VIII-1 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
BAB VIII UTILITAS
Dalam sebuah pabrik, utilitas merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan
kebutuhan utilitas untuk proses tersebut. Utilitas yang terdapat dalam pabrik asam oksalat meliputi beberapa unit
yaitu : 1. Unit Pengolahan Air
2. Unit Pembangkitan Steam 3. Unit Pembangkitan Tenaga Listrik
4. Unit Bahan Bakar
VIII.1. Unit Penyediaan Steam
Unit penyediaan steam berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam, yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik ini.
Direncanakan boiler menghasilkan steam jenuh saturated steam pada tekanan 4,5 atm pada suhu = 148
C dengan h
v
= 1179,3 Btulb
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-2 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Jumlah steam yang dibutuhkan dalam pabrik asam oksalat: No
Nama Alat Steam kg jam
1 Heater H
2
SO
4
0,3300 2
Reaktor Oksidasi 14867,2617
3 Heater udara ke Absorber
66,1146 4
Evaporator 226660,4627
5 Heater udara ke Rotary
360,8430
Total
241978,3065
Total Kebutuhan steam = 241978,3065kgjam
533470,2141 lbjam Untuk faktor keamanan dari kebocoran-kebocoran yang terjadi, maka
direncanakan steam yang dihasilkan kelebihan 20 dari kebutuhan steam total : = 1,2 x kebutuhan normal 533470,2141lbjam = 640164,2569 lbjam
Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar : m
s
h
v
- h
f
m
f
= x 100
Severn W.H : 142 e
b
. F
dimana : m
f
= massa bahan bakar yang dipakai, lbjam. m
s
= massa steam yang dihasilkan, lbjam. h
v
= entalpi uap yang dihasilkan, Btulb. h
f
= entalpi liquid masuk, Btulb. e
b
= efisiensi boiler = 92 Severn W.H : 143
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-3 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
F = nilai kalor bahan bakar, Btulb. h
v
=1179,3 Btulb suhu steam
[Steam Table] h
f
=970,3 Btulb suhu air=100
C [Steam Table]
F = nilai kalor bahan bakar digunakanPetroleum Oil 33
API 0,22 sulfur Perry 7
ed
, T.27-6 dariPerry 7
ed
, Fig.27-3 , didapat : relative density, = 0,86 grcc
Heating Value = 137273 Btugal
= 0,86 grcc = 54 lbcuft = 7,2 lbgal
Maka Heating Value bahan bakar = 2
, 7
137273 = 19066 Btulb
m
s
h
v
- h
f
m
f
= x 100
Severn, W.H : 142 e
b
. F 640164,2569 1179,3
– 970,3 m
f
= x 100 = 7627 lbjam
92.19066
Kapasitas boiler :
m
s
h
v
- h
f
Q =
Severn, W.H : 171 1000
640164,2569 1179,3 – 970,3
= = 133794,3297 kilo.Btujam.
1000
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-4 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Penentuan boiler horse power :
Untuk penentuan Boiler Horse Power , digunakan persamaan : m
s
h
v
- h
f
hp =
Severn, W.H : 140 970,3.34,5
dimana : Angka – angka 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada
penguapan 34,5 lb airjam dari air pada 212 F menjadi uap kering pada 212
F pada tekanan 1 atm, untuk kondisi demikian diperlukan enthalpy penguapan 970,3
Btulb. 640164,2569 1179,3
– 970,3 hp =
= 399 hp 970,3 34,5
Penentuan heating surface boiler :
1 hp boiler horse power dibutuhkan 10 ft
2
heating surface. Severn, W.H : 140 Total heating surface = 10 x 399 = 3990 ft
2
Kebutuhan air untuk pembuatan steam :
Air yang dibutuhkan diambil 20 berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan.
Produksi steam = 640164,2569lbjam
Kebutuhan air = 1,2 x 640164,2569lbjam = 768197,1083 lbjam
= 18436730,6 lbhari air : 62,43 lbcuft maka volume air = 295318,4462 cufthari = 8362 m
3
hari
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-5 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Air kondensat dari hasil pemanasan direcycle kembali ke boiler. Dianggap kehilangan air kondensat = 20, maka air yang ditambahkan sebagai make-
upwater adalah = 0,2 x 8362
1672 m
3
hari
Spesifikasi :
Kapasitas boiler : 133794,3297 KiloBtujam
Tipe : Fire tube boiler tekanan steam 10 atm
Heating surface : 3990 ft
2
Rate steam :640164,2569 lbjam
Efisiensi boiler : 92
Bahan bakar : Petroleum Oil 33
API Diesel Oil Rate bahan bakar
: 7627 lbjam Jumlah
: 1 buah
VIII.2. Unit Penyediaan Air
Air memegang peranan penting dan harus memenuhi persyaratan tertentu yang disesuaikan dengan masing-masing keperluan di dalam pabrik. Penyediaan
air untuk pabrik direncanakan dari air sungai. Air sungai sebelum masuk ke dalam bak penampung, dilakukan
penyaringan lebih dahulu dengan maksud untuk menghilangkan kotoran yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat-sekat kayu agar kotoran tersebut
terhalang dan tidak ikut masuk ke dalam tangki penampung reservoir. Untuk menghemat pemakaian air, maka diadakan sirkulasi. Air dalam pabrik ini dipakai
untuk air Sanitasi, air umpan boiler, air pendingin dan air proses.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-6 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
VIII.2.1. Air Sanitasi
Untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi dan sebagainya. Pada umumnya air sanitasi harus memenuhi syarat kualitas yang terdiri dari :
1. Syarat fisik suhu
Suhu dibawah suhu udara, warna jernih tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, kekeruhan maksimal 1mg SiO
2
liter. 2.
Syarat kimia Tidak mengandung zat-zat organic maupun anorganik yang terlarut dalam air
dan tidak beracun. 3.
Syarat bakteriologi Tidak mengandung kuman maupun bakteri terutama bakteri pathogen.
Kebutuhan air sanitasi pabrik adalah untuk :
- Karyawan, kebutuhan air untuk karyawan = 15 literhari per orang
= 15 literhari per orang x 163 orang = 2 m
3
hari - Keperluan Laboratorium
= 10 m
3
hari - Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik
= 5 m
3
hari - Cadangan lain-lainnya
= 10 m
3
hari +
Total kebutuhan air sanitasi = 27 m
3
hari
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-7 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
VIII.2.2. Air Umpan Boiler
Air ini dipergunakan untuk menghasilkan steam di dalam boiler.Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, karena
kelangsungan operasi boiler sangat bergantung pada kondisi air umpannya. Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :
1. Bebas dari zat penyebab korosi, seperti asam, gas-gas terlarut.
2. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang
tinggi,yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silika. 3.
Bebas dari zat penyebab timbulnya buih busa seperti zat-zat organik, anorganik dan minyak.
4. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin.
Kebutuhan air umpan boiler dapat diketahui pada perhitungan boiler.
VIII.2.3. Air Pendingin
Untuk menghemat air, maka air pendingin yang telah digunakan didinginkan kembali dalam cooling tower. Adapun keperluan air pendingin untuk
pabrik ini adalah : No
Nama Alat Air kg jam
1 Reaktor Hidrolisa
659811,5981 2
Kristalizer 33639,8304
3 Cooler
13000,76315
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-8 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
4 Barometic Condensor
192322,0619 5
Cooling Conveyor 5237,2808
Total 892309,7574
Total kebutuhan air pendingin = 1967203,937 lbjam
Densitas air = 62,4 lbcuft
Volume air pendingin = 31525,7041 cuftjam
= 21424,9694 m
3
hari Dianggap kehilangan air pada waktu sirkulasi 10 dari total air pendingin,
sehingga sirkulasi air pendingin 90 Air yang disirkulasi
= 90 x 21424,9694 m
3
hari = 19282,4725 m
3
hari Air yang harus ditambahkan sebagai make up water :
= 10 x 21424,9694 m
3
hari = 2142,4969 m
3
hari Jadi total kebutuhan air pendingin = 19282,4725 m
3
hari + 2142,4969 m
3
hari = 21424,9694 m
3
hari = 756616,9 ft
3
hari = 21424,9694 x 264,17
24 x 60 = 3930,4404 gpm
Perancangan alat cooling tower :
Fungsi : Mendinginkan air yang akan digunakan sebagai air pendingin.
Jenis : Cross Flow Induced Draft Cooling Tower
Rate volumetric = 3930,4404 gpm
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-9 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Suhu air masuk menara cooling tower = 45
o
C = 113
o
F Suhu air keluar menara cooling tower
= 25
o
C = 77
o
F Suhu wet bulb, udara, dengan kelembaban 70
= 70
o
F Dari Fig. 12
– 14 Perry
7ed
, diperoleh konsentrasi air = 1,5 gpmft
2
Luas area pendinginan = 3930,4404 1,5 = 2620,2936 ft
2
Dari Fig. 12 – 15 Perry
7ed
, diperoleh power per luasan tower = 0,042 hpft
2
Power fan = 2620,2936 x 0,042 = 110,05
hp ≈ 110 hp
Spesifikasi :
Fungsi : Mendinginkan air yang akan digunakan sebagai air
pendingin. Jenis
: Induced Draft Tower Power
: 110 hp Bahan
: Baja Stainless SA 240 grade M tipe 316 Jumlah
: 1 buah
VIII.2.3. Air Proses
Kebutuhan air proses untuk pabrik :
No Nama Alat
Air kgjam
1 Reaktor Hidrolisa
353,5196 2
RDVF 261,2536
3 Absorber
946,5489 4
Pengenceran NaOH 11,7149
1573,037
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-10 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Kebutuhan air proses = 3467,9488 lbjam= 55,5761 cuftjam = 1,5737 m
3
jam = 38 m
3
hari
VIII.3. Unit Pengolahan Air Water Treatment
Air untuk keperluan industri harus terbebas dari kontaminan yang merupakan faktor penyebab terbentuknya endapan, korosi pada logam, dan
lainnya.Untuk mengatasi masalah ini maka dari sumber air tetap memerlukan pengolahan sebelum dipergunakan.
Proses Pengolahan Air Sungai :
Air sungai dipompakan ke bak penampung yang sebelumnya dilakukan penyaringan dengan cara memasang sekat-sekat kayu agar kotoran bersifat
makro akan terhalang dan tidak ikut masuk dalam bak penampung air sungai. Selanjutnya air sungai dipompakan ke koagulasi tank dengan penambahan
koagulan Al
2
SO
4 3
, setelah itu air masuk flokulasi tank dengan penambahan PAC membentuk flok-flok yang lebih berat. Dari flokulasi tank air masuk
clarifier untuk proses pemisahan flok dan air bersih, kemudian air dari clarifier ditampung pada bak sementara.
Air bersih dari bak penampung kemudian dilewatkan sand filter untuk menyaring kotoran yang masih terikat oleh air. Air yang keluar ditampung ke bak
penampung air bersih. Air yang sudah ditampung dipompa kan ke bak
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-11 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
penampung air sanitasi dengan penambahan kaporit untuk membebaskan dari kuman, air pendingin, air proses dan air umpan boiler.
Dari perincian diatas, dapat disimpulkan kebutuhan air dalam pabrik : - Air Boiler
= 8362 m
3
hari 348 m
3
jam - Air Proses
= 38 m
3
hari 1,6m
3
jam - Air Sanitasi
= 27 m
3
hari 1,1 m
3
jam - Air Pendingin
= 21424 m
3
hari 892 m
3
jam +
Kebutuhan total = 29830,98 m
3
hari 1241,8 m
3
jam
VIII.3.1. Spesifikasi Peralatan Pengolahan Air
1. Bak Penampung Air SungaiA-210
Fungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi air bersih. Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetric : 1241,8 m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal : 2 jam
Tinggi : 1 x m
Panjang : 2 x m
Lebar : 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 85 terisi air : = 2483,6 85 = 2921,88 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 2921,88
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-12 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Sehingga, x = 9 m
Panjang = 18 m
Lebar = 18 m
Tinggi = 9 m
Check volume : Volume bak = p x l x t
= 18 x 18 x 9 = 2916 m
3
1241,8 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air sungai sebelum diproses menjadi air bersih
Kapasitas :1241,8 m
3
Bentuk : empat persegi panjang terbuka
Ukuran : Panjang
= 18 m Lebar
= 18 m Tinggi
= 9 m Bahan konstruksi
: Beton Jumlah
: 1 buah
2. Tangki Koagulasi A-220
Fungsi : Untuk proses koagulasi dengan penambahan Al
2
SO
4 3
Perhitungan : Rate volumetric = 1241,8
m
3
jam= 1241800 literjam Dosis alum
= 20 mgliter
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-13 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Kebutuhan alum = 20 x 1241800 = 24836000 mgjam = 2483,6 kgjam
ρ alum = 1,1293 kgL
Volume alum =
= 2199,2385 literjam = 2,1992 m
3
jam Waktu tinggal
= 1 jam Volume air dan alum = 1241,8
+ 2,1992 m
3
jam x 1 jam = 1243,992 m
3
Dirancang tangki berbentuk silinder dan 85 dari tangki terisi air, maka : Volume tangki =
= 1463,5285 m
3
Jumlah tangki yang digunakan= 1 buah Volume tangki =
x D
2
x H Asumsi : H = 2 D
Volume tangki = 1463,5285
= 1,57 D
3
D = 9,8 m
H = 19,6 m
Tinggi cairan di dalam tangki = x D
2
x H 1463,5285=
x 9,0
2
x H H
= 19,4 m Dalam bak koagulator ini dilengkapi dengan pengaduk berkecepatan 50 rpm
0,833 rps. Dirancang pengaduk tipe flat blade turbin dengan 6 blade. Diameter impeller Da = 13 diameter tangki = 0,333 x 9,8 = 3,26 m
ρ air = 1000 kgm
3
µ air = 0,8 cp = 0,00084 kgm.s
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-14 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
N
Re
=
ρ
= = 1056103,14
Dari Geankoplis figure 3.4-4, Diketahui nilai Np pada N
Re
= 1056103,14adalah : Np = 5 Daya yang diperlukan untuk motor pengaduk :
P = Np x r x N
3
x T
5
= 5 x 1000 x 0,833
3
x 2,93
5
= 3744,504 watt = 5 hp Jika efisiensi motor 80, maka :
P = 50,8 = 6,27 hp
Dipilih motor = 6 hp
Spesifikasi Bak Koagulator
Fungsi : Sebagai tempat terjadinya koagulasi
Kapasitas : 1241,8 m
3
Bentuk : Silinder
Ukuran bak : diameter
= 9,8 m tinggi
= 19,6 m Motor penggerak
: 6 hp Bahan
: Beton bertulang Jumlah
: 1 buah
3. Penampung Koagulan A –222
Fungsi : Menampung koagulan Al
2
SO
4 3
Rate volumetric = 2199,2385 literjam = 2,1992 m
3
jam Dirancang tangki berbentuk silinder dan 85 tangki terisi air maka :
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-15 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Volume tangki = = 2,5873 m
3
Jumlah tangki yang digunakan = 1 buah Volume tangki =
Asumsi : H = 2 D Volume tangki =
D = 1,2 m H = 2,4 m
Tinggi cairan didalam tangki = 2,5873 =
H = 2,3 m
Spesifikasi penampung koagulan :
Fungsi : Sebagai penampung koagulan
Kapasitas : 2,5873 m
3
Jumlah : 1 buah
Bentuk : Silinder
Ukuran bak : Diameter
: 1,2 m Tinggi
: 2,4 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-16 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
4. Clarifier A-230
Fungsi : Untuk proses pemisahan flok dan air bersih
Perhitungan :
Rate volumetric = 1241,8 m
3
jam= 1241800literjam Dosis PAC
= 5 mgliter Kebutuhan PAC = 5 x 1241800 = 4533300 mgjam = 453,33 kgjam
ρ PAC = 1,1000 kgliter
Volume PAC = 453,33
1,1 = 412,12 literjam = 0,41212 m
3
jam Waktu tinggal
= 2 jam Volume air dan PAC = 1241,8 + 0,41212 = 1242,2121 m
3
jam Volume air
= 1242,2121 m
3
jam x 2 jam = 2484,4242 m
3
Direncanakan volume tangki = volume air Volume tangki
= 2484,4242m
3
Volume tangki ¼
2
x H Diasumsi : H = D
Volume tangki ¼
2
x D 2484,4242 m
3
= 0,785 D
3
D = 14,682 m
H = 14,682 m
Spesifikasi :
Fungsi : Untuk pemisahan antara flokpadatan dengan air bersih
Bentuk : Silinder
Diameter : 14,682 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-17 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Tinggi : 14,682 m
Bahan : Carbon Stell
Jumlah : 1 buah
5. Penampung Flokulan A-231
Fungsi : Menampung flokulan Rate volumetric = 412,12 ltjam = 0,41212 m
3
jam Dirancang tangki berbentuk silinder dan 85 tangki terisi air maka :
Volume tangki =
= 0,4848 m
3
Jumlah tangki yang digunakan = 1 buah Volume tangki =
Asumsi : H = 2 D Volume tangki =
D = 0,7 m
H = 1,4m
Tinggi cairan didalam tangki = 0,4848 =
H = 1,3 m
Spesifikasi penampung flokulan :
Fungsi : Sebagai penampung flokulan
Kapasitas : 0,4848 m
3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-18 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Jumlah : 1 buah
Bentuk : Silinder
Ukuran bak : Diameter
: 0,7 m Tinggi
: 1,4 m
7. Bak Penampung Flok A-233
Fungsi : Menampung flok dari bak clarifier
Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Dianggap penambahan koagulan dan flokulan membentuk flok 90, maka
Rate volumetrik : 1241,8 m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal : 2 jam Volume air : 1241,8 x 2
= 2483,6 m
3
jam Digunakan 1 buah bak
Panjang : 4 x m
Lebar : 3 x m
Tinggi : 3 x m
Volume bak penampung direncanakan 85 terisi air = 2483,6 85 = 2133 m
3
Volume penampang = 36x
3
= 2133 Sehingga, x = 3,89m
Panjang = 15,59m
Lebar = 11,67 m
Tinggi = 11,67 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-19 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Check volume : Volume bak = p x l x t
= 15,59 x 11,67 x 11,67 = 2123,1849 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : menampung flok dari clarifier
Kapasitas : 2123,1894 m
3
Bentuk : persegi empat terbuka
Ukuran : Panjang
= 15,59 m Lebar
= 11,67 m Tinggi
= 11,67 m Bahan konstruksi
: Beton Jumlah
: 1 buah
8. Bak Penampung Air Jernih A-232
Fungsi : Menampung air jernih dari bak clarifier Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Rate volumetrik : 1241,8 m
3
Ditentukan : Waktu tinggal : 2 jam
Volume air total : 1241,8 x 2 = 2483,6 m
3
jam Tinggi
: 1 x m Panjang
: 2 x m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-20 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Lebar : 2 x m
Volume bak penampung direncanakan 85 terisi air = 7450,8 85 = 2921,88 m
3
Volume penampang = 4 x
3
= 2921,88 m
3
Sehingga, x =9 m Panjang
= 18 m Lebar
= 18 m Tinggi
= 9m Check volume :
Volume bak = p x l x t = 18 x 18 x 9
= 2916 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air jernih dari clarifier
Kapasitas : 2916 m
3
Bentuk : persegi empat terbuka
Ukuran : Panjang
= 18 m Lebar
= 18 m Tinggi
= 9 m Bahan konstruksi
: Beton Jumlah
: 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-21 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
9. Sand Filter H-240 H-241
Fungsi : Menyaring kotoran yang tersuspensi dalam air dengan
menggunakan penyaring pasir Rate volumetric
: 1241,8 m
3
jam Waktu filtrasi
: 15 menit Jumlah flok
: 10 dari debit air yang masuk : 10 x 1241,8 = 124,18 m
3
jam Volume air
: 1241,8 – 124,18 = 1117,62 m
3
jam Volume air yang ditampung : 1117,62 x 1560 = 203,9985 m
3
jam = 898,178gpm
Volume tiap tangki : 898,1782 = 449,089gpm
Rate filtrasi : 12 gpmft
2
Perry 6
ed
hal. 19-85 Luas penampang bed : 449,08912 = 37,42 ft
2
Diameter bed :
√
A
= √
= 3,7913 m Tinggi lapisan dalam kolom, diasumsikan :
Lapisan Gravel = 0,3 m
Sugiharto :121 Lapisan pasir
= 0,7 m Sugiharto :121
Tinggi air = 3,0 m
Sugiharto :121 + Tinggi lapisan
= 4,0 m Kenaikan akibat back wash
= 25 dari tinggi lapisan = 25 x 4 = 1 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-22 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Tinggi total lapisan = tinggi bed + tinggi fluidisasi + tinggi bagian atas untuk pipa + tinggi bagian bawah untuk pipa
= 4 + 1 + 0,03 + 0,03 = 5,0600 m
Spesifikasi :
Fungsi : Menyaring air jernih dari tangki koagulasiflokulasi.
Kapasitas : 1117,62 m
3
jam Bentuk
: bejana tegak Diameter
: 3,7913m Tinggi
: 5,0600 m Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-283 Grade P Jumlah
: 2 buah
10. Bak Penampung Air Bersih A-243
Fungsi : Menampung air jernih dari sand filter
Bak berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Rate volumetrik
: 1241,8 m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal : 2 jam
Volume air total : 1241,8 x 2 = 2483,6 m
3
jam Tinggi
: 1 x m Panjang
: 2 x m Lebar
: 2 x m Volume bak penampung direncanakan 85 terisi air = 2483,685= 2921,88m
3
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-23 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Volume penampang = 4x
3
= 2921,88 m
3
Sehingga, x = 9 m Panjang
= 18m Lebar
= 18 m Tinggi
= 9 m Check volume :
Volume bak = p x l x t = 18 x 18 x 9
= 2916 m
3
memenuhi
Spesifikasi :
Fungsi : menampung air jernih dari Sand Filter
Kapasitas : 2916 m
3
Bentuk : empat persegi terbuka
Ukuran : Panjang
= 18m Lebar
= 18m Tinggi
= 9m Bahan konstruksi
: Beton Jumlah
: 1 buah
11. Bak Penampung Air Sanitasi A-260
Fungsi : Menampung air dari bak air bersih untuk keperluan sanitasi dan tempat menambahkan desinfektan chlorine.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-24 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Bak berbentuk persegi panjang, terbuat dari beton. Kapasitas
: 27 m
3
hari = 1,125 m
3
jam Ditentukan
: Waktu tinggal : 12jam
Volume air total : 1,125 x 12 = 13,5 m
3
Digunakan : 1 buah bak
Volume air dalam bak :13,5 m
3
Diasumsi : Panjang
: 4 x m Tinggi = lebar : 2 x m
Asumsi : 85 bak terisi air
Volume bak penampung 85 terisi air = = 15,88 m
3
Volume bak penampung = 16x
3
= 15,88 Sehingga, x = 0,997 m
Tinggi = lebar = 2 x 0,997 = 1,99 m Panjang
= 3,998 m Check volume :
Volume bak = p x l x t = 15,992 m
3
15,88 m
3
memenuhi Untuk membunuh kuman, digunakan disinfektan jenis chlorine dengan
kebutuhan chlorine = 200 mgL Wesley : fig. 10-7
Jumlah Chlorine yang harus ditambahkan setiap hari = 200 x 40000= 8000000 mg = 8 kghari
Kebutuhan chlorine per tahun = 8 kghari x 330 hari = 2640 kg
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-25 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air untuk keperluan sanitasi dan tempat
penambahan disinfektant chlorine. Kapasitas
: 15,992m
3
Bentuk : Empat Persegi panjang terbuka
Ukuran : Panjang
= 3,998 m Lebar
= 1,99 m Tinggi
= 1,99 m Bahan konstruksi
: Beton Jumlah
: 1 buah
12. Tangki Kation Exchanger A-250 A
Fungsi : mengurangi kesadahan air disebabkan oleh garam-garam calcium. Kandungan CaCO
3
dari pengolahan = 5 graingallon Kirk Othmer, Vol.11 : 887. Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin zeolith bentuk granular, agar
sesuai dengan syarat air boiler. Kandungan CaCO
3
= 5 graingal = 0,325 grgal 1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
= 348 m
3
= 91932gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 x 91932 = 29877,8894gr = 29,8779 kg
Dipilih bahan pelunak : Zeolit dengan exchanger capacity = 1,4 ekkg CaCO
3
Perry 6
ed
; T.16-4 Na-Zeolith diharapkan mampu menukar semua ion Ca
2+
. ek ekuivalen
=
Ekuivalen Berat
gram
Underwood : 55
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-26 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Berat Ekuivalen =
elektron jumlah
BM
Underwood : 51 Untuk CaCO
3
, 1 mol Ca melepas 2 elektron : Ca
2+
, sehingga elektron = 2 BM CaCO
3
= 100 Berat Ekuivalen
=
2 100
= 50 grek Berat zeolith
= ek x Berat Ekuivalen = 1,4 ek x 50 grek = 70 gr Kapasitas Zeolith
= 70 grkg
CARA KERJA :
Air dilewatkan pada kation exchanger yang berisi resin positif sehingga ion positif tertukar dengan resin positif.
Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 x 91932 = 29877,8894gr = 29,8779 kg
Kebutuhan Zeolith = 70 grkg x 29,8779 kg = 2091,4523gr
2,0915kg Zeolith
= 0,95 kglt Perry 6
ed
; T.16-4 Volume Zeolith
= 2,0915 kg 0,95 kglt = 2,2015 lt 0,0022 m
3
Volume total = 348 + 0,0022 = 348,0022 m
3
Rate Volumetrik = 348,0022 m
3
hari = 14,5 m
3
jam Tangki berbentuk silinder dengan Dimention Ratio ; HD = 2.
Volume =
4
. D
2
.H =
4
. D
2
. 2 D =348,0022m
3
Diameter = 6,05 m
Tinggi 2D = 12,1 m
Bahan konstruksi : Stainless steel plate tipe 316
Jumlah : 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-27 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Regenerasi Zeolith Regenerasi zeolith dilakukan dengan larutan HCl 33 Condensate Polishing
Plant : PJB II - Paiton , Standard Procedure Operation
R - H + MX R - M + HX
R = Resin Zeolith
R - H = Resin zeolith mengikat kation. MX = Mineral yang terkandung dalam air.
Contoh mineral MX = CaSO
4
, CaO
3
, MgCO
3
, dll. R - M = Resin dalam kondisi mengikat kation.
HX = Asam mineral yang terbentuk setelah air melewati resin kation. Contoh asam mineral HX = HCl, H
2
SO
4
,H
2
CO
3
, dll.
Reaksi kation exchange : R-H
+
+ CaCO
3
R-Ca
++
+ H
2
CO
3
Reaksi regenerasi kation : R-Ca
++
+ 2HCl R-H
+
+ CaCl
2
Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan HCl 33 tiap regenerasi = 1,92 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II - Paiton
Maka Kebutuhan HCl 33 = 4 x 1,92 ton = 7,68 tontahun = 7680 kgtahun dengan
HCl = 1,1509 kglt Perry 7
ed
; T.2-57, maka volume HCl yang dibutuhkan selama 1 tahun adalah = 7680 1,1509
lt Kg
Kg = 6673 lt
Volume tangki HCl 80 terisi = 6673 80 = 8341,3 lt = 8,4 m
3
. Volume tangki :
V = ¼
D
2
1,5 x D asumsi HD = 1,5 = ¼
x 1,5 . D
3
D = 1,9 m
dan H = 2,9 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-28 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
13. Tangki Anion Exchanger A – 251 B
Fungsi : mengurangi kesadahan air yang disebabkan oleh garam karbonat.Kandungan CaCO
3
dari pengolahan air masih sekitar 5 graingallon Kirk Othmer, Vol.11 : 887. Kandungan ini sedianya dihilangkan dengan resin
AminoPolyStyrene APS bentuk butiran, agar sesuai dengan syarat air boiler. Kandungan CaCO
3
= 5 graingal = 0,325 grgal 1 grain = 0,000065 kg Jumlah air yang diproses
= 348m
3
= 91932 gallon Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 x 91932 = 29877,9gr = 29,8779 kg
Dipilih bahan pelunak :AminoPolyStyrene APS jenis Homogeneous APS dengan exchanger capacity = 5,5 ekkg CaCO
3
Perry 6
ed
; T.16-4 AminoPolyStyrene APS diharapkan mampu menukar semua ion CO
3 -2
. ek ekuivalen
=
Ekuivalen Berat
gram
Underwood : 55
Berat Ekuivalen =
elektron jumlah
BM
Underwood : 51 Untuk CaCO
3
, 1 mol Ca melepas 2 elektron : Ca
2+
, sehingga elektron = 2 BM CaCO
3
= 100 Berat Ekuivalen
=
2 100
= 50 grek Berat APS
= ek x Berat Ekuivalen = 5,5 ek x 50 grek = 275 gr Kapasitas APS
= 275 grkg
CARA KERJA :
Air dilewatkan pada anion exchanger yang berisi resin negatif, sehingga ion negatif tertukar dengan resin negatif.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-29 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Jumlah CaCO
3
dalam air = 0,325 x 91932 = 29877,9gr = 29,8779 kg
Kebutuhan APS = 275 grkg x 29,8779 kg = 8216,4225gr =8,216 kg
APS = 0,67 kglt Perry 6
ed
; T.16-4 Volume APS
= 8,216 kg 0,67 kglt = 12,2633 lt = 0,0123 m
3
Volume total = 348 + 0,0123 = 348,0123 m
3
Rate Volumetrik = 348,0123 m
3
hari = 14,5005 m
3
jam Tangki berbentuk silinder dengan Dimention Ratio HD = 2.
Volume =
4
. D
2
.H =
4
. D
2
. 2 D = 348,0123 m
3
Diameter = 6,05 m
Tinggi 2D = 12,1m
Bahan konstruksi : Stainless steel plate tipe 316
Jumlah : 1 buah
Regenerasi AminoPolyStyrene APS
Regenerasi APS dilakukan dengan larutan NaOH 40 SPO, Paiton R - OH + HX
R - X + H
2
O R
= Resin APS R -OH = Resin APS mengikat anion.
R - X = Resin dalam kondisi mengikat anion.
Reaksi anion exchange : R-OH
-
+ H
2
CO
3
R- CO
3 - -
+ H
2
O Reaksi regenerasi anion
: R-CO
3 - -
+ 2 NaOH R-OH
-
+ Na
2
CO
3
Regenerasi dilakukan 4 kali dalam setahun, kebutuhan NaOH 40 tiap regenerasi = 1,3 ton regenerasi Condensate Polishing Plant : PJB II - Paiton
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-30 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Maka Kebutuhan NaOH 40 = 4 x 1,3 ton = 5,2 tontahun = 5200 kgtahun dengan
NaOH 40 = 1,4232 kglt Perry 7
ed
; T.2-90, maka volume NaOH yang dibutuhkan selama 1 tahun adalah = 5200 1,4232
lt Kg
Kg = 3653,7 lt
Volume tangki NaOH 80 terisi = 3653,7 80 = 4567,1 lt = 4,6 m
3
. Volume tangki :
V = ¼
D
2
1,5 x D asumsi HD = 1,5 = ¼
x 1,5 . D
3
D = 1,6 m
dan H = 2,4 m
14. Bak Penampung Air lunak umpan boiler A – 253
Fungsi : Menampung air lunak dari kation-anion exchanger. Bak berbentuk empat persegi panjang yang terbuat dari beton
Rate volumetrik : 8362 m
3
hari = 348 m
3
jam Ditentukan : Waktu tinggal
: 1 jam Tinggi
: x m Panjang = lebar
: 2x m Volume bak penampung direncanakan 80 terisi air = 348 80 =435,52 m
3
Volume penampung = 4x
3
= 435,52 maka , x = 4,77 m
Panjang = lebar =4,77 x 2 = 9,55 m
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-31 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Spesifikasi :
Kapasitas : 435,52 m
3
. Bentuk
: empat persegi panjang Ukuran : Panjang = 9,55 m
Lebar = 9,55 m Tinggi
= 4,77 m Bahan konstuksi : Beton
Jumlah : 1 buah
VIII.3.2. Perhitungan Pompa-pompa
1. Pompa Air SungaiL – 211
Fungsi : Untuk mengalirkan air sungai menuju ke A-210
Tipe : Centrifugal pump
A - 210
SUNGAI P
1
V
2
A B
Z
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 30ft Pipa Lurus
= 50ft
reference plane
Z
1
Z
2
V
1
L - 211 P
2
Rate volumetric,qf = 1241,8 m
3
jam = 2402,83cuftjam = 40,05 cuftmnit =302gpm
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 5 in
Dipilih pipa 5 in , sch. 40 [Foust , App.C6a]
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-32 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
OD =5,563 in ID = 5,047 in
= 0,421 ft A = ¼.
.ID
2
= 0,139 ft
2
Kecepatan aliran , V =
mnt dt
60 1
ft mnt
cuft pipa
Area volumetrik
rate
2
= 4,8ftdt
= 0,00057 lbft dt air pada 30C
N
Re
=
V
D = 221331 2100 asumsi turbulen adalah benar
Dipilih pipa commercial steel = 0,00015
ɛD = 0,00033
Foust, App.C-1 f
= 0,031 Foust, App.C-3
Digunakan Persamaan Bernoulli : -Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
Perhitungan Friksi berdasarkan Peters Timmerhaus 4
ed
, Tabel 1 , hal. 484.
Taksiran panjang pipa lurus = 50,0 ft
Panjang ekuivalen, Le - 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 53,9 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa
= 126,3 ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x ID Pipa = 3,0 ft
+ Panjang total pipa
= 232,2 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
=24,47
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484]
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-33 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,14
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
= 0,36
m f
lb lb
. ft
F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 24,97
m f
lb lb
. ft
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
; P
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi Z =30 ft ; Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf =54,83
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
4,2 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 8,4 hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-34 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Effisiensi motor = 80
PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
10,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Kapasitas : 302gpm
Dynamic Head , -Wf : 54,82ft lbflbm Efisiensi motor
: 80 Power
: 10,5 hp Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 buah
2. Pompa Bak Koagulasi L – 221
Fungsi : Mengalirkan Air dari A-210 ke A-220
Tipe : Centrifugal pump
A - 210 L - 221
A B
P
2
V
2
Z
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 30ft Pipa Lurus = 50 ft
A - 220
reference plane
P
1
V
1 Z
2
Z
1
Rate volumetrik = 1241,8 m
3
jam = 2402,83cuftjam = 40,04 cuftmnit = 302gpm
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-35 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 5,56 in
Dipilih pipa 6 in , sch. 40 [Foust , App.C6a]
OD =6,625 in ID = 6,065 in
= 0,505 ft A = ¼.
.ID
2
= 0,20 ft
2
Kecepatan aliran , V =
mnt dt
60 1
ft mnt
cuft pipa
Area volumetrik
rate
2
= 3,3 ftdt
= 0,00057 lbft dt air pada 30C
N
Re
=
V
D = 181327 2100 asumsi turbulen adalah benar
Dipilih pipa commercial steel = 0,00015
ɛD = 0,00033
Foust, App.C-1 f
= 0,031 Foust, App.C-3
Digunakan Persamaan Bernoulli : -Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
Perhitungan Friksi berdasarkan Peters Timmerhaus 4
ed
, Tabel 1 , hal. 484.
Taksiran panjang pipa lurus = 50,0 ft
Panjang ekuivalen, Le - 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 48,48 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa
= 151,5 ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x ID Pipa = 3,5 ft
+ Panjang total pipa
= 269,6 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-36 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
=11,19
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484] F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,07
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
= 0,17
m f
lb lb
. ft
F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 11,43
m f
lb lb
. ft
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
; P
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi Z =30 ft ; Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf =41,60
m f
lb lb
. ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-37 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
3,2 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 6,4 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
8 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Kapasitas : 302 gpm
Dynamic Head , -Wf : 41,6ft lbflbm Efisiensi motor
: 80 Power
: 8 hp Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-38 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
3. Pompa Sand FilterL – 242
Fungsi : Memompa air dari A-232 ke H-240
Tipe : Centrifugal pump
P
2
V
2
A - 232
L - 251
H -240
P
1
V
1
A B
Z
A = Suction Head B =
Discharge Head Z = 30 ft
Pipa Lurus = 50ft
reference plane Z
2
Z
1
2
Rate bahan = 1241,8 m
3
jam = 2402,83cuftjam = 303gpm = 40,05 cuftmnt = 0,667 cuftdtk
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 5,5 in
Dipilih pipa 6 in , sch. 40 [Foust , App.C6a]
OD =6,625 in ID = 6,065 in
= 0,505 ft A = ¼.
.ID
2
= 0,20 ft
2
Kecepatan aliran , V =
mnt dt
60 1
ft mnt
cuft pipa
Area volumetrik
rate
2
= 3,3 ftdt
= 0,00057 lbft dt air pada 30C
N
Re
=
V
D = 104136 2100 asumsi turbulen adalah benar
Dipilih pipa commercial steel = 0,00015
ɛD = 0,00033
Foust, App.C-1
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-39 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
f = 0,031
Foust, App.C-3
Digunakan Persamaan Bernoulli : -Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
Perhitungan Friksi berdasarkan Peters Timmerhaus 4
ed
, Tabel 1 , hal. 484.
Taksiran panjang pipa lurus = 50,0 ft
Panjang ekuivalen, Le - 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 64,6 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa
= 151,5 ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x ID Pipa = 3,5 ft
+ Panjang total pipa
= 269,6 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
=11,2
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484]
F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,07
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
= 0,17
m f
lb lb
. ft
F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 11,44
m f
lb lb
. ft
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-40 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
; P
= 0
m f
lb lb
. ft
Asumsi Z =30 ft ; Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf =41,61
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
3,2hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 6,4 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
8 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Kapasitas : 303 gpm
Dynamic Head , -Wf : 41,61ft lbflbm Efisiensi motor
: 80 Power
: 8 hp Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-41 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
4. Pompa Bak Penampung Air Sanitasi L – 261
Fungsi : Mengalirkan Air A-243 ke A-260
Tipe : Centrifugal pump
A - 243 A - 260
L - 261 P
2
V
2
P
1
V
1
A B
Z
reference plane
Z
2
Z
1
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 30ft Pipa Lurus
= 50ft
Rate bahan = 1,125 m
3
jam = 40,5 cuftjam = 5,1 gpm = 0,675 cuftmnt = 0,0113 cuftdtk
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 1 in
Dipilih pipa 1 in , sch. 40 [Foust , App.C6a]
OD =1,315 in ID = 1,049 in
= 0,087 ft A = ¼.
.ID
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran , V =
mnt dt
60 1
ft mnt
cuft pipa
Area volumetrik
rate
2
= 1,9 ftdt
= 0,00057 lbft dt berdasarkan sg bahan N
Re
=
V
D = 17986 2100 asumsi turbulen adalah benar
Dipilih pipa commercial steel = 0,00015
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-42 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
ɛD = 0,00018
Foust, App.C-1 f
= 0,024 Foust, App.C-3
Digunakan Persamaan Bernoulli : -Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
Perhitungan Friksi berdasarkan Peters Timmerhaus 4
ed
, Tabel 1 , hal. 484.
Taksiran panjang pipa lurus = 50,0 ft
Panjang ekuivalen, Le - 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 8,4 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa
= 26,2 ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x ID Pipa = 0,6 ft
+ Panjang total pipa
= 85,2 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
=5,27
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484] F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 0,02
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
=
gc 2
V V
2 1
2 2
= 0,06
m f
lb lb
. ft
F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 5,35
m f
lb lb
. ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-43 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
; P
= 0
m f
lb lb
. ft
Z =30 ft ;
Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf =35,41
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
0,10 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 45 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 0,20 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
0,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Kapasitas : 5,1 gpm
Dynamic Head , -Wf : 35,41 ft lbflbm Efisiensi motor
: 80 Power
: 0,5 hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-44 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Bahan konstruksi : Commercial Steel
Jumlah : 1 buah
5. Pompa Tangki Kation Exchanger L – 252
Fungsi : Mengalirkan air dari A-243 ke A-250A
Tipe : Centrifugal pump
L - 252 A - 243
P
1
V
1
A B
P
2
V
2
A - 250 A
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 30ft Pipa Lurus = 50ft
reference plane
Z
Z
2
Z
1
Rate bahan = 348,4166 m
3
jam = 12304,23cuftjam = 67gpm = 8,834 cuftmnt = 0,147 cuftdtk
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 2,8144 in
Dipilih pipa 3 in , sch. 40 [Foust , App.C6a]
OD =3,500 in ID = 3,068 in
= 0,256 ft A = ¼.
.ID
2
= 0,05 ft
2
Kecepatan aliran , V =
mnt dt
60 1
ft mnt
cuft pipa
Area volumetrik
rate
2
= 2,9 ftdt
= 0,00057 lbft dt berdasarkan sg bahan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-45 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
N
Re
=
V
D = 80778 2100 asumsi turbulen adalah benar
Dipilih pipa commercial steel = 0,00015
ɛD = 0,00045
Foust, App.C-1 f
= 0,02 Foust, App.C-3
Digunakan Persamaan Bernoulli : -Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
Perhitungan Friksi berdasarkan Peters Timmerhaus 4
ed
, Tabel 1 , hal. 484.
Taksiran panjang pipa lurus = 50,0 ft
Panjang ekuivalen, Le [Peters Timmerhaus 4
ed
; Tabel-1] - 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 24,6 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa
= 76,8ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x ID Pipa = 1,8 ft
+ Panjang total pipa
= 153,2 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
=6,25
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484]
F
2
= gc
2 V
K
2 2
= 0,05
m f
lb lb
. ft
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 1 , aliran turbulen
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-46 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
= 0,13
m f
lb lb
. ft
F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 6,43
m f
lb lb
. ft
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
; P
= 0
m f
lb lb
. ft
Z =30 ft ;
Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf =36,56
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
0,62 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 1,2 hp Effisiensi motor
= 82 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
1,5 hp
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-47 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Kapasitas : 67 gpm
Dynamic Head , -Wf : 36,56 ft lbflbm Efisiensi motor
: 82 Power
: 1,5 hp Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 2 buah satu untuk cadangan
6. Pompa Air Proses L - 280
Fungsi : Mengalirkan air proses ke proses pabrik
Tipe : Centrifugal pump
P
1
A B
P
2
V
2
V
1
Z
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 30ft Pipa Lurus = 50ft
reference plane
Z
2
Z
1
A-243 L-280
Rate bahan = 0,7 m
3
jam = 26,45 cuftjam = 3,3 gpm
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 1,1 in
Dipilih pipa 1 in , sch. 40 [Foust , App.C6a]
OD =1,315 in ID = 1,049 in
= 0,087 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-48 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
A = ¼. .ID
2
= 0,006 ft
2
Kecepatan aliran , V =
mnt dt
60 1
ft mnt
cuft pipa
Area volumetrik
rate
2
= 3,3 ftdt
= 0,00057 lbft dt berdasarkan sg bahan N
Re
=
V
D = 31314 2100 asumsi turbulen adalah benar
Dipilih pipa commercial steel = 0,00015
ɛD = 0,00018
Foust, App.C-1 f
= 0,024 Foust, App.C-3
Digunakan Persamaan Bernoulli : -Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
Perhitungan Friksi berdasarkan Peters Timmerhaus 4
ed
, Tabel 1 , hal. 484.
Taksiran panjang pipa lurus = 50,0 ft
Panjang ekuivalen, Le - 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 8,4 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa
= 26,2 ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x ID Pipa = 0,6 ft
+ Panjang total pipa
= 85,2 ft
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
=15,55
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484]
F
2
= gc
2 V
K
2 2
K = 0,4 , A tangki A pipa,
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-49 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
= 0,07
m f
lb lb
. ft
= 1 , aliran turbulen
3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki F
3
=
gc 2
V
2
=
gc 2
V V
2 1
2 2
= 0,17
m f
lb lb
. ft
F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 15,78
m f
lb lb
. ft
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P = P
2
– P
1
= 0 lb
f
ft
2
; P
= 0
m f
lb lb
. ft
Z =30 ft ;
Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf = 45,94
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1 hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
0,10 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 45 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 0,20 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-50 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Power motor =
motor Bhp
0,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Kapasitas : 3,3 gpm
Dynamic Head , -Wf : 45,94 ft lbflbm Efisiensi motor
: 80 Power
: 0,5 hp Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 buah
7. Pompa Air Umpan Boiler L – 254
Fungsi : Mengalirkan air dari A-253 ke boiler
Tipe : Centrifugal pump
L - 254 A - 253
P
1
V
1
A B
P
2
V
2
Z
A = Suction Head B = Discharge Head
Z = 30ft Pipa Lurus = 50ft
reference plane
Z
2
Z
1
Boiler
P
2
V
2
Rate bahan = 348 m
3
jam = 12304,23 cuftjam = 67gpm = 8,834 cuftmnt = 0,147 cuftdtk
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-51 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Asumsi aliran turbulen :
Diameter Optimum = 3,9 x q
f 0,45
x
0,13
[Peters Timmerhaus 4
ed
, pers.15] Diameter pipa optimum = 2,8144 in
Dipilih pipa 3 in , sch. 40 [Foust , App.C6a]
OD =3,500 in ID = 3,068 in
= 0,256 ft A = ¼.
.ID
2
= 0,05 ft
2
Kecepatan aliran , V =
mnt dt
60 1
ft mnt
cuft pipa
Area volumetrik
rate
2
= 2,9 ftdt
= 0,00057 lbft dt berdasarkan sg bahan N
Re
=
V
D = 80778 2100 asumsi turbulen adalah benar
Dipilih pipa commercial steel = 0,00015
ɛD = 0,00045
Foust, App.C-1 f
= 0,032 Foust, App.C-3
Digunakan Persamaan Bernoulli : -Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
Perhitungan Friksi berdasarkan Peters Timmerhaus 4
ed
, Tabel 1 , hal. 484.
Taksiran panjang pipa lurus = 50,0 ft
Panjang ekuivalen, Le - 3 elbow 90
= 3 x 32 x ID Pipa = 24,6 ft
- 1 globe valve = 1 x 300 x ID Pipa
= 76,8 ft - 1 gate valve
= 1 x 7 x ID Pipa = 1,8 ft
+ Panjang total pipa
= 153,2 ft
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-52 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Friksi yang terjadi :
1. Friksi karena gesekan bahan dalam pipa F
1
= D
gc Le
V f
2
2
=6,25
m f
lb lb
. ft
2. Friksi karena kontraksi dari tangki ke pipa [PetersTimmerhaus 4
ed
, hal. 484] F
2
= gc
2 V
K
2 2
= 0,05
m f
lb lb
. ft
K = 0,4 , A tangki A pipa,
= 1 , aliran turbulen 3. Friksi karena enlargement ekspansi dari pipa ke tangki
F
3
=
gc 2
V
2
= 0,13
m f
lb lb
. ft
F = F
1
+ F
2
+ F
3
= 6,43
m f
lb lb
. ft
P
1
= 1 atm = 2116,8 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P
2
=4,5 atm = 9525,6 lb
f
ft
2
1 atm = 14,7 x 144 lb
f
ft
2
P = P
2
– P
1
= 7408,8 lb
f
ft
2
; P
= 118,67
m f
lb lb
. ft
Z =30 ft ;
Z
gc g
= 30 lbm
lbf .
ft
Persamaan Bernoulli : - Wf = P
+ Z
gc g
+
gc
2 V
2
+ F
- Wf =155,23
m f
lb lb
. ft
sg campuran Himmelblau : berdasarkan sg bahan = 1
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-53 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
hp =
3960 sg
gpm flowrate
W
f
2,6 hp Perry 6
ed
; pers. 6-11 ; hal. 6-5 Effisiensi pompa
= 50 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-37 Bhp
=
pompa hp
= 5,2 hp Effisiensi motor
= 80 PetersTimmerhaus 4
ed
; fig.14-38 Power motor
=
motor Bhp
6,5 hp
Spesifikasi :
Type : Centrifugal pump
Kapasitas : 67gpm
Dynamic Head , -Wf : 155,23 ft lbflbm Efisiensi motor
: 80 Power
: 6,5 hp Bahan konstruksi
: Commercial Steel Jumlah
: 1 buah
VIII.4.Unit Pembangkit Tenaga Listrik
Tenaga listrik yang dibutuhkan Pabrik ini dipenuhi dari Perusahaan Listrik Negara PLN dan Generator Set Genset dan distribusi pemakaian listrik untuk
memenuhi kebutuhan pabrik seperti : keperluan alat dan penerangan pabrik. Untuk keperluan alat proses disediakan dari generator set, sedangkan
untuk penerangan pabrik dari PLN. Bila terjadi kerusakan pada generator set,
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-54 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
kebutuhan listrik bisa diperoleh dari PLN, demikian juga bila terjadi gangguan dari PLN, kebutuhan listrik untuk penerangan bisa diperoleh dari generator set.
Perincian kebutuhan listrik dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel VIII.4.1 Kebutuhan listrik untuk peralatan proses dan utilitas No
Nama Alat Power hp
Peralatan Proses :
1 Screw Conveyor 2,2
2 Bucket elevator – 1
4 3 Pompa Asam Sulfat
1,5 4 Reaktor Hidrolisa
9 5 Pompa larutan Hidrolisa
1,5 6 Tangki Netralisasi
7 7 Tangki Pengencer NaOH
1,5 8 Pompa Larutan Netralisasi
1,5 9 RDVF
4 10 Pompa Filtrat RDVF
1,5 11 Reaktor Oksidasi
15 12 Pompa HNO
3
1,5 13 Pompa Larutan Oksidasi
1,5 14 Blower
1 15 Centrifuge
7,5 16 Pompa Filtrat Centrifuge
1,5 17 Pompa Larutan Evaporator
1,5 18 Crystallizer
4 19 Centrifuge
7,5 20 Pompa Mother Liquor
1,5 21 Screw conveyor
1 22 Rotary dryer
63 23 Blower
1 24 Cooling conveyor
1 25 Bucket Elevator
4
Peralatan Utilitas :
1 Tangki Koagulasi 6,0
4 Pompa Air Sungai 10,5
5 Pompa Bak Koagulasi 8,0
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-55 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
8 Pompa Sand Filter 8,0
9 Pompa Bak Penampung Air Sanitasi 0,5
10 Pompa Tangki Kation Exchanger 0,5
12 Pompa Air Umpan Boiler 6,5
171,7
1 hp = 745,6 Watt = 0,7456 kW Jadi kebutuhan listrik untuk alatproses dan utilitas : 0,7456 x 171,7 = 128 kWh
Kebutuhan listrik untuk penerangan pabrik dihitung berdasarkan kuat penerangan untuk tiap-tiap lokasi. Dengan menggunakan perbandingan beban
listrik lumenm
2
, dimana 1 foot candle = 10076 lumenm
2
dan 1 lumen = 0,0015 watt Perry 7
ed
,Conversion Table
Kebutuhan ini dapat dilihat pada tabel VIII.4.2.
Tabel VIII.4.2. Kebutuhan listrik Ruang Pabrik dan Daerah Pabrik.
No Lokasi
Luas m
2
Foot candle
Lumen m
2
1 Jalan
2750 275
2770900 2
Pos Keamanan 100
10 100760
3 Parkir
1200 120
1209120 4
Taman 800
80 806080
5 Timbangan Truk
100 10
100760 5
Pemadam Kebakaran 200
20 201520
6 Bengkel
225 22,5
226710 7
Kantor 1500
150 1511400
8 Perpustakaan
500 50
503800 9
Kantin 225
22,5 226710
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-56 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
10 Poliklinik 100
10 100760
11 Mushola 900
90 906840
12 Ruang Proses 3325
332,5 3350270
13 Ruang Kontrol 100
10 100760
14 Laboratorium 500
50 503800
18 Storage Produk 225
22,5 226710
19 Storage Bahan Baku 225
22,5 226710
20 Gudang 225
22,5 226710
21 Utilitas 3000
300 3022800
22 Daerah Perluasan 3800
380 3828880
Total 20000
2000 20152000
Untuk penerangan daerah proses, daerah perluasan, daerah utilitas, daerah bahan baku, daerah produk, tempat parkir, bengkel, gudang, jalan dan taman
digunakan merkuri 250 watt. Untuk lampu merkuri 250 watt mempunyai Lumen Output = 166675 lumen Perry 7
ed
,Conversion factor. Jumlah lampu merkuri yang dibutuhkan :
No LOKASI
Lumenm
2
1 Ruang Proses 3350207
2 Daerah Perluasan 3828880
3 Utilitas 3022800
4 Storage Bahan Baku 226710
5 Storage Produk 226710
6 Parkir 1209120
7 Bengkel 226710
8 Gudang 226710
9 Jalan Aspal 2770900
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-57 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
10 Taman 806080
Mercury 250 Watt = 166675Lumen
8216978 Jumlah Lampu
50 Untuk penerangan daerah lain digunakan lampu TL 40 watt.
Untuk lampu TL 40 watt, lumen output = 26666,7 lumen Conversion factor Lumen daerah lain = 20152000
– 8216978 = 11935022 lumen Jumlah lampu TL yang dibutuhkan :11935022 26666,7 = 448 buah lampu
Kebutuhan listrik untuk penerangan : = 50 x 250 + 448 x 40
= 30402 watt 30 kWh
Kebutuhan listrik untuk AC kantor = 15 kWh Total kebutuhan listrik per jam
= 128 + 30 + 15 = 173 kWh Untuk menjamin kelancaran supply listrik,maka supply listrik= 2 x 173
= 346 kWh
VIII.4.1. Generator Set
Direncanakan digunakan : Generator Portable Set penempatannya mudah Efisiensi generator set
: 80 Kapasitas generator set total = 346 80 = 432,5 kVA
Tenaga generator = 432,5 x 56,87
1 kW = 56,87 Btumenit = 24596,275 Btumenit.
Heating value minyak bakar = 19066 Btulb. Kebutuhan bahan bakar untuk generator per jam
24596,275 x 60 Btujam = 77,40 lbjam = 35 kgjam 19066 Btulb
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-58 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Jadi dalam perencanaan ini,harus disediakan generator pembangkit tenaga listrik yang dapat menghasilkan daya listrik yang sesuai.
Berat jenis bahan bakar = 0,89 kglt Maka kebutuhan bahan bakar solar = 35 0,89
lt kg
jam kg
= 39 ltjam
Spesifikasi :
Fungsi : Pembangkit tenaga listrik. Kapasitas : 432,5 kVA
Power faktor : 0,8
Frekuensi : 50 Hz. Bahan bakar : minyak diesel
Kebutuhan bahan bakar : 39 lt jam Jumlah
: 1 buah
VIII.4.2. Tangki Penyimpan Bahan Bakar.
Fungsi : Menyimpan bahan bakar Petroleum Oil 33 API diesel oil.
Kebutuhan bahan bakar untuk Generator Set = 39 lbjam Kebutuhan bahan bakar untuk Boiler
= 7627 lbjam +
Total kebutuhan bahan bakar = 7666 lbjam
Densitas diesel oil = 54 lbft
3
Kapasitas per jam = 144 cuftjam
4081 literjam 1 cuft = 28,32 lt Direncanakan penyimpanan bahan bakar selama 1 bulan 720 jam
Volume bahan bakar = 144 cuftjam x 7,48 x 720 jam = 775526,4 gal
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
VIII-59 Utilitas
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat dari Tepung cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
Volume bahan bakar = 775526,4x 0,0238 641 bbl 1 galon = 0,0238 bbl
Dari Brownell Young, tabel 3-3, halaman 43, dengan jenis tangki berdasarkan API Standard
12-D
100,101 diambil kapasitas tangki = 1000 bbl
Spesifikasi :
Nama alat : Tangki Penyimpan Bahan Bakar
Tipe : Standard Vessel API
12-D
100,101 Kapasitas Nominal
: 1000 bbl Diameter
: 21,5 ft Tinggi
: 16 ft Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA-283 grade C Jumlah
: 1 buah
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
IX-1 Lokasi dan Tata Letak Pabrik
Pra Rencana Pabrik Asam Oksalat Dari Tepung Cassava Dengan Proses Oksidasi Asam Nitrat
BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
