Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sodium Laktat Dari Molase Dengan Kapasitas Produksi 2.000 Ton Tahun

LAMPIRAN A
NERACA MASSA
Pra-perancangan pabrik pembuatan Natrium Laktat dilaksanakan untuk kapasitas
produksi sebesar 2000 ton/tahun, dengan ketentuan sebagai berikut:
Waktu operasi

: 330 hari/tahun

1 hari operasi

: 24 jam/hari

Produk akhir

: Natrium Laktat dengan kemurnian 50%

Maka kapasitas produksi natrium laktat per jam adalah:

Untuk menghasilkan natrium laktat sebanyak 228,3105 kg/jam, maka dari hasil
perhitungan mundur diperoleh bahwa molase yang diperlukan adalah 126,1410
kg/jam sebagai basis perhitungan.

Diagram proses untuk pembuatan natrium laktat dari molase dapat dilihat pada
Gambar A.1.

Universitas Sumatera Utara

Ca(OH)2

Maltsprout
Diamonium
fosfat

Molasse

air

Tangki
Mixer I
(M-103)

CaCO3


monosakarida
Diamonium fosfat
Air
maltsprout

Tangki
Mixer II
(M-201)

Kultur
bakteri

Culture
Tank
(M-105)

Air

CaCO3


monosakarida
Diamonium fosfat
Air
Maltsprout
CaCO3

CO2

NH3

Ca(OH)2
Air

Monosakarida
Maltsprout
Fermentor Diamonium fosfat
(R-107) air
Kalsium laktat


Monosakarida
Tangki Maltsprout
Koagulasi Kalsium fosfat
(M-204) air
Kalsium laktat

Filter
Press I
(F-206)

Monosakarida
Maltsprout
Kalsium fosfat
air
Kalsium laktat

Air

Evaporator II
Air

Asam laktat 70%
(EV-310)

Air

Air
Asam laktat

Filter
Press II
(F-307)

Tangki
Acidifier
(M-305)

Air
Asam laktat
CaSO4
NaOH 50% =2,3574 ton/hari

(cair) 30oC

NaOH

Tangki
NaOH 50%
(T-401)
NaOH 50%
air

Reaktor
Natrium
Laktat
(R-403)

Air
Asam laktat
CaSO4

Asam laktat

Air
NaOH
Natrium Laktat

air
Kalsium laktat

air

Kalsium laktat Evaporator
air
(EV-208)

H2SO4
air

Tangki
Mixer III
(M-303)


H2SO4 98%
Air

Air

Tangki Mixer
IV (M-406)

Asam laktat
Air
NaOH
Natrium Laktat 50%

Gambar A.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Natrium Laktat dari Molase

Universitas Sumatera Utara

A.1 Neraca Tangki Mixer I (M-103)
Diamonium fosfat
Maltsprout


3

5

H2 O

4

Molase:
2
42% monosakarida
37% sukrosa
21% air

6

Monosakarida 12%
Maltsprout
Diamonium fosfat

Air

Tangki Mixer I berfungsi untuk mencampur molase dengan nutrien berupa
diamonium fosfat dan malsprout serta air.
Asumsi sukrosa yang terkandung dalam molase terhidrolisis seluruhnya menjadi
monosakarida.

C12H22O11 + H2O  2 C6H12O6
Sukrosa

air

.... reaksi 1

monosakarida

Nutrien yang ditambahkan yaitu diamonium fosfat sebanyak 0,5% berat molase dan
Maltsprout 2 % sebanyak berat molase, dan monosakarida diencerkan hingga
konsentrasi 12% (Prescott, 1959).


Neraca massa total
…(1)

F6 = F2 + F3 + F4 + F5
Neraca alur 2
F2 = 126,1410 kg/jam
Tabel A.1 Komposisi Molase
Komposisi
Glukosa
Fruktosa
Sukrosa
Air
Sumber: Hui, 2006

Kadar (%)
21
21
37
21

Dari Tabel LA.1 dapat dilihat bahwa kandungan sukrosa adalah 37%, sedangkan
kandungan monosakarida adalah 42%, di mana kandungan glukosa dan fruktosa
yang merupakan monosakarida dijumlahkan.
F2 monosakarida = 0,42 × F2 = 52,9792 kg/jam
F2 sukrosa

= 0,37 × F2 = 46,6722 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

F2 air

= 0,21 × F2 = 26,4896 kg/jam

Mol masing-masing komponen alur 2
N2 monosakarida = 52,9792 kg/jam / MrC6H12O6
= 52,9792 kg/jam / 180,16 kg/kgmol
N2 sukrosa

= 46,6722 kg/jam / MrC12H22O11
= 46,6722 kg/jam / 320,3 kg/kgmol

N2 air

= 0,2941 kgmol/jam

= 0,1363 kgmol/jam

= 26,4896 kg/jam / MrH2O
= 26,4896 kg/jam / 18 kg/kgmol

Menurut reaksi 1
C12H22O11

+

Sukrosa

H2O
air



= 1,4716 kgmol/jam

2 C6H12O6
monosakarida

Asumsi seluruh sukrosa terhidrolisis sempurna menjadi monosakarida

Di mana
X = konversi
N = jumlah mol reaktan
σ = koefisien stoikiometri reaktan
r1 = jumlah mol reaktan yang terkonversi pada reaksi 1

Fair

setelah reaksi

= 1,3353 kgmol/jam × Mrair = 1,3353 kgmol/jam ×18kg/kgmol =

24,0353kg/jam

Fmonosakarida setelah reaksi = 102,1084 kgmol/jam × MrC6H12O6
= 102,1084 kgmol/jam × 180,16kg/kgmol = 102,1084 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Nutrien yang ditambahkan yaitu diamonium fosfat sebanyak 0,5% berat molase dan
Maltsprout 2 % sebanyak berat molase (Prescott, 1959).
Neraca alur 3
F3 = 0,005 × F2 = 0,005 × 126,1410 kg/jam = 0,6307 kg/jam
Neraca alur 4
F4 = 0,02 × F2 = 0,02 × 126,1410 kg/jam = 2,5228 kg/jam
Neraca alur 6
F6 monosakarida

= Fmonosakarida setelah reaksi = 102,1084 kg/jam

Monosakarida pada alur 5 diencerkan hingga konsentrasi 12% (Prescott, 1959).
F6 monosakarida

= F6 × 0,12

F6

= F6 monosakarida/0,12 = 102,1084 kg/jam /0,12 = 850,9036 kg/jam

F6 diamonium fosfat = F3 = 0,6307 kg/jam
F6 maltsprout

= F4 = 2,5228

F6 air

= F5 + Fair setelah reaksi

Dari persamaan (1): F6 = F2 + F3 + F4 + F5
Diperoleh F5 = F6 – F2 – F3 – F4
F5 = 850,9036 - 126,1410 - 0,6307 - 2,5228 = 721,6090 kg/jam
sehingga
F6 air

= 721,6090 kg/jam + 24,0353 kg/jam = 745,6416 kg/jam

Tabel A.2 Data Laju Alir Tangki Mixer I (M-103)
Masuk (kg/jam)
Komponen
Monosakarida
Sukrosa
Air
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Total

Alur 2
52,9792
46,6722
26,4896

Alur 3

Alur 4

Alur 5

721,6090
2,5228
0,6307

126,1410

0,6307
2,5228
850,9036

Keluar
(kg/jam)
Alur 6
102,1084
745,6416
2,5228
0,6307

721,6090

850,9036
850,9036

A.2 Neraca Culture Tank (M-106)

Universitas Sumatera Utara

CaCO3
7

Culture
injection

8

Monosakarida
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
CaCO3

6
9

Monosakarida 12%
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air

Culture Tank (M-106) berfungsi untuk mencampur bahan baku dengan kultur bakter
Lactobacillus delbrueckii dan CaCO3 sebagai pengatur pH

CaCO3 yang ditambahkan adalah 5% dari CaCO3 yang dibutuhkan
Neraca Total
F9 = F6 + F7 + F8
Menghitung CaCO3 yang dibutuhkan
Reaksi yang terjadi pada fermentor
C6H12O6

Lactobacillus delbrueckii

Monosakarida

asam laktat

2 CH3CHOHCOOH +

CaCO3

2 CH3CHOHCOOH

… reaksi 2

 Ca(CH3CHOHCOO)2 + H2O +

CO2 ...

reaksi 3
Asam laktat

kalsium karbonat

kalsium laktat

air

karbon

dioksida



Konversi monosakarida sebesar 95% (Inskeep, 1954)
Asumsi seluruh asam laktat terkonversi menjadi kalsium laktat

F6 monosakarida = 102,1084 kg/jam
N6 monosakarida = 102,1084 kg/jam /180,16 kg/kgmol = 0,5668 kgmol/jam
Menurut reaksi 2
C6H12O6
Monosakarida



2 CH3CHOHCOOH

konversi 95% (Inskeep,1954)

asam laktat

Dengan menggunakan persamaan (2)

Universitas Sumatera Utara

Nasam laktat yang terbentuk dari reaksi 2 = 0 + (2) (0,5384 kgmol/jam) = 1,0769 kgmol/jam
Nmonosakarida yang tersisa = 0,5668 + (-1) (0,5384) = 0,0283 kgmol/jam
Fmonosakarida yang tersisa = 0,0283 kgmol/jam× 180,16 kg/kgmol = 5,1054 kg/jam
Menurut reaksi 3
2 CH3CHOHCOOH +
Asam laktat

CaCO3

 Ca(CH3CHOHCOO)2 +

kalsium karbonat

H2O

kalsium laktat

+ CO2

air

karbon

dioksida
Asumsi seluruh asam laktat bereaksi dengan kalsium karbonat membentuk kalsium
laktat
Dengan menggunakan persamaan (2)

FCaCO3 yang diperlukan = 0,5384 kgmol/jam × 100,09 kg/kgmol = 53,8427 kg/jam
Neraca alur 7
CaCO3 pada alur 7 adalah 5% dari jumlah CaCO3 yang diperlukan, sehingga
F7 = 0,05× FCaCO3 yang diperlukan = 0,05 ×53,8427 kg/jam = 2,6921 kg/jam
Menghitung kultur bakteri yang diinjeksikan
x = Y (SR – S)

(Stanbury, 1984)

di mana:
x = konsentrasi biomassa yang dihasilkan
Y= faktor yield
SR = konsentrasi substrat awal
S = konsentasi substrat akhir (Stanbury, 1984)

Untuk bakteri dengan substrat molase
Y = 0,51 g sel/ g substrat (Stanbury, 1984)

Universitas Sumatera Utara

SR = konsentrasi monosakarida = 12% = 0,12
x = Y (SR – S)
x = 0,51 (0,12 – 0,006) = 0,0583
konsentrasi bakteri pada awal fasa log dapat dicari dari persamaan berikut:
ln xt = ln x0 + u t
xt = x =0,0583
u = 0,36 jam-1 (Stanbury, 1984)
t = 24 jam
ln 0,0612 = ln x0 + 0,36 (24)
x0 = 1,03×10-5
F6 monosakarida = 102,1084 kg/jam
Kultur bakteri yang diinjeksikan = 102,1084 kg/jam × 1,03×10-5
= 0,0011 kg/jam
Neraca alur 8
F8 = 0,0011 kg/jam
Neraca alur 9
F9 = F6 + F7 + F8
F12 = 850,9036 + 2,6921 + 0,011 = 853,9568 kg/jam
F9 monosakarida = F6 monosakarida = 102,1084 kg/jam
F9 maltsprout = F6 maltsprout = 2,5228 kg/jam
F9 diamonium posfat = F6 diamonium posfat = 0,6307 kg/jam
F9 air = F6 air = 745,6416 kg/jam
F9 CaCO3 = F7 = 2,6921

Tabel A.3 Data Laju Alir Culture Tank (M-106)
Komponen
Monosakarida

Alur 6
102,1084

Masuk (kg/jam)
Alur 7
Alur 8

Keluar (kg/jam)
Alur 9
102,1084

Universitas Sumatera Utara

Air
Maltsprout
Diamonium
fosfat
CaCO3
Kultur

745,6416
2,5228

745,6416
2,5228

0,6307

0,6307
2,6921

850,9036

Total

2,6921
0,0011
853,5968
853,5968

0,0011
0,0011

2,6921
853,5968

A.3 Neraca Fermentor (R-108)
CaCO3
CO2

10

Monosakarida
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
CaCO3

11
9

12

Monosakarida
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
Kalsium Laktat

Fermentor (R-108) berfungsi sebagai tempat fermentasi mengubah monosakarida
menjadi asam laktat dengan lama fermentasi 48 jam.
Reaksi:
C6H12O6

Lactobacillus delbrueckii

2 CH3CHOHCOOH

Monosakarida

… reaksi 2

asam laktat

Konversi monosakarida sebesar 95% (Inskeep, 1954)
2 CH3CHOHCOOH + CaCO3 

Ca(CH3CHOHCOO)2 + H2O +

CO2 ...

reaksi 3
Asam laktat

kalsium karbonat

kalsium laktat

air

karbon

dioksida
Asumsi seluruh asam laktat terkonversi menjadi kalsium laktat

Dari LA.2 diperoleh
F6 monosakarida = 102,1084 kg/jam
N6 monosakarida = 102,1084 kg/jam /180,16 kg/kgmol = 0,5668 kgmol/jam
Menurut reaksi 2

Universitas Sumatera Utara

C6H12O6



2 CH3CHOHCOOH

Monosakarida

konversi 95% (Inskeep,1954)

asam laktat

Dengan menggunakan persamaan (2)

Nasam laktat yang terbentuk dari reaksi 2 = 0 + (2) (0,5384 kgmol/jam) = 1,0769 kgmol/jam
Nmonosakarida yang tersisa = 0,5668 + (-1) (0,5384) = 0,0283 kgmol/jam
Fmonosakarida yang tersisa = 0,0283 kgmol/jam× 180,16 kg/kgmol = 5,1054 kg/jam
Menurut reaksi 3
2 CH3CHOHCOOH +
Asam laktat

CaCO3

 Ca(CH3CHOHCOO)2 +

kalsium karbonat

kalsium laktat

H2O

+ CO2

air

karbon

dioksida
Asumsi seluruh asam laktat bereaksi dengan kalsium karbonat membentuk kalsium
laktat
Dengan menggunakan persamaan (2)

FCaCO3 yang diperlukan = 0,5384 kgmol/jam × 100,09 kg/kgmol = 53,8427 kg/jam
Nkalsium laktat yang terbentuk = 0 + (1) r3 = 0,5384 kgmol/jam
Fkalsium laktat yang terbentuk = 0,5384 kgmol/jam × Mrkalsium laktat
= 0,5384 kgmol/jam × 218,212 kg/kgmol = 117,4912 kg/jam
Nair yang terbentuk

= 0 + (1) r3 = 0,5384 kgmol/jam

Fair yang terbentuk

= 0,5384 kgmol/jam × Mrair
= 0,5384 kgmol/jam × 18 kg/kgmol = 9,6917 kg/jam

Nkarbon dioksida yang terbentuk = 0 + (1) r3 = 0,5384 kgmol/jam
Fkarbon dioksida yang terbentuk = 0,5384 kgmol/jam × Mrkarbon dioksida
= 0,5384 kgmol/jam × 44 kg/kgmol = 23,6908 kg/jam
Neraca total
F9 + F10 = F11 + F12

Universitas Sumatera Utara

Neraca Alur 10
Karena 5% dari jumlah CaCO3 yang diperlukan telah dimasukan pada Tangki Mixer
(M-105) di LA.2, maka sisa 95% lagi yang harus ditambahkan
F10 = 0,95 × FCaCO3 yang dibutuhkan
= 0,95 × 53,8427 kg/jam = 51,1506 kg/jam

Neraca Alur 11
F11 = Fkarbon dioksida yang terbentuk =23,6908 kg/jam
Neraca Alur 12
F12 kalsium laktat = Fkalsium laktat yang terbentuk = 117,4912 kg/jam
F12 air

= Fair yang terbentuk + F9 air
= 9,6917 kg/jam + 745,6416 kg/jam
= 755,3333 kg/jam

F12 monosakarida = Fmonosakarida yang tersisa = 5,1054 kg/jam
F12 maltsprout = F9 maltsprout = 2,5228 kg/jam
F12 diamonium posfat = F9 diamonium posfat = 0,6307 kg/jam
F12 = F12 kalsium laktat + F12 air+ F12 monosakarida+ F12 maltsprout+ F12 diamonium posfat
F12 = 881,0835 kg/jam

Tabel A.4 Data Laju Alir Fermentor (R-108)
Komponen
Kalsium laktat
Monosakarida
Air
Maltsprout
Diamonium

Masuk (kg/jam)
Alur 9
Alur 10
102,1084
745,6416
2,5228
0,6307

Keluar (kg/jam)
Alur 11
Alur 12
117,4912
5,1054
755,3333
2,5228
0,6307

Universitas Sumatera Utara

fosfat
CO2
CaCO3
Total
Reaksi
Total

23,6908
2,6921
51,1506
853,5957
51,1506
904,7463
0,0280
904,7743

23,6908
881,0835
904,7743
904,7743

A.4 Neraca Tangki Koagulasi (M-203)
Ca(OH)2 0,1%
air

33

NH3
13

Monosakarida
Maltsprout
12
Diamonium fosfat
Air
Kalsium Laktat
14

Monosakarida
Maltsprout
kalsium fosfat
Air
Kalsium Laktat

Tangki Koagulasi (M-204) berfungsi untuk mengendapkan diamonium fosfat
menjadi endapan kalsium fosfat.
F12 = F13
Ca(OH)2 yang ditambahkan kadarnya 0,1% (Inskeep, 1954)
2(NH4)2HPO4 + 3Ca(OH)2  Ca3(PO4)2
Diamonium
fosfat

+ 6H2O

kalsium
kalsium fosfat
hidroksida

air

+

4NH3 …reaksi 4
ammonia

Asumsi seluruh diamonium fosfat bereaksi dengan kalsium hidroksida
F12 diamonium fosfat = 0,6307 kg/jam
N12 diamonium fosfat = 0,6307 kg/jam / Mrdiamonium fosfat = 0,6307 kg/jam/132,07 kg/kgmol
= 0,0048 kgmol/jam
dengan menggunakan persamaan (2)

Universitas Sumatera Utara

F

Ca(OH)2 yang diperlukan

= 0,0072 kgmol/jam ×MrCa(OH)2 = 0,0072kgmol/jam× 74,1

kg/kgmol =0,5308 kg/jam

Neraca Alur 33
F33 Ca(OH)2 = F Ca(OH)2 yang diperlukan= 0,5308 kg/jam
Yang digunakan adalah suspensi Ca(OH)2 dengan konsentrasi 0,1%, sehingga F40
dapat dihitung
F33 = F33 Ca(OH)2/0,001= 0,5308 kg/jam /0,001 = 530,8010 kg/jam
F33 air = F33 – F33 Ca(OH)2 = 53,8010 kg/jam - 0,5308 kg/jam= 530,2702 kg/jam
Neraca Alur 14
NNH3 yang terbentuk dari reaksi 4 = 0 + 4r4 = 4 (0,0024 kgmol/jam) = 0,0096 kgmol/jam
F14 = NNH3 yang terbentuk dari reaksi 4 × Mr NH3
= 0,0096 kgmol/jam × 17 kg/kgmol = 0,1624 kg/jam

Neraca Alur 14
F14 monosakarida

= F12 monosakarida
= 5,1054 kg/jam

F14 maltsprout

= F12 maltsprout
= 2,5228 kg/jam

N Ca3(PO4)2 yang terbentuk dari reaksi 4 = 0 + (1)r4 = 0,0024 kgmol/jam
F14 Ca3(PO4)2

= N Ca3(PO4)2 yang terbentuk dari reaksi 4 × Mr Ca3(PO4)2
=0,0024 kgmol/jam×310,20kg/kgmol =0,7421 kg/jam

Nair yang terbentuk dari reaksi 4

= 0 + 6 r4 = 6 (0,0024 kgmol/jam) = 0,0143 kgmol/jam

Fair yang terbentuk dari reaksi 4

= 0,0143 kgmol/jam×18kg/kgmol = 0,2579 kg/jam

F14 air

= FH2O yang terbentuk dari reaksi 4 + F12 air + F33 air
= 0,2579 kg/jam + 755,3333kg/jam + 530,2702 kg/jam
= 1285,8613 kg/jam

F14 kalsium laktat

= F12 kalsium laktat

Universitas Sumatera Utara

= 117,4912 kg/jam
F14 = F14 monosakarida + F14 maltsprout +F14 Ca3(PO4)2+ F14 air +F14 kalsium laktat
F14 = 1411,7230 kg/jam

Tabel A.5 Data Laju Alir Tangki Koagulasi (M-203)
Komponen
Kalsium laktat
Kalsium fosfat
Monosakarida
Air
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Ammonia
Ca(OH)2
Total
Reaksi
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 12
Alur 33
117,4912
5,1054
755,3333
2,5228

530,2702

Keluar (kg/jam)
Alur 13
Alur 14
117,4912
0,7421
5,1054
1285,8613
2,5228

0,6307
0,1624
0,5308
881,0835
530,8010
1411,8843
0,001
1411,8853

0,1624
1411,7230
1411,8853
1411,8853

A.5 Neraca Tangki Mixer II (M-201)
Air
32

Ca(OH)2
31

33

Ca(OH)2 0,1%
air

Tangki Mixer II (M-201) berfungsi untuk mencampur Ca(OH)2 serbuk dengan air
untuk membentuk suspensi Ca(OH)2 0,1%
Dari LA.4 diperoleh bahwa alur 40
Neraca Alur 33
F33 Ca(OH)2 = 0,5308 kg/jam
F33 air

= 530,2702 kg/jam

F33

= 530,8010 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Neraca Alur 31
F31 = F33 Ca(OH)2

= 0,5308 kg/jam

Neraca Alur 32
F32 = F33 air

= 530,2702 kg/jam

Tabel A.6 Data Laju Alir Tangki Mixer II (M-201)
Masuk (kg/jam)
Alur 31
Alur 32
530,2702
0,5308
530,2702
0,5308
530,8010

Komponen
Air
Ca(OH)2
Total

Keluar (kg/jam)
Alur 33
530,2702
0,5308
530,8010
530,8010

A.6 Neraca Filter Press I (F-205)
Monosakarida
Maltsprout
14
kalsium fosfat
Air
Kalsium Laktat

16

Air
Kalsium Laktat

15

Monosakarida
Maltsprout
kalsium fosfat
Air
Kalsium Laktat

Filter Press I (F-206) berfungsi untuk memisahkan padatan berupa kalsium fosfat dan
mempunyai effisiensi alat 98%, sehingga air dan kalsium laktat masing-masing
terikut 2% pada alur 15.
Neraca Total
F14 = F15 + F16

Neraca Alur 15
F15 monosakarida = F14 monosakarida

= 5,1054 kg/jam

F15 maltsprout

= F14 maltsprout

= 2,5228 kg/jam

F15 Ca3(PO4)2

= F14 Ca3(PO4)2

= 0,7421kg/jam

F15 air

= 2% × F14 air

= 0,02 × 1285,8613 = 25,7172 kg/jam

F15 kalsium laktat = 2% × F14 kalsium laktat = 0,02 × 117,4912 = 2,3498 kg/jam
F15 = F15 monosakarida+ F15 maltsprout + F15 Ca3(PO4)2 + F15 air + F15 kalsium laktat

Universitas Sumatera Utara

F15 = 36,4374 kg/jam
Neraca Alur 16
F16 air

= F14 air – F15 air = 1285,8613 kg/jam + 25,7172 kg/jam = 1260,1441

kg/jam
F16 kalsium laktat = F14 kalsium laktat – F15 kalsium laktat =117,4912 kg/jam - 2,3498 kg/jam
= 115,1414 kg/jam
F16

= F16 air - F16 kalsium laktat = 1375,2855 kg/jam

Tabel A.7 Data Laju Alir Filter Press I (F-205)
Komponen
Kalsium laktat
Kalsium fosfat
Monosakarida
Air
Maltsprout
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 14
117,4912
0,7421
5,1054
1285,8613
2,5228
1411,7230
1411,7230

Keluar (kg/jam)
Alur 15
Alur 16
2,3498
115,1414
0,7421
5,1054
25,7172
1260,1441
2,5228
36,4374
1375,2855
1411,7230

A. 7 Evaporator I (EV-209)

Universitas Sumatera Utara

17

Air

Air
16
Kalsium Laktat
Air
Kalsium Laktat 32%

18

Evaporator I (EV-209) berfungsi untuk menguapkan air, sehingga kadar kalsium
laktat mencapai 32%(Inskeep, 1954).
Dari LA.6 diperoleh
Neraca Alur 16
F16 air

= 1260,1441 kg/jam

F16 kalsium laktat = 115,1414 kg/jam
F16

= 1375,2855 kg/jam

Neraca Alur 18
F18 kalsium laktat = F16 kalsium laktat = 115,1414 kg/jam
F18 = F18 kalsium laktat /32%
F18 = 115,1414 kg/jam /32% = 359,8169 kg/jam
F18 air = F18 – F18 kalsium laktat
= 359,8169 kg/jam – 115,1414 kg/jam = 244,6755 kg/jam
Neraca Alur 17
F17 = F16 – F18

= 1375,2855 kg/jam - 359,8169 kg/jam = 1015,4686 kg/jam

Tabel A.8 Data Laju Alir Evaporator I (EV-209)
Komponen
Kalsium laktat
Air
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 16
115,1414
1260,1441
1375,2855
1375,2855

Keluar (kg/jam)
Alur 17
Alur 18
115,1414
1015,4686
244,6755
1015,4686
359,8169
1375,2855

A.8 Neraca Tangki Acidifier (M-305)

Universitas Sumatera Utara

H2SO4 0,01M
21

Air
18
Kalsium Laktat 32%

22

Air
Asam Laktat
CaSO4

F17 = F18
Tangki Acidifier (M-305) berfungsi untuk mereaksikan kalsium laktat sehingga
menjadi asam laktat.
Reaksi

Ca(CH3CHOHCOO)2 + H2SO4  CaSO4 +
Kalsium laktat

asam sulfat

2 CH3CHOHCOOH …reaksi 5

kalsium sulfat

asam laktat

Asumsi kalsium laktat seluruhnya terkonversi menjadi kalsium sulfat
F18 kalsium laktat = 115,1414 kg/jam
Nkalsium laktat = 115,1414 kg/jam / Mrkalsium laktat = 115,1414 kg/jam / 218,212kg/kgmol
= 0,5277 kgmol/jam
dengan menggunakan persamaan (2)

Neraca Alur 21
Mol asam sulfat yang diperlukan untuk reaksi 5

F21 H2SO4

= NH2SO4 × Mr H2SO4 = 0,5277 kgmol/jam × 98,08 kg/kgmol
= 51,7527 kg/jam

Konsentrasi larutan H2SO4 yang digunakan adalah 0,01M
Vlarutan H2SO4 =NH2SO4 / MH2SO4 = 0,5277 kgmol/jam / 0,01M
= 52,7658 liter/jam
Vlarutan H2SO4 = Vair + VH2SO4
Vair
Vair

= Vlarutan H2SO4 - VH2SO4
= Vlarutan H2SO4 – (FH2SO4/ ρH2SO4)

Universitas Sumatera Utara

Di mana ρH2SO4 = 1,84 kg/liter (Perry, 1999)
= 52,7658 liter/jam – (51,7527 kg/jam / 1,84 kg/liter)

Vair

= 24,6394 liter/jam
= Vair × ρair

F21 air

Di mana ρair pada 30oC = 0,99568 kg/liter (Geankoplis, 1997)
F21 air

= 24,6394 liter/jam × 0,99568 kg/liter = 24,5329 kg/jam

F21

= F21 air + F21 H2SO4 = 51,7527 kg/jam+24,5329 kg/jam
= 76,2857 kg/jam

Neraca Alur 22
mol CaSO4 yang terbentuk dari reaksi 5 adalah
NCaSO4

= 0 + 1 r5 = 0,5277 kgmol/jam

F22 CaSO4

= NCaSO4 × Mr CaSO4 = 0,5277 kgmol/jam×136kg/kgmol
= 71,7165 kg/jam

mol asam laktat yang terbentuk dari reaksi 5 adalah
Nasam laktat

= 0 + 2 r5 = 2(0,5277 kgmol/jam) = 1,0553 kgmol/jam

F22 asam laktat = Nasam laktat × Mr asam laktat
= 1,0553 kgmol/jam×90kg/kgmol = 94,9785 kg/jam
F22 air

= F18 air + F21 air
= 244,6755 kg/jam + 24,5329 kg/jam = 269,2084 kg/jam

F22

= F24 air + F24 asam laktat + F24 CaSO4

F22

= 435,9485 kg/jam

Tabel A.9 Data Laju Alir Tangki Acidifier (M-305)
Komponen
Kalsium laktat
Air
H2SO4
CaSO4
Asam Laktat
Total
Reaksi
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 18
Alur 21
115,1414
244,6755
24,5329
51,7527

359,8169
76,2857
436,1025
436,1025

Keluar (kg/jam)
Alur 22
269,2084
71,7615
94,9785
435,9485
435,9485
0,1541
436,1025

A.9 Neraca Tangki Mixer 3 (M-303)

Universitas Sumatera Utara

20

H2SO4 0,01M

air

H2SO4 98%
air

21

19

Tangki Mixer 3 (M-303) berfungsi untuk mengencerkan asam sulfat dari 98% hingga
konsentrasinya menjadi 0,01 M.
Dari LA.8 diperoleh
Neraca Alur 21
F21 asam sulfat = 51,7527 kg/jam
F21 air

= 24,5329 kg/jam

F21

= 76,2857 kg/jam

Neraca Alur 19
Kadar asam sulfat di alur 19 adalah 98%
F19 asam sulfat = F21 asam sulfat

= 51,7527 kg/jam

F19

= 51,7527 kg/jam /98% = 52,8089 kg/jam

F19 air

= 52,8089 kg/jam × 2% = 1,0562 kg/jam

Neraca Alur 20
F20 = F21 – F19 =76,2857 kg/jam - 52,8089 kg/jam = 23,4767 kg/jam

Tabel A.10 Data Laju Alir Tangki Mixer 3 (M-303)
Komponen
Air
H2SO4
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 19
Alur 20
1,0562
23,4767
51,7527
52,8089
23,4767
76,2857

Keluar (kg/jam)
Alur 21
24,5329
51,7527
76,2857
76,2857

A.10 Filter Press II (F-307)

Universitas Sumatera Utara

Air
Asam Laktat
Kalsium sulfat

24

22

Air
Asam Laktat

23

Air
Asam Laktat
Kalsium sulfat

Filter Press II (F-307) berfungsi untuk memisahkan padatan berupa kalsium sulfat
dan mempunyai effisiensi alat 98%, sehingga air dan asam laktat masing-masing
terikut 2% pada alur 23.
Neraca Total
F22 =F23 + F24
Dari A.8 diperoleh
Neraca Alur 22
F22 CaSO4

= 71,7165 kg/jam

F22 asam laktat = 94,9785 kg/jam
F22 air

= 269,2084 kg/jam

F22

= 435,9485 kg/jam

Neraca Alur 23
F23 CaSO4

= F22 CaSO4 = 71,7165 kg/jam

F23 air

= 2% × F22 air = 0,02 × 269,2084 kg/jam = 5,3842 kg/jam

F23 asam laktat = 2% × F22 asam laktat = 0,02 × 94,9785 kg/jam = 1,8996 kg/jam
F23 = F23 CaSO4+ F23 air + F23 asam laktat
F23 = 79,0453 kg/jam
Neraca Alur 24
F24 = F22 – F23 = 435,9485 kg/jam - 79,0453 kg/jam = 356,9032 kg/jam
F24 air = F22 air – F23 air = 269,2084 kg/jam - 5,3842 kg/jam = 263,8242 kg/jam
F22 asam laktat = F22 asam laktat – F25 asam laktat =94,9785 kg/jam - 1,8996 kg/jam
= 93,0790 kg/jam

Tabel A.11 Data Laju Alir Filter Press II (M-307)

Universitas Sumatera Utara

Komponen
Air
CaSO4
Asam Laktat
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 22
269,2084
71,7615
94,9785
435,9485
435,9485

Keluar (kg/jam)
Alur 23
Alur 24
5,3842
263,8242
71,7615
1,8996
93,0790
79,0453
356,9032
435,9485

A.11 Evaporator II (EV-311)

25

Air

Air
Asam Laktat
24

26

Air
Asam Laktat 70%

Evaporator I (EV-311) berfungsi untuk menguapkan air sehingga kadar asam laktat
mencapai 70%(Walsh,1939).

Neraca Alur 24
F24 = 356,9032 kg/jam
F24 air = 263,8242 kg/jam
F24 asam laktat 93,0790 kg/jam
Neraca Alur 26
Diinginkan pada alur 26 asam laktat 70%
F26 asam laktat = F24 asam laktat = 93,0790 kg/jam
F26 = F26 asam laktat /0,70 = 93,0790 kg/jam /0,70 = 132,9699 kg/jam
F26 air = F26 – F26 asam laktat
F26 air = 132,9699 kg/jam – 93,0790 kg/jam
F26 air = 39,8910 kg/jam
Neraca Alur 25
F25 air

= F24 air – F26 air =263,8242 kg/jam - 39,8910 kg/jam = 223,9333 kg/jam

Universitas Sumatera Utara

Tabel A.12 Data Laju Alir Evaporator II (EV-311)
Masuk (kg/jam)
Alur 24
263,8242
93,0790
356,9032
356,9032

Komponen
Air
Asam Laktat
Total

Keluar (kg/jam)
Alur 25
Alur 26
223,9333
39,8910
93,0790
223,9333
132,9699
356,9032

A.12 Neraca Reaktor Natrium Laktat (R-403)
27

Air
26
Asam Laktat 70%

NaOH 50%
Air

28

Air
Asam Laktat
NaOH
Natrium Laktat

Reaktor Natrium Laktat (R-403) berfungsi untuk mereaksikan larutan asam laktat
70% dengan larutan NaOH 50%.

NaOH +

CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOONa + H2O ....reaksi 6

Natrium hidroksida

asam laktat

natrium laktat

air

Konversi 98,5% (Walsh, 1939)
Dari A.11 diperoleh
Neraca Alur 26
F26 asam laktat = 93,0790 kg/jam
F26 = 132,9699 kg/jam
F26 air = 39,8910 kg/jam
Mol asam laktat alur 26
N26 asam laktat = F26 asam laktat / Mrasam laktat =93,0790 kg/jam / 90kg/kgmol
N26 asam laktat = 1,0342 kgmol/jam
Neraca Alur 27
Perbandingan massa asam laktat 70% dengan NaOH 50% adalah 30:19 (Walsh, 1939)

Universitas Sumatera Utara

F27 = 19/30 × F30
F27 = 19/30 × 132,9699 kg/jam = 84,2143 kg/jam
Larutan NaOH 50% merupakan persentase berat sehingga
F27 NaOH = 50% × F33 = 0,5×84,2143 kg/jam = 42,0171 kg/jam
F27 air

= 50% × F33 = 0,5×84,2143 kg/jam = 42,0171 kg/jam

Mol NaOH
F27 NaOH = 42,0171 kg/jam
N27 NaOH = F27 NaOH / Mr NaOH
= 42,0171 kg/jam / 40 kg/kgmol = 1,0527 kgmol/jam

Menurut reaksi 6
NaOH +

CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOONa + H2O ....reaksi 6

Natrium hidroksida

asam laktat

natrium laktat

air

Konversi 98,5% (Walsh, 1939)
Dari persamaan (2)

Mol NaOH dan asam laktat yang tidak bereaksi
NNaOH sisa

= 1,0527 kgmol/jam + (-1) 1,0187 kgmol/jam = 0,0340kgmol/jam

Nasam laktat sisa = 1,0527 kgmol/jam + (-1) 1,0187 kgmol/jam = 0,0155 kgmol/jam
Mol natrium laktat dan air yang terbentuk dari reaksi
Nnatrium laktat = 0 + (1) 1,0187 kgmol/jam = 1,0187kgmol/jam
Nair

= 0 + (1) 1,0187 kgmol/jam = 1,0187 kgmol/jam

Neraca Alur28
F28 NaOH

= NNaOH sisa × Mr NaOH
= 0,0340kgmol/jam × 40 kg/kgmol = 1,3592 kg/jam

F28 asam laktat

= Nasam laktat sisa × Mr asam laktat
= 0,0155 kgmol/jam × 90 kg/kgmol

Universitas Sumatera Utara

= 1,3962 kg/jam
F28 natrium laktat = Nnatrium laktat sisa × Mr Natrium laktat
= 1,0187kgmol/jam × 112,06 kg/kgmol
= 114,1552 kg/jam
F28air

= Fair yang terbentuk dari reaksi + F26 air + F27 air
= 1,0187 kgmol/jam × 18 kg/kgmol +39,8910 kg/jam+ 42,1071kg/jam
= 100,3347 kg/jam

F28

= F28 NaOH + F28 asam laktat+ F28 natrium laktat+ F28air = 217,2453 kg/jam

Kadar Natrium laktat = 114,1552 kg/jam/217,2453 kg/jam ×100% = 52,55%

Tabel A.13 Data Laju Alir Reaktor Natrium Laktat (R-403)
Komponen
NaOH
Natrium Laktat
Air
Asam Laktat
Total
Reaksi
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 26
Alur 27
42,1071
39,8910
93,0790
132,9699
217,1842
0,0611
217,2453

42,1071
84,2143

Keluar (kg/jam)
Alur 28
1,3592
114,1552
100,3347
1,3962
217,2453
217,2453
217,2453

A.13 Neraca Tangki Mixer IV (M-405)
29

air

Air
Asam laktat
NaOH 28
Natrium laktat 52,55%

Air
Asam laktat
30
NaOH
Natrium laktat 50%

Tangki mixer IV (M-405) berfungsi untuk mengencerkan kadar Natrium laktat dari
52,55% (alur 35) menjadi 50% dengan penambahan air.

Dari A.12 diperoleh
Neraca Alur28

Universitas Sumatera Utara

F28 NaOH

= 1,3592 kg/jam

F28 asam laktat = 1,3962 kg/jam
F28 natrium laktat = 114,1552 kg/jam
F28air

= 100,3347 kg/jam

F28

= 217,2453 kg/jam

Neraca Alur 30
F30 natrium laktat = F29 Natrium laktat = 114,1552 kg/jam
F30 × 50% = F30 Natrium laktat
F30

= F30 Natrium laktat /50% = 114,1552 kg/jam /0,5 = 228,3105 kg/jam

F30 NaOH

= F30 NaOH

= 1,3592 kg/jam

F30 asam laktat = F30 asam laktat = 1,3962 kg/jam
F30 air

= F30 – F30 asam laktat - F30 NaOH - F30 Natrium laktat

F30 air

= 111,3998 kg/jam

Neraca Alur 29
F29 = F28 - F30
F29 = 228,3105 kg/jam - 217,2453 kg/jam = 11,0651 kg/jam

Tabel A.14 Data Laju Alir Tangki Mixer IV (M-405)
Komponen
NaOH
Natrium Laktat
Air
Asam Laktat
Total

Masuk (kg/jam)
Alur 28
Alur 29
1,3592
114,1552
100,3347
11,0651
1,3962
217,2453
11,0651
228,3105

Keluar (kg/jam)
Alur 30
1,3592
114,1552
111,3998
1,3962
228,3105
228,3105

LAMPIRAN B
PERHITUNGAN NERACA PANAS

Universitas Sumatera Utara

Perhitungan neraca panas pra rancangan pabrik pembuatan natrium laktat dari
molase menggunakan ketentuan sebagai berikut:
Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan operasi

: kJ/jam

Temperatur basis

: 25oC atau 298,15 °K

Neraca panas ini menggunakan rumus-rumus perhitungan sebagai berikut:
Perhitungan Panas Bahan Masuk (Qin) dan Keluar (Qout) menggunakan rumus berikut



Q   m i  Cp i dT

(Reklaitis, 1983):



…(1)

T2
 Tb

Q    m i   Cp i (l) dT  ΔH vl i   Cp i (g) dT  
 T
 
Tb
 1

…(2)

Persamaan (2) untuk menghitung panas bahan yang disertai dengan perubahan fasa

υ

υ

Perhitungan Panas Reaksi menggunakan rumus berikut (Felder, 2005)

ˆo 
ΔH
R

i

ˆo 
 ΔH
fi

produk

i

ˆo
 ΔH
fi

…(3)

reaktan

Perhitungan energi untuk sistem yang melibatkan reaksi (Reklaitis, 1983) :
2
2
dQ
ˆ o  m Cp dT  m Cp dT
 rΔH
in
R
out


dt
T1
T1

T

T

...(4)

B.1 Data Kapasitas Panas dan Panas Pembentukan
Data-data kapasitas panas komponen yang digunakan ditampilkan pada Tabel B.1
dan Tabel B.2
Tabel B.1 Data Kapasitas Panas Komponen, Cp (kJ/gmol∙oC)= a + bT + cT2 + dT3

Universitas Sumatera Utara

Komponen
a
b
-3
CO2 (g)
36,11 × 10
4,233 × 10-5
NH3 (g)
35,15 × 10-3 2,954 × 10-5
H2SO4 (l)
139,1 × 10-3 15,59 × 10-5
H2O (l)
75,4 × 10-3
-3
H2O (g)
33,46 × 10
0,688 × 10-5
-3
Ca(OH)2 (c)
89,5 × 10
CaCO3 (c)
82,34 × 10-3 4,975 × 10-5
Sumber: Felder, 2005

c
-2,877 × 10-8
0,4421 × 10-8
0,7604 × 10-8
-12,87 × 10-8

d
7,464 × 10-12
- 6,686 × 10-12
- 3,593 × 10-12
-

Tabel B.2 Data Kapasitas Panas Komponen, Cp (J/g∙K)= a + bT + cT2 + dT3
Komponen
a
b
c
Kalsium
210,99
1,5833
-0,0042359
laktat (aq)
Asam
1,1028
0,0083968 -2,2154 × 10-5
laktat (l)
Sumber: [1] Harbec, 2010; [2] Yaws, 2003

d

Sumber

5,3444 × 10-6

[1]

2,6347 × 10-8

[2]

Berikut adalah data kapasitas panas berbagai zat yang digunakan:
kcal/kgoC

Maltsprout

= 0,4

Sukrosa

= 1,2552 kJ/kgoC
o

(Hough et al, 1975)
(Cassel, 2002)

Glukosa

= 1,6967 kJ/kg C

(Von Stockar et al., 1993)

Kalsium fosfat

= 0,8956 kJ/kgoC

(Dean, 1999)

B.1.1 Perhitungan Kapasitas Panas Padatan dengan Metode Hurst and
Harrison

Universitas Sumatera Utara





rumus : Cp s J  gmol 1  K 1   N i ΔE i (Perry, 1999), di mana kontribusi elemen

Perhitungan estimasi Cps dengan menggunakan metode Hurst and Harrison dengan
n

i 1

atomnya dapat dilihat pada tabel B.3.
Tabel B.3 Nilai Elemen Atom pada Perhitungan Cp dengan Metode Hurst and
Harrison

Elemen atom
C
H
O
N
S
Ca
Na
P

ΔEi
10,89
7,56
13,42
18,74
12,36
28,25
26,19
26,63

Sumber: Perry, 1999

1. Diamonium fosfat [(NH4)2HPO4]
Cp = 2ΔEN + λΔEH + ΔEP + 4ΔEO
= 2(18,74) + 9 (7,56) + 26,63 + 4(13,42)
= 185, 83 J/gmol K
2. Natrium hidroksida [NaOH]
Cp

= ∆ENa + ∆EO + ∆EH
= 26,19 + 13,42 + 7,56
= 47,17 J/gmol.K

3. Kalsium sulfat [CaSO4]
Cp

= ∆ECa + ∆ES + 4∆EO
= 26,25 + 12,36 + 4(13,42)
= 47,17 J/gmol.K

4. Natrium laktat [CH3CHOHCOONa]
Cp

= 3∆EC + 5∆EH + 3∆EO + ∆ENa
= 3(10,89) + 5(7,56) + 3(13,42) + 26,19
= 136,92 J/gmol.K

B.1.2 Data Kapasitas Panas Berdasarkan % mol
Data Kapasitas Panas NaOH dan H2SO4 berdasarkan % mol ditampilkan pada Tabel
B.4 dan Tabel B5.

Universitas Sumatera Utara

Tabel B.4 Kapasitas Panas NaOH Berdasarkan % mol pada Suhu 20oC
%Mol NaOH
0,5
1
9,09
16,7
28,6
37,5
Sumber: Perry,1999

Cp (kal/gmol∙oC)
0,985
0,97
0,835
0,80
0,784
0,782

Tabel B.5 Kapasitas Panas H2SO4 Berdasarkan % mol pada Suhu 20oC
%Mol H2SO4
1,34
5,16
9,82
15,36
22,27
26,63
28,00
Sumber: Perry,1999

Cp (kal/gmol∙oC)
0,9877
0,9549
0,9177
0,8767
0,8275
0,7945
0,7837

B.1.3 Data-data Panas Pembentukan
Berikut adalah nilai dari panas pembentukan standard dari beberapa senyawa yang
digunakan :

Universitas Sumatera Utara

Tabel B.6 Data Panas Pembentukan Standard Komponen
Komponen

Rumus Molekul

Sumber

Sukrosa
C12H22O11
-2221,2 kJ/gmol
Glukosa
C6H12O6
-1264,2 kJ/gmol
Air
H2O
-285,84 kJ/gmol
Asam laktat
CH3CHOHCOOH
-682,96 kJ/gmol
Kalsium karbonat CaCO3
-1206,9 kJ/gmol
Kalsium laktat
Ca(CH3CHOHCOO)2
-1686,1 kJ/gmol
Karbon dioksida
CO2
-393,5 kJ/gmol
Diamonium
(NH4)2HPO4
-1556,91 kJ/gmol
Fosfat
Kalsium
Ca(OH)2
-986,59 kJ/gmol
hidroksida
Kalsium Fosfat
Ca3(PO4)2
-4138 kJ/gmol
Ammonia
NH3
-46,19 kJ/gmol
Asam Sulfat
H2SO4
-811,32 kJ/gmol
Kalsium Sulfat
CaSO4
-1432,7 kJ/gmol
Natrium
NaOH
-426,6 kJ/gmol
hidroksida
Natrium Laktat
CH3CHOHCOONa
-304 kJ/gmol
Sumber: [1] Clarke, 1939; [2] Von Stockar et al, 1993; [3] Felder, 2005;

[1]
[2]
[3]
[4]
[3]
[5]
[3]
[6]
[3]
[3]
[3]
[3]
[3]
[3]
[6]

[4] Vatani et al, 2007; [5] Cable, 1971; [6] Dean, 1999

B.2 Perhitungan Neraca Panas Masing-masing Alat
B.2.1 Tangki Mixer I (M-103)

Universitas Sumatera Utara

Diamonium fosfat
T=30oC 3
Maltsprout
T=30oC

5

H 2O
T=30oC

4
Saturated Steam
T = 110oC, 1,43 atm

Monosakarida
Sukrosa
2
Air
o
T=30 C
6

Monosakarida 12%
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
T = 100 oC

Kondensat
T = 110oC, 1,43 atm

Neraca panas masuk tangki mixer I (M-103)
Tabel B.7 Perhitungan Panas Masuk Tangki Mixer I (M-103)

 Cp dT

Q  mi

30o C

Alur

2
3
4
5

Komponen
monosakarida
sukrosa
Air
Diamonium
fosfat
Maltsprout
Air

mi
(kg/jam)

 Cp dT

30o C

25o C

25o C

52,9792
46,6722
26,4896

(kJ/kg)
50,9010
37,6560
125,7000

(kJ/jam)
2696,6962
1757,4878
3329,7451

0,6307

426,5493

269,0269

2,5228
721,6090

50,208
125,7000
Qin total =

126,6658
90706,2510
98885,8727

Neraca panas keluar tangki Mixer I (M-103)
Tabel B.8 Perhitungan Panas keluar Tangki Mixer I (M-103)

 Cp dT

Q  mi

100o C

Alur

6

Komponen
Monosakarida
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Air

mi
(kg/jam)

o

 Cp dT

100o C

25o C

25 C

102,1084
2,5228

(kJ/kg)
169,6700
167,3600

(kJ/jam)
17324,7369
422,2193

0,6307

525,0433

331,1475

745,6416

419,1000
Qout total =

312498,3993
330576,5031

Reaksi yang terjadi:

C12H22O11 + H2O  2C6H12O6
Sukrosa

air

glukosa

Universitas Sumatera Utara

Perhitungan panas reaksi

ˆ o  2ΔH
ˆo
ˆo
ˆo
ΔH
R
f glukosa  ΔH f air  ΔH f sukrosa

= 2(-1264200 kJ/kgmol) – (-285840 kJ/kgmol) – (-2221200 kJ/kgmol)
= -21360 kJ/kgmol
Dari perhitungan di bagian A.1 Neraca Massa Tangki Mixer I (M-103) diperoleh
r1 = 0,1363 kgmol/jam
Neraca energi keseluruhan

dQ
ˆ o r Q
 ΔH
R
1
out total  Q in total
dT
= (-21360)(0,1363)+ 330576,5031 – 98885,8727
= 228778,2206 kJ/jam
Media pemanas yang digunakan adalah saturated steam dengan suhu 110 oC dan
tekanan 1,43 atm, dan keluar sebagai kondensat pada suhu 110oC dan tekanan 1,43
atm.
Hsteam, (110oC, 1,43 atm) = 2691,5 kJ/kg
Hair,

(110oC, 1,43 atm) = 461,3 kJ/kg

(Felder, 2005)
(Felder, 2005)

= 26λ1,5 – 461,3 = 2230,2 kJ/kg
maka massa steam yang dibutuhkan
m steam 

dQ
dT

m steam 

228778,2206
 102,5189 kg/jam
2230,2

B.2.2 Neraca Panas Heat Exchanger (E-105)

Universitas Sumatera Utara

6
Air Pendingin
T = 25 oC

Monosakarida 12%
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
T = 40 oC

Air Pendingin Bekas
T = 70 oC

E-105
6a

Monosakarida 12%
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
T = 100 oC

Neraca panas masuk heat exchanger (E-105)
Tabel B.9 Perhitungan Panas Masuk Heat Exchanger (E-105)

 Cp dT

Q  mi

100o C

Alur

6a

Komponen
Monosakarida
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Air

mi
(kg/jam)

o

 Cp dT

100o C

25o C

25 C

102,1084
2,5228

(kJ/kg)
169,6700
167,3600

(kJ/jam)
17324,7369
422,2193

0,6307

525,0433

331,1475

745,6416

419,1000
Qin total =

312498,3993
330576,5031

Neraca panas keluar heat exchanger (E-105)
Tabel B.10 Perhitungan Panas Keluar Heat Exchanger (E-105)

 Cp dT

Q  mi

40o C

Alur

6

Komponen
Monosakarida
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Air

mi
(kg/jam)

 Cp dT

40o C

25o C

25o C

102,1084
2,5228

(kJ/kg)
67,8680
66,9440

(kJ/jam)
6929,8948
168,8877

0,6307

440,61986

277,9012

745,6416

167,5000
Qout total =

124894,9699
132271,6536

dQ/dT = Qout total – Qin total
= 330576,5031 – 132271,6536
= -198304,8495 kJ/jam

Universitas Sumatera Utara

Air pendingin yang digunakan mempunyai suhu 25oC, 1 atm dan keluar sebagai air
pendingin bekas pada suhu 70oC, 1 atm yang kemudian dialirkan ke bagian utilitas.
Data entalpi air pada suhu 25oC dan 70oC adalah sebagai berikut:
Hair

(25oC, 1 atm) = 104,89 kJ/kg

(Felder, 2005)

Hair

(70oC, 1 atm) = 293,0 kJ/kg

(Felder, 2005)

= 293,0 kJ/kg – 104,89 kJ/kg =188,11 kJ/kg
maka air pendingin yang dibutuhkan:
m air 

dQ
dT

m air 

198304,8495
 1054,1962 kg/jam
167,3

B.2.3 Neraca Panas Culture Tank (M-106)
7

CaCO3
T=30 oC

Monosakarida
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
CaCO3
T = 39,87oC

6

Monosakarida 12%
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
T = 40oC

9

M - 106

Neraca Panas Masuk Culture Tank (M-106)
Tabel B.11 Perhitungan Panas Masuk Culture Tank (M-106)

 Cp dT

Q  mi

40o C

Alur

6

7

Komponen
Monosakarida
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Air
CaCO3

mi
(kg/jam)

25o C

 Cp dT

40o C

25o C

102,1084
2,5228

(kJ/kg)
67,8680
66,9440

(kJ/jam)
6929,8948
168,8877

0,6307

440,61986

277,9012

745,6416
2,6921

167,5000
4,1768
Qin total =

124894,9699
11,2444
132282,8981

Universitas Sumatera Utara

Neraca Panas Keluar Culture Tank (M-106)
Tabel B.12 Perhitungan Panas Keluar Culture Tank (M-106)

 Cp dT

Q  mi

40o C

Alur

9

Komponen
Monosakarida
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Air
CaCO3

mi
(kg/jam)

o

 Cp dT

39,87o C

25o C

25 C

102,1084
2,5228

(kJ/kg)
67,8680
66,9440

(kJ/jam)
6929,8948
168,8877

0,6307

440,61986

277,9012

745,6416
2,6921

167,5000
4,1768
Qout total =

124894,9699
11,2444
132282,8981

B.2.4 Neraca Panas Fermentor (R-108)
CaCO3
T=30oC

CO2
T=40 oC

10

11

Saturated steam
T = 110 oC; 1,43 atm

9

12

R-108

Monosakarida
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
CaCO3
T=40oC

Monosakarida
Maltsprout
Diamonium fosfat
Air
Kalsium Laktat
T=40oC

Kondensat
T = 110 oC; 1,43 atm

Neraca Panas Masuk Fermentor (R-108)
Tabel B.13 Perhitungan Panas Masuk Fermentor(R-108)

 Cp dT

Q  mi

40o C

Alur

9

10

Komponen
Monosakarida
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Air
CaCO3
CaCO3

mi
(kg/jam)

25o C

 Cp dT

40o C

25o C

102,1084
2,5228

(kJ/kg)
67,8680
66,9440

(kJ/jam)
6929,8948
168,8877

0,6307

440,61986

277,9012

745,6416
2,6921
51,1506

167,5000
4,1768
4,1768
Qin total =

124894,9699
11,2444
213,6440
132519,1148

Neraca Panas Keluar Fermentor (R-108)

Universitas Sumatera Utara

Tabel B.14 Perhitungan Panas Keluar Fermentor(R-108)

 Cp dT

Q  mi

40o C

Alur

Komponen

11

mi
(kg/jam)

CO2
Monosakarida
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Air
Kalsium laktat

12

o

 Cp dT

40o C

25o C

25 C

23,6908
5,1054
2,5228

(kJ/kg)
12,7658
67,8680
66,9440

(kJ/jam)
302,4327
346,4947
168,8877

0,6307

440,61986

277,9012

755,3333
117,4912

167,5000
17,7411
Qout total =

126518,3273
2084,4142
129698,4579

Perhitungan panas reaksi
Ada 2 reaksi yang terjadi yakni:
1. Fermentasi glukosa menjadi asam laktat
C6H12O6

Lactobacillus delbrueckii

Monosakarida

2 CH3CHOHCOOH
asam laktat

ˆ o  2ΔH
ˆo
ˆo
ΔH
R2
f asam laktat  ΔH f monosakarida

= 2(-682960 kJ/kgmol) - (-1264200 kJ/kgmol)
= -101720 kJ/kgmol

2. Reaksi asam laktat dengan kalsium karbonat

2CH3CHOHCOOH + CaCO3  Ca(CH3CHOHCOO)2 + H2O + CO2
Asam laktat

kalsium karbonat

kalsium laktat

air

karbon dioksida

ˆ o  ΔH
ˆo
ˆo
ˆo
ˆo
ˆo
ΔH
R3
f kalsium laktat  ΔH f air  ΔH f karbon dioksida  2ΔH f asam laktatt  ΔH f kalsium karbonat =

-1686100 + (-285840) + (-393500) – 2(-682960) – (-1206900)
= 207380 kJ/kgmol

Dari perhitungan di bagian A.3 Neraca Massa Fermentor (R-108) diperoleh
r2 = 0,5384 kgmol/jam dan r3 = 0,5384 kgmol/jam

Neraca panas keseluruhan

Universitas Sumatera Utara

dQ
ˆ o  r  ΔH
ˆ o r Q
 ΔH
R2
2
R3
3
out total  Q in total
dT
= (-101720)(0,5384) + (207380)(0,5384) + (129698,4579) – (132519,1148)
= 54069,5388 kJ/jam
Media pemanas yang digunakan adalah saturated steam dengan suhu 110 oC dan
tekanan 1,43 atm, dan keluar sebagai kondensat pada suhu 110oC dan tekanan 1,43
atm.
Hsteam, (110oC, 1,43 atm) = 2691,5 kJ/kg
Hair,

o

(110 C, 1,43 atm) = 461,3 kJ/kg

(Felder, 2005)
(Felder, 2005)

= 26λ1,5 – 461,3 = 2230,2 kJ/kg
maka massa saturated steam yang dibutuhkan
m steam 

dQ
dT

m steam 

54069,5388
 24,2443 kg/jam
2230,2

B.2.5 Neraca Panas Tangki Koagulasi (M-203)

Universitas Sumatera Utara

Ca(OH)2
Air
35
T = 30 oC

NH3
T = 85 oC
Saturated steam
T =110 oC; 1,43 atm

13

Monosakarida
Maltsprout
12
Diamonium fosfat
Air
Kalsium Laktat
T=40oC

Monosakarida
Maltsprout
kalsium fosfat
Air
Kondensat
Kalsium Laktat
T=110 oC; 1,43 atm T = 85 oC
14

Neraca Panas Masuk Tangki Koagulasi (M-203)
Tabel B.15 Perhitungan Panas Masuk Tangki Koagulasi (M-203)

 Cp dT

Q  mi

40o C

Alur

12

35

Komponen
Monosakarida
Maltsprout
Diamonium
fosfat
Air
Kalsium laktat
Ca(OH)2
Air

mi
(kg/jam)

25o C

 Cp dT

40o C

25o C

5,1054
2,5228

(kJ/kg)
67,8680
66,9440

(kJ/jam)
346,4947
168,8877

0,6307

440,61986

277,9012

755,3333
117,4912
0,5308
530,2702

167,5000
17,7411
6,0391
125,7000
Qin total =

126518,3273
2084,4142
3,2056
66654,9601
196054,1908

Neraca Panas Keluar Tangki Koagulasi (M-203)
Tabel B.16 Perhitungan Panas Keluar Tangki Koagulasi (M-203)

 Cp dT

Q  mi

85o C

Alur
13

14

Komponen
NH3
Monosakarida
Maltsprout
Kalsium fosfat
Air
Kalsium laktat

mi
(kg/jam)

o

25o C

25 C

0,1624
5,1054
2,5228
0,7421
1285,8613
117,4912

 Cp dT

85o C

(kJ/kg)
2,2073
144,2195
142,256
76,1268
355,9000
78,4029
Qout total =

(kJ/jam)
0,3854
736,3013
358,8864
56,4969
457638,0522
9211,6519
468001,7472

Reaksi yang terjadi:
2(NH4)2HPO4

+ 3Ca(OH)2 

Ca3(PO4)2

+ 6H2O

+ 4NH3

Universitas Sumatera Utara

Diamonium
fosfat

kalsium
hidroksida

kalsium fosfat

air

ammonia

ˆ o  ΔH
ˆo
ˆo
ˆo
ˆo
ˆo
ΔH
R4
f kalsium fosfat  6ΔH f air  4ΔH f ammonia - 2ΔH f diamoniumfosfat  3ΔH f kalsium hidroksida

= -4138000 + 6(-285840) + 4(-46,190) - 2(-1556910) - 3(-986590)
= 35790 kJ/kgmol

Dari perhitungan di bagian A.4 Neraca Massa Tangki Koagulasi (M-203) diperoleh
r4 = 0,0024 kgmol/jam
Neraca panas keseluruhan

dQ
ˆ o r Q
 ΔH
R4
4
out total  Q in total
dT
= (35790)(0,0024) +(468001,7472) - (196054,1908)
= 272033,0146 kJ/jam
Media pemanas yang digunakan adalah saturated steam dengan suhu 110 oC dan
tekanan 1,43 atm, dan keluar sebagai kondensat pada suhu 110oC dan tekanan 1,43
atm.
Hsteam, (110oC, 1,43 atm) = 2691,5 kJ/kg
Hair,

o

(110 C, 1,43 atm) = 461,3 kJ/kg

(Felder, 2005)
(Felder, 2005)

= 26λ1,5 – 461,3 = 2230,2 kJ/kg
maka massa steam yang dibutuhkan
m steam 

dQ
dT

m steam 

272033,0146
 121,9770 kg/jam
2230,2

B.2.6 Neraca Panas Evaporator I (FE-209)

Universitas Sumatera Utara

Saturated Steam
T =110 oC; 1,43 atm

Uap air
T =100,218 oC17

Air
16
Kalsium Laktat
T = 85 oC
FE-209

Kondensat
T =110 oC; 1,43 atmAir

Kalsium Laktat
T = 100,218 oC

18

Menentukan titik didih di dalam evaporator
Dari Lampiran A bagian A.7 Neraca Massa Evaporator I (FE-209)
F17 air

= 1260,1441 kg/jam

F17 kalsium laktat = 115,1414 kg/jam
Tb larutan = Tb pelarut + ΔTb

G  1000 
Di mana, ΔTb  

k b
 BM  P 

…(5)

(Syukri, 1λλλ)

G = massa zat terlarut
P = massa pelarut
kb = konstanta air = 0,52

(Syukri, 1999)

 115,1414  1000 
ΔTb  

0,52
 218,212  1260,1441 
ΔTb = 0,2180 oC
Tb larutan = 100 oC + 0,2180 oC = 100,2180oC
Neraca Panas Masuk Evaporator I (FE-209)
Tabel B.17 Perhitungan Panas Masuk Evaporator I (FE-209)

 Cp dT

Q  mi

85o C

Alur

16

Komponen
Air
Kalsium laktat

mi
(kg/jam)
1260,1441
115,1414

o

 Cp dT

85o C

25o C

25 C

(kJ/kg)
355,9000
78,429
Qin total =

(kJ/jam)
448485,2912
9027,4189
457512,7101

Neraca Panas Keluar Evaporator I (FE-209)
Tabel B.18 Perhitungan Panas Keluar Evaporator I (FE-209)

Universitas Sumatera Utara

 Cp dT

Q  mi

100, 218o C

Alur

Komponen

17

Air
Air
Kalsium laktat

18

mi
(kg/jam)
1015,4686
244,6755
115,1414

o

 Cp dT

100, 218o C

25o C

25 C

(kJ/kg)
2676,4360
420,0156
101,10168
Qout total =

(kJ/jam)
2717836,7978
102767,5215
11640,9894
2832245,3087

Neraca panas keseluruhan

dQ
 Q out total  Q in total
dT
= 2832245,3087 - 457512,7101= 2374732,5986 kJ/jam
Media pemanas yang digunakan adalah saturated steam dengan suhu 110 oC dan
tekanan 1,43 atm, dan keluar sebagai kondensat pada suhu 110oC dan tekanan 1,43
atm.
Hsteam, (110oC, 1,43 atm) = 2691,5 kJ/kg
Hair,

o

(110 C, 1,43 atm) = 461,3 kJ/kg

(Felder, 2005)
(Felder, 2005)

= 26λ1,5 – 461,3 = 2230,2 kJ/kg
maka massa steam yang dibutuhkan
m steam 

dQ
dT

m steam 

2374732,5986
 1064,8070 kg/jam
2230,2

B.2.7 Neraca Panas Mixer III (M-303)

Universitas Sumatera Utara

20

Air
T = 30oC

H2SO4 0,01M
T =?

H2SO4 98%
air
19
T = 30 oC

21

M-303

Neraca Panas Masuk Tangki Mixer III (M-303)
Tabel B.19 Perhitungan Panas Masuk Mixer III (M-303)

 Cp dT

Q  mi

30o C

Alur

19
20

Komponen

mi
(kg/jam)

Air
Asam sulfat
Air

25o C

o

25 C

(kJ/kg)
125,7000
7,3097
125,7000
Qin total =

1,0562
51,7527
23,4767

 Cp dT

30o C

(kJ/jam)
132,7616
378,2975
2951,0256
3462,0847

Neraca Panas Masuk Tangki Mixer III (M-303)
n 21 H 2SO4 
n 21 air 

51,7527 kg/jam
 0,5277 kgmol/jam
98,08 kg/kgmol

24,5329 kg/jam
 1,3629 kgmol/jam
18 kg/kgmol

%mol H 2SO 4 

n 21 H 2SO4

n 21 H 2SO4  n 21 air

 100% 

0,5277
 100%  27,91%
0,5277  1,3629

Dengan interpolasi dari Tabel B.5 di bagian B.1.2 Data Kapasitas Panas
Berdasarkan % mol diperoleh bahwa
Cp H2SO4, 27,91% mol = 0,784 kal/g oC = 3,2820 kJ/kg oC
Mixer bersifat adiabatis,
Qin = Qout
3462,084687 = 76,2857 (3,2820) (T2 – 20)
T2 = 33,8280 oC
Maka suhu larutan H2SO4 0,01 M pada alur 21 adalah 33,8280 oC

B.2.8 Neraca Panas Tangki Acidifier(M-305)

Universitas Sumatera Utara

H2SO4 0,01M
T = 33,8280 oC
21

Air Pendingin
T = 25 oC

Air
18
Kalsium Laktat
T=100,218 oC

M-305
Air
Asam Laktat
CaSO4
T=85oC

22
Air Pendingin Bekas
T = 70 oC

Neraca Panas Masuk Tangki Acidifier(M-305)
Tabel B.20 Perhitungan Panas Masuk Tangki Acidifier(M-305)

 Cp dT

Q  mi

100, 218o C

Alur

18

Komponen
Air
Kalsium laktat

mi
(kg/jam)

o

25o C

25 C

(kJ/kg)
420,0156
101,10168

244,6755
115,1414

 Cp dT

21

Komponen
H2SO4 0,01 M

mi
(kg/jam)

(kJ/jam)
102767,5215
11640,9894

Q  mi

33,8280o C

Alur

 Cp dT

33,8280o C

25o C

o

25 C

(kJ/kg)
111.0229
Qin total =

76,2857

 Cp dT

100, 218o C

(kJ/jam)
3462,0847
117870,5956

Neraca Panas Keluar Tangki Koagulasi (M-305)
Tabel B.21 Perhitungan Panas Keluar Tangki Koagulasi (M-305)

 Cp dT

Q  mi

70o C

Alur

22

Komponen
Air
CaSO4
Asam laktat

mi
(kg/jam)

25o C

o

25 C

269,2084
71,7615
94,9785

 Cp dT

70o C

(kJ/kg)
293,0000
237,6643
65,3122
Qout total =

(kJ/jam)
78878,0613
17055,1561
6203,2542
102136,4716

Reaksi yang terjadi:

Ca(CH3CHOHCOO)2 + H2SO4 

CaSO4

+ 2 CH3CHOHCOOH

Universitas Sumatera Utara

Kalsium laktat

asam sulfat

kalsium sulfat

asam laktat

Dari perhitungan A.8 Neraca Massa Tangki Acidifier (M-305) diperoleh nilai r5 =
0,5277 kgmol/jam

Panas reaksi

ˆ o  2ΔH
ˆo
ˆo
ˆo
ˆo
ΔH
R5
f asam laktat  ΔHf kalsiumsulfat  ΔHf kalsiumlaktat  ΔHf asam sulfat

= 2 (-682960) + (-1432700) – (-1686100) – (-811320)
= -570823,7974 kJ/kgmol
Neraca Panas keseluruhan

dQ
ˆ o r Q
 ΔH
R5 5
out total  Qin total
dT
= (-570823,7974) (0,5277) + 102136,4716 – 117870,5956
= -316934,124 kJ/jam
Air pendingin yang digunakan mempunyai suhu 25oC, 1 atm dan keluar sebagai air
pendingin bekas pada suhu 70oC, 1 atm dialirkan ke bagian utilitas. Data entalpi air
pada suhu 25oC dan 70oC adalah sebagai berikut:
Hair

(25oC, 1 atm) = 104,89kJ/kg

(Felder, 2005)

Hair

(70oC, 1 atm) = 293,0 kJ/kg

(Felder, 2005)

= 293,0 kJ/kg – 104,89 kJ/kg =188,11 kJ/kg
maka air pendingin yang dibutuhkan:
m air 

m air 

dQ
dT

316934,124
188,1

 1684,8340 kg/jam

B.2.9 Neraca Panas Evaporator II (FE-311)

Universitas Sumatera Utara

25T

Uap Air
= 102,0366 oC
Saturated Steam
T = 110oC; 1,43 atm
Kondensat
T = 110oC; 1,43 atm

24
Air
Asam Laktat
T = 70oC
26

EV-311

Air
Asam Laktat
T = 102,0366 oC

Menentukan titik didih di dalam evaporator
F22 air

= 263,8242kg/jam

F22 asam laktat

= 93,0790kg/jam

Dengan menggunakan persamaan (5) pada bagian B.2.6 Neraca Panas Evaporator I
(EV-209) (Syukri, 1999)

 93,0790  1000 
ΔTb  
0,52

 90,08  263,8242 

ΔTb = 2,0366 oC
Tb larutan = 100 oC + 2,0366 oC = 102,0366oC
Neraca Panas Masuk Evaporator II (FE-311)
Tabel B.22 Perhitungan Panas Masuk Evaporator II (FE-311)

 Cp dT

Q  mi

70o C

Alur

24

Komponen
Air
Asam laktat

mi
(kg/jam)
263,8242
93,0790

 Cp dT

70o C

25o C

25o C

(kJ/kg)
293,0000
65,3122
Qin total =

(kJ/jam)
77300,5001
6079,1891
83379,6892

Neraca Panas Keluar Evaporator II (FE-311)

Universitas Sumatera Utara

Tabel B.23 Perhitungan Panas Keluar Evaporator II (FE-311)

 Cp dT

Q  mi

102, 0366o C

Alur

Komponen

25

Air
Air
Asam laktat

26

mi
(kg/jam)
223,9333
39,8910
93,0790

o

 Cp dT

102, 0366o C

25o C

25 C

(kJ/kg)
2680,0733
427,5000
119,0252
Qout total =

(kJ/jam)
600157,5242
17053,3934
11078,7452
628289,6601

Neraca panas keseluruhan

dQ
 Q out total  Q in total
dT
= 628289,6601 - 83379,6892 = 544909,9709 kJ/jam
Media pemanas yang digunakan adalah saturated steam dengan suhu 110 oC dan
tekanan 1,43 atm, dan keluar sebagai kondensat pada suhu 110oC dan tekanan 1,43
atm.
Hsteam, (110oC, 1,43 atm) = 2691,5 kJ/kg
Hair,

(110oC, 1,43 atm) = 461,3 kJ/kg

(Felder, 2005)
(Felder, 2005)

= 26λ1,5 – 461,3 = 2230,2 kJ/kg
maka massa steam yang dibutuhkan
m steam 

dQ
dT

m steam 

544909,9709
 244,3323 kg/jam
2230,2

B.2.10 Neraca Panas Reaktor Natrium Laktat (R-403)

Universitas Sumatera Utara

NaOH 50%
27 Air
T=30oC

Saturated Steam
T=110 oC, 1,43 atm

Air
26
Asam Laktat
T=102,0366 oC

28

R-403

Air
Asam Laktat
NaOH
Natrium Laktat
T = 71 oC

Kondensat
T=110oC; 1,43 atm

Cp larutan NaOH 50% dapat dicari dengan interpolasi data dari Tabel B.4 diperoleh
sebesar 47,17 J/gmol K= 1,1793 kJ/kg K.

Neraca Panas Masuk Reaktor Natrium Laktat (R-403)
Tabel B.23 Perhitungan Panas Masuk Reaktor Natrium Laktat (R-403)

 Cp dT

Q  mi

102, 0366o C

Alur

26

Komponen
Air
Asam laktat

mi
(kg/jam)
39,8910
93,0790

o

25o C

25 C

(kJ/kg)
427,5000
119,0252

 Cp dT

303,15o C

Alur
27

Komponen
NaOH 50%

mi
(kg/jam)
84,2143

 Cp dT

102, 0366o C

(kJ/jam)
17053,3934
11078,7452

Q  mi

 Cp dT

303,15o C

298,15o C

298,15o C

(kJ/kg)
357,4896
Qin total =

(kJ/jam)
30105,7355
58237,8714

Neraca Panas Keluar Reaktor Natrium Laktat (R-403)
Tabel B.24 Perhitungan Panas Keluar Reaktor Natrium Laktat (R-403)

 Cp dT

Q  mi

71o C

Alur

28

Komponen
Air
Asam laktat
NaOH
Natrium Laktat

mi
(kg/jam)
100,3347
1,3962
1,3592
114,1552

o

 Cp dT

71o C

25o C

25 C

(kJ/kg)
297,2000
66,9061
405,8389
166,0588
Qout total =

(kJ/jam)
29819,4658
93,4132
551,6358
18956,4779
49420,9927

Reaksi yang terjadi:
NaOH +

CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOONa + H2O

Universitas Sumatera Utara

Natrium hidroksida

asam laktat

natrium laktat

air

Dari perhitungan A.12 Neraca Massa Reaktor Natrium Laktat (R-403) diperoleh nilai
r6 = 1,0187 kgmol/jam
Panas reaksi

ˆ o  ΔH
ˆo
ˆo
ˆo
ˆo
ΔH
R6
f natrium laktat  ΔH f air  ΔH f natrium hidroksida  ΔH f asam laktat

= (-304000) + (-285840) – (-426600) – (-682960)
= 519720 kJ/kgmol

Neraca panas ke