Nursinta Tarigan : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol Dari Molase Kapasitas Produksi 98.000 TonTahun, 2010.
a. Perencanaan pompa
Diameter optimum,ID
op
= 3,9 Q
0,45
ρ
0,13
PetersTimmerhaus,2004 ID
op
= 3,9 2,0843
0,45
65,2275
0,13
= 9,3427 in Dipilih pipa 8 in schedule 40 dengan data – data sebagai berikut: Kern,1965
Diameter Luar; OD = 8,625 in
Diameter dalam; ID = 7,981 in = 0,6650 ft
Luas penampang; A = 50 in
2
= 0,3472 ft
2
Kecepatan laju alir; v =
A Q
=
2 3
ft 0,3472
detik 2,0843ft
= 6,0027 ftdetik
b. Bilangan Reynold, N
Re
Bilangan Reynold, N
Re
= µ
ρ v
ID ×
×
= ik
lbmft.det 10
2,622 det
6,0027 6650
, lbft
65,2275
4 -
3
× ×
× ik
ft ft
= 993039,0579 2100 aliran turbulen Untuk pipa commercial steel,
ε = 0,00015 ft Kekasaran relatif =
00022 ,
6650 ,
00015 ,
= =
ID ε
Untuk aliran turbulen, f = 0025
, 0579
, 993039
079 ,
079 ,
25 ,
25 ,
Re
= =
N Geankoplis, 2003
c. Menentukan panjang ekivalen total pipa, L
∑ Direncanakan sistem perpipaan sebagai berikut :
Sistem perpipaan LD
L ft
3. Panjang pipa lurus
4. Sambungan pipa
- 3 buah elbow standar 90 - 1 buah gate valve fully open
- Penyempitan mendadak, K = 0,5 - Pembesaran mendadak, K = 1,0
30 13
27 51
57
59,850 8,645
17,955 33,915
Nursinta Tarigan : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol Dari Molase Kapasitas Produksi 98.000 TonTahun, 2010.
Total panjang pipa ekivalen,
L Σ
176,7446
Faktor kerugian karena kehilangan energi; F
∑ F
∑ = gcD
L fv
2 4
2
∑
= ft
ik lbf
ft lbm
ft 6650
, det
. .
174 ,
32 2
7446 ,
176 ftdetik
0027 ,
6 0025
, 4
2 2
× ×
× ×
= 1,4882 ft lbflbm Tinggi pemompaan
∆
Z = 57 ft
Dari persamaan Bernoulli;
∆
∫
= ∑
+ +
∆ +
2 1
2
2
P P
Wf F
dP V
gc g
Z gc
v
α Sandler,1987
Laju alir bahan yang masuk = laju alir bahan keluar; maka:
∆
α
gc v
2
2
= 0 Karena tidak ada perbedaan tekanan; maka
∫
2 1
P P
dP V
= 0 Sehingga persamaan Bernoulli menjadi;
Wf = F
gc g
Z ∑
+ ∆
Kerja pompa; Wf = F
gc g
Z ∑
+ ∆
= 57 ft ×
2 2
det 174
, 32
det 174
, 32
ik lbf
ft lbm
ik ft
+ 1,4882 ft lbflbm = 58,4882 ft lbflbm
Daya pompa; P = Q × ρ × Wf
= 2,0843 ft
3
detik × 65,2275 lbft
3
× 58,4882 ft lbflbm = 7951,6959 lb ftdetik550 = 14,4576 HP
Efesiensi pompa = 80 Maka daya aktual motor; P
m
= 0,8
HP 14,4576
= 18,0720 HP = 19 HP
Nursinta Tarigan : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol Dari Molase Kapasitas Produksi 98.000 TonTahun, 2010.
12. Fermentor R-102
Fungsi : Tempat berlangsungnya fermentasi
Data: Kondisi penampungan : Temperatur = 30
o
C
Tekanan = 1 atm
Tabel LC-6 Komposisi Pada Fermentor
Komponen F; kgjam
Densitas;kgm
3
V;m
3
jam
Glukosa 28031,3152
1544 18,1549
Air 193978,6362
998,23 194,3225
Asam sulfat 888,0398
1834 0,4842
Amonium sulfat 888,0398
1769 5,0456
Saccharomyces 1110,0498
1800 0,6166
Total 224896,3299
218,6238
Densitas; ρ
camp
=
3 3
6909 ,
1028 6238
, 218
3299 ,
224896 m
kg jam
m jam
kg =
Perhitungan: Laju alir bahan masuk
= 224896,3099 kgjam = 137,7240 lbdetik Densitas ;
ρ
camp
= 1028,6909 kgm
3
= 64,2214 lbft
3
Viskositas, µ
= 5,9355 × 10
-4
lbmft detik Perry,1999
- Menentukan ukuran tangki
Volume tangki, V
T
Faktor keamanan, fk = 20
Kebutuhan perancangan = 30 jam
Volume tangki, V
T
=
3
6909 ,
1028 30
3299 ,
224896 2
, 1
m kg
jam jam
kg ×
×
= 7070,4573 m
3
Diambil tinggi silinder ; H
S
Dt = 1,4 Volume tangki; Vt
= Hs
Dt
2
4 1 π
7070,4573 m
3
=
Dt Dt
2
4 1
π
Nursinta Tarigan : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol Dari Molase Kapasitas Produksi 98.000 TonTahun, 2010.
Diameter tangki ; Dt = 18,5987 m = 61,0187 ft
Jari – jari tangki ; R =
2 5987
, 18
m
= 9,2993 m = 366,1159 in Tinggi tangki H
S
= 1,4 ×18,5987 m = 26,0381 m = 85,426 ft
Tinggi ellipsoidal ; H
e
= 4
1 ×18,5987 m = 4,6496 m
Tinggi tangki total ; H
T
= 26,0381 m + 4,6496 m = 30,6877 m = 100,6804 ft Tekanan hidrostatis bahan, Ph = Po +
144 1
− Hs
ρ
Dimana Po = Tekanan awal 1 atm = 14,7 psi
Ph = 14,7 Psi +
144 1
85,426 64,2214
3
− ft
ft lb
= 52,3524 Psi Faktor keamanan ; Fk = 20
Tekanan disain; Pd = 1,2 × 52,3524 Psi = 62,8229 Psi
Tebal silinder, ts =
nc P
SE R
P +
− ×
6 ,
Dimana; P = Tekanan disain
S = Tegangan yang diizinkan 18.750 psi E = Efesiensi sambungan; 80
n = Umur alat 10 tahun c = laju kecepatan korosi 0,01 intahun
ts = tahun
in tahun
in 01
, 10
Psi 62,8229
6 ,
0,8 psi
18.750 1159
, 366
Psi 62,8229
× +
× −
× ×
= 1,637 in Digunakan silinder dengan ketebalan 2 in
Tebal tutup dianggap sama karena terbuat dari bahan yang sama. Tangki ini menggunakan pengaduk untuk mempercepat proses pencampuran, jenis pengaduk
yang digunakan adalah pitched bade turbin turbin enam daun rata Kecepatan putaran
= 60 rpm = 1 rps
Nursinta Tarigan : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol Dari Molase Kapasitas Produksi 98.000 TonTahun, 2010.
Diameter pengaduk tangki, Da;
12 1
, 4
1 ,
1 ,
5 1
, 3
1 =
= =
= =
Dt J
Da L
D E
Da W
Dt Da
Mc.Cabe 1994 Dimana:
Dt = diameter tangki ft
Da = diameter pengaduk
= 13 × 21,1355 ft = 7,0451 ft
W = lebar pengaduk
= 15 × 7,0451 ft = 1,4090 ft
E = jarak pengaduk dari dasar = E = Da
= 7,0451 ft L
= panjang daun pengaduk = ¼
×
7,0451 ft = 1,7612 ft
J = lebar baffle
= 112
×
21,1355 ft = 1,7612 ft Bilangan Reynold, N
Re
= µ
ρ n
Da ×
×
2
= ik
lbmft.det 10
5,9355 1rps
0451 ,
7 lbft
65,2214
4 -
2 3
× ×
× ft
= 5370278,189 2100 aliran turbulen Konstanta pengadukan, K
T
= 6,3 Mc. Cabe, 1994 Daya yang dibutuhkan untuk melakukan pengadukan;
P =
550
5 3
gc m
Da n
K
T
ρ
Dimana; K
T
= konstanta pengaduk 6,3 n
= kecepatan pengadukan 60 rpm = 1 rps gc
= konstanta gravitasi 32,174 lbm ftlbf detik
2
Sehingga daya; P =
550 det
174 ,
32 65,2214
7,0451 1
3 ,
6
2 3
5 3
ik lbf
ft lbm
ft lb
ft rps
= 396,8152 HP Efesiensi motor
= 80; P
= 0,8
396,8152 = 496,0190HP
Perencanaan jaket untuk mempertahankan reaksi eksoterm. Desain jeket yang diinginkan adalah sesuai dengan bentuk tangki yang diletakkan disekeliling tangki.
Nursinta Tarigan : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol Dari Molase Kapasitas Produksi 98.000 TonTahun, 2010.
R2
R1
Massa air pendingin yang digunakan, m = 219,8265 kg
air
= 1000 kgm
3
waktu tinggal air pendingin ; 10 menit •
Penentuan volume jaket, Vj Vj =
menit m
kg tinggal
waktu pendingin
air 10
1000 8265
, 219
3
× =
× ρ
= 2,1982 m
3
• Penentuan R
1
V =
{ }
s p
H t
R R
× +
− ×
2 2
2 1
π π
0,11 m
3
=
{ }
0526 ,
8 0092
, 2210
, 3
2 2
1
× +
− ×
π π
R
R
1
= 3,2375 m •
Penentuan tebal jaket : R
1
= R
2
+ t
s
+ t
j
t
j
= R
1
– R
2
+ t
s
= 0,0073 m
13. Pompa Fermentor P-106
Fungsi : Untuk mengalirkan produk F-01 ke T-02
Kondisi operasi : Temperatur = 30
o
C
Tekanan = 1 atm
Perhitungan: Laju alir bahan masuk
= 224896,3299 kgjam = 137,7240 lbdetik Densitas ;
ρ = 1028,6909 kgm
3
= 64,2214 lbft
3
Nursinta Tarigan : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Bioetanol Dari Molase Kapasitas Produksi 98.000 TonTahun, 2010.
Viskositas, µ
= 0,8 cp = 5,38 × 10
-4
lbmft detik Perry,1999
Laju alir volumetrik; Q = ρ
m =
3
lbft 64,2214
lbdetik 137,7240
= 2,1445 ft
3
detik
a. Perencanaan pompa
Kategori