LAPORAN RESPONSI SATUAN OPERASI INDUSTRI
Nilai:
(Acc Asisten)
LAPORAN RESPONSI
SATUAN OPERASI INDUSTRI
(Kesetimbangan Energi)
Oleh:
Nama
: Okky Setiawan
NPM
: 240110100049
Shift, Waktu/Kelompok
: Shift 4, (08.00-10.00)/Kelompok 2
Hari, Tanggal Responsi
: Jumat, 5 April 2013
Co. Ass
: Nurul Ainina
LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES
TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2013
Soal
1. Kerjakan soal dibawah ini dengan benar :
a. Berapa panas yang diberikan untuk memanaskan air dari 27°C menjadi
60°C pada tekanan 1 atm ?
b. Berapa panas yang dibutuhkan untuk memanaskan air dari 27°C
menjadi 100°C ?
c. Panas yang harus diberikan untuk menguapkan air pada suhu 100°C,
Tekanan 101,35 kPa.
2.
a. Berapa panas yang dibuang pada pendinginan dari kondensasi uap jenuh
pada suhu 103°C (1atm) mnjadi cairan dengan suhu 60°C
b. Berapa panas yang dibuang pada kondensasi uap jenuh pada suhu
103°C (1 atm).
3.
Sebanyak 345 kg madu pada suhu 24°C dipanaskan dengan menambahkan
energi sebesar 21300 Kj. Jika panas spesifik rata-rata madu sebesar 2.2
kJ/kg K. Berapa suhu madu setelah keluar dari proses ?
4.
Minyak goreng mengalir pada heat exchanger dengan laju 1200 kg/jam
pada suhu 50°C, dan dipanaskan menjadi 100°C dengan menggunakan
udara panas. Udara panas yang masuk dengan suhu 200°C dan keluar
125°C. Berapa udara yang dibutuhkan jika panas spesifik udara dan
minyak masing-masing 29,1 btu/lb°F dan 0,45 btu/lb°F.
5.
Udara 32,2°C digunakan sebagai media pengeringan dan dipanaskan
dengan pemanas uap menjadi 65,5°C dengan laju 1000kg/jam. Uap yang
masuk menjadi jenuh pada suhu 148,9°C, terkondensasi keluar pada suhu
137,8°C. Hitung uap yang dibutuhkan.
Jawaban
1. a. Dik : T1 = 27°C
P = 1 atm
T2 = 60°C
Dit : Q = ... ?
Penyelesaian
Q = hf2 – hf1
= 251,13 – 113,25
= 137,88 kJ/kg
tabel – A2
b. Dik : T1 = 27°C
T2 = 100°C
Dit : Q = ....?
Penyelesaian :
(oC)
Laten
100
Sensibel
27
Q = ΔH
= Hsensibel – Hlaten
= (HL100oc - HL27oc) + (HV100oc - HL100oc)
L = Liquid
= (419,04-113,25) + (2676,1-419,04) kJ/kg
V = Vapor
= 2562,85 kJ/kg.
c. Dik : T1 = 100o c
P = 101,35 kPa = 1 atm
Dit : Q
Penyelesaian : Q = ΔH
= HV60oc - HL27oc
= 2676,1 – 419,04 kJ/Kg
= 2257,06 kJ/Kg
2. a. Dik : T1 = 103o c
P = 1 atm
T3 = 100o c
Dit : Q (pendinginan dan kondensasi uap jenuh)
Penyelesaian : QS1 = ΔH
QL = ΔH
= HV103oc – HV100oc
= HV100oc – HL100oc
= 2680,72 – 2676,1 kJ/kg
= 2676,1 – 419,04 kJ/kg
= 4,62 kJ/kg
= 2257,06 kJ/kg
QS3 = ΔH
Q = ΔH
= HL100oc – HV60oc
= QS1+ QL + QS2
= 419,04 – 251,13 kJ/kg
= 4,62 + 2257,06 + 167,91
= 167,91 kJ/kg
= 2429,59 kJ/kg
(oc)
Sensibel
103
Laten
100
Sensibel
60
b. Dik: T1 = 103o c
P = 1 atm
Dit : Q kondensasi uap jenuh
Penyelesaian : Q = ΔH
= QS1+ QL
= 4,62 + 2257,06 kJ/kg
= 2261,68 kJ/kg
3. Dik : mmadu = 345 kg
T1 = 24o c = 297 K
Q = 21300 kJ
Cp = 2,2 kJ/kg K
Dit : T2
Penyelesaian : Q = m . Cp . Δt
21300 kJ = 345 kg . 2,2 kJ/kg K . (T2 - 297 K)
21300 kJ
(T2 - 297 K) = 759 kJ /K
(T2 - 297 K) = 28,06 K
T2 = 325,06 K
4. Dik : ṁ = 1200 kg/jam
T1 = 50o C = 323 K
T2 = 100o C = 373 K
minyak
Cp = 0,45 btu/ln oF = 1,8837 btu/lb K
1 btu/ln oF = 4,186 btu/lb K
T1 = 200o C = 473 K
T2 = 125o C = 398 K
udara
Cp = 29,1 btu/ln oF = 121,8126 btu/lb K
Dit : ṁ
Penyelesaian : Qminyak = ṁ . Cp . Δt
= 1200 kg/jam . 1,8837 btu/lb K . (373-323) K
= 113022
Qudara = ṁ . Cp . Δt
= ṁ . 121,8126 btu/lb K . (473-398) K
= 9135,945 ṁ
Maka
Qminyak = Qudara
113022 = 9135,945 ṁ
113022
ṁ = 9135 ,945 = 12,37 kg/jam
5. Dik : T1 = 32,2o C
T2 = 65,5o C
Udara
ṁ = 1000 kg/jam
Cp = 121,835 kJ/kg oC
T1 = 148,9o C
Uap
T2 = 137,8o C
Dit : ṁ uap
Penyelesaian : Qudara = Quap
ṁ . Cp . Δt =
ΔH . ṁuap
1000 kg/jam . 121,835 kJ/kg oC . (65,5-32,2) oC = (H148,9o C - H137,8o C) .
ṁuap 4057105,5 kJ/jam = (2745,136–2730,996) kJ/kg. ṁuap
ṁuap = 17491,16 kg/jam
6. Dik: T1 = 60o C
T2 = 115o C
Δt = (115o - 60o) C = 55o C
ṁ susu = 500 kg/jam
Cp susu = 3,86 kJ/kg oC
Ƞ penukar panas = 85% = 0,85
Steam quality (Xs) = 90% = 0,9
T steam = 120o C
Cp air pada tekanan jenuh = 4,228 kJ/kg oC
Dit : ṁ uap
Penyelesaian : Qsusu = ṁ susu . Cp susu . Δt
= 500 kg/jam . 3,86 kJ/kg oC . 55o C
= 106150 kJ/jam
106150 kJ / jam
0, 85
Q (dengan Ƞ=0,85) =
= 124882,35 kJ/jam
Steam H = HL120o C + Xs (HV120o C - HL120o C)
= 503,71 + 0,9 (2706,3 - 503,71) kJ/kg
= 2486,041 kJ/kg
HL = Cp air . T2
= 4,228 kJ/kg oC . 115o C
= 486,22 kJ/kg
Q = ΔH . ṁ uap
124882,35 kJ/jam = (Hsteam – HL) . ṁ uap
124882,35 kJ/jam = (2486,041 - 486,22) kJ/kg . ṁ uap
124882, 35kJ / jam
ṁ uap = 1999 ,821kJ /kg
= 62,45 kg/jam
(Acc Asisten)
LAPORAN RESPONSI
SATUAN OPERASI INDUSTRI
(Kesetimbangan Energi)
Oleh:
Nama
: Okky Setiawan
NPM
: 240110100049
Shift, Waktu/Kelompok
: Shift 4, (08.00-10.00)/Kelompok 2
Hari, Tanggal Responsi
: Jumat, 5 April 2013
Co. Ass
: Nurul Ainina
LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES
TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2013
Soal
1. Kerjakan soal dibawah ini dengan benar :
a. Berapa panas yang diberikan untuk memanaskan air dari 27°C menjadi
60°C pada tekanan 1 atm ?
b. Berapa panas yang dibutuhkan untuk memanaskan air dari 27°C
menjadi 100°C ?
c. Panas yang harus diberikan untuk menguapkan air pada suhu 100°C,
Tekanan 101,35 kPa.
2.
a. Berapa panas yang dibuang pada pendinginan dari kondensasi uap jenuh
pada suhu 103°C (1atm) mnjadi cairan dengan suhu 60°C
b. Berapa panas yang dibuang pada kondensasi uap jenuh pada suhu
103°C (1 atm).
3.
Sebanyak 345 kg madu pada suhu 24°C dipanaskan dengan menambahkan
energi sebesar 21300 Kj. Jika panas spesifik rata-rata madu sebesar 2.2
kJ/kg K. Berapa suhu madu setelah keluar dari proses ?
4.
Minyak goreng mengalir pada heat exchanger dengan laju 1200 kg/jam
pada suhu 50°C, dan dipanaskan menjadi 100°C dengan menggunakan
udara panas. Udara panas yang masuk dengan suhu 200°C dan keluar
125°C. Berapa udara yang dibutuhkan jika panas spesifik udara dan
minyak masing-masing 29,1 btu/lb°F dan 0,45 btu/lb°F.
5.
Udara 32,2°C digunakan sebagai media pengeringan dan dipanaskan
dengan pemanas uap menjadi 65,5°C dengan laju 1000kg/jam. Uap yang
masuk menjadi jenuh pada suhu 148,9°C, terkondensasi keluar pada suhu
137,8°C. Hitung uap yang dibutuhkan.
Jawaban
1. a. Dik : T1 = 27°C
P = 1 atm
T2 = 60°C
Dit : Q = ... ?
Penyelesaian
Q = hf2 – hf1
= 251,13 – 113,25
= 137,88 kJ/kg
tabel – A2
b. Dik : T1 = 27°C
T2 = 100°C
Dit : Q = ....?
Penyelesaian :
(oC)
Laten
100
Sensibel
27
Q = ΔH
= Hsensibel – Hlaten
= (HL100oc - HL27oc) + (HV100oc - HL100oc)
L = Liquid
= (419,04-113,25) + (2676,1-419,04) kJ/kg
V = Vapor
= 2562,85 kJ/kg.
c. Dik : T1 = 100o c
P = 101,35 kPa = 1 atm
Dit : Q
Penyelesaian : Q = ΔH
= HV60oc - HL27oc
= 2676,1 – 419,04 kJ/Kg
= 2257,06 kJ/Kg
2. a. Dik : T1 = 103o c
P = 1 atm
T3 = 100o c
Dit : Q (pendinginan dan kondensasi uap jenuh)
Penyelesaian : QS1 = ΔH
QL = ΔH
= HV103oc – HV100oc
= HV100oc – HL100oc
= 2680,72 – 2676,1 kJ/kg
= 2676,1 – 419,04 kJ/kg
= 4,62 kJ/kg
= 2257,06 kJ/kg
QS3 = ΔH
Q = ΔH
= HL100oc – HV60oc
= QS1+ QL + QS2
= 419,04 – 251,13 kJ/kg
= 4,62 + 2257,06 + 167,91
= 167,91 kJ/kg
= 2429,59 kJ/kg
(oc)
Sensibel
103
Laten
100
Sensibel
60
b. Dik: T1 = 103o c
P = 1 atm
Dit : Q kondensasi uap jenuh
Penyelesaian : Q = ΔH
= QS1+ QL
= 4,62 + 2257,06 kJ/kg
= 2261,68 kJ/kg
3. Dik : mmadu = 345 kg
T1 = 24o c = 297 K
Q = 21300 kJ
Cp = 2,2 kJ/kg K
Dit : T2
Penyelesaian : Q = m . Cp . Δt
21300 kJ = 345 kg . 2,2 kJ/kg K . (T2 - 297 K)
21300 kJ
(T2 - 297 K) = 759 kJ /K
(T2 - 297 K) = 28,06 K
T2 = 325,06 K
4. Dik : ṁ = 1200 kg/jam
T1 = 50o C = 323 K
T2 = 100o C = 373 K
minyak
Cp = 0,45 btu/ln oF = 1,8837 btu/lb K
1 btu/ln oF = 4,186 btu/lb K
T1 = 200o C = 473 K
T2 = 125o C = 398 K
udara
Cp = 29,1 btu/ln oF = 121,8126 btu/lb K
Dit : ṁ
Penyelesaian : Qminyak = ṁ . Cp . Δt
= 1200 kg/jam . 1,8837 btu/lb K . (373-323) K
= 113022
Qudara = ṁ . Cp . Δt
= ṁ . 121,8126 btu/lb K . (473-398) K
= 9135,945 ṁ
Maka
Qminyak = Qudara
113022 = 9135,945 ṁ
113022
ṁ = 9135 ,945 = 12,37 kg/jam
5. Dik : T1 = 32,2o C
T2 = 65,5o C
Udara
ṁ = 1000 kg/jam
Cp = 121,835 kJ/kg oC
T1 = 148,9o C
Uap
T2 = 137,8o C
Dit : ṁ uap
Penyelesaian : Qudara = Quap
ṁ . Cp . Δt =
ΔH . ṁuap
1000 kg/jam . 121,835 kJ/kg oC . (65,5-32,2) oC = (H148,9o C - H137,8o C) .
ṁuap 4057105,5 kJ/jam = (2745,136–2730,996) kJ/kg. ṁuap
ṁuap = 17491,16 kg/jam
6. Dik: T1 = 60o C
T2 = 115o C
Δt = (115o - 60o) C = 55o C
ṁ susu = 500 kg/jam
Cp susu = 3,86 kJ/kg oC
Ƞ penukar panas = 85% = 0,85
Steam quality (Xs) = 90% = 0,9
T steam = 120o C
Cp air pada tekanan jenuh = 4,228 kJ/kg oC
Dit : ṁ uap
Penyelesaian : Qsusu = ṁ susu . Cp susu . Δt
= 500 kg/jam . 3,86 kJ/kg oC . 55o C
= 106150 kJ/jam
106150 kJ / jam
0, 85
Q (dengan Ƞ=0,85) =
= 124882,35 kJ/jam
Steam H = HL120o C + Xs (HV120o C - HL120o C)
= 503,71 + 0,9 (2706,3 - 503,71) kJ/kg
= 2486,041 kJ/kg
HL = Cp air . T2
= 4,228 kJ/kg oC . 115o C
= 486,22 kJ/kg
Q = ΔH . ṁ uap
124882,35 kJ/jam = (Hsteam – HL) . ṁ uap
124882,35 kJ/jam = (2486,041 - 486,22) kJ/kg . ṁ uap
124882, 35kJ / jam
ṁ uap = 1999 ,821kJ /kg
= 62,45 kg/jam