perhitungan alat (tangki- eva)

Tangki UmpanFungsi Menampung mollase sebelum dipompakan ke FilterBentuk silinder tegak dengan alat & tutp dasarBahan Carbon steel st 287 grade Ckondisi Operasi1. temperatur, T 252. Tekanan, P 1

komponenfeed r

kg/jamSukrosa 46077.8911 1507.0000Glukosa 17075.0891 1440.0000Fruktosa 19820.3564 1407.0000Ash 13087.3517 1292.0000H2O 22269.7974 998.0000Total 118330.4857

1330.0862

83.0344

kebutuhan 7.0000 Harifaktor keamanan 0.2000

volume tangki 17935.2483

dibuat menjadi 2 tangki penampung maka isi masing-masing tangki

8967.6242 39484.4492volume tangki, Hs 1.5000 Dtvolume tangki

1.1775Dt3 8967.6242

1.1775Dt3 7615.8167Dt 19.6746 m

64.7190 ft

R, Jari-jari 9.8373 m32.3595 Ft

388.3141 Inch

Tinggi tangki 1.5000 Dt29.5119 m48.5393 Ft

582.4712 inch

Kg/m3

r campuran Kg/m3

Lb/ft3

m3

m3

1/4pDt21/4pDt2Hs

Dt3

tekanan operasi Ph= (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000

dimana:po= 1.0000 atm

14.7000 psiph 42.1125 psi

Faktor keamanan= 0.2000Sehingga tekanan design, P design=

50.5349

tebal plat min Ts=

dimana:P tekanan design R Jari- jari tangkiS Tekanan yang diizinkan 18700.0000E Efisiensi sambungan, 0.8000n umur alat, 10.0000C faktor korosi, 0.0100

TS 19623.430714929.6790

0.10001.3144

TS= 1.4144 inch0.5568 m

kesimpulan1. fungsi menampung mollase sebelum dipompakan ke filter2. bentuk silinder tegak dengan alas dan tutup datar3. bahan Carbon steel st 287 grade C4. Volume tangki 17935.2483 m35. jumlah 2 buah6. Diameter tangki 19.6746 m 64.71907. Tinggi Tangki 29.5119 m 48.53938. Tekanan design 42.1125 Psi9. Tebal Plat 1.4144 inch

Po+r(Hs-1)

1,2 × Ph

Menampung mollase sebelum dipompakan ke Filtersilinder tegak dengan alat & tutp dasarCarbon steel st 287 grade C

Catm

V

30.575911.857714.087010.129522.314488.9645

gallon

m3/jam

(Brownell n Young part 1 page 55)

Psi

(brownell and young hal 254)

psi

tahuninch/tahun

FtFt 582.4712 Inch

pompa mollase

Fungsi mengalirkan umpan dari tangki penyimpan ke filterkondisi operasi1. temperatur 25.0000 C2. Tekanan Operasi,P 1.0000 atm3.laju alir bahan masuk 118330.4857 kg/jam

14.9095 Lb/detik

design

Kontruksi Suction Discharge

Tekanan (P), psi 14.7000 14.7000Ketinggian (z), ft 0.0000 50.0000Panjang Pipa (L), ft 30.0000 90.0000Belokan 90° standard 0.0000 2.0000Gate Valve, buah 0.0000 1.0000Globe Valve, buah 1.0000 0.0000Control Valve, buah 1.0000 1.0000

1330.0862 83.03443.5500 cp 0.0024 lb/ft s

Faktor keamanan 0.2000kapasitas 17.8915 Lb/dtk

kecepatan Volumetrik, Q=

0.2155 1.6118 gpm

untuk diameter, DI > 1 Inch (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496

DI optimum=3.4721 ~ 4 inch

dipilih pipa yang mendekati ukuran (tabel 11 page 844 kern)1. nominal size 4.0000 Inch2. schdule number 40.00003. Outside Diameter, OD 4.5000 Inch4. Inside Diameter. ID 4.0260 Inch 0.3355 ft

5. Flow Area perpipe, A 12.7000 0.0882

kecepatan alir, QF

QF 2.4431 ft/dtk

bilangan reynold

Re 28531.1086

r campuran Kg/m3 Lb/ft3

m campuran

Kapasitas/r

Ft3/dtk

3,9 × Q0,45 × r 0,13

Inch2 ft2

> 2100 maka aliran turbuienpada aliran turbulen friksi, f

f 0.0400 (plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)

0.0077

Persamaan bernoulli W= SH + PH + VH + FHDimana:w : Kerja pompaSH: Total static HeadPH: Total pressure headVH: Total velocity headFH: Friction head by construction

SH= 50.0000 ft-lbf/lbm

PH= 0.0000 ft-lbf/lbm

VH=

5.968964.4000

VH 0.0927

Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 120.0000

21.4720Gate Valve 2.3485

Globe Valve 100.6500Total 244.4705

Total panjang ekivalen

(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 481Gc x ID

22.613010.8031

Total panjang ekivalen 2.0932jadi w= SH+PH+VH+FHW

RE0,16

SH= [Hdischarge – HSuction] × g/gc

PH= [(Pdischarge- Psuction) × 144] / r

(qf ) 2

2 x a x gc

Standar elbow 90˚

= 2 x f x q f 2 x Le

52.1859 ft/lb 15.9064 m

Daya Pompa

BHP= kapasitas x W x sg

933.68122890.8000

0.3230 hp ~1 HP

power motor = BHPn motor

0.4037 HP ~1 hp

kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan mollase ke filter (F-01)2. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 118330.48575. kecepatan alir: 14.9095 Lb/dtk6. Total head 52.1859 ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 1.0000 hp9. Daya motor 1.0000

Efisiensi pompa (µ) = 73% (peter fig. 14-37)

3960 x n pompa

Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37)

(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 496

(plant design and economic for chemical engineer- timmerhaus page 483)


filter - 01

fungsi : menyaring abu dari feed (mollase) sebelum dipompakan ke hidrolisatortype : filter press

Komponenmasuk r x

kg/jamSukrosa 46077.8911 1507.0000 0.3894Glukosa 17075.0891 1440.0000 0.1443Fruktosa 19820.3564 1407.0000 0.1675Ash 13087.3517 1292.0000 0.1106H2O 22269.7974 998.0000 0.1882total 118330.4857 1.0000

1361.0091

84.9648

laju alir masuk filter 86.9432 318.7470 gpm

massa masuk filter 118330.4857massa cake tersaring 13087.3517

filtrat = Massa masuk filter- massa cake tersaringfiltrat 105243.1340 Kg/jam

laju filtrat,

77.3273

V

dimana,

1. V : Volume filtrat ,

2. A : Luas daerah filtrasi3. F : Friksi dan putaran yang digunakan untuk pembentukan cake4. P : Pressure drop

m/kg7. cs : berat cake/ volume filtrat

F 0.2500

Kg/m3

r campuran Kg/m3

Lb/ft3

m3/jam

m3/jam

( 2 x f x rP)0.5

A × tc ( tc x m x a x Cs ) 0.5

m3

m3

5.m : viscositas filtrat6.a : tekanan spesifik,

p 67.0000 Kpaa 0.3500 kg/mm 3.7235 cpcs 169.2462tc 60.0000 menit

77.3273A × 60

347.27512142.5163

A= 6.1695 66.4080 ft2

ditetapkan L/D= 3.0000L 3D

A=6.1695

2798.918532.1474 D96.4423 L96.4423 m

kesimpulan1. fungsi : menyaring abu dari feed (mollase) sebelum dipompakan ke hidrolisator2. type : : filter press

3. luas kontak : 6.16954. tinggi filter : 96.4423 m5. diameter filter 32.1474 m

6.laju alir filtrat 84.9648

(2 × 0,25 × 67)^0,5(60 × 3,7235 × 0,35 × 169,2462407)^0,5

A ×60 (2 × 0,25 × 67)^0,5 77,3273(60 × 3,7235 ×0,35 ×169,2462407)^0,5

m2

L × D × r3D2 × r

D2

m2

m3/jam

(alat konversi)

Fungsi: tempat terjadinya hidrolisa sukrosa menjadi glukosatype : silinder tegak dengan head atas & bawah berbentuk torisphericalproses : Batch

katalis :Waktu Operasi : 1 jam 60 menittekana operasi 1.0000 atmsuhu operasi 75.0000 C

Komponenmasuk r

(kg/jam)Sukrosa 2303.8946 1507.0000Glukosa 60849.0857 1440.0000Fruktosa 19820.3564 1407.0000

24636.4071 998.0000

115963.8760 1840.0000Total 223573.6197

1535.7262

95.8720

v cairan 145.5817

145.5817

faktor keamanan 20% maka

v reaktor 174.6980

Volume reaktor sesungguhnya adalah Vs

1. Menentukan diameter & tinggi tangkidiketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 2

dimana Vs

174.6980

698.7921

111.27264.8098 D4.8098 m

15.8218 Ft~16 ft

189.8616 Inch~192 Inch

H= 9.6197 m31.6436 Ft

379.7232 Inch

H2SO4

Kg/m3

H2O

H2SO4

r campuran Kg/m3

Lb/ft3

m3

m3

m3

1/4 p D2 . H

1/4 p D2 . 2D

2p D3

D3

R= 2.4049 m7.9109 Ft

94.9308 Inch

P design= (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000

dimanapo tekanan operasi (psi)

r densitas campuran H Tinggi tangki ft

p design= 35.1018 psi

faktor keamanan= 42.1222 psi

2. mechanical designdari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :

bahan konstruksi low alloy stainless steel, SA 204 grade AAllowable stress, f 16250.0000 Psifaktor korosi, c 0.1250efisiensi pengelasan, E 0.8500Diameter tangki 15.8218 ftjari-Jari tangki, R 7.9109 ft

TEBAL SHELL (Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)

dimanaTS= tebal shell, inchp= Tekanan design, psiR= jari-jari ID, InchF= allowable stress, psie= Efisiensi sambungan lasc= Faktor korosi, inch

3998.694113787.2267

0.2900TS 0.4150 inch

allowable working pressure untuk shellP= (pers 13.2 brownell and young hal 258)

dimanap= Allowable working pressure, psi

Po + r(Hs-1)

(Lb/ft3

F= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= Tebal shell, inchR= radius, inch

5732.586695.1798

P 60.2290 Psi

TEBAL HEADHead berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig

dimanaTh= TEBAL HEAD, inchp= TEKANAN DESIGN, PSIR= radius, INCHF= Allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasC= faktor korosi

3538.844313808.2878

TH 0.3813 Inch

allowable working pressure untuk head

P= (pers 13.2 brownell and young hal 254)

dimanaP= tekanan yang diizinkan, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= tebal head, inchR= radius, inch

5266.486384.0519

p= 62.6576 Psi

190.6916~192

OD= ID +2 × Tebal Shell

dari tabel 5.7-5.8 brownell and young page 91 didapatr 170.0000 Inchicr 11.5000 Inchsf 6.0000 Incha=ID/2 94.9308 InchAB=a-icr 83.4308 InchBC=R-icr 158.5000 Inchb= r -

b= 25122.25006960.6976

35.2352

tinggi head OA= t+b+sf dimanar= Radius of dish, inchicr= inside corner radius, inchSF= straight flange, incha= inside radius, inchb= depth of dish, inchOA= overall dimension

OA 41.6165 inch3.4680 Ft1.0571 m

Volume head

vh (per 5.11 brownell and young hal 88)dimanaID= Inside diameter, inchVh= Volume of torrispherical dish head straight flange

vh 335.3570

0.1941

0.0055

volume reaktor total= 174.7090

tinggi reaktor= 11.7338 m

3. perencanaan dan perhitungan pengadukdirencanakan memilih pengaduk type turbin karena :~harga lebih murah dan ekonomis

0.000049 ID3

Inch3

Ft3

m3

volume reaktor total= Volume vessel +(2 × volume head)

m3

tinggi reaktor= tinggi vessel +(2 × tinggi head)

) AB- BC ( 22

~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil

dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan1) Ratio diameter impeller dengan diameter reaktor

Da 1/3 Dt 1.60335.2739

63.28722) elevasi impeller diatas dasar

za=Da 63.2872 inch

3) panjang daun impeller perdiameter tangki

L 0.4008 m1.3185 ft

15.8218 inch

4) lebar daun impeller perdiameter impeller

W 0.3207 m1.0548 ft

12.6574 inch

5) jumlah buffle= 6 buahtebal buffle perdiameter impeller

J 0.2726 m0.8966 ft

10.7588 inch

6) menentukan kecepatan pengaduk (n)dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik

kecepatan rotasi diambil kecepatan rotasi 4 m/detik

dimanaa=kecepatan rotasi, rpmV= kecepatan ujung daun, m/detikDa= diameter impeller, m

sehingga,a 0.7946 putaran/detik

47.6731 putran/menit

7) menentukan daya yang dibutuhkan pengadukdaya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3

P=gc

dimanaP=Daya, ft lb/secN= Kecepatan rotasi, rpmDa= Diameter impeller, ft

Gc= gravitasi, lb/ft

p 38389.8252 ft lb/sec69.7997 HP

kehilangan karena gesekan 10%kehilangan karena sistem transmisi 20%sehingga power input 90.7396 HP

Efisiensi motor 0.8000maka daya motor 113.4245 HP

8) Design pendingin reaktordiketahui dari neraca panas hidrolisator (R-01)Panas dibutuhkan adalah 1357161846.2129 kj/jam

1286336176.3434 btu/jam

diketahuisuhu pendingin masuk 30.0000 Csuhu pendingin keluar 40.0000 Csuhu bahan masuk 25.0000 CSuhu bahan keluar 75.0000 C

fluida panas fluida dinginHigh temperature 167.0000 104.0000low temperature 77.0000 86.0000D 90.0000 18.0000

KT x n 3x Da 5x ρ

r= densitas campuran Lb/ft3

Lb/sec2

54.0000 1.9459

LMTD 27.7505

Dari tabel 8 kern hal 840, diambil U rata-rata= 75-150 BTU/jamdiambil harga U = 150.0000 BTU/jam

sehingga luas hantaran panas

DimanaQ= Panas yang dibutuhkan kj/jamU= koefisien design overall heat transfer, BTU/ jamLMTD= Long mean temperature differensial, F

A 309024.0272

Diameter dinding luar reaktor- misal tebal jaket (jarak dinding dalam-luar) = a ft

- diameter total reaktor = 15.8218 ft15.8482

7.9241 ft

309024.0272 3,14(15,8482+a²)1559705.2033 49.7633 3,14 a2

a 1248.8816

Jadi diameter total reaktor = 7.9241 ft2.4153 m

kesimpulannama alat Hidrolisator

Ft3

A= 1/4 π (ID + 2a) - 1/4 π (ID)²= π (D + a²)

a²=

type silinder tegak dengan head atad dan bawah berbentuk torrispherical proses batchwaktu proses 1 jamreaksi eksotermtemperatur operasi 75.0000 Ckapasitas 177.5353 m3tinggi reaktor 9.6197 mDiameter 4.8098 m

bahan konstruksiTEBAL SHELL 0.4150 inchtebal head 0.3813 Inchtinggi head 41.6165 inchVolume head 346.8165 Inch3

pengadukjenis turbin dengan 6 bladediameter 1.6119 mpanjang impeller 0.4030 mlebar impeller 0.3224 m

PendinginJenis = JacketMedia pendingin = airpanas yang di serap = 1286336176.3434 btu/jamKebutuhan air= 32221209.5879 kg/jam

Luas hantaran panas = 309024.0272Koef Hantaran panas =

Ft3

75-150 Btu/hr.ft².F

V

1.528842.256314.0870

24.6858

63.0238145.5817

174.6980 769.1954 gallon

diketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 2

m3

m3


dari vessel design (brownell and young), dipilih bahan dengan spesifikasi sebagai berikut :

189.8616 Inch94.9308

(Persamaan 13.1 brownell and young hal 254)

(pers 13.2 brownell and young hal 258)

Head berbentuk torrispherical dipilih karena murah dan memiliki kekuatan terhadap tekanan tinggi hingga 200 psig

( Persamaan 13.12 brownell and young hal 258)


(per 5.11 brownell and young hal 88)


dipilih pengaduk tipe turbin daun lurus terbuka 6 daun (six blade) dengan ketentuan

mFtinch

dari wallas hal 568 diketahui untuk pengaduk reaksi dengan hantaran panas (reaction with heat transfer), maka kecepatan ujung daun antara 3,5-5,0 m/detik

daya yang dibutuhkan dari tabel 9.2 unit operation, Mc cabe smith diperoleh nilai kt untuk turbin 6 daun rata-rata sebesar 6.3

86.0000 F104.0000 F

77.0000 F167.0000 F

D63.0000

9.0000

27.7505

ft + (2x 0.0132) ft + 2a2a

l

silinder tegak dengan head atad dan bawah berbentuk torrispherical

31.6436 Ft 379.7232 Inch15.8218 Ft 189.8616 Inch

3.4680 Ft 1.0571 m0.2007 Ft3 0.0057 m3

5.3023 Ft 63.6280 inch1.3256 ft 15.9070 inch1.0605 ft 12.7256 inch

COOLER

fungsi menuruunkan suhu hasil hidrolisator sebelum masuk ke dalam fermentor (R-02)Kondisi operasisuhu bahan masuk 75.0000 Csuhu bahan keluar 30.0000 Csuhu pendingin masuk 25.0000 Csuhu pendingin keluar 40.0000 C

Q Pendingin 14723503.1799 kj/jam13955133.5279 btu/ jam

fluida panas masuk (tube) 17315530.8241 kg/ jam7854273.2578 lb/ jam

fluida dingin masuk (shell) 349559.6956 kg/ jam158559.2378 lb/jam

fluida panasHigh temperature 167.0000low temperature 86.0000D 81.0000

54.00001.9459

LMTD 27.7505

Faktor koreksi fluida panas, R

R=

R= 3.0000

Faktor koreksi fluida dingin, S

S=

0.3333

Dari fig 18 kern hal838 maka didapat Ft =0,992

DT= LMTD × FT27.5285

T 1-T 2

t1-t2

t 2-t 1

T1-T2

Temperatur rata-rataTC= 126.5000tc= 90.5000

nilai UD & ADari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=150 Btu/jam Ft F

3379.5594

dipilih cooler dengan tipe 1 shell dan 2 tubeOD 1.2500ID 1.1200BWG 16.0000A't 0.9850A'' 0.3271pitch 1.5625Panjang tube 40.0000

maka jumlah tube, Nt

258.2971~

dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 270 tube dengan

tube arrangement 1,25 inch Odt BWG 16pass, n 2passID shell 31.0000tube pitch 1.5625A'= Nt xA"x L 3532.68

koefisien perpindahan panas tube side

tc 90.5000

m 2.0037

k 0.3580

Cp 0.2748

flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)

0.9234

laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)

8505473.5787

bilangan reynold Re (ketn eq 7.3 hal 152)

396189.1504

428.5714

Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 610

Maka koefisien perpindahan panas

2339.78570.5127

Hi 1199.6452

11.6632

Tube wall temperature, tw

90.50000.8653

36.0000Tw 121.6509 Viskositas pada tw = 121.6509μw 2.1530

· hi = JH x [K / IDt] [μ x Cp / K]1/3

BTU/ft2jam°F

hio = hi [IDt / ODt]

BTU/ft2jam°F

f tube =

Koreksi hokhok= ho× f tube

70.2140

PRESSURE DROP

TUBE SIDE

396189.1504 Dari KERN fig. 26 (hal. 836)

f= 0.0002s= 1.0000

Pressure Drop pada Tube (ΔPt) ΔPt = f x Gt² x L x n5.22 x 10^10 x Idt x sg x φshell

578744646378.22604828100831.1651

119.8700

Kesimpulan fungsi menurunkan suhu hasil hidrolisator sebelum masuk ke dalam fermentor (R-02)Jenis : Shell and TubeID shell : 31.0000Jarak Buffle : 2

Untuk Re tube

14,0

W

mm

Shell pass 1 passJumlah Tube : 270.0000Tube pass : 2 passPanjang Tube : 40.0000Od Tube : 1.2500Id tube : 1.1200BWG : 16.0000Tube pitch : 1.5625ΔPt 119.870041372

menuruunkan suhu hasil hidrolisator sebelum masuk ke dalam fermentor (R-02)

167.0000 F86.0000 F77.0000 F

104.0000 F

fluida dingin D104.0000 63.0000

77.0000 9.000027.0000

F

FF

Dari kern tabel 8 hal 840 digunakan harga UD=150 Btu/jam Ft F

Inch 0.1042 ftInch 0.0933

inch2Ftinch 0.1302 ftft

270.0000


inch 2.5833 ftinch 0.1302 ftft2

koefisien perpindahan panas Shell side

F Tc 126.5000 F

lb/ft.hr m 1.3540 lb/ft.hr

k 0.3740

Cp 1.0000 Btu/lb°F

Buffle spacing

6.2000

Ft2

Btu/ft jamoF Btu/ft jamoF

Btu/ lboF

Ft2

clearance, C'

C'= Pt-OD tube 0.3125 inch

Shell side bundle cross flow

593978.4141

Dari KERN fig. 28 (hal. 838), didapatharga : De = 0,91in = 0,075833 ft 0.9100

Bilangan Reynold, Re (Kern eq 7.3)

Re 33266.8856

527.4725


ho = JH x [K / De] [μ x Cp / K]1/3

443.86810.1688

74.9243

°F°Flb/ft.hr

lb/ft2jam

Laju alir dalam shell, Gshell

lb/ft2jam

L/De =

BTU/ft2jam°F

0.62890.9371

PRESSURE DROP

SHELL SIDE

33266.8856Dari KERN fig. 29 (hal. 839)

f 0.0018s= 1.0000

5.22 x 10^10 x Idt x sg x φshell

Number of Gross

psi 77.4194

ΔPS = f x Gs² x Ds x (N + 1)5.22 x 10^10 x De x sg x φ shell

127011728321.077044515614456.9107

2.8532 psi

menurunkan suhu hasil hidrolisator sebelum masuk ke dalam fermentor (R-02)

inchin

BTU/ft2jam°F

Untuk Re shell

ft2/in2 ft2/in2

Pressure Drop pada shell

tube

ftinin

in triangular pitchpsi

inch 0.5167 ft

0.0260 ft

0.2669

inch 0.0758 ft

Ft2

f x Gs² x Ds x (N + 1)5.22 x 10^10 x De x sg x φ shell

Fungsi mengalirkan hasil hidrolisator ke fermentorkondisi operasi1. temperatur 30 c2. Tekanan Operasi,P 1 atm3.laju alir bahan masuk 223573.61973638 Kg/Jam

28.170091290986 Lb/detik

design


Tekanan (P), psi 14.7 14.7Ketinggian (z), ft 10 33Panjang Pipa (L), ft 20 51Belokan 90° standard 0 3Gate Valve, buah 1 0Globe Valve, buah 0 1Control Valve, buah 1 1

1535.7262100615 95.87203613.5025 CP 0.00235357 lb/ft s

Faktor keamanan 20%kapasitas 33.804109549183 Lb/dtk


0.0220118073962 0.16465977 GPM


DI optimum=

1.2673005620051 ~1,5 inch

dipilih pipa yang mendekati ukuran (tabel 11 page 844 kern)

1. nominal size 1.5 inch2. schdule number 403. Outside Diameter, OD 1.9 inch 0.15833333 ft4. Inside Diameter. ID 1.38 inch 0.115 ft


kecepatan alir, QF

QF 10.42664560873 ft/dtk

bilangan reynold


m campuran

Kapasitas/r

Ft3/dtk

3.9 x ( Q)0.45 r0.13

Inch2 ft2

C15

USER: tinggi tangki

Re 48843.45484255



0.0071096950167


SH= 23 ft-lbf/lbm

PH 0 ft-lbf/lbm

VH=

108.7149386500564.4

VH 1.6881201653735

Friksi sepanjang pipaSambungan Le (ft)Panjang Pipa 71

11.04Gate Valve 0.805




Total panjang ekivalen 48.987025441591jadi w= SH+PH+VH+FHW 73.675145606964

RE0,16



(qf ) 2

2 x a x gc

Standar elbow 90˚


Daya Pompa

BHP= gpm x W x sg

2490.5226931498289.08

8.6153407124319 hp ~9 hp


10.76917589054 HP ~11 HP

kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL HIDROLISATOR ke fermentor2. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 28.170091290986 LB/DETIK5. kecepatan alir: 10.42664560873 Lb/dtk6. Total head 73.675145606964 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 9 hp9. Daya motor 11 hp

Efisiensi pompa = 73% (peter fig. 14-37) hal 520

3960 x µ pompa

Efisiensi motor (µ) = 86% (peter fig 14-37) hal 520

fermentor

fungsi tempat terjadinya fermentasi asam laktat dengan bantuan bakteri lactobacillus delbrueckiitype silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengadukproses batchwaktu fermentasi 24.0000 jamtekanan operasi 1.0000 atmsuhu operasi 30.0000 C

referensi desity

Komponenmasuk r x

kg/jam

11697314.3725 1507.0000 0.9005

19820.3564 1440.0000 0.0015

2303.8946 1407.0000 0.0002

485479.2170 998.0000 0.0374

65660.9949 2240.0000 0.0051

248489.5896 1215.0000 0.0191Kalsium laktat 6912.6421 1494.0000 0.0005

Malt sprout 1843.3712 4761.0000 0.0001Diamonium fosfat 322.5900 1620.0000 0.0000

Lactobacillus delbreucki 461764.4955 3340.0000 0.0355

TOTAL 12989911.5238 1.0000

ditulis rumusnya

1503.2640

93.8455

V 8641.1379

Dibuat 21 buah, maka 411.4828

faktor keamanan 20%, makav sebenarnya 493.7793 2174.1103

1. Menentukan diameter & tinggi tangkidiketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3dimana Vs

vs493.7793

1975.1172

Kg/m3

Glukosa (C6H12O6)

Fruktosa (C6H12O6)

Sukrosa (C12H22O11)

H2O

Ca(OH)2

C3H6O3

r campuran= Kg/m3

Lb/ft3

m3

m3

1/4 p D2 . H

1/4p D2.3D

209.67275.9408 D5.9408 m

19.5422 ft234.5066 inch

H= 3.D17.8225 m 58.6266

R= 2.9704 m 9.7711




p design= 14.70005408.0002

37.555652.2556 psi



bahan konstruksi low alloy stainless steel, SA 204 grade AAllowable stress, f 16250.0000 Psifaktor korosi, c 0.1250efisiensi pengelasan, E 0.8500Diameter tangki 5.9408 m 19.5422jari-Jari tangki, R 2.9704 m 9.7711



7352.562413742.1480

D3

(Lb/ft3

0.5350ts 0.6600 inch


dimanap= Allowable working pressure, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= Tebal shell, inchR= radius, inch

9116.7659117.6493

p 77.4910 psi




8041.178716242.2509

0.4951TH 0.6201 Inch


P=

dimanaP= tekanan yang diizinkan, psiF= allowable stress, psiE= efisiensi sambungan lasT= tebal head, inch

R= radius, inch

8564.8254103.8312

P 82.4880 psi

OD= 235.8266

dari tabel 5.7-5.8 brownell and young page 91 didapat

r 180.0000icr 14.4375sf 8.0000a=ID/2 117.2533AB=a-icr 102.8158BC=R-icr 165.5625b= r -

27410.9414 16839.857310571.0842 129.7685

b 50.2315 50.2315


OA 58.8516 inch 4.9043

Volume head


VH 631.9185

0.3657

0.0104



0.000049 ID3

Inch3

Ft3

m3


m3

) AB- BC ( 22


3. perencanaan dan perhitungan pengadukdirencanakan memilih pengaduk type turbin karena :~harga lebih murah dan ekonomis~ turbin mampu menimbulkan arus yang sangat kuat dengan kebutuhan power yang relatif kecil


Da 1/3 Dt 1.9803 m6.5141 Ft

78.1689 inch

2) elevasi impeller diatas dasar

Za 1.9803 m 6.5141


L 0.4951 m 1.6285


W 0.3961 m 1.3028


J 0.3366 m 1.1074

6) menentukan kecepatan pengaduk (n)





sehingga, 0.6433 putaran/detik38.5972 putran/menit


P=gc



p 57328.8648 ft lb/sec104.2343 HP



8) Design pemanas reaktordiketahui dari neraca panas FERMENTOR (R-02)Panas dibutuhkan adalah 2886147745.5679 Kj/jam

2735529491.7520 btu/jam

diketahuisuhu pemanas masuk 50.0000 C 122.0000suhu pemanas keluar 35.0000 C 95.0000suhu bahan masuk 30.0000 C 86.0000Suhu bahan keluar 30.0000 C 86.0000

KT x n 3x Da 5x ρ


Lb/sec2

fluida panas fluida dingin DHigh temperature 122.0000 86.0000 36.0000low temperature 95.0000 86.0000 9.0000D 27.0000 0.0000

27.00001.3863

LMTD 19.4764




A 936357.8047

Menghitung tebal jacket

FUNGSI mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 30 c

Kebutuhan steam = 29750.5007 kg/jam

Laju alir volumetrik media pemanas29.7505 m3

Waktu tinggal media pemanas dalam jaket, t = 24 jam, maka;

Volume jaket, Vj Qm x t

714.0120

Volume total reaktor, Vt = Vj + Volume reaktor

1207.8120

Diameter jacket

Ft3

m3

m3

1207.8120

1207.8120

1207.8120 1.7008

710.14357.5076 Dj

Tinggi jacket, Hj = 2 x Dj15.0152 m

Tebal jaket, Tj (Dj - D)/24.5372 m

kesimpulannama alat FERMENTORtype silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengadukproses Batchwaktu tinggal 24.0000 jamreaksi endotermtemperatur operasi 30.0000 Ckapasitas 493.7793tinggi reaktor 17.8225 m 58.6266Diameter 5.9408 m 19.5422

bahan konstruksiTEBAL SHELL 0.6600 inchtebal head 0.6201 inchtinggi head 58.8516 inch 4.9043Volume head 493.8071 Inch3 0.2858

pengadukjenis turbin dengan 6 bladediameter 1.9803 m 6.5141panjang impeller 0.4951 m 1.6285lebar impeller 0.3961 m 1.3028

Pemanas

Jenis jaketMedia pemanas steamPanas yang dibutuhkan 2886147745.5679 Kj/jamKebutuhan steam 29750.5007 kg/jam

Luas hantaran panas 936357.8047Tebal jaket 4.5372 m

m3 (0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)

m3 (1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)

Dj3

Dj3

Ft3

tinggi jaket 15.0152 m

tempat terjadinya fermentasi asam laktat dengan bantuan bakteri lactobacillus delbrueckii

V

7761.9870

13.7641

1.6375

486.4521

29.3129

204.51824.62690.38720.1991

138.2528

8641.1379

1503.2640

gallon


m3

ft 703.5197 inch

ft 117.2533 inch



ft 234.5066 inchft 117.2533 inch


Ft 1.4948 m



ft 78.1689 inch

ft 19.5422 inch

ft 15.6338 inch

ft 13.2887 inch



FFFF

mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 30 c

silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengaduk

ft 703.5197 inchft 234.5066 inch

FT 1.4948 mFt3 0.0081 m3

ft 78.1689 inchft 19.5422 inchft 15.6338 inch

x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)

) + (0,1308 x Dj3)

0.0000

pompa 03-21 (p-03-24)

Fungsi memompa dari fermentor 1 sampai dengan fermentor 21 kondisi operasi1. temperatur 30 C2. Tekanan Operasi,P 1 Atm3.laju alir bahan masuk 12989911.5238257 kg/jam

1636.7181151312 Lb/detik

design



1503.26399997294 Kg/m3 93.845493.7235 cp 0.002502 lb/ft s



20.9286745064348 156.5574 GPM


DI optimum=

27.6574493789947 ~30 inch

dipilih pipa yang mendekati ukuran ( perri edisi 10 page 10-80)

1. nominal size 30 inch2. schdule number 303. Outside Diameter, OD 30 inch 2.5 ft4. Inside Diameter. ID 28.75 inch 2.395833 ft


kecepatan alir, QF

52.1767508470673 ft/dtk

r campuran Lb/ft3

m campuran

Kapasitas/r

Ft3/dtk

3.9 x ( Q)0.45 r0.13

Inch2 ft2

bilangan reynold

4688628.28407818



0.00342525305881398


SH 79 ft-lbf/lbm

PH 0 ft-lbf/lbm

VH=

2722.4133289569464.4

42.2734988968469


153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333




RE0,16



(qf ) 2

2 x a x gc

Standar elbow 90˚


19150.736933759377.1458333333333

Total panjang ekivalen 248.240716397636

jadi w= SH+PH+VH+FHW 369.514215294483

Daya Pompa

BHP= gpm x W x sg

57850.17306596712890.8

20.0118213179629 hp


25.0147766474536 HP

kesimpulan 1. fungsi : memompa dari fermentor 1 sampai dengan ke fermentor 212. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 20.92867450643485. kecepatan alir: 52.1767508470673 Lb/dtk6. Total head 369.514215294483 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 20.0118213179629 hp9. Daya motor 25.0147766474536 hp


3960 x n pompa


SEED TANK FUNGSI sebagai tempat perkembangbiakkan dan penyiapan biakan jamur agar dapat beradaptasi di reaktor fermentasitype : silinder tegak dengan head atas & bawah berbentuk torisphericalproses : Batchwaktu fermentasi 24.0000 jamtekanan operasi 1.0000 atm

Komponenmasuk r

kg/jamL.delbreucki 1539214.9850 3340.0000

10147733.4210 998.0000

11636465.2869 1507.0000

43098.0196 1620.0000Malt sprout 7542.1534 4761.0000

107745.0490 1.3500

2637896.0261 1.2500

204715.5930 1215.0000total 26324410.5339

1259.7611

78.6441

v 20896.3513

Dibuat 21 buah, maka 20896,35128/21435.3404

faktor keamanan 20%, maka

v sebenarnya 522.4084

1. Menentukan diameter & tinggi tangkidiketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3dimana Vs

vs522.4084

2089.6337

221.82956.0535 D6.0535 m

19.8603 ft238.3239 inch 228.0000

H= 3.D

Kg/m3

H2O

C6H12O6

(NH4)2PO4

O2

N2

C3H6O3

r campuran= Kg/m3

Lb/ft3

m3

m3

m3

1/4 p D2 . H

1/4p D2.2D

D3

18.1605 m

R= 3.0267 m




14.70006168.9472

42.8399Ph 57.5399 psi



bahan konstruksi low alloy stainless steel, SA 204 grade AAllowable stress, f 16250.0000 Psifaktor korosi, c 0.1250efisiensi pengelasan, E 0.8500Diameter tangki 6.0535 mjari-Jari tangki, R 3.0267 m



8227.880213771.0713

0.5975TS 0.7225 inch


(Lb/ft3


9979.1954119.5954

p 83.4413 psi



8799.576913804.1559

TH 0.6375 Inch


P=


8804.8960105.5221

p 83.4413 psi

239.7688OD= ID +2 × Tebal Shell



27639.0625 16527.387711111.6748 128.5589

51.4411b= 46.7849


OA 55.4223 inch

Volume head


Vh 663.2827

0.3838

0.0109



0.000049 ID3

Inch3

Ft3

m3



) AB- BC ( 22



Da 1/3 Dt 2.0178


Za 2.0178 m


L 0.5045 m


W 0.4036 m


J 0.3430 m



dimana

a=kecepatan rotasi, rpmV= kecepatan ujung daun, m/detikDa= diameter impeller, m

sehingga, 0.6313 putaran/detik


P=gc



p 49227.9065 ft lb/sec89.5053 HP



8) Design pemanas reaktordiketahui dari neraca panas SEED TANK (R-03)Panas dibutuhkan adalah 13497498362.7706 KJ/jam

12793109740.4608 btu/jam

diketahuisuhu pemanas masuk 50.0000 Csuhu pemanas keluar 35.0000 Csuhu bahan masuk 30.0000 CSuhu bahan keluar 30.0000 C


27.00001.3863

LMTD 19.4764

KT x n 3x Da 5x ρ


Lb/sec2




A 4379016.2702


FUNGSI mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 30 cKebutuhan steam = 139132.6330 kg/jam

Laju alir volumetrik media pemanas

139.1326



1669.5916


2192.0218

Diameter jacket

2192.0218

2192.0218

2192.0218 1.7008

1288.818110.9975


Ft3

m3

m3

m3

(0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)

(1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)

Tebal jaket, Tj (Dj - D)/2

7.9708 m

kesimpulannama alat seed tanktype silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengadukproses Batchwaktu tinggal 12 jamreaksi endotermtemperatur operasi 30.0000 C

kapasitas 522.4084tinggi reaktor 18.1605 mDiameter 6.0535 m

bahan konstruksiTEBAL SHELL 0.7225 inchtebal head 0.6375 inchtinggi head 55.4223 inch

Volume head 663.2827


Pemanas

Jenis jaketMedia pemanas steamPanas yang dibutuhkan 13497498362.7706 kj/jamKebutuhan steam 139132.6330 kg/jam

Luas hantaran panas 4379016.2702Tebal jaket 7.9708 mtinggi jaket 21.9950 m

m3

Inch3

Ft3

sebagai tempat perkembangbiakkan dan penyiapan biakan jamur agar dapat beradaptasi di reaktor fermentasi

x V

0.0585 460.8428

0.3855 10168.0696

0.4420 7721.6093

0.0016 26.60370.0003 1.5842

0.0041 79811.1474

0.1002 2110316.8209

0.0078 168.49021.0000 2208675.1680

435.3107

2300.1643 gallon


inch

m3

79.4413 ft 953.2954 inch

9.9302 ft 119.1619 inch



19.8603 ft 238.3239 inch9.9302 ft 119.1619 inch



4.6185 Ft 1.4077 m




m 6.6201 ft 79.4413 inch

6.6201 ft 79.4413 inxh

1.6550 ft 19.8603 inch

1.3240 ft 15.8883 inch

1.1254 ft 13.5050 inch


37.8788 putran/menit


122.0000 F95.0000 F86.0000 F86.0000 F

D36.0000

9.0000


Dj

(0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)

(1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)

Dj3

Dj3


79.4413 ft 953.2954 inch

6.6201 ft 79.4413 inch1.6594 ft 19.9128 inch1.3275 ft 15.9303 inch

pompa 25

Fungsi mengalirkan hasil fermentor ke filterkondisi operasi1. temperatur 30 C2. Tekanan Operasi,P 1 Atm3.laju alir bahan masuk 12989911.5238257 kg/jam

1636.7181151312 Lb/detik

design



1551.59326084169 Kg/m3 96.86258 Lb/ft33.7235 cp 0.002502 lb/ft s



20.2767849968671 151.6809 gpm


DI optimum=

27.378804797233 ~30 inch




r campuranm campuran

Kapasitas/r

Ft3/dtk

3.9 x ( Q)0.45 r0.13

Inch2 ft2

kecepatan alir, QF

50.551541543436 ft/dtk

bilangan reynold

3150.61754805201



0.0110234282915074


SH 79 ft-lbf/lbm

PH 0 ft-lbf/lbm

VH=

2555.4583524177364.4

39.6810303170456


153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333


RE0,16



(qf ) 2

2 x a x gc

Standar elbow 90˚



53458.276561536577.1458333333333

Total panjang ekivalen 692.950924913246

jadi w= SH+PH+VH+FHW 811.631955230292

Daya Pompa

BHP= gpm x W x sg

123109.061951942890.8

42.5865026815898 hp ~46 HP


53.2331283519873 HP ~57 hp

kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL fermentor ke filter2. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 20.27678499686715. kecepatan alir: 50.551541543436 Lb/dtk6. Total head 811.631955230292 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 46 hp9. Daya motor 57 hp



3960 x n pompa


FILTER -02

fungsi Digunakan untuk menyaring mikroba, misellium, diammonium fosfat, L.delbreuckitype filter press

Komponenmasuk r x

kg/jamGlukosa 11697314.3725 1507.0000 0.9005Fruktosa 19820.3564 1440.0000 0.0015Sukrosa 2303.8946 1407.0000 0.0002

H2O 485479.2170 998.0000 0.0374(CaOH)2 65660.9949 2240.0000 0.0051C3H6O3 248489.5896 1215.0000 0.0191

Kalsium laktat 6912.6421 1494.0000 0.0005Malt sprout 1843.3712 4761.0000 0.0001

Diammonium fosfat 322.5900 1620.0000 0.0000L.delbreucki 461764.4955 3340.0000 0.0355

TotaL 12989911.5238 1.0000

1551.5933

96.8626

laju alir masuk filter 8371.9824 30692.9600 (alat konversi)

massa masuk filter 12989911.5238

massa cake tersaring 463930.4567

filtrat = Massa masuk filter- massa cake tersaringfiltrat 12525981.0671 Kg/jam

laju filtrat,

8072.9798

V

dimana,


2. A : Luas daerah filtrasi3. F : Friksi dan putaran yang digunakan untuk pembentukan cake

Kg/m3

r campuran Kg/m3

Lb/ft3

m3/jam

m3/jam

( 2 x f x rP)0.5

A × tc ( tc x m x a x Cs ) 0.5

m3

m3

4. P : Pressure drop


F 0.2500p 67.0000 Kpaa 0.3500 kg/mm 3.7235 cpcs 57.4671tc 60.0000 menit

8072.9798A × 60

541163.7554347.2751

A= 1558.3143 16773.5546 ft2


A=1558.3143

805956.6405897.7509 D897.7509 m

2693.2526 L

kesimpulan1. fungsi : Dugunakan untuk menyaring mikroba, misellium, diammonium fosfat, L.delbreucki2. type : filter press

3. luas kontak : 1558.31434. tinggi filter : 2693.2526 m5. diameter filter 897.7509 m6.laju alir filtrat 96.8626 lb/ft3


(2 × 0,25 × 67)^0,5(60 × 3,7235 × 0,35 × 57,46706516)^0,5

A ×60 (2 × 0,25 × 67)^0,5 8072,9798(60 × 3,7235 ×0,35 ×57,46706516)^0,5

m2

L × D × r3D2 × r

D2

m2

(alat konversi)

Dugunakan untuk menyaring mikroba, misellium, diammonium fosfat, L.delbreucki

TANGKI ACIDIFIKASI

FUNGSI tempat mereaksikan kalsium laktat dengan asam sulfattype silinder tegak dengan head atas & bawah berbentuk torisphericalproses Batchwaktu operasi 1 jamtekanan operasi 1 atm

Komponenmasuk r

kg/jamGlukosa 11697314.3943 1507.0000Fruktosa 19820.3564 1440.0000Sukrosa 2303.8946 1407.0000

H2O 486527.1518 998.0000Ca(OH)2 65660.9949 2240.0000C3H6O3 252525.3047 1215.0000

Kalsium laktat 6912.6303 1494.0000CaSO4 3052.3349 2650.0000H2SO4 2197.1605 1840.0000

12536314.2223

1485.4085

92.7308

v cairan 8439.6409

Dibuat 2 buah, maka 4219.8204

faktor keamanan 20% maka

v reaktor 5063.7845

Volume reaktor sesungguhnya adalah Vs 5063.7845

1. Menentukan diameter & tinggi tangkidiketahui untuk reaktor yang bekerja pada 0-250 psig, dianjurkan untuk memakai perbandingan H/D= 3

dimana Vs

5063.7845

20255.1381

2150.22705.9909 D5.9909 m

19.6551 ft

Kg/m3

r campuran Kg/m3

Lb/ft3

m3

m3

1/4 p D2 . H

1/4 p D2 . 2D

2p D3

D3

235.8608 inch

H= 17.9728 m58.9652 ft

707.5824 inch

R= 2.9955 m

P design= (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000



14.70005375.1600

37.3275p design 52.0275 psi



bahan konstruksi low alloy stainless steel, SA 204 grade AAllowable stress, f 16250.0000 Psifaktor korosi, c 0.1250efisiensi pengelasan, E 0.8500Diameter tangki 19.6551 ftjari-Jari tangki, R 9.8275 ft



7362.748813775.0402

0.5345TS 0.0668 inch

Po + r(Hs-1)

(Lb/ft3



922.8464117.9705

p 7.8227 Psi



6516.032713806.2567

0.4720TH 0.5970


P= (pers 13.2 brownell and young hal 254)


8245.5418

104.4281P 78.9590 Psi

235.9944



27410.94141982.7161

25428.2253159.4623

b 20.5377


oa 29.1347 inch2.4279 ft0.7400 m

Volume head


vh 642.9296

0.3721

0.0105


0.000049 ID3

Inch3

Ft3

m3


) AB- BC ( 22





Da 1/3 Dt 1.99706.5690

78.8281


za=Da 1.9970 m


L 0.4992 m


W 0.3994 m


J 0.3395 m

m3





sehingga,

a 0.6379 putaran/detik38.2744 putaran/menit


P=gc



57607.4795 ft lb/sec104.7409 HP


Efisiensi motor 0.8000maka daya motor 170.2039

8) Design pemanas reaktordiketahui dari neraca panas TANGKI ACIDIFIKASI (R-04)

Panas dibutuhkan adalah 719754177.1347 KJ/jam682192649.8348 btu/jam

diketahuisuhu pemanas masuk 100.0000 C

KT x n 3x Da 5x ρ


Lb/sec2

suhu pemanas keluar 50.0000 Csuhu bahan masuk 30.0000 CSuhu bahan keluar 70.0000 C


18.00000.4055

44.3935




A 102446.4135


FUNGSI mempertahankan suhu di reaktor pada temperatur 70 cKebutuhan steam = 319027.6833 kg/jam

Laju alir volumetrik media pemanas

319.0277



319.0277


5382.8333

Diameter jacket

m3

m3

m3

5382.8333

5382.8333

5382.8333 1.7008

3164.88326.1997


Tebal jaket, Tj (Dj - D)/20.1044 m

kesimpulannama alat tangki acidifikasitype silinder tegak dengan head dan bottom torrispherical berpengadukproses Batchwaktu tinggal 1 jamreaksi endotermtemperatur operasi 70.0000 c

kapasitas 5063.7845tinggi reaktor 19.4529 mDiameter 5.9909 m

bahan konstruksiTEBAL SHELL 7.8227 psitebal head 0.5970 inchtinggi head 29.1347 inch

Volume head 642.9296


Pemanas

Jenis jaketMedia pemanas steamPanas yang dibutuhkan 719754177.1347 kj/jamKebutuhan steam 319027.6833 kg/jam

(0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)

(1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)

m3

Inch3

Luas hantaran panas 102446.4135Tebal jaket 0.1044 mtinggi jaket 12.3994 m

Ft3

xV

0.9331 7761.98700.0016 13.76410.0002 1.63750.0388 487.50220.0052 29.31290.0201 207.83980.0006 4.62690.0002 1.15180.0002 1.19411.0000 8509.0163

22295.8433


18.615261.2343

734.8119

m3

m3

9.8275 ft 117.9304 inch



235.8608 inch117.9304 inch




mftinch

6.5690 ft 78.8281 inch

1.6423 ft 19.7070 inch

1.3138 ft 15.7656 inch

1.1167 ft 13.4008 inch



212.0000

122.000086.0000

158.0000

D54.000036.0000


Dj


(0,7850 x Dj2 x 2 Dj) + (0,1308 x Dj3)

(1,57 x Dj3) + (0,1308 x Dj3)

Dj3

Dj3

Fungsi mengalirkan hasil dari tangki acidifikasi ke filter 3kondisi operasi1. temperatur 70 C2. Tekanan Operasi,P 1 Atm3.laju alir bahan masuk 12536314.22228 kg/jam 1579.565230059 Lb/detik

design



1485.40849076355 92.730810672882.1 CP 0.001411137 lb/ft s



20.4406524899018 152.9067097638 gpm


DI optimum=

27.3228736664402~30 inch




kecepatan alir, QF


m campuran

Kapasitas/r

Ft3/dtk

3.9 x ( Q)0.45 r0.13

Inch2 ft2

50.9600754595889

bilangan reynold

5391.274281465



0.0101155467831609


SH 40 ft-lbf/lbm

PH 0 ft-lbf/lbm

VH=

2596.92929084764.4

40.3249889883074


153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333


RE0,16



(qf ) 2

2 x a x gc

Standar elbow 90˚



49851.582878777577.1458333333333646.199291974432

jadi w= SH+PH+VH+FHW 726.524280962739

Daya Pompa

BHP= gpm x W x sg

111090.4373654942890.8

38.4289599299481 hp ~39 HP


48.0361999124352 HP ~49hp

kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL Dari tangki acidifikasi ke filter 32. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 1579.56523005937 Lb/dtk5. kecepatan alir: 50.9600754595889 Lb/dtk6. Total head 726.524280962739 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 39 hp9. Daya motor 49 hp



3960 x n pompa


filter 03

fungsi digunakan untuk menyaring kalsium hidroksida, kalsium laktat dan kalsium sulfattype filter press

Komponenmasuk r x

kg/jamGlukosa 11697314.3725 1507.0000 0.9332Fruktosa 19820.3564 1440.0000 0.0016Sukrosa 2303.8946 1407.0000 0.0002

H2O 486527.1247 998.0000 0.0388Ca(OH)2 65660.9949 2240.0000 0.0052C3H6O3 252525.2525 1215.0000 0.0201

Kalsium laktat 3052.3512 1494.0000 0.0002CaSO4 6912.6421 2650.0000 0.0006

total 12534116.9889 1840.0000 1.0000

1485.7024

92.7492

laju alir masuk filter 8436.4926 30929.4700 gpm

massa masuk filter 12534116.9889 satuanmassa cake tersaring 9964.9934 satuan

filtrat = Massa masuk filter- massa cake tersaringfiltrat 12524151.9955

laju filtrat,

8429.7853

V

dimana,


2. A : Luas daerah filtrasi3. F : Friksi dan putaran yang digunakan untuk pembentukan cake4. P : Pressure drop


Kg/m3

r campuran Kg/m3

Lb/ft3

m3/jam

m3/jam

( 2 x f x rP)0.5

A × tc ( tc x m x a x Cs )0.5

m3

m3


F 0.2500p 67.0000 Kpaa 0.3500 kg/mm 3.7235 cpcs 1.1821tc 60.0000 menit

8429.7853

81046.0944347.2751

A 233.3772 2512.0512


A=233.3772

115576.3558339.9652 D339.9652

1019.8957 L

kesimpulan1. fungsi : DIGUNAKAN UNTUK MENYARING KALSIUM LAKTAT DAN KALSIUM SULFAT2. type : FILTER PRESS

3. luas kontak : 233.37724. tinggi filter : 1019.8957 m5. diameter filter 339.9652 m

6.laju alir filtrat 8429.7853

(2 × 0,25 × 67)^0,5A × 60 (60 × 3,7235 × 0,35 × 1,182284068)^0,5

m2

L × D × r3D2 × r

D2

m2

m3/jam

(alat konversi)

DIGUNAKAN UNTUK MENYARING KALSIUM LAKTAT DAN KALSIUM SULFAT

evaporator I

FUNGSI untuk meningkatkan konsentrasi larutan asam laktat dengan menguapkan air

Q pemanas 39267297.8543 kj/jamfluida panas laju alir steam masuk 133802.0867 kg/jamtemperatur awal 112.0000 CTemperatur akhir 112.0000 c

fluida dinginlaju alir cairan masuk 739052.3772 kg/jamtemperatur awal 80.0000 cTemperatur akhir 106.0000 c




1901.7757

dalam perancangan ini digunakan heater dengan spesifikasi sebagai berikut

OD 0.7500ID 0.6200BWG 16.0000A't 0.3020A' 0.1963pitch 0.9375

Panjang tube 20.0000

maka jumlah tube, Nt484.4054506.0000


tube arrangement 0,75 inch Odt BWG 16pass, n 2.0000ID shell 25.0000tube pitch 0.9375

A'= Nt xA"x L 1986.556

fLuida dingin :sisi shell

Tc 233.6000m 0.5322

k 0.3980Cp 1.0000

clearance, C'

C' PT-OD

Buffle spacing

5.0000

0.1736

1930936.0847

Dari KERN fig. 28 (hal. 838), didapatharga : De = 0,55 in = 0,045833 ft 0.5500



166292.5679

436.3636


1.33721.1017

4497.9325

KONDENSASI STEAM

ho 4497.9325


μw 0.5158

PRESSURE DROP

FLUIDA DINGIN : SISI SHELL

untuk Re 166292.5679

L/De =

f = 14,0

W

mm

Dari KERN fig. 26 (hal. 836)

f= 0.00015s= 1.0000

Number of Gross

48.0000

16644087225.29782403018728.2308

6.926

Fungsi : menguapkan air hingga kemurnian 65%Jenis : Shell and TubeID shell : 25.0000Jarak Buffle : 2Shell pass 1 passJumlah Tube : 506.0000Tube pass : 2 passPanjang Tube : 20.0000Od Tube : 0.7500Id tube : 0.6200BWG : 16.0000Tube pitch : 0.9375ΔPt 0.006352225ΔPr 2.0000000000

UC 65.16 UD 738.54

untuk meningkatkan konsentrasi larutan asam laktat dengan menguapkan air

37218070.8721 btu/jam

60692.2284 lb/jam385.0000 k 233.6000 f373.0920 k 233.6000 f

335231.9592 lb/jam353.0000 k 176.0000 F379.0000 k 222.8000 F

fluida dingin D222.8000 10.8000176.0000 57.6000

46.8000

46.80001.6740

27.9574


inch2 0.0021Ftinch 0.0781 ft

Ft2

ft


2.0833inch

ft2 fluida panas : sisi tube

tc 199.4000m 2.0037

k 0.3580

f Cp 0.2748lb/ft.hr


0.1875 inch

ft laju alir dalam tube (Kern eq 7.2 hal 152)


387.0968

inch 0.0458 ft Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 10

Btu/ft jamoFBtu/lb°F

Ft2

lb/ft2jam

kondensasi steam

hio 66.1204

clean overall coeffisien, Uc

233.1045

0.0140(fig 14 hal 823)

1.0044

pressure drop sisi tube :steam

untuk Re 2949.4827

Btu/jam ft2 F

fig 26 hal 836 kern

f 0.0004

s 1.0000

183174181.018928836224738.7694

0.0064(pers 7,44 kern

dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 137806,3842 diperoleh

0.2500

inin

tube

ftinin

in triangular pitchpsipsi

ft2/in2

Btu/jam ft2 FBtu/jam ft2 F

lb/ft.hr


0.5306


114384.7458


2949.4827


Btu/ft jamoF

Btu/ lboF

Ft2

lb/ft2jam

1.53811.1543

79.9844

66.1204

65.1625

738.5420

Btu/jam ft2 F

Btu/jam ft2 F

Btu/jam ft2 F

Btu/jam ft2 F


2.0000

2.0064

ft2/in2

Fungsi memompakan hasil dari evaporator 1 ke evaporator 2kondisi operasi1. temperatur 121 c2. Tekanan Operasi,P 1 atm3.laju alir bahan masuk 12458491.0006241 kg/jam 1569.76 Lb/detik



1485.40849076355 92.730812.1 CP 0.001411 lb/ft s



20.3137605341557 151.9575 Gpm


DI optimum=

27.2464159396377~30 inch




kecepatan alir, QF


m campuran

Kapasitas/r

Ft3/dtk

3.9 x ( Q)0.45 r0.13

Inch2 ft2

50.6437243233798

bilangan reynold

5357.80620416772



0.0101256304053528


30 ft-lbf/lbm

PH 0 ft-lbf/lbm

VH=

2564.7868133424964.4

39.8258821947592


153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333

RE0,16



(qf ) 2

2 x a x gc

Standar elbow 90˚




48764.24190568477.1458333333333632.104674985911

jadi w= SH+PH+VH+FHW 701.930557180671

Daya Pompa

BHP= gpm x W x sg

106663.6069929162890.8

36.8976086180006 hp ~37 HP


46.1220107725008 HP ~50 hp

kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL Dari evaporator 1 ke evaporator 22. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 1569.75956845586 lb/detik5. kecepatan alir: 50.6437243233798 Lb/dtk6. Total head 701.930557180671 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 37 hp9. Daya motor 50 hp



3960 x n pompa


evaporator II

FUNGSI untuk meningkatkan konsentrasi larutan asam laktat dengan menguapkan air


fluida dinginlaju alir cairan masuk 386327.3392 kg/jamtemperatur awal 80.0000 CTemperatur akhir 90.0000 cpanas yang diserap


LMTD



1061.4228


OD 0.7500ID 0.6200BWG 16.0000A't 0.3020

A' 0.1963pitch 0.9375Panjang tube 20.0000


175.7323224.0000


tube arrangement 0,75 inch Odt BWG 16pass, n 2.0000ID shell 19.2500tube pitch 0.9375A'= Nt xA"x L 879.424


Tc 242.4280m 0.5322

k 0.3980

Cp 1.0000

clearance, C'C' PT-OD

Buffle spacing

0.0905

1936975.4669

Dari KERN fig. 28 (hal. 838), didapatharga : De = 0,55 in = 0,04583 0.5500




1.33721.1017

KONDENSASI STEAM

ho 5176.8657


μw 0.4513

f =

PRESSURE DROP


untuk Re 2001752.1670


14,0

W

mm

f= 0.0001s= 1.0000

Number of Gross

Fungsi : menguapkan air hingga kemurnian 96%Jenis : Shell and TubeID shell : 19.2500Jarak Buffle : 2Shell pass 1 passJumlah Tube : 224.0000Tube pass : 2 pass

Panjang Tube : 20.0000Od Tube : 0.7500Id tube : 0.6200BWG : 16.0000Tube pitch : 0.9375ΔPt 0.005793811ΔPr 0.0400000000UC 11.87 UD 738.54

untuk meningkatkan konsentrasi larutan asam laktat dengan menguapkan air

42668617.6801 BTU/jam

4696.4224 Lb/jam233.6000 F 385.0000251.2559 F 394.8088

175236.9315176.0000 F 353.0000194.0000 F 363.0000

fluida dingin D194.0000 57.2559176.0000 57.6000

18.0000

-0.3441-0.006057.4278




inch2

Ftinch 0.0781 ftft


0,75 inch Odt BWG 16

inch 1.6042 ft 77.000019.2500

ft2

fluida panas : sisi tubeflb/ft.hr tc

m

Btu/lb°F k

Cp

0.1875 inch 0.0156 flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)

3.8500 inch 0.3208 ft



inch 0.0458 ft

Btu/ft jamoF

Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 1,8

2001752.1670 436.3636


5176.8657 hio 14.3972


242.2687

(fig 14 hal 823)

0.08291.0233


untuk Re 515.5638

fig 26 hal 836 kern

L/De =

Btu/jam ft2 F

f 0.0010s 1.0000

62.33770.0058

1.2770 dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 19994,23 diperoleh

0.0050

inin

tube

ftinin

in triangular pitchpsipsiBtu/jam ft2 FBtu/jam ft2 F

fluida panas : sisi tube

185.0000 F

2.0037 lb/ft.hr

0.3580

0.2748


0.2349


###


515.5638

Btu/ft jamoF

Btu/ lboF

Ft2

lb/ft2jam

Dari KERN fig. 24 (hal. 834), didapat harga : JH = 1,8

1.53811.1543

14.3972 kondensasi steam

11.9017


11.8744

738.5420

Btu/jam ft2 F

Btu/jam ft2 F


0.0400

0.0458

ft2/in2

heater

FUNGSI untuk menaikkan suhu produk yang akan masuk ke dalam destilasi


fluida dinginlaju alir cairan masuk 386327.3392 kg/jamtemperatur awal 100.0000 CTemperatur akhir 110.0000 cpanas yang diserap


LMTD



529.8153


OD 0.7500ID 0.6200BWG 16.0000A't 0.3020

A' 0.1963pitch 0.9375Panjang tube 20.0000


87.717898.0000


tube arrangement 0,75 inch Odt BWG 16pass, n 2.0000ID shell 12.0000tube pitch 0.9375A'= Nt xA"x L 384.748


Tc 336.2000m 0.5322

k 0.3980

Cp 1.0000

clearance, C'C' PT-OD

Buffle spacing

0.0352

4984517.1629

Dari KERN fig. 28 (hal. 838), didapatharga : De = 0,55 in = 0,04583 0.5500



Dari KERN fig. 24 (hal. 838), didapat harga : JH =400

1.33721.1017

KONDENSASI STEAM

ho 3394.6660


μw 0.3224

f =

PRESSURE DROP


untuk Re 5151210.3292


14,0

W

mm

f= 0.0001s= 1.0000

Number of Gross

Fungsi : menaikkan suhu sebelum masuk ke kolom destilasiJenis : Shell and TubeID shell : 12.0000Jarak Buffle : 2Shell pass 1 passJumlah Tube : 98.0000Tube pass : 2 passPanjang Tube : 20.0000Od Tube : 0.7500Id tube : 0.6200BWG : 16.0000Tube pitch : 0.9375ΔPt 0.028876881ΔPr 0.0400000000UC 13.17 UD 738.54

untuk menaikkan suhu produk yang akan masuk ke dalam destilasi

42668617.6801 BTU/jam

4696.4224 Lb/jam338.0000 F334.4000 F

175236.9315212.0000 F230.0000 F

fluida dingin D230.0000 108.0000212.0000 122.4000

18.0000

14.40000.1252

115.0498




inch2

Ftinch 0.0781 ftft

dari kern tabel 9 hal 842, yang mendekati perhitungan adalah 224 tube dengan60.0000

0,75 inch Odt BWG 16 61.000015.2500

inch 1.0000 ft

ft2

fluida panas : sisi tubeflb/ft.hr tc

m

Btu/lb°F k

Cp

0.1875 inch 0.0156 ft flow area tube (kern eq 7.48 hal 152)

2.4000 inch 0.2000 ft



inch 0.0458 ft

Btu/ft jamoF


5151210.3292 436.3636

Dari KERN fig. 24 (hal. 838), didapat harga : JH =400

3394.6660 hio 15.9969


335.6597

(fig 14 hal 823)

0.07461.0727


untuk Re ###

fig 26 hal 836 kern

L/De =

Btu/jam ft2 F

f 0.0010s 1.0000

100.00000.0289

8.0674 dari grafik 27 hak 837 kern pada Gt 19994,23 diperoleh

0.0050

Fungsi : menaikkan suhu sebelum masuk ke kolom destilasi

inin

tube

ftinin

in triangular pitchpsipsiBtu/jam ft2 FBtu/jam ft2 F

fluida panas : sisi tube

221.0000 F

2.0037 lb/ft.hr

0.3580

0.2748


0.1028


###


1178.4316

Btu/ft jamoF

Btu/ lboF

Ft2

lb/ft2jam


1.53811.1543

15.9969 kondensasi steam

13.2241


13.1728

738.5420

Btu/jam ft2 F

Btu/jam ft2 F


0.0400

0.0689

ft2/in2

Tangki produk atasFungsi Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atasBentuk silinder tegak dengan alat & tutp dasarBahan Carbon steel st 287 grade Ckondisi Operasi1. temperatur, T 252. Tekanan, P 1

Komponenfeed r

kg/jam

9939.5836 1507.0000

242424.2424 1440.0000

TOTAL252363.8260

r campuran 1442.5260

90.0537




5038.4384 22184.2443volume tangki, Hs 1.5000 Dtvolume tangki 1/4pDt2

1/4pDt2Hs

1.1775Dt3 5038.4384

1.1775Dt3 4278.9286Dt 16.2347 m

53.4037 ft

R, Jari-jari 8.1174 m26.7019 Ft

320.4223 Inch

Tinggi tangki 1.5000 Dt24.3521 m

Kg/m3

H2O

C3H6O3

Glukosa (C6H12O6)

Fruktosa (C6H12O6)

Sukrosa (C12H22O11)

Kg/m3

Lb/ft3

m3

m3

Dt3

40.0528 Ft480.6334 inch

tekanan operasi Ph= Po+r(Hs-1) (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000


14.7000 psiph 39.1226 psi

Faktor keamanan= 0.2000Sehingga tekanan design, P design= 1,2 × Ph

46.9471

tebal plat min Ts=


TS 15042.889114931.8318

0.10001.0074

TS= 1.1074 inch0.4360 m

kesimpulan1. fungsi Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atas2. bentuk silinder tegak dengan alas dan tutup datar3. bahan Carbon steel st 287 grade C4. Volume tangki 10076.8768 m35. jumlah 2 buah6. Diameter tangki 16.2347 m 53.40377. Tinggi Tangki 24.3521 m 40.05288. Tekanan design 39.1226 Psi9. Tebal Plat 1.1074 inch

Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atassilinder tegak dengan alat & tutp dasarCarbon steel st 287 grade C

Catm

V

6.5956

168.3502

174.9458

gallon

m3/jam


Psi


psi

tahuninch/tahun

FtFt 480.6334 Inch

Tangki produk atasFungsi Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atasBentuk silinder tegak dengan alat & tutp dasarBahan Carbon steel st 287 grade Ckondisi Operasi1. temperatur, T 252. Tekanan, P 1

Komponenfeed r

kg/jam

9939.5836 1507.0000

242424.2424 1440.0000

TOTAL252363.8260

r campuran 1442.5260

90.0537




5038.4384 22184.2443volume tangki, Hs 1.5000 Dtvolume tangki 1/4pDt2

1/4pDt2Hs

1.1775Dt3 5038.4384

1.1775Dt3 4278.9286Dt 16.2347 m

53.4037 ft

R, Jari-jari 8.1174 m26.7019 Ft

320.4223 Inch

Tinggi tangki 1.5000 Dt24.3521 m

Kg/m3

H2O

C3H6O3

Glukosa (C6H12O6)

Fruktosa (C6H12O6)

Sukrosa (C12H22O11)

Kg/m3

Lb/ft3

m3

m3

Dt3

40.0528 Ft480.6334 inch

tekanan operasi Ph= Po+r(Hs-1) (Brownell n Young part 1 page 55)144.0000


14.7000 psiph 39.1226 psi

Faktor keamanan= 0.2000Sehingga tekanan design, P design= 1,2 × Ph

46.9471

tebal plat min Ts=


TS 15042.889114931.8318

0.10001.0074

TS= 1.1074 inch0.4360 m

kesimpulan1. fungsi Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atas2. bentuk silinder tegak dengan alas dan tutup datar3. bahan Carbon steel st 287 grade C4. Volume tangki 10076.8768 m35. jumlah 2 buah6. Diameter tangki 16.2347 m 53.40377. Tinggi Tangki 24.3521 m 40.05288. Tekanan design 39.1226 Psi9. Tebal Plat 1.1074 inch

Menampung hasil destilasi yang keluar dari produk atassilinder tegak dengan alat & tutp dasarCarbon steel st 287 grade C

Catm

V

6.5956

168.3502

174.9458

gallon

m3/jam


Psi


psi

tahuninch/tahun

FtFt 480.6334 Inch

Fungsi memompakan hasil dari tangki acidifikasi 1 ke tangki acidifikasi 2kondisi operasi1. temperatur 121 c2. Tekanan Operasi,P 1 atm3.laju alir bahan masuk 12536314.22228 kg/jam 1579.565 Lb/detik



1485.40849076355 92.730812.1 CP 0.001411 lb/ft s



20.4406524899018 152.9067 Gpm


DI optimum=

27.3228736664402~30 inch




kecepatan alir, QF


m campuran

Kapasitas/r

Ft3/dtk

3.9 x ( Q)0.45 r0.13

Inch2 ft2

50.9600754595889

bilangan reynold

5391.274281465



0.0101155467831609


20 ft-lbf/lbm

PH 0 ft-lbf/lbm

VH=

2596.92929084764.4

40.3249889883074


153.333333333333Gate Valve 16.7708333333333

RE0,16



(qf ) 2

2 x a x gc

Standar elbow 90˚




49326.19568409577.1458333333333639.388979972066

jadi w= SH+PH+VH+FHW 699.713968960374

Daya Pompa

BHP= gpm x W x sg

106990.9607694732890.8

37.0108484742883 hp ~38 HP


46.2635605928603 HP ~47 hp

kesimpulan 1. fungsi : mengalirkan HASIL Dari tangki acid 1 ke tangki acid 22. Type : sentrifugal3. Bahan : cast iron4. Laju alir : 1579.56523005937 lb/detik5. kecepatan alir: 50.9600754595889 Lb/dtk6. Total head 699.713968960374 Ft.lbf/lbm7. Daya Pompa 38 hp9. Daya motor 47 hp



3960 x n pompa


perhitungan alat (tangki- eva)

Documents