Perkiraan tinggi bejana Menetukan dimensi bejana

= ft AB = ID2 - icr = - = in = ft b = r - BC 2 - AB 2 0,5 = 72 - 67,625 2 - 31,375 2 0,5 = in = ft Tinggi dish =b = m Jadi tinggi tutup atas, VO = b + t = 1,008 + 0,021 = ft

E. Perkiraan tinggi bejana

Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = 1,029 x 2 + 9,000 = ft

F. Perhitungan pengaduk

Viskositas campuran = cp = lbftsec Densitas campuran = kgm 3 = lbft 3 Digunakan jenis pengaduk disc turbine dengan 6 buah blade dengan 4 baffle dengan DaW = 5 dan DtJ = 12 Untuk pengaduk secara umum: DaDt = 0,3 - 0,5 DdDa = LDa = Geankoplis,1983 Dengan: Da = Diameter pengaduk W = Lebar blade J = Lebar baffle 5,635 35,75 4 38 11,057 1,169 0,001 995,897 62,172 23 31,375 2,615 12,094 1,008 0,307 1,029 14 Universitas Sumatera Utara C = Tinggi pengaduk dari dasar tangki Dd = Panjang tangkai pengaduk L = Panjang baffle DaDt digunakan 0,3 Da = 0,3 Dt Da = 0,3 x 71,50 = in = ft Lebar blade = 15 Da = in ft Panjang blade = 14 Da = in ft Tinggi pengaduk dari dasar tangki = 13 x diameter dalam tangki = 13 x 71,50 = in = ft Panjang tangkai pengaduk = 23 x diameter pengaduk = 23 x 23,250 = in = ft H.Kecepatan putar pengaduk Range kecepatan putar pengaduk 20-150 rpm Mc.Cabe.1993 Kecepatan putar N = 20 rpm = rps Daya Pengaduk = G.Perhitungan Jaket Pemanas Jumlah steam 148 o C = kgjam densitas steam = kgm 3 laju alir steam Qs = diameter dalam jacket d = diameter dalam + 2 x tebal dinding = 71,50+ 2 x 14 = ft tinggi jaket = tinggi reaktor = ft = m Asumsi tebal jaket = 5 in = ft Diameter luar jaket = + 2x0,417 1.460,829 918,40 1.460,829 = 1,591 m 3 jam 918,400 9,000 2,743 0,417 6,0 6,000 23,833 1,986 14,300 1,192 0,333 21,450 1,788 4,290 0,358 5,363 0,447 14 Universitas Sumatera Utara = ft luas yang dilalui steam A = A = ft 2 Kecepatan steam V V = mjam Tebal dinding jaket tj Bahan Stainless Steel Plate tipe SA-340 P hidrostatik = ρ x g x h = 918,4 x 9,8 x 2,743 = pa = psi P design =1,05 x P hidrostatik = psi tj = in 8.SCREW CONVEYER SC-01 Fungsi : Mengangkut produk dari reaktor kalsium oksalat ke bucket elevator jumlah : 1 buah 6,833 0,189 24.689,678 3,605 3,785 1,250 8,395 A = π 4 D 2−d2 A = π 4 , 2− 2 V = Qs A V = , , tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= 3,785 2x18750 x 0,8−0,6 x3,785 +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara Rate massa = kgjam = lbjam Diperoleh speksifikasi screw conveyer Spesifikasi : Screw Conveyor Tabel 21-6.Perry Tipe : Plain spouts or chuter Diameter pipa : Diameter shaft : 2 in Diameter flights : 10 in Ukuran lumps : Kecepatan : 55 rpm Power : 6,6 hp = 7 hp

9. BUCKET ELEVATOR BE-01

Fungsi : Mengangkut bahan dari screw conveyer ke tangki pendingin Kapasitas : kgjam Dari Perrys, edisi 7, tabel 21-9: Ukuran bucket = in head shaft = 28 r min Kapasitas maksimum = tonjam = kgjam Elevasi center = 25 ft Diameter shaft : Head = in Tail = in Diameter spoker : Head = in Tail = 14 in Power yang dibutuhkan pada head shaft = 1 hp

10. TANGKI PENDINGIN TP-01

Fungsi : Mendinginkan produk dari reaktor kalsium oksalat Bentuk : Horizontal Silinder Material : Carbon steel SA-283 Grade C Jumlah : 1 buah Menentukan Volume Bin m = kgjam = lbjam 5.054,412 2 12 11.142,957 35000 1 1516 1 1116 20 12 5054,412 11142,957 1 12 5054,412 8 x 5 12 x 7 34 35 Universitas Sumatera Utara ρ = kgm 3 = lbft 3 Laju padatan = ft 3 jam Dengan waktu tinggal1 jam dimana volume solid mengisi 80 volume bin digunakan 1 buah bin Volume solid dalam bin = rate massa masuk x waktu tinggal = x 1,0 = ft 3 Volume solid = 80 volume bin Volume bin = Volume solid dalam bin = = ft 3 Menentukan dimensi tangki Dirancang tangki berbentuk silinder tegak dengan volume HD = Volume silinder VS = 14 π.D 2 .H = 0,25 π.D 2 .1,5D = 0,25π 1,5 D 3 = D 3 V tutup bawah Ve = 1 24 Volume total Vt = Vs + Ve = 1,178 D 3 + 0,042 D 3 = D 3 D = ft = in H = ft = in 163,044 0,800 163,044 0,800 203,805 1,5 68,343 163,044 ρ solid 11142,957 68,343 8,263 99,157 1,178 πD 3 203,805 203,805 1,219 1094,895 5,509 66,105 Universitas Sumatera Utara Volume Silinder Vs = ft 3 Volume tutup Ve = ft 3 Diameter dan tinggi tutup Diameter tutup = diameter tangki = ft Rasio axis = 2:1 tinggi tutup = Menentukan tekanan design Pd Pd = 1,05 x P hidrostatik = 1,05 x ρ x ggc x Hs = x 68,343 x 1 x 8,516144 = psia = kPa Menentukan tebal tangki 1. Tebal bagian silinder Dipergunakan bahan konstruksi Carbon steel SA-283 grade C Efesiensi las , E = f allowable = Brownell Young, 1959 Faktor korosi = in untuk 10 tahun dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in 196,839 6,965 5,509 5,509 = 1,377 ft 2 x 2 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd 1,050 4,118 28,392 0,85 12.650 0,125 Universitas Sumatera Utara x 12650 x 0,85-0,6 x 4,118 distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft 2.Tebal tutup Tutup tangki terbuat dari bahan yang sama dengan shell maka tebal tutup tangki standart yang digunakan adalah 14 Total tinggi tangki = Tinggi tangki +tebal tutup = 99,157 + 14 = in = ft 3.Perhitungan Jaket Pemanas Jumlah air pendingin 25 o C = kgjam densitas air pendingin = kgm3 laju alir steam Qs = diameter dalam jacket d = diameter dalam + 2 x tebal dinding = 66,791 + 2 x 0,5 = ft tinggi jaket = tinggi reaktor = ft = m Asumsi tebal jaket = 5 in = ft Diameter luar jaket = + 2x0,417 = ft luas yang dilalui steam A = 3.242,567 996,6 3.242,567 = 996,600 5,602 8,263 0,417 6,0 6,833 3,254 m3jam 2,519 66,730 72 6,00 99,407 8,284 66,105 0,625 + 0,125 ts = 0,126 in ts = 4,118 2,754 Universitas Sumatera Utara A = ft 2 Kecepatan steam V V = mjam Tebal dinding jaket tj Bahan Stainless Stell Plate tipe SA-340 P hidrostatik = ρ x g x h = 996,6 x 9,8 x 2,519 = pa = psi P design =1,05 x P hidrostatik = psi tj = in

11. SCREW CONVEYER SC-02

Fungsi : Mengangkut produk dari tangki pendingin ke vibrating screen Rate massa = kgjam = lbjam Diperoleh speksifikasi screw conveyer 12,016 0,271 24.598,210 3,591 3,771 1,250 5.054,412 11.140,935 A = π 4 D 2−d2 A = π 4 6,833 2− 5,602 V = Qs A V = , , tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= 3, 2x18750 x 0,8−0,6 x 3, +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara Spesifikasi : Screw Conveyor Tabel 21-6.Perry Tipe : Plain spouts or chuter Diameter pipa : Diameter shaft : 2 in Diameter flights : 10 in Ukuran lumps : Kecepatan : 55 rpm Power : 6,6 hp = 7 hp

12. VIBRATING SCREEN VS-01

Fungsi : Memisahkan hasil reaksi dari reaktor kalsium oksalat dengan Humus Jumlah : 1 buah Tipe alat : High Speed Vibrating Screen Kapasitas : m = kgjam = tonjam Ukuran yang diinginkan = 35 mesh a : in d : in dimana A = luas screen C t = laju alir massa = ton C u = unit kapasitas Pers.21-3 Perry 6ed F oa = faktor open-area F s = faktor slotted area Asumsi : tipe screen adalah square slightly rectangular opening, maka F oa = 100 a 2 m 2 dimana m = 1 a + d = x 2 x 1 + = F s = C u = tonjam ft 2 maka: x x x Ukuran screen : ft x ft : in x in 0,1 1,0 34,9751 A = 0.4 C t C u F oa F s ft 2 0,1 34,9751 1,0 A = 0,4 5,054 sieve opening wire diameter 2 12 2 12 in 5054,412 5,0544 1,0752 1,0752 12,903 12,903 = 1,1561 5,054 100 0,0165 0,0165 0,0114 0,0165 0,0114 Universitas Sumatera Utara

13. SCREW CONVEYER SC-03

Fungsi : Mengangkut cake dari vibrating screen ke rotary vacuum Filter jumlah : 1 buah Rate massa = kgjam = lbjam Diperoleh speksifikasi screw conveyer Spesifikasi : Screw Conveyor Tabel 21-6.Perry Tipe : Plain spouts or chuter Diameter pipa : 2 12 in Diameter shaft : 2 in Diameter flights : 9 in Ukuran lumps : Kecepatan : 40 rpm Power : 4,8 hp = 5 hp

14. ROTARY VAKUM FILTER RV-01

Fungsi : Untuk memisahkan antara CaC 2 O 4 dengan filtrat CH 3 COO 2 Ca, HCOO 2 Ca, CaOH 2 , H 2 O, Kondisi Operasi : Temperatur : 30 o C Tekanan : 0,6 atm Komposisi filtrat Fraksi massa CaOH 2 H2O CaCH 3 COO 2 CaHCOO 2 3662,451 6670,500 1,000 mc cp 0,11453 0,17016 0,04566 0,04344 0,374 881,567 2211,000 0,2407 532,196 0,4758 2003,907 944,500 0,5471 516,782 0,3110 Komposisi m r rc m kgjam kgm 3 kgm 3 cp 0,3919 350,279 2015,000 0,0956 192,716 0,4542 2 14 3.925,140 8.651,794 1416,454 1,6330 426,698 1500,000 0,1165 174,759 Universitas Sumatera Utara Komposisi Cake Fraksi massa CaOH 2 H2O CaC 2 O 4 CaCH 3 COO 2 CaHCOO 2 Dari Geankoplis pers.14.2-24, didapat : Dimana : Vtc : Laju Volumetrik filtrat, m 3 det A : Luas Permukaan flter , m 2 t C : waktu siklus time cycle filter, det C s : Konsentrasi padatan dalam umpan masuk, kg padatan m 3 filtrat - DP : perbedaan tekanan, Pa a : tahanan cake, m kg padatan f : fraksi bagian filter terbenam m : viskositas filtrat, Pa.det Laju Filtrasi Rate Filtrat = kgjam = kgs r camp filtrat = Vtc = m 3 filtrat s Perbedaan tekanan, - DP Dari Hugot 474, diambil DP untuk kondisi vacumm tertinggi - DP = inHg = atm = Pa 0,6684269 20 A.tc V Komposisi 349,100 = 0,412 0,339 0,0010 677283,51 mc cp 0,00116 0,00165 0,43672 0,00046 0,00044 0,44044 3662,4509 1,0173 1416,4541 kgm 3 0,00072 8570,500 1,00 1895,325 2,0741 1500,000 0,0012 1,772 0,3919 2015,000 1,954 0,4542 1,853 944,500 0,0053 5,014 0,3110 345,644 1900,000 0,9901 1881,188 0,4411 kgjam kgm 3 kgm 3 cp 0,852 2211,000 0,0024 5,397 0,4758 m r rc m � Δ� �. μα. � Universitas Sumatera Utara = bar Waktu Siklus Filter, tc - DP = 100L 2 wallas , pers 11.28 0.67t C Dimana : L = tebal filter, m = 1 cm Wallas, hal 318 = m tc = t C = menit = detik Dari Perry edisi VII , range tc = 0.1 - 10 menit Tahanan cake , a = 4,37x10 9 x - DP 0,3 Geankoplis, hal 912 = mkg Fraksi bagian filter yang terbenamkan f = Geankoplis,hal 918 Cs = 1 - m Cx c x = Fraksi massa solid dalam slurry = m = Rasio massa wet cake dan dry cake, ditetapkan = 1 lbft 3 r f = Densitas filtrat = kg m 3 = lb ft 3 c x . r f = PERHITUNGAN VA tc = m 2 = ft 2 Ukuran drum = LD = 2 A = p x D x L cx.rf 0,6772835 cs = 1402,4298 = 141645,41 1 - m.c x 0,0099 0,0005984 A = 1,2004 12,916 kg solid m 3 filtrat 3,888E+09 0,33 0,9901 1416,45 88,4292 0,01 -DP = 0,677 100 x L 2 x 0,67 100 x 0,01 2 x 0,67 1,011 60,652255 a Universitas Sumatera Utara = 2 x p x D 2 D = ft ; L = ft

15. BUCKET ELEVATOR BE-02

Fungsi : Mengangkut cake dari rotary vacuum filter ke reaktor asam oksalat Kapasitas : kgjam Dari Perrys, edisi 7, tabel 21-9: Ukuran bucket = in head shaft = 28 r min Kapasitas maksimum = tonjam = kgjam Elevasi center = 25 ft Diameter shaft : Head = in Tail = in Diameter spoker : Head = in Tail = 14 in Power yang dibutuhkan pada head shaft = 1 hp

16. TANGKI PENAMPUNG H

2 SO 4 TK-03 Fungsi : Menampung larutan H 2 SO 4 Material : Stainless Steel SA 240 Grade M tipe 316 Jumlah : 1 buah Tipe alat : Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah standard dished head Pengelasan : Single-welded butt joint Kondisi operasi : Tekanan : 1 atm Suhu : 30 o C Menentukan volume tangki m = kgjam = lbjam r = kgm 3 = lbft 3 Rate larutan = ft 3 jam 1949,769 4298,461 1130,188 70,558 60,9213 1 1116 20 12 12,92 1,43 2,87 349,100 8 x 5 12 x 7 34 35 35000 1 1516 Universitas Sumatera Utara dengan waktu tinggal 1 ja 6 jam x 1 Jumlah tangki penampung = 1 buah Larutan akan menempati 80 volume tangki, maka volume tangki Vt = Vt = = ft 3 Menentukan dimensi tangki Tangki berupa Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah standard dished head Digunakan dimensi HD = 1,5 Volume silinder Vs = 14 p D 2 H = 0.25 p D 2 1.5 D = 0.25 p 1.5 D 3 = D 3 Volume tutup atas Va = D 3 Volume tutup bawah Vb = D 3 Volume total Vt = Vs + Va + Vb + V sf = D 3 + 2 D 3 = D 3 D = ft = in H = ft = in Volume silinder Vs = D 3 = ft Volume tutup atas Va = D 3 = ft Volume tutup bawah Vb = = D 3 = ft Menentukan Tekanan Desain Pd P total = P hidrostatis = [ r x Hs 144 x gg c ] = x = Psi 70,558 144 1,881 1,1775 66,57 0,0847 4,789 0,0847 4,789 3,8381 76,1516 1,1775 0,0847 76,1516 1,3469 3,838 46,057 5,7571 69,086 60,9213 ft 3 70,558 60,9213 76,1516 0,8 1,1775 0,0847 0,0847 Volume larutan dalam tangki = 4298,461 = Universitas Sumatera Utara P desain = P total x = x = Psi Menentukan tebal tangki 1. Tebal bagian silinder Dipergunakan bahan konstruksi Stainless Steel SA 240 Grade M tipe 316 dipilih sambungan las single welded but joint Efesiensi las , E = f allowable = Brownell Young, 1959 Faktor korosi = in untuk 10 tahun dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in x distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in 0,125 12650 x 0,85-0,6 x 1,975 ts = 0,129 in 46,057 0,500 46,557 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd ts = 1,975 23,029 + 1,05 1,881 1,050 1,975 0,85 12.650 0,125 Universitas Sumatera Utara = OD Standart = in = ft dimana r C = ID f head = 0,885 Pd.r C = x x = in diambil standar 14 in Menentukan tinggi tutup Tutup atas berbentuk dished heads r radius of dish = 48 in Tabel 5.7Brownell Young, hal 90 icr inside corner radius = in BC = r - icr = 48 - = in = ft AB = ID2 - icr = - = in = ft b = = r- BC 2 - AB 2 0,5 = 48 - 3,781 2 - 1,700 2 0,5 = in = ft Tinggi dish = b = in = ft Tinggi dish  ft = m Tinggi tutup atas = = in = ft Menentukan tinggi larutan dalam tangki Jumlah larutan yang ada = ft 3 Volume larutan yang menempati tutup bawah : Vd = D 3 = ft 3 0,0847 76,1516 4,789 7,471 0,6226 7,471 0,6226 0,6226 0,0158 VO 7,471 0,6226 1,7003 4,000 + C f.E - 0,1Pd 0,885 1,975 46,057 + C 12650 x 0,85 - 0,1 x 0,885 48 0,007 2 58 2,63 45,38 3,781 23,029 2,6 20,404 Universitas Sumatera Utara Volume yang menempati silinder = - = ft 3 Dengan demikian tinggi larutan dalam shell : Hls = 4 V p D 2 = ft Jadi tinggi liquid total dalam tangki adalah : Hl = Hls + b = + = ft Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = + tinggi silinder = x 2 + = in = ft

17. REAKTOR ASAM OKSALAT R-02

Fungsi : untuk mereaksikan antara CaC 2 O 4 dengan larutan H 2 SO 4 4 N Tipe : Silinder tegak berpengaduk serta tutp atas dan bawah berbentuk dished head Bahan : Carbon Stell SA-167grade 3 type 204 Jumlah : 1 buah Kondisi : P op = 1 atm Basis : 1 jam Bahan masuk pada o C fraksi CaOH 2 CaC 2 O 4 CaCH 3 COO 2 CaHCOO 2 H 2 O H 2 SO 4 Jumlah 0,0429 319,527 0,139 1840,000 0,434 255,748 0,060 2298,869 1,000 17636,000 3,085 1655,503 0,410 0,339 0,000 2015,000 0,454 0,297 0,000 1632,095 0,710 1500,000 0,392 1064,933 0,278 345,644 0,150 2211,000 0,476 332,432 0,072 0,412 0,000 8570,000 0,937 1,537 0,000 μ kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 cp 0,852 0,000 1500,000 0,392 0,556 0,000 0,6655 VO x 2 0,6226 69,0855 70,3307 5,8609 34,41 Komponen Massa ρ μ ρc 76,152 4,789 71,363 0,0429 0,6226 Universitas Sumatera Utara Bahan keluar pada o C fraksi H 2 O C 2 H 2 O 4 CH 3 COOH HCOOH H 2 SO 4 CaSO 4 Laju bahan = kgjam = lbjam ρ campuran = kgm 3 = lbft 3 Laju padatan = ft 3 jam Dengan waktu tinggal 1 jam dimana volume solid mengisi 80 volume reaktor dan digunakan 1 buah reaktor Laju massa masuk x waktu tinggal x 1 = ft 3 Volume bahan = 80 volume bahan dalam reaktor Volume reaktor = Volume bahan yang masuk ke reaktor = = ft 3

A. Menetukan dimensi bejana

Dirancang tangki berbentuk silinder, dengan volume : HD = 1,5 V silinder = p D 2 H4 Komponen 0,800 147,110 0,800 183,887 1.655,503 103,353 49,037 Volume bahan yang masuk ke reaktor = = 5.068,087 103,353 147,110 ρ campuran Jumlah 2298,869 1,000 9418,500 2,369 1314,562 0,359 2.298,869 5.068,087 53,255 0,023 1840,000 0,434 42,625 0,010 369,521 0,161 2489,000 0,505 400,083 0,081 0,313 0,000 1038,000 0,326 0,141 0,000 0,240 0,000 1207,000 0,352 0,126 0,000 1632,510 0,710 944,500 0,311 670,723 0,221 243,031 0,106 1900,000 0,441 200,863 0,047 80 Massa ρ μ ρc μc kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 cp Universitas Sumatera Utara V Silinder = 1,1775 D 3 V. Dish = 0,000049 x D 3 Pers.5.11 Brownell Young.1959, hal 88 = 0,000049 x D 3 ft 3 dengan D dalam inci, V dish = 0,0847D 3 ft 3 Maka Volume Total : Vt = Volume Silinder + Volume Tutup = p4 x D 2 x H + 2 x 0,0847D 3 = 1,1775D 3 + 0,1694D 3 = 1,3469D 3 D = ft = in Maka digunakan Hs = ft = in B.Menentukan Tekanan dalam Bejana Pi P total = P hidrostatik = ρ x ggc x Hs = x 1,0 x 12,985144 = psi P design = 1,05 x P Total = 1,05 x 24,020 = psi C.Menetukan dimensi Bejana C.1 tebal bagian silinder ts Dari App.D,Brownell and Young, Hal 342 untuk bahan konstruksi carbon stell SA- 340 grade M, diperoleh : f = psi Faktor korosi, C = in Untuk 10 tahun Sambungan las tipe double welded but joint Efesiensi Las, E = 103,353 20,244 21,256 18.750 0,125 0,85 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd 183,887 5,149 61,790 7,724 92,685 Universitas Sumatera Utara dimana : ts : tebal bagian silinder in Pd : tekanan dalam bejana lbin2 ri : jari-jari dalam shell f : allowable strees lbin2 E : faktor pengelasan C : Faktor korosi in x 18750 x 0,85-0,6 x 21,256 distandarisasi menjadi 14 in OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft Koreksi : ID = in = ft H = in = ft C.2 tebal tutup atas dan tutup bawah tutup atas dan tutp bawah berbentuk torispherical dished heads jari-jari dished : r = 33 in f = psi E = C = in Pd = psi 0,125 21,256 62,415 66 5,50 65,50 5,458 99,00 8,250 18.750 0,850 ts = 21,256 30,895 + 0,125 ts = 0,166 in 61,790 0,625 Universitas Sumatera Utara 0,889 x Pd x r f.E - 0,1 x Pd x x x 0,8 - 0,1 x Dipakai tebal tutup standart = 14 in = ft

D. Menentukan tinggi tutup atas