Perkiraan tinggi bejana Menetukan dimensi bejana tebal tutup atas dan tutup bawah

= in = ft b = r - BC 2 - AB 2 0,5 = 78 - 73,250 2 - 34,000 2 0,5 = in = ft Tinggi dish =b = m Jadi tinggi tutup atas, VO = b + t = 1,093 + 0,021 = ft

E. Perkiraan tinggi bejana

Tinggi total = Tinggi tutup x 2 + tinggi silinder = 1,1114 x 2 + 9,034 = 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 C = Tinggi pengaduk dari dasar tangki Dd = Panjang tangkai pengaduk L = Panjang baffle 11,978 1,169 0,001 995,897 62,172 23 34,000 2,833 13,119 1,093 0,333 1,114 14 Universitas Sumatera Utara DaDt digunakan 0,3 Da = 0,3 Dt Da = 0,3 x 77,5 = 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 77,50 = 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 = 0,25 Hp 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 = 77,50+ 2 x 0,25 = ft tinggi jaket = tinggi reaktor = ft = m Asumsi tebal jaket = 5 in = ft Diameter luar jaket = + 2x0,417 = ft luas yang dilalui steam A = 1.752,995 918,40 1.752,995 = 1,909 m 3 jam 918,400 9,750 2,972 0,417 6,5 7,333 6,500 25,833 2,153 15,500 1,292 0,333 23,250 1,938 4,650 0,388 5,813 0,484 Universitas Sumatera Utara A = ft 2 Kecepatan steam V g 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 4,572 = 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 Rate massa = kgjam = lbjam 6.065,295 0,211 26.747,151 3,905 4,100 1,250 9,049 13.369,123 A = π 4 D 2−d2 A = π 4 ,333 2− ,52 V = Qs A V = , , tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= 4,100 2x18750 x 0,8−0,6 x , +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara 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-04

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 ρ = kgm 3 = lbft 3 Laju padatan = ft 3 jam 2 12 35000 1 1516 1 1116 20 12 6065,295 13371,549 1 12 6065,295 8 x 5 12 x 7 3 4 35 68,343 195,652 1094,895 Universitas Sumatera Utara 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 Volume Silinder Vs = ft 3 195,652 0,800 195,652 0,800 244,566 1,5 ρ solid 13371,549 68,343 8,781 105,370 236,207 1,178 πD 3 244,566 244,566 1,219 5,854 70,247 Universitas Sumatera Utara 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 90,857 x 1 x 14,317144 = 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 x 12650 x 0,85-0,6 x 4,376 8,358 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd ts = 4,376 2,927 1,050 4,376 30,171 0,85 12.650 0,125 5,854 5,854 = 1,463 ft 2 x 2 + 0,125 Universitas Sumatera Utara 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 = 105,370 + 14 = in = ft 3.Perhitungan Jaket Pemanas Jumlah air pendingin 25 o C = kgjam densitas air pendingin = kgm3 laju alir air Qs = diameter dalam jacket d = diameter dalam + 2 x tebal dinding = 70,247 + 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 = 3.891,080 996,6 3.891,080 = 996,600 5,948 8,781 0,417 6,0 6,833 3,904 m 3 jam 2,676 ts = 0,126 in 70,872 72 6,00 105,620 8,802 70,247 0,625 A = π 4 D 2−d2 Universitas Sumatera Utara A = ft 2 Kecepatan air 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 2,758 = 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 Spesifikasi : Screw Conveyor Tabel 21-6.Perry Tipe : Plain spouts or chuter 8,886 0,439 26.139,499 3,816 4,007 1,250 6.065,295 13.369,123 4 A = π 4 ,833 2−62 V = Qs A V = , , tj= PD 2SE−0,6PD +nC tj= , 2x18750 x 0,8−0,6 x 4, +10 tahun x 0,125 intahun Universitas Sumatera Utara 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

12. SCREW CONVEYER SC-03

Fungsi : Mengangkut cake dari vibrating screen ke rotary vacuum vilter 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 6,065 sieve opening wire diameter 2 12 2,5 in 6065,295 6,0653 1,1779 1,1779 14,134 14,134 = 1,3873 6,065 100 0,0165 0,0165 0,0114 0,0165 0,0114 Universitas Sumatera Utara 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

13. ROTARY VAKUM FILTER RVF-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 4394,941 6670,500 1,000 mc cp 0,11453 0,17016 0,04566 0,04344 0,374 1057,880 2211,000 0,2407 532,196 0,4758 2404,688 944,500 0,5471 516,782 0,3110 Komposisi m r rc m kgjam kgm 3 kgm 3 cp 2015,000 0,0956 192,716 0,4542 2 14 4.710,168 10.382,152 1416,454 1,6330 512,038 1500,000 0,1165 174,759 0,3919 420,335 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 0,66843 20 A.tc V Komposisi 418,920 = 0,495 0,406 0,0010 677284 mc cp 0,00116 0,00165 0,43672 0,00046 0,00044 0,44044 4394,9411 1,2208 1416,4541 kgm 3 0,00086 8570,500 1,00 1895,325 2,0741 1500,000 0,0012 1,772 0,3919 2015,000 1,954 0,4542 2,224 944,500 0,0053 5,014 0,3110 414,772 1900,000 0,9901 1881,188 0,4411 kgjam kgm 3 kgm 3 cp 1,022 2211,000 0,0024 5,397 0,4758 m r rc m � Δ� �. μα. � 1 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 = 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 0,67728 cs = 1402,4298 = 141645,41 1 - m.c x 0,0099 0,0005984 A = 1,4404 15,499 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 60,6523 a tc 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 TP-05 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 2339,723 5158,154 1130,188 70,558 73,1056 1 1116 20 12 15,50 1,57 3,14 418,920 8 x 5 12 x 7 3 4 35 35000 1 1516 Universitas Sumatera Utara dengan waktu tinggal 1 j 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 1,998 1,1775 79,89 0,0847 5,747 0,0847 5,747 4,0786 91,3820 1,1775 0,0847 91,3820 1,3469 4,079 48,943 6,118 73,414 73,1056 ft 3 70,558 73,1056 91,3820 0,8 1,1775 0,0847 0,0847 Volume larutan dalam tangki = 5158,154 = 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 2,098 ts = 0,130 in 48,943 0,500 49,443 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd ts = 2,098 24,471 + 1,05 1,998 1,050 2,098 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 = 54 in Tabel 5.7Brownell Young, hal 90 icr inside corner radius = in BC = r - icr = 54 - = in = ft AB = ID2 - icr = - = in = ft b = = r- BC 2 - AB 2 0,5 = 54-50,75 2 - 21,221 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 91,3820 5,747 7,900 0,6583 7,900 0,6583 0,6583 0,0167 VO 7,900 0,6583 1,7685 4,500 + C f.E - 0,1Pd 0,885 2,098 48,943 + C 12650 x 0,85 - 0,1 x 2,098 54 0,008 3 14 3,25 50,75 4,229 24,471 3,3 21,221 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 0,0455 383,433 0,139 1840,000 0,434 255,748 0,060 2758,643 1,000 17636,000 3,085 1655,503 0,410 0,406 0,000 2015,000 0,454 0,297 0,000 1958,514 0,710 1500,000 0,392 1064,933 0,278 414,772 0,150 2211,000 0,476 332,432 0,072 0,495 0,000 8570,000 0,937 1,537 0,000 μ kgjam massa kgm 3 cp kgm 3 cp 1,022 0,000 1500,000 0,392 0,556 0,000 0,7039 VO x 2 0,6583 73,4143 74,7310 6,2276 34,41 Komponen Massa ρ μ ρc 91,382 5,747 85,635 0,0455 0,6583 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 ρ campuran 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 0,800 176,532 0,800 220,665 1.655,503 103,353 58,844 Volume bahan yang masuk ke reaktor = = 6.081,705 103,353 176,532 Jumlah 2758,643 1,000 9418,500 2,369 1314,562 0,359 2.758,643 6.081,705 63,905 0,023 1840,000 0,434 42,625 0,010 443,426 0,161 2489,000 0,505 400,083 0,081 0,376 0,000 1038,000 0,326 0,141 0,000 0,288 0,000 1207,000 0,352 0,126 0,000 1959,012 0,710 944,500 0,311 670,723 0,221 291,637 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 20,591 21,620 18.750 0,125 0,85 ts = Pd x ri + C fE - 0,6 Pd 220,665 5,472 65,662 8,208 98,493 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 21,620 distandarisasi menjadi 14 in = ft OD = ID + 2ts = + = in = OD Standart = in = ft Koreksi : ID = in = ft H = in = ft

C. tebal tutup atas dan tutup bawah

tutup atas dan tutp bawah berbentuk torispherical dished heads jari-jari dished : r = 36 in f = psi E = C = in Pd = psi 0,125 21,620 66,287 72 6,00 71,50 5,958 108,00 9,000 18.750 0,850 ts = 21,620 32,831 + 0,125 ts = 0,170 in 65,662 0,625 0,021 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

D. Menentukan tinggi tutup atas