perhitungan neraca massaa.docx

8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx

1/16

PERHITUNGAN NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 50.000 ton / tahun

ditentukan: 1 tahun = 330 hari

1 hari = 24 jam

kapasitas produksi = jam

hari x

haritahun

xtahun

ton241

3301

000.50

= 6,3131 ton/jam

= 6313,1313 kg/jam

Kemurnian Na3 !4.12"2! = #$%

Na3 !4.12"2! = #$ % & 6313,1313 kg/jam

= 61$6,$6$' kg/jamerhitungan nera(a massa didasarkan pada kapasitas produksi )ang ditetapkan 50.000 ton/tahun atau

6313,1313 kg/jam.

*ata +erat mo eku :

-en)a a erat o eku gram/mo "3 !4 #$,0

Na2 !3 106,0 Na!" 40,0

Na2" !4 142,0 Na3 !4 164,0

Na3 !4.12"2!

3$0,2

"2! 1$,0!2 44,0

kmo /jam16,2'26kg/kmo164

kg266$,'1'' Na3 !4kmo

kg/jam266$,'1''

kg/jam61$6,$6$'2! Na3 !4.12"

Na3 !4 Na3 !4

==

=

= x


2/16

LA.1 Neraca massa pada tangki pengencer H3P !

ungsi : mengen(erkan arutan "3 !4 dari konsentrasi '4% menjadi 62%.

Keterangan:

1 ota = +ahan +aku "3 !4 '4 %

2 ota = "2! pengen(er

3 ota = arutan "3 !4 62 %

ersamaan nera(a massa:

1 ota 2 ota = 3 ota

"3 !4 di+utuhkan = 1',12#1kmo & #$ kg/kmo 7 "3 !4 )ang di re()( e"3 !4 di+utuhkan = 1',12#1kmo & #$ kg/kmo 7 '3,$60' kg/jam

= 1604,'#35 kg/jam

8arutan "3 !4 '4% masuk tangki pengen(eran = 1604,'#35 kg/jam) / '4,0

= 216$,63#$ kg/jam


3/16

" 2! 25,#$ % = 25,#$ % & 216$,63#$ kg/jam= 563,4126 kg/jam

9mpuritis 0,02 % = 216$,63#$ kg & 0.0002 = 0,433' kg/jam

8arutan "3 !4 62% masuk reaktor 9 = 1604,'#35 kg/jam) / 0, 62 = 25$$,3'65 kg/jam

-ehingga air )ang dim+ahkan ke da am tangki pengen(er

= 25$$,3'65 kg/jam 216$,63#$ kg/jam

= 41#,'36' kg/jam

Komponen

angki engen(er 9n et 9n et !u et

; ur 1 ; ur 2 ; ur 3 kg/jam kg/jam kg/jam

"3 !4 1604,'#35 1604,'#35"2! 563,4126 41#,'36' #$3,14#3

9mpuritis 0,433' 0,433'< ota = 25$$,3'65 25$$,3'65

LA. " Neraca massa pada tangki pengenceran Na"C 3

ungsi : e arutkan Na2 !3 #5% dengan menggunakan air sampai konsentrasi menjadi 30%.

Keterangan:

4 ota = Na2 !3 #5%

5 ota = "2! untuk pe arutan

6 ota = arutan Na2 !3 30%



4/16

4 ota 5 ota = 6 ota

Na2 !3 di+utuhkan = 1/kon ersi & 16,2'26 kmo & 106 kg/kmo 7 Na2 !3 )ang di re()( e

Na2 !3 di+utuhkan = 1/0.#56& 16,2'26 kmo & 106 kg/kmo 7 6$,4#4' kg/jam

= 1'35,'#'0 kg/jam

Na2 !3 #5% masuk tangki pe arutan = 1'35,'#'0 kg/jam /0,#5

= 1$2',154$ kg/jam

" 2! 4,'$ % = 4,'$ % & 1$2',154$kg/jam = $',33'# kg/jam9mpuritis 0,22 % = 1$2',154$ kg/jam & 0.0022 = 4,01#' kg/jam

8arutan Na2 !3 30% masuk reaktor 1 = 1'35,'#'0 kg/jam /0,30

= 5'$5,##00 kg/jam

-ehingga air )ang dim+ahkan ke da am tangki pengen(er

= 5'$5,##00 kg/jam 1$2',154$ kg/jam

= 3#5$,$353 kg/jam

Komponen

angki e arut9n et 9n et !u et

; ur 4 ; ur 5 ; ur 6

kg/jam kg/jam kg/jam Na2 !3 1'35,'#'0 1'35,'#'0

"2! $',33'# 3#5$,$353 4046,1'339mpuritis 4,01#' 4,01#'

< ota = 5'$5,##00 5'$5,##00

LA.3 Neraca massa pada tangki pe#ar$tan Na H %M&1'3(

ungsi : e arutkan Na!" dengan menggunakan air sampai konsentrasi menjadi 50%.


5/16

Keterangan :

' ota = Na!" padatan

$ ota = "2! untuk pe arutan

# ota = arutan Na!" 50%

Na!" di+utuhkan = 1/kon ersi& 16,2'26 kmo & 40 kg/kmo 7 )ang di re()( e

= 1/0.#56& 16,2'26 kmo & 40 kg/kmo 7 34,25$2 kg/jam

= 650,#06' kg/jam

9mpuritis 0.05 % = 650,#06' kg/jam & 0.0005 = 0,650# kg/jam

arutan Na!" 50% masuk reaktor 99 = 650,#06' kg/jam / 0.5

= 1301,$135 kg/jam-ehingga air )ang ditam+ahkan ke tangki pe arutan

= 1301,$135 kg/jam 650,#06' kg/jam 0,650# kg/jam

= 650,255$ kg/jam

Komponen

angki e arutan9n et 9n et !u et

; ur ' ; ur ' ; ur # kg/jam kg/jam kg/jam

Na!" 650,#06' 650,#06'"2! 650,255$ 650,255$

9mpuritis 0,650# 0,650#< ota = 1301,$135 1301,$135

LA.! Neraca massa pada reakt)r I %R&"'1(


6/16

ungsi : empat +er angsungn)a reaksi 9 antara +ahan +aku Na2 !3 dan "3 !4 sehingga

mengahasi kan Na2" !4 *inatriun >os>at .

*ata ?e()( e :

"3 !4 = '3,$60' kg/jam

Na2 !3 = 6$,4#4' kg/jam

Na2" !4 = ',2#6# kg/jam

Na!" = 34,25$2 kg/jam

"2! = 30$,6#4$ kg/jam

*ari iteratur diketahui kon ersi reaksi se+esar #5,6% dari reaktan "3 !4 aith ke)es,

1#'5

"3 !4 = 0,'53' kmo & #$ kg/kmo

= '3,$626 kg/jam

Na2 !3 = 0,6462 kmo & 106 kg/kmo

= 6$,4#'2 kg/jam

Na2" !4 = 16,3'54 kmo & 142 kg/kmo

= 2325,306$ kg/jam


7/16

"2! = 16,3'54 kmo & 1$ kg/kmo = 2#4,'5'# kg/jam

!2 = 16,3'54 kmo & 44 kg/kmo

= '20,51#5 kg/jam

Komponen

?eaktor 1

9n et 9n et 9n et !ut et

; ur 3 ; ur 6 ; ur 21 hasi re()( e ; ur 10 ; ur 11

kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam

Na2" !4 ',2#6# 2332,60## Na2 !3 1'35,'#'0 6$,4#4'13 6$,4#'2

"3 !41605,'#3

5'3,$60' '3,$60'

Na!" 34,25$2 34,25$2!2 '20,51#5"2! #$3,14#3 4046,1'33 30$,6#4$ 5632,''55

9mpuritis 0,433' 4,01#' 4,4534< ota : $$66,#'22 $$66,#'22

LA. * Neraca massa pada clarifying filter %+&"'*(

ungsi : @ntuk memisahkan >i trat )ang diinginkan )aitu dinatrium >os>at dan mother liquornya

serta mem+uang impuritisn)a

Keterangan:

11 ota = produk reaktor 1


8/16

13 ota = impuritas

12 ota = arutan hasi >i trasi


11 ota = 13 ota 12 ota

*asar peren(anaan:

emisahan )ang terjadi pada clarifying filter 9 +erdasarkan si>at ke arutan dari +ahan )ang masuk

terhadap air. aka impuritis dari +ahan akan terpisahkan pada clarifying filter dengan jum ah air )ang

terikut se+an)ak 1%.

11"2! = 5632,''55 kg/jam

13 "2! = 5632,''55 kg/jam & 1%

= 56,32'' kg/jam

Komponen

ari>)ing >i ter 9n et !u et


Na2" !4 2332,60## 2332,60## Na2 !3 '3,$60' '3,$60'"3 !4 6$,4#'2 6$,4#'2 Na!" 34,25$2 34,25$2

"2! 5632,''55 55'6,44' 56,32''9mpuritis 4,4534 4,4534

< $146,452' ota = $146,452'

LA., Neraca massa pada reakt)r II %R&"'"(

ungsi : empat +er angsungn)a reaksi 99 antara dinatrium >os>at Na2" !4 dan natrium

hidroksida Na!" sehingga menghasi kan produk rinatrium >os>at


9/16

Keterangan:


# ota = arutan Na!" 50%



# ota 12 ota = 14 ota

N Na2" !4 = 12

Na2" !4/142= 2332,60## kg/jam & 142 kg/kmo

= 16,426$ kmo /jam

NNa!" = # Na!"/40

= 650,#06' kg/jam / 40 kg/kmo

= 1',12#1 kmo /jam

o )ang +ereaksi = ##,06% & 16,426$ kmo /jam

= 16,2'26 kmo /jam

*ari iteratur diketahui kon ersi reaksi se+esar ##,06% dari reaktan "3 !4 aith ke)es, 1#'5 .aka dapat dihitung produk )ang dipero eh antara ain :


10/16

14Na2" !4 = 0,1541 kmo & 142 kg/kmo

= 21,$#0# kg/jam

14Na!" = 0,$564 kmo & 40 kg/kmo

= 34,25$2 kg/jam

14Na3 !4 = 16,2'26 kmo & 164 kg/kmo

= 266$,'1'' kg/jam

14"2! = 16,2'26 kmo & 1$ kg/kmo

= 2#2,#06$ kg/jam

Komponen

?eaktor 29n et 9n et !u et

; ur # ; ur 12 ; ur 14 kg/jam kg/jam kg/jam

Na3 !4 266$,'1'' Na2" !4 2332,60## 21,$#0# Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13

"3 !4 '3,$60' '3,$60' Na!" 650,#06' 34,25$2 34,25$2

"2! 650,255$ 55'6,44'$ 651#,61169mpuritis 0,650# 0,650#

< ota = #3$',4$4# #3$',4$4#

LA.- Neraca massa pada clarifying filter II %+&"'-(

ungsi : @ntuk memisahkan >i trat )ang diinginkan )aitu rinatrium >os>at dan mem+uang

impuritisn)a.


11/16


15 ota = impuritas

16 ota = arutan hasi >i trasiersamaan nera(a massa:


*asar peren(anaan:

emisahan )ang terjadi pada clarifying filter 9 +erdasarkan si>at ke arutan dari +ahan )ang

masuk terhadap air. aka impuritis dari +ahan akan terpisahkan pada clarifying filter dengan

jum ah air )ang terikut se+an)ak 1%.

15"2! = 651#,6116 kg/jam & 1%

= 65,1#61kg/jam

16 ota = 14 ota 15 ota di+uang

= #321,63'# kg/jam

Komponen

ari>)ing >i ter 9n et !u et


Na3 !4 266$,'1'' 266$,'1'' Na2" !4 21,$#0# 21,$#0#

"3 !4 '3,$60' '3,$60' Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13

Na!" 34,25$2 34,25$2"2! 651#,6116 65,1#61 6454,4155

9mpuritis 0,650# 0,650#< ota = #3$',4$50 #3$',4$50


12/16

LA. Neraca massa pada e/ap)rat)r %E0&"'3(

ungsi : @ntuk mengurangi kadar air produk dengan (ara menguapkan serta memekatkan produk

)ang diinginkan.

Keterangan:


1' ota = uap "2!

1$ ota = arutan pekat


16 ota = 1' ota 1$ ota

erhitungan:

*iinginkan produk ke uar e aporator dengan per+andingan

"3 !4 Na2 !3 Na2" !4 Na!" Na3 !4 impuritas : "2! = 40 : 60

-ehingga jum ah air n)a sesuai untuk +isa mem+antu proses pengkrista an produk.

"2! pada arus 1$ = 60/40 & 2$6',2224 kg/jam

= 4300,$336 kg/jam

1$ "2! = 4300,$336 kg/jam

"2! )ang menguap = 6454,4155 4300,$336 kg/jam

= 2153,5$1$ kg/jam

1' "2! = 2153,5$1$ kg/jam

Komponen A aporator


13/16

9n et !u et; ur 16 ; ur 1' ; ur 1$

kg/jam kg/jam kg/jam Na3 !4 266$,'1'' 266$,'1''

Na2" !4 21,$#0# 21,$#0#"3 !4 '3,$60' '3,$60'

Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13 Na!" 34,25$2 34,25$2

"2! 651#,6116 2153,5$1$ 4300,$336< ota = 3"12,3 ' 3"12,3 '

LA. Neraca massa pada krista#iser % &3'1(

ungsi : empat ter+entukn)a krista trinatrium >os>at dan pemisahan krista )ang ter+entuk dari arutan

induk.

Keterangan:

1$ ota = arutan pekat

1# ota = produk krista isasi


1$ ota = 1# ota

*asar peren(anaan:

roses krista isasi di akukan pada suhu 45o

erhitungan:

Na3 !4 )ang mem+entuk krista = 266$,'1'' kg/jam

1# Na3 !4.12"2! )ang ter+entuk = 266$,'1''kg/jam & 3$0,2/164

= 61$6,$6$' kg/jam


14/16

"2! )ang ikut mengkrista = 61$6,$6$' kg 266$,'1'' kg

= 251$,14#3 kg

-ehingga "2! tersisa = 4300,$336 kg 251$,14#3 kg

= '$2,6$26 kg

LA.1' Neraca massa pada centrifuge %C+&3'"(

ungsi : empat pemisahan krista krista

trinatrium >os>at )ang ter+entuk dari arutan

induk mother liquor .

Keterangan:

1# ota = produk krista isasi21 ota = mother iBuor re()( e

20 ota = krista


1# ota = 20 ota 21 ota

Komponen

Krista iser 9n et !u et

; ur 1$ ; ur 1# kg/jam kg/jam

Na3 !4.12"2! 61$6,$6$' Na3 !4 266$,'1''

Na2" !4 21,$#0# 21,$#0#"3 !4 '3,$60' '3,$60'

Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13 Na!" 34,25$2 34,25$2

"2! 4300,$336 '$2,6$26< T)ta# 4 -1, 2'*,1 -1, 2'*,1


15/16

erhitungan:

21 "2! = 40% & 1# "2!

= 30$,6#4$ kg/jam

Komposisi re()( e dari mother liquor 21 :

"3 !4 = '3,$60' kg/jam

Na2 !3 = 6$,4#4' kg/jam

ada pemisahan ini 33,333% Na2" !4 terikut dengan mother liquor n)a. -ehingga :

Na2" !4 = 1#Na2" !4 & 33,333%

= ',2#6# kg/jam

Komposisi re()( e dari mother liquor 21 :

"3 !4 = '3,$60' kg/jam

Na2 !3 = 6$,4#4' kg/jam

ada pemisahan ini 33,333% Na2" !4 terikut dengan mother liquor n)a. -ehingga :

Na2" !4 = 1#Na2" !4 & 33,333%

= ',2#6# kg/jam

Na!" = 34,25$2 kg/jam

"2! = 30$,6#4$ kg/jam

Komponen

centrifuge 3029n et !u et

; ur 1# ; ur 20 ; ur 21 kg/jam kg/jam kg/jam

Na3 !4.12"2! 61$6,$6$' 61$6,$6$' 266$,'1'' Na2" !4 21,$#0# 14,5#3# ',2#6#

"3 !4 '3,$60' '3,$60' Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13

Na!" 34,25$2 34,25$2"2! '$2,6$26 4'3,#$'' 30$,6#4$

< ota = -1, 2'*,1 -1, 2'*,1

LA.11 Neraca massa pada r)tar5 dr5er

ungsi : engeringkan produk trinatrium >os>at sampai kemurniann)a menjadi #$%.


16/16

Keterangan:

20 ota = Krista +asah

21 ota = uap "2!

22 ota = produk



roduk )ang diinginkan ada ah Na3 !4 12"2! #$%.

20 Na3 !4 12"2! = 61$6,$6$' kg/jam

20 ota = 61$6,$6$'/0.#$ kg/jam

= 66'5,4505 kg/jam

20Na2" !4 = 14,5#3# kg/jam

20 "2! = 22 ota 22Na2" !4

= 4'3,#$'' kg/jam

23 "2! = 20 ota 7 22 ota

= 362,31#1 kg/jam

Komponen

R)tar5 6r5er9n et !u et


Na3 !4.12"2! 61$6,$6$' 266$,'1'' Na2" !4 14,5#3# ',2#6#

"2! 4'3,#$'' 362,31#1 111,66$6< ota = 6675,4505 ,,-*2!*'*

perhitungan neraca massaa.docx

Documents