5.38 Filter Press FP–102
Fungsi : memisahkan padatan dari hidrolisat
Jenis : plate and frame filter press
Bahan Konstruksi : Carbon Steel
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Temperatur = 30°C
Tekanan = 1 atm
Laju umpan : 105161,286 kgjam
Berdasarkan cara perhitungan yang sama dari filter press sebelumnya diperoleh A = 6,8008 m
2
, maka: Jumlah plate n = 6,8008m
2
1 m
2
buah = 6,8008 buah = 7 buah Jumlah frame = jumlah plate = 7 buah
5.39 Reaktor Prehidrolisis R-101
Fungsi : Tempat prehidrolisis tandan kosong kelapa sawit
Jenis : Continuous Stirred Tank Reactor
Bentuk : Silinder tegak dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C Jumlah
: 1 unit Kondisi Operasi
: Temperatur = 100°C
Tekanan = 1 atm = 14,696 psia
Tabel LC.1 Bahan yang Masuk ke Tangki Prehidrolisis Bahan
Laju alir kgjam kgm
3
Volume m
3
jam Selulosa
2988,4415 1500
1,9923 Hemiselulosa
16161,8228 1110
14,5602 Lignin
29660,3373 1060
27,9815 Abu
11887,7530 600
19,8129 Air
5057,1039 992,25
5,0966
Universitas Sumatera Utara
H
2
SO
4
4607,2211 1840
2,5039 Total
70362,6796 71,9474
Laju massa = 70362,6796 kgjam ρ Camp =
m v
= 70362,6796 kgjam
71,9474 m
3
jam = 977,974 kgm
3
Kebutuhan perancangan = 1 jam
Faktor Keamanan = 20
Perhitungan: a. Volume bahan
V
l
= 70362,6796
kg jam
x 1 jam 977,974 kgm
3
= 71,9474 m
3
Faktor kelonggaran 20 Volume tiap tangki, V
t
= 1 + 0,2 x 71,9474 m
3
= 86,3369 m
3
b. Diameter dan tinggi shell -
Volume shell tangki V
s
V
s
=
1 4
π D
i 2
h
s
untuk tekanan 0 – 250 psia, digunakan D
i
: h
s
= 1:3 Walas, 1990
sehingga : V
s
=
3 4
π D
i 3
- Volume tutup tangki V
h
V
h
=
1 24
π D
i 3
Peters et,al, 2004 -
Volume tangki V V
= V
s
+ V
h
86,3369 m
3
= 19
24 π D
i 3
D
i
= 3,2627 m = 128,4521 in
h
s
= 9,7880 m = 385,4563 in
Universitas Sumatera Utara
c. Tebal shell tangki
t
s
=
PR SE - 0,6P
+ n,C Peters et,al, 2004
dimana: t
s
= tebal shell m P
= tekanan desain kPa R = jari-jari dalam tangki m
S = allowable stress kPa
E = joint efficiency C = corrosion allowance mtahun
n = umur alat tahun
Volume larutan = 71,9474 m
3
Volume tangki = 86,3369 m
3
Tinggi larutan dalam tangki = 71,9474
86,3369 × 9,7880 m = 8,1567 m
Tekanan hidrostatik P =
x g x l = 977,974 kgm
3
x 9,8 mdet
2
x 8,1567 m = 78,175,0478 Pa = 11,3384 psi
Faktor kelonggaran = 20 P
desain
= 1,2 11,3384 + 14,696 = 31,2412 psia = 215,4 kPa
Direncanakan bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 grade C -
Allowable working stress S = 13,700 psia
Walas, 1990 =
94,458,2120 kPa -
Joint efficiency E
= 0,85 Peters et,al, 2004
- Corossion allowance
C = 0,0125 intahun
Perry,1999 = 0,000508 mtahun
Tebal shell tangki:
Universitas Sumatera Utara
t
s
= PR
SE-0,6P + n,C
= 215,4 kPa8,53452 m
94,458,2120 kPa0,85 - 0,6 215,4 kPa + 10 × 0,000508
= 0,0121 m = 0,4768 in Tebal shell standar yang digunakan =
1 2
in Brownell Young, 1959
d. Tebal tutup tangki
Tebal dinding head tutup tangki
t
h
=
P 2SE – 0,2P
+ n,C
Peters et,al, 2004 di mana:
t
h
= tebal head m P
= tekanan desain kPa S
= allowable stress kPa E = efisiensi pengelasan
C = corrosion allowance mtahun D = diameter tanki
n = umur alat tahun
t
h
= P D
2SE – 0,2P + n.C
= 215,4 kPa3,2627 m
2 94,458,2120 kPa0,85 - 0,2 215,4 kPa + 10 × 0,000508
= 0,0121 m = 0,4767 in Tebal head standar yang digunakan =
1 2
in Brownell Young, 1959
e. Straight - flange dan tinggi tutup Dari Tabel 5,11, untuk tebal head sebesar 1
3 4
in, diperoleh panjang standar untuk sf straight - flange untuk tangki bertutup elipsoidal adalah
sf = 2
5 8
- 4
1 2
in Brownell Young,1959
dipilih 2
5 8
in
Universitas Sumatera Utara
h
h
: Di = 1 : 4 Brownell Young,1959
Tinggi tutup= h
h
= 1
4 D
i
= 1
4 3,6267 m
= 0,8157 m = 32,1130 in Tinggi total tangki = h
s
+ h
h
= 9,7880 m + 0,8157 m = 10,6037 m f. Perancangan Sistem Pengaduk
Jenis pengaduk : turbin impeller daun enam Untuk turbin standar Geankoplis, 2003, diperoleh :
DaDt = 13 ; Da = 13 x 3,6267 m = 1,0876 m
LDa = 14 ; L = 14 x 1,0876 m = 0,2719 m
WDa = 15 ; W = 15 x 1,0876 m= 0,2175 m
JDt = 112 ; J = 112 x 3,6267 m = 0,2719 m
Dimana: Dt = diameter tangki
Da = Diameter impeller L = panjang blade pada turbin
W = lebar blade pada turbin J = lebar baffle
Kecepatan pengadukan, N = 0,1 putarandetik Densitas campuran = 977,974 kgm
3
Viskositas campuran μ
c
pada 100
o
C: Viskositas larutan pada 100
C adalah 0,9181 cp Michael, 2007
Viskositas slurry pada 100
o
C didekati melalui persamaan berikut ln
μ
c
μ = 2,5 Q
s
1 - CQ
s
Perry,1999 C = 1
Q
s
= V Solid
V total
=
64,3469 m
3
71,9474 m
3
= 0,8944
Universitas Sumatera Utara
ln
μ
c
0,9181
=
2,5 0,8944 1 – 1 0,8944
μ
c
= 2,9669 cP = 0,0030 kgm s
Bilangan Reynold, N
Re
= ρNDa
2
μ
c
=
977,9740,11,0876
2
0,0030
=
38987,8785 N
Re
10.000, maka perhitungan dengan pengadukan menggunakan rumus: P=NpN
3
Da
5
ρ Geankoplis, 2003
Berdasarkan fig 3,4-5 Geankoplis, 2003, untuk flat six blade turbine kurva 1 dan N
Re
= 92159,116, maka diperoleh Np = 6 P = 6 0,1
3
.1,0876
5
.977,974 = 8,9278 kW = 11,9724 hp
Efisiensi motor penggerak = 80 Daya motor penggerak = 11,9724 hp 0,8 = 14,9655 hp
Maka dipilih daya motor dengan tenaga 15 hp g. Menghitung Jaket Pemanas
Jumlah steam 180
o
C = 6857,95241 kgjam Densitas steam
= 5,16 kgm
3
Geankoplis, 2003 Laju alir steam Qs =
6857,95241 kgjam 5,16 kgm
3
= 1329,0605 m
3
jam Diameter dalam jaket d
= diameter dalam + 2 x tebal dinding = 128,4521 + 2 0,5
= 129,4521 in = 3,2881 m
Tinggi jaket = tinggi reaktor = 9,7880 m Asumsi tebal jaket = 1 in
Diameter luar jaket D = 128,4521 in + 2 x 1 in
Universitas Sumatera Utara
= 131,4521 in = 3,3389 m
Luas yang dilalui steam A A =
4 π
D − d =
4 π
3,3389
2
– 3,2881
2
= 0,2643 m
2
Kecepatan superficial steam v v =
Qs A
=
, m
3
jam 0,2643 m
2
=
5029,1524 mjam Tebal dinding jaket tj
Bahan Stainless Steel Plate tipe SA-340 P
Hidrostatis
= ρ x g x h = 5,16 kgm
3
x 9,8 ms
2
x 9,7880 m = 0,49496 kPa
P
design
= 1,2 x 0,49496 kPa + 101,3 kPa = 122,1540 kPa tj =
PD SE-0,6P
+ nC tj
=
122,1540 kPa x 128,7021 in 77221,3120 kPa x 0,8 - 0,6 x 122,1540 kPa
+
10 tahun x 0,0125 intahun tj = 0,2531 in
Dipilih tebal jaket standar =
3 8
in
5.40 Reaktor Hidrolisis R-102
Kategori