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 = 12.500 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
.500 2
1 ×
×
= 2.204,35 m
3
Direncanakan membuat 7 tangki dengan faktor kelonggaran 30, maka : Volume larutan untuk 1 tangki =
7 2.204,35
m
3
= 314,91 m
3
Volume tangki, V
t
=
7 m
2.204,35 x
0,3 1
3
+
= 409,38 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 409,38 m
3
=
3
D 1,1781
D
3
= 347,49 m
3
D = 7,03 m
D = 276,79 in
H
s
= =
D 3
4 9,37 m
c. Diameter dan tinggi tutup
Diameter tutup = diameter tangki = 7,03 m Tinggi tutup H
d
= =
D 4
1 1,75 m
Tinggi tangki H
t
= H
s
+ H
d
= 9,37 + 1,75 m = 11,12 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 = 314,91 m
3
Volume tangki = 409,38 m
3
Tinggi shell = 9,37 m
Universitas Sumatera Utara
Tinggi larutan dalam tangki l =
3 3
m 409,38
m 314,91
× 9,37 m = 7,21 m Tekanan Hidrostatik:
P
Hidrostatik
= ρ × g × l
= 952,7 kgm
3
× 9,8 mdet
2
× 7,21 m = 67.319,54 Pa = 67,31 kPa
P
o
= 101,3250 kPa P = 67,31 kPa + 101,3250 kPa = 168,64 kPa
P
design
= 1,3 × 168,64 = 202,37 kPa = 29,35 Psia = 2,02 bar = 1,99 atm
Tebal shell tangki:
in 5
, 1
in 0,125
x 10
kPa 1,2202,37
kPa0,85 709
294.458,1 in
276,79 kPa
202,37 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-102
Fungsi : Mengalirkan bahan baku PKO ke Heater Jenis
: Pompa sentrifugal Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
Tekanan = 101,3250 kPa = 1 atm
Temperatur = 27
o
C = 300,15 K Laju alir massa F
= 12.500 kgjam = 7,65 lbms
Universitas Sumatera Utara
Densitas ρ
= 952,7 kgm
3
= 59,4730 lbmft
3
Viskositas µ
= 2,97 cP = 0,0020 lbmft,s
Gambar 14, kern, 1965 Laju alir volumetrik,
= =
=
3 m
m
ft lb
59,4730 sec
lb 7,65
ρ F
Q 0,12 ft
3
s Desain pompa : Asumsi aliran turbulen
Di
,opt
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
Walas,1988 = 3,9 0,12
0,45
59,4730
0,13
= 2,63 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 ,
12 ,
ft s
ft = 2,5 fts
Bilangan Reynold : N
Re
=
µ ×
× ρ
D v
= bmft.s
0,002 0,2557
5 ,
2 59,4730
3
l ft
s ft
ft lbm
= 19.197,58 Turbulen
Untuk pipa commercial steel, harga ε = 0,000046 Geankoplis, 1997
Pada N
Re
= 2.886,7616 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
−
= 0,55 174
, 32
2 2,5
1
2
− = 0,0538 ft,lbflbm
Universitas Sumatera Utara
2 elbow 90° = h
f
= n,Kf,
c
g v
. 2
2
= 20,75 174
, 32
2 2,5
2
= 0,1467 ft,lbflbm
1 check valve = h
f
= n,Kf,
c
g v
. 2
2
= 12,0 174
, 32
2 2,5
2
= 0,1957 ft,lbflbm
Pipa lurus 30 ft = F
f
= 4f
c
g D
v L
. 2
. .
2
∆ = 40,0125
174 ,
32 .
2 .
0,2557 2,5
30
2
= 0,574 ft,lbflbm
1 Sharp edge exit = h
ex
=
c
g v
A A
. .
2 1
2 2
2 1
α
− =
174 ,
32 1
2 2,5
1
2
− = 0,0978 ft,lbflbm
Total friction loss : ∑ F = 1,0680 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 : .
11,0680 7
. .
174 ,
32 174
, 32
2 2
= +
+ +
+
s
W lbm
lbf ft
ft s
lbf lbm
ft s
ft
Ws = 8,06 ft,lbflbm P Effisiensi pompa ,
η= 80 Ws
= η x Wp
8,06 = 0,80 x Wp
Wp = 10,08 ft,lbflbm
Daya pompa : P = m x Wp =
ft.lbflbm 08
, 10
lbms 3600
45359 ,
12.500 ×
x s
lbf ft
hp .
550 1
= 0,14 hp Maka dipilih pompa dengan daya motor = ¼ hp
LC.5 Pompa 3 P-103
Fungsi : Mengalirkan Pure Water ke kolom Splitting C-110 Jenis
: Pompa sentrifugal
Universitas Sumatera Utara
Bahan konstruksi : Commercial Steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi :
Temperatur = 90
o
C = 363,15 K Laju alir massa F
= 509,92 kgjam = 0,3123 lbms
Densitas ρ
= 972,5637 kgm
3
= 60,7155 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, , ρ
F Q
= 0,0051 ft
3
s 2.
Di
,opt
0,6208 ft 3.
Kecepatan linear, v = QA 2,23 fts
4. Bilangan Reynold : N
Re
=
µ ×
× ρ
D v
38.668,36 Turbulen
Friction Loss
Sharp edge entrance 0,0389 ft,lbflbm
elbow 90° = h
f
0,1166 ft,lbflbm check valve
0,1554 ft,lbflbm Pipa lurus 30 ft = F
f
0,3519 ft,lbflbm Sharp edge exit
0,0777 ft,lbflbm ∑ F Total friction loss
0,7405 ft,lbflbm 5.
Ws 1873,99 ft,lbflbm
6. Wp
2342,44 ft,lbflbm
Universitas Sumatera Utara
7. P Daya Pompa
1,33 hp atau 1 ½ 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 :
Temperatur = 90
o
C = 300,15 K Laju alir massa F
= 12.500 kgjam = 7,65 lbms
Densitas ρ
= 952,66 kgm
3
= 59,47 lbmft
3
Viskositas µ
= 2,97 cP = 0,002 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, , ρ
F Q
= 0,1287 ft
3
s 2.
Di
,opt
2,63 ft 3.
Kecepatan linear, v = QA 2,5 fts
4. Bilangan Reynold : N
Re
=
µ ×
× ρ
D v
19.107,58 Turbulen
Friction Loss
Sharp edge entrance 0,0538 ft,lbflbm
elbow 90° = h
f
0,1467 ft,lbflbm check valve
0,1957 ft,lbflbm Pipa lurus 30 ft = F
f
0,5740 ft,lbflbm
Universitas Sumatera Utara
Sharp edge exit 0,0978 ft,lbflbm
∑ F Total friction loss 1,0680 ft,lbflbm
5. Ws
1.912,36 ft,lbflbm 6.
Wp 2.390,4524 ft,lbflbm
7. P Daya Pompa
33,27 hp atau 34 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
Perhitungan : a. Volume
Waktu tinggal = 4 jam Ecogreen
F
air
masuk = 509,92 kgjam
Densi tas Air ρ 90
C = 972,56 kg m
3
Volume Air =
jam m
m kg
jam kg
m 52
, 56
, 972
92 ,
509
3 3
= =
ρ
F
PKO
masuk = 12.500 kgjam
Densitas PKO ρ = 952,28 kgm
3
Volume PKO =
jam m
m kg
jam kg
m 12
, 13
28 ,
952 12.500
3 3
= =
ρ
F
steam
masuk = 352,5 kgjam
Densitas Steam ρ 300 C
= 709,86 kgm
3
Universitas Sumatera Utara
Volume Steam =
jam m
m kg
jam kg
m 49
, 86
, 709
5 ,
352
3 3
= =
ρ
Volume Total
= 0,53 + 13,12 + 0,49m
3
jam = 14,14 m
3
jam
Volume selama 4 jam = 14,14 m
3
jam x 4 jam = 56,58 m
3
Faktor kelonggaran fk = 20
Brownell young, 1959
Volume Tangki, V
T
= 1+0,2 x 56,58 m
3
= 67,9 m
3
b. Diameter dan tinggi Shell
