d. Pada Evaporator 02 V-02
F
17 H2O
= 10 x F
16 H2O
Gambar LA-4. Neraca Massa Pada Evaporator 02 V-02 Pada Evaporator 02 V-02, produk yang dihasilkan adalah sabun sodium
palmitat, asam palmitat, NaOH, NaCl, air, TiO
2
, EDTA dan gliserin. Pada Evaporator 02 V-02 terjadi pengurangan kandungan air sebesar 10.
Perhitungan neraca massanya adalah :
Neraca massa total : ∑ Alur masuk = ∑ alur keluar
F
17
+ F
18
= F
16
F
16 Sodium Palmitat
= F
17 Sodium Palmitat
+ F
18 Sodium Palmitat
= 0 + 448,8636 = 448,8636 kgjam
F
16 Asam Palmitat
= F
17 Asam Palmitat
+ F
18 Asam Palmitat
= 0 + 3,3523 = 3,3523 kgjam
F
16 NaOH
= F
17 NaOH
+ F
18 NaOH
= 0 + 0,2841 kg
Universitas Sumatera Utara
= 0,2841 kgjam F
16 NaCl
= F
17 NaCl
+ F
18 NaCl
= 0 + 0,3401 = 0,3401 kgjam
F
16 TiO2
= F
17 TiO2
+ F
18 TiO2
= 0 + 1,1364 kg = 1,1364 kgjam
F
16 EDTA
= F
17 EDTA
+ F
18 EDTA
= 0 + 0,5682 kg = 0,5682 kgjam
F
16 gliserin
= F
17 gliserin
+ F
18 gliserin
= 0 + 51,1362 = 51,1362 kgjam
Diharapkan pada Evaporator 02 V-02 kandungan air sabun berkurang sebesar 10, sehingga F
17 H2O
= 10 x F
16 H2O
= 0,10
x F
16 H2O
F
17 H2O
+ F
18 H2O
= F
16 H2O
0,10 x F
16 H2O
+ 69,4443 kg = F
16
F
16 H2O
- 0,10 x F
16 H2O
= 69,4443 kg 0,90 x F
16 H2O
= 69,4443 kgjam F
16 H2O
= 90
, 69,4443
kg = 77,1603 kgjam
F
17 H2O
= 10 x F
16 H2O
= 10 x 77,1603 kg = 7,7160 kgjam
Universitas Sumatera Utara
Tabel LA-5. Neraca Massa Pada Evaporator 02 V-02
Komponen Masuk
kgjam Keluar kgjam
16 17 18
Sodium Palmitat 448,8636
- 448,8636
Asam Palmitat 3,3523
- 3,3523
NaOH 0,2841 -
0,2841 NaCl 0,3401
- 0,3401
H
2
O 77,1603 7,7160
69,4443 EDTA 0,5682
- 0,5682
TiO
2
1,1364 -
1,1364 Gliserin 51,1362
- 51,1362
TOTAL 582,8412 582,8412
e. Pada Vacuum Spray Chamber 01 VSC-01
F
19 H2O
= 10 x F
18 H2O
Universitas Sumatera Utara
Gambar LA-5. Neraca Massa Pada Vacuum Spray Chamber 01 VSC-01
Perhitungan neraca massan pada Vacuum Spray Chamber 01 VSC-01 adalah Neraca massa total :
∑ Alur masuk = ∑ alur keluar F
20
+ F
19
= F
18
F
18 Sodium Palmitat
= F
19 Sodium Palmitat
+ F
20 Sodium Palmitat
= 0 + 448,8636 = 448,8636 kgjam
F
18 Asam Palmitat
= F
19 Asam Palmitat
+ F
20 Asam Palmitat
= 0 + 3,3523 = 3,3523 kgjam
F
18 NaOH
= F
19 NaOH
+ F
20 NaOH
= 0 + 0,2841 = 0,2841 kgjam
F
18 NaCl
= F
19 NaCl
+ F
20 NaCl
= 0 + 0,3401 = 0,3401 kgjam
F
18 TiO2
= F
19 TiO2
+ F
20 TiO2
= 0 + 1,1364 = 1,1364 kgjam
F
18 EDTA
= F
19 EDTA
+ F
20 EDTA
= 0 + 0,5682 = 0,5682 kgjam
Universitas Sumatera Utara
F
18 gliserin
= F
19 gliserin
+ F
20 gliserin
= 0 +51,1362 = 51,1362 kgjam
Diharapkan pada Vacuum Spray Chamber 01 VSC-01 kandungan air sabun berkurang sebesar 10, sehingga F
19 H2O
= 10 x F
18 H2O
= 0,1
x F
18 H2O
F
19 H2O
+ F
20 H2O
= F
18 H2O
0,1 x F
18 H2O
+ 62,4999 = X
18 H2O
x F
18
F
18 H2O
- 0,1 x F
18 H2O
= 62,4999 0,9 x F
18
= 62,4999 kgjam F
18
= 9
, 62,4999
kg = 69,4443 kgjam F
19 H2O
= 10 x F
18 H2O
= 10 x 69,4443 kg = 6,9444 kgjam
Tabel LA-6. Neraca Massa Pada Vacuum Spray Chamber 01 VSC-01
Komponen Masuk
kgjam Keluar kgjam
18 19 20
Sodium Palmitat 448,8636
- 448,8636
Asam Palmitat 3,3523
- 3,3523
NaOH 0,2841 -
0,2841 NaCl 0,3401
- 0,3401
H
2
O 69,4443 6,9444
62,4999 EDTA 0,5682
- 0,5682
Universitas Sumatera Utara
TiO
2
1,1364 -
1,1364 Gliserin 51,1362
- 51,1362
TOTAL 575,1252 575,1252
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
B.1. Neraca Energi
Basis Perhitungan = 1 Jam Operasi
Suhu Referensi = 25
C 298 K
Satuan Perhitungan = kJjam
B.2.1. Sifat Fisik Bahan B.2.1.1. Kapasitas Panas Cp
Dari Perry, 1997 Tabel 2-393 halaman 2-354, diketahui kontribusi elemen atom untuk estimasi Cp kapasitas panas bahan berupa padatan adalah :
Tabel LB-1. Kapasitas Panas Bahan Berupa Padatan Pada Suhu 298 K
Elemen Atom
E
Jmol.K
C 10,89 H 7,56
O 13,42 Na 26,19
Cl 24,69 Ti 27,24
N 18,74
Besarnya harga kapasitas panas Cp padatan adalah Perry, 1997: Cps =
n
i 1
N
i
Ei
…………………………………..B.1 Dimana :
Cps = Kapasitas panas padatan pada suhu 298 K Jmol.K
Universitas Sumatera Utara
n = Jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa
N
i
= Jumlah elemen atom i pada senyawa
Ei
= Kapasitas panas bahan padatan pada tabel 2-393 Untuk estimasi Cp kapasitas panas bahan berupa cairan dapat dilihat
berdasarkan kontribusi gugus atom Perry, 1997: Tabel LB-2. Kapasitas Panas Untuk Cairan Pada Suhu 298 K
Ikatan Cp Jmol.K
– CH
3
36,82 – CH
2
– 30,38 – CH
– 20,92 – COOH
79,91 – CO
2
– 60,67 – OH
44,77 – NH
2
58,58 Besarnya harga kapasitas panas Cp cairan adalah Perry, 1997:
Cps =
n
i 1
N
i
Cpi
…………………………………..B.2 Dimana :
Cps = Kapasitas panas cairan pada suhu 298 K Jmol.K
n = Jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa
N
i
= Jumlah elemen atom i pada senyawa
Cpi
= Kapasitas panas cairan pada tabel 2-394 Tabel LB-3. Kapasitas Panas Untuk Padatan Dan Cairan
Senyawa A 10
3
B 10
-5
D
Natrium Hidroksida NaOH 0,121
16,316 1,948
Natrium Klorida NaCl 5,526
1,963 R = 8,314 Jmol.K
Universitas Sumatera Utara
Besar kapasitas panas Smith, 1996 adalah CpR = A + BT + DT
-2
……B.3 Sehingga diperoleh harga kapasitas panas Cp untuk masing-masing
bahan : Cp Asam Palmitat
= CH
3
CH
2 14
COOH = 16C + 32H + 2O
= [1610,89 + 327,56 + 213,42] Jmol.K =
443,0 Jmol.K
Cp Sodium Palmitat = CH
3
CH
2 14
COONa = 16C + 31H + 2O + Na
= [1610,89 + 317,56 + 213,42 + 26,19]Jmol.K =
461,63 Jmol.K
Cp Air H
2
O = 75,24 Jmol.K
Cp NaOH = CpR = A + BT + DT
-2
= R[
303 298
R Cp
= A T +
2 B
T
2
– DT
-1
]R
= R[
303 298
R Cp
= 0,121 303-298 +
2 316
, 16
x 10
-3
303
2
– 298
2
– 1,948 x 10
5
303
-1
– 298
-1
]R = 0,605 + 24,5148 + 9,74 x R
= 34,8598 x 8,314 Jmol.K = 289,8244 Jmol.K
Cp NaCl = CpR = A + BT + DT
-2
= R[
303 298
R Cp
= A T +
2 B
T
2
– DT
-1
]R
= R[
303 298
R Cp
= 5,526 303-298 +
2 963
, 1
x 10
-3
Universitas Sumatera Utara
303
2
– 298
2
– 0 303
-1
– 298
-1
]R = 27,63 + 2,9494 x R
= 30,5794 x 8,314 Jmol.K = 254,2371 Jmol.K
Cp EDTA
= CH
3
COO
2
NCH
2
CH
2
NCH
3
COO
2
= 2N
+ 10C + 16H + 8O
= [218,74+1010,89+167,56+813,42]
Jmol.K
= 374,7 Jmol.K
Cp TiO
2
= Ti + 2O =
27,24 +
213,42
= 54,08 Jmol.K
Cp Gliserin
= CH
2
OHCHOHCH
2
OH =
2–CH
2
+ –CH + 3–OH = [230,38 + 20,92 + 344,77] Jmol.K
= 60,76 + 20,92 + 134,31 Jmol.K
= 215,9 Jmol.K
B.2.1.2. Panas Pembentukan Standar ∆H
f 298
Dari Perry, 1997 Tabel 2-388 halaman 2-349 diperoleh estimasi ∆H
f 298
untuk ikatan Jmol adalah : Tabel LB-4 Estimasi
∆H
f 298
Panas Pembentukan Standar
Ikatan ∆H kJmol
– CH
3
-76,45 – CH
2
– -20,64 – CO
2
– -337,92 – COOH
-426,72
Universitas Sumatera Utara
Besarnya harga panas pembentukan standar ∆H
f 298
adalah Perry, 1997 : ∆H
f 298
= 68,29 +
n
i 1
N
i
∆
Hi
…………………………B.4 Dimana :
∆H
f 298
= Panas pembentukan standar pada suhu 298 K kJmol n
= Jumlah perbedaan elemen atom pada senyawa N
i
= Jumlah elemen atom i pada senyawa ∆
Hi
= Harga panas pembentukan pada tabel 2-388 Sehingga diperoleh
∆H
f 298
untuk masing-masing senyawa yaitu : ∆H
f 298
Asam Palmitat = CH
3
CH
2 14
COOH = 68,29 kJmol +
∆H
f
–CH
3
+ 14 x ∆H
f
–CH
2
+ ∆H
f
–COOH = 68,29 kJmol + -76,45 + 14-20,64 + -426,72
kJmol =
-434,88 +
-288,96 kJmol.K
= -723,84
kJmol.K ∆H
f 298
Sodium Palmitat = CH
3
CH
2 14
COONa = 68,29 kJmol +
∆H
f
–CH
3
+ 14 x ∆H
f
–CH
2
+ ∆H
f
–CO
2
+ ∆H
f
Na = 68,29 kJmol + -76,45 + 14-20,64 + -337,92
+ 0 kJmol =
-346,08 +
-288,96 kJmol.K
= -635,04
kJmol.K ∆H
f 298
NaOH
s
= -425,609
kJmol.K Smith,
1996
Universitas Sumatera Utara
∆H
f 298
NaCl
s
= -411,153
kJmol.K Smith,
1996 ∆H
f 298
H
2
O
l
= -285,830
kJmol.K Smith,
1996
B.2.2. Perhitungan Neraca Energi B.2.2.1. Tangki Asam Palmitat T-01
Gambar LB-1. Neraca Energi Pada Tangki 01 T-01 Tabel LB-5.
H Bahan Masuk Pada Tangki 01 T-01
Komponen M kg
n kmol Cp
Jmol.K
T K
n.Cp.dT kJ
Kategori