaran 30, maka : Volume larutan untuk 1 tangki =
7 2645,222
m
3
= 377,89 m
3
Volume tangki, V
t
=
7 m
2.645,222 x
0,3 1
3
+
= 491,26 m
3
b. Diameter dan Tinggi Shell
Tinggi silinder H
s
: Diameter D = 4 : 3
Tinggi tutup H
d
: Diameter D = 1 : 4
Universitas Sumatera Utara
• Volume shell tangki Vs :
3 2
s 2
D 3
π Vs
3 4
D 4
π H
πR Vs
=
=
= D
• Volume tutup tangki V
e
: V
h
=
3 2
d 2
D 24
D 4
1 D
6 H
R 3
2 π
=
π
= π
Brownell,1959 •
Volume tangki V : V
t
= V
s
+ V
h
=
3
D 8
3 π
491,26 m
3
=
3
D 1,1781
D
3
= 416,99 m
3
D = 7,4709 m
D = 293,64 in
H
s
=
= D
3 4
9,9613 m
c. Diameter dan tinggi tutup
Diameter tutup = diameter tangki = 7,4709 m Tinggi tutup H
d
=
= D
4 1
1,8677 m Tinggi tangki H
t
= H
s
+ H
d
= 9,9613 + 1,8677 m = 11,8290 m
d. Tebal shell tangki
Direncanakan tangki menggunakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 Grade C, sehingga diperoleh data :
- Allowable stress S = 13.700 Psia = 94.458,1709 kPa
- Joint efficiency E = 0,85
- Corrosion allowance C = 0,125 intahun - Umur tangki n
= 10 tahun Tabel 18.5 Wallace, 1990
Volume larutan = 377,89 m
3
Volume tangki = 491,26 m
3
Tinggi shell = 9,9613 m
Universitas Sumatera Utara
Tinggi larutan dalam tangki l =
3 3
m 491,26
m 377,89
× 9,9613 m = 7,6625 m Tekanan Hidrostatik:
P
Hidrostatik
= ρ × g × l
= 952,7 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 7,6625 m = 71.537,6941 Pa = 71,5377 kPa
P
o
= 101,3250 kPa P = 71,5377 kPa + 101,3250 kPa = 172,8627 kPa
P
design
= 1,3 × 172,8627 = 207,4352 kPa = 30,0859Psia = 2,0744bar = 2,0472 atm
Tebal shell tangki:
in 5287
, 1
in 0,125
x 10
kPa 52
1,2207,43 kPa0,85
709 294.458,1
in 294,13
kPa 207,4352
nC 1,2P
2SE PD
t
= +
− =
+ −
=
Tebal shell standar yang digunakan = 1 ¾ in Tabel 5.4 Brownell,1959
e. Tebal tutup tangki
Tutup atas tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell, Tebal tutup atas yang digunakan = 1 ¾ in
LC.4 Pompa 2 P-102AB
Fungsi : Mengalirkan bahan baku PKO ke Heater
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial Steel
Jumlah : 1 unit ON dan 1 unit cadangan
Kondisi operasi : Tekanan
= 101,3250 kPa = 1 atm Temperatur
= 27
o
C = 300,15 K Laju alir massa F
= 15.000 kgjam = 9,1860 lbms
Universitas Sumatera Utara
Densitas ρ
= 952,7 kgm
3
= 59,4730 lbmft
3
Viskositas µ
= 23,4820 cP = 0,0158 lbmft,s
Gambar 14, kern, 1965 Laju alir volumetrik,
= =
=
3 m
m
ft lb
59,4730 sec
lb 9,1860
ρ F
Q 0,1545 ft
3
s Desain pompa : Asumsi aliran turbulen
Di
,opt
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Walas,1988 = 3,9 0,1545
0,45
59,4730
0,13
= 2,8625 ft Dari Appendiks A.5 Geankoplis 1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 3 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam ID : 3,068 in
= 0,2557 ft Diameter Luar OD
: 3,5 in = 0,2917 ft
Inside sectional area : 0,0513 ft
2
Kecepatan linear, v = QA =
2 3
0513 ,
0,1545 ft
s ft
= 3,0120 fts
Bilangan Reynold : N
Re
=
µ ×
× ρ
D v
= bmft.s
0,0158 0,2557
01120 ,
3 59,4730
3
l ft
s ft
ft lbm
= 2.901,1954 Turbulen
Untuk pipa commercial steel, harga ε = 0,000046 Geankoplis, 1997
Pada N
Re
= 2.901,1954 dan εD = 0,00018
Sehingga harga f = 0,0125
Friction loss :
1 Sharp edge entrance= h
c
= 0,55 α
2 1
2 1
2
v A
A
−
Universitas Sumatera Utara
= 0,55 174
, 32
2 3,0120
1
2
− = 0,0775 ft,lbflbm
2 elbow 90° = h
f
= n,Kf,
c
g v
. 2
2
= 20,75 174
, 32
2 3,0120
2
= 0,2115 ft,lbflbm
1 check valve = h
f
= n,Kf,
c
g v
. 2
2
= 12,0 174
, 32
2 3,0120
2
= 0,2820ft,lbflbm
Pipa lurus 30 ft = F
f
= 4f
c
g D
v L
. 2
. .
2
∆ = 40,0125
174 ,
32 .
2 .
0,2557 0120
, 3
30
2
= 0,8272 ft,lbflbm
1 Sharp edge exit = h
ex
=
c
g v
A A
. .
2 1
2 2
2 1
α
−
= 174
, 32
1 2
3,0120 1
2
− = 0,1410 ft,lbflbm
Total friction loss : ∑ F = 1,5392 ft,lbflbm
Dari persamaan Bernoulli :
2 1
1 2
1 2
2 1
2 2
= +
∑ +
− +
− +
−
s
W F
P P
z z
g v
v
ρ α
Geankoplis,1997 dimana : v
1
= v
2
P
1
= P
2
= 101,3250 kPa = 2116,2281 lb
f
ft² ∆Z = 7 ft
Maka : .
5392 ,
1 20
. .
174 ,
32 174
, 32
2 2
= +
+ +
+
s
W lbm
lbf ft
ft s
lbf lbm
ft s
ft
Ws = 8,5392 ft,lbflbm P Effisiensi pompa ,
η= 80 Ws
= η x Wp
8,5392 = 0,80 x Wp
Wp = 10,6740 ft,lbflbm
Daya pompa : P = m x Wp =
ft.lbflbm 10,6740
lbms 3600
45359 ,
15000 ×
x s
lbf ft
hp .
550 1
= 0,1783 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp
Universitas Sumatera Utara
LC.5 Pompa 3 P-103
Fungsi : Mengalirkan Pure Water ke kolom Splitting C-110
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial Steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : Tekanan
= P
1
= 101,3250 kPa = 1 atm P
2
= 5400 Kpa = 53.2939 atm
Temperatur = 29
o
C = 302,15 K Laju alir massa F
= 611,9041 kgjam = 0,3747 lbms Densitas
ρ = 999,0276 kgm
3
= 62,3676 lbmft
3
Viskositas µ
= 0,9 cP = 0,0006 lbmft,s
Dari Appendiks A.5 Geankoplis 1997, dipilih pipa commercial steel : Ukuran nominal
: 2 in Schedule number
: 40 Diameter Dalam ID
: 2,067 in = 0,1723 ft
Diameter Luar OD : 2,375 in
= 0,1979 ft Inside sectional area
: 0,0023 ft
2
No. Kondisi
Nilai 1.
Laju alir volumetrik, , =
= =
3 m
m
ft lb
62,3676 sec
lb 0,3747
ρ F
Q 0,0062 ft
3
s 2.
Di
,opt
0,6739 in 3.
Kecepatan linear, v = QA 2,6834 fts
4. Bilangan Reynold : N
Re
=
µ ×
× ρ
D v
46.402,0322 Turbulen
Friction Loss
Sharp edge entrance 0,0560ft,lbflbm
elbow 90° = h
f
0,1679 ft,lbflbm check valve
0,2238 ft,lbflbm Pipa lurus 30 ft = F
f
0,5067 ft,lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Sharp edge exit 0,1119 ft,lbflbm
∑ F Total friction loss 1,0663 ft,lbflbm
5. Ws
1877,4450 ft,lbflbm 6.
Wp 2346,8063 ft,lbflbm
7. P Daya Pompa
1,5989 hp atau 1 ¾ hp
LC.6 Pompa 4 P-104 Fungsi : Mengalirkan bahan baku PKO ke kolom Splitting C-110
Jenis : Pompa sentrifugal
Bahan konstruksi : Commercial Steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi : Tekanan
= P
1
= 101,3250 kPa = 1 atm P
2
= 5400 Kpa = 53.2939 atm
Temperatur = 27
o
C = 300,15 K Laju alir massa F
= 15.000 kgjam = 9,1860 lbms
Densitas ρ
= 952,7 kgm
3
= 59,4730 lbmft
3
Viskositas µ
= 23,4820 cP = 0,0158 lbmft,s
Gambar 14, kern, 1965 Dari Appendiks A.5 Geankoplis 1997, dipilih pipa commercial steel :
Ukuran nominal : 3 in
Schedule number : 40
Diameter Dalam ID : 3,068 in
= 0,2557 ft Diameter Luar OD
: 3,5 in = 0,2917 ft
Inside sectional area : 0,0513 ft
2
No. Kondisi
Nilai 1.
Laju alir volumetrik, =
= =
3 m
m
ft lb
59,4730 sec
lb 9,1860
ρ F
Q 0,1545 ft
3
s 2.
Di
,opt
2,8625 in 3.
Kecepatan linear, v = QA 3,0120 fts
Universitas Sumatera Utara
4. Bilangan Reynold : N
Re
=
µ ×
× ρ
D v
2.901,1954 Turbulen
Friction Loss
Sharp edge entrance 0,0775 ft,lbflbm
elbow 90° = h
f
0,2115 ft,lbflbm check valve
0,2820 ft,lbflbm Pipa lurus 30 ft = F
f
0,8272 ft,lbflbm Sharp edge exit
0,1410 ft,lbflbm ∑ F Total friction loss
1,5392 ft,lbflbm 5.
Ws 1916,7302 ft,lbflbm
6. Wp
2395,9127 ft,lbflbm 7.
P Daya Pompa 40,1016 hp atau 40 hp
LC.7 Kolom Splitting C-110
Fungsi : Tempat berlangsungnya hidrolisa Palm Kernel Oil
Bahan konstruksi : Carbon Steel
Jenis : Packed Bed Coloumn
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup datar
Jenis sambungan : Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi
Tekanan : 54 bar = 53,2939 atm = 783,204Psia = 5400 kPa
Temperatur : 255
o
C = 491
o
F = 528,15 K
a. Volume
