kristaliserKRISTALISERFungsi :Mengkristalkan RBDPO ( Refined Bleaching Deodorized Palm Oil)Feed (65oC)Air Pendingin Keluar (32oC)Air Pendingin Masuk (6oC)
Produk ( 24oC)
Tujuan :a.Menentukan tipe Kristaliserb.Menentukan bahan konstruksic.Menentukan dimensi KristaliserA. Menentukan tipe KristaliserDalam perancangan dipilih tipe Swenson Walker with Stirrerdengan pertimbangan operasi dilakukan dengan pendinginan B.Menentukan bahan kontruksiPerancangan digunakan bahan konstruksi Low Alloy Steel Grade Adengan pertimbangan a.Tahan terhadap korosi b.Tahan terhadap perubahan suhuC.Menentukan dimensi kristaliserDalam perancangan digunakan kristaliser berbentuk silinder tegak dengan tutup atas datar dan tutup bawah conical yang dilengkapi dengan pengadukRate Masuk=39.2Ton/hari=1633.3333333333Kg/jam=3600.8793lb/jamDensitas==53.955495lb/ft3Rate volume =Rate Masuk=3600.8793lb/jamDensitas53.955495lb/ft3=66.7379538142ft3/jamWaktu Kristalisasi =6.5jam-1 Batch=6.5jam1 hari kerja=24jam
Jumlah Batch perhari=24jam/harix1crystallizer6.5jam/batch reaktor=4Batch/crystalliser per hariJumlah Batch/hari=4Batch/hariBanyaknya batch tiap rektor per hari=4Batch/crystallizer per hari1kristalizer=3.6923076923Batch/crystallizer per hariVolume Kristal=Waktu Tinggal x Rate Volume=6.5Jamx66.7379538142ft3/jam=433.7966997924ft3-Faktor Keamanan =20%( Peter Timmerhouse,page : 37)Sehingga volume tangki=1.2x433.7966997924ft3=520.5560397509ft3Ditetapkan :H=1.5DVolume kristal =1/4xxD2xH520.5560397509=1/4x3.14xD2x1.5D442.08580870571.5D3=663 1/8D=7.6179045125ft-Bagian bawah digunakan tutup berbentuk conical Menghitung tinggi conical, hchc=tan (Di - m )2Dalam hubungan ini:=half cone angle=30om=falt spot diameter=1 ftDi=diameter tangkiSehingga :hc=tan (Di - m )=1.9104ft2-Menghitung volume conical, VcVc=0.262xhcx(D2+Dm+m2)=0.262x1.9104x(6,036 2+(6,036x1)+1)=33.3605923504ft3-Menghitung volume shell, VsVs=Volume Tangki - Volume Cinical=520.5560397509ft3-33.3605923504ft3=487.1954474005ft3-Menghitung tinggi shell, hsVs =1/4xD2xhshs=487.1954474005=10.6945500018ft0.25xx7.61790451252-Menghitung tinggi kristaliser, hrhr=hs+hc=10.6945500018+1.9104=12.6049744771ft=3.8419962206m-Menghitung total tinggi larutan Volume larutan =433.7966997924ft3Volume larutan pada bottom=volume conical=33.3605923504ft3Volume pada shell=433.7966997924-33.3605923504ft3=400.436107442ft3
V=0.25xxD2xh400.436107442=0.25x3.14x58.0324691623xhh=8.7900738737ftTotal tinggi liquid=h+hc=8.7900738737+1.9104=10.700498349ftMenghitung tebal shell, tsTekanan hidrostatik=htx=10.700498349x53.955495=4.0093797581Psig144144ts=PxD+C(per 13.1 Brownell, pg.254)f E-0.6PDalam hubungan ini :ts=tebal shell (in)P=tekanan operasi (psi)=4.009PsigD=diameter shell (ft)=7.6179045125ftf=allowable stress=18500E=joint efisiensi=80%C=faktor korosi=0.125=Sudut konis=30 0sehingga :ts=4.009x91.4148541506+0.125=0.1497686791in18500x0.8-0.6x4.009Dipilih tebal shell standar =3/16in(Tabel 5.6 Brownell, pg.88)Menghitung tebal conical head, tcTc=PxD+C2 x cos x f x E=4.009x91.4148541506+0.125=0.1364383033in2x0.866025404x18500x0.85
Dipilih tebal shell standar =3/16in(Tabel 5.6 Brownell, pg.88)
-Perancangan pengaduka.Menghitung dimensi pengaduk Diketahui diameter kristalizer adalah7.6179045125ft Untuk sistem kristalisasi pengaduk yang sesuai adalah jenis paddle dengan 2 bladedengan pertimbangan1. Cocok untuk bahan slurry2. Baik digunakan untuk viskositas cukup tinggiDt/Di=2 : 1 - 3,2 : 2 (Dipipih 3,2 : 2)Zi/Di=0,75-1,3 (dipilih 0,8)Zl/Di=2,7-3,9 (dipilih 3,9)W/Di=0.2(Geankoplis,.)Dari perhitungan diperoleh Dt=7.6179045125ftDi=7.62x2=4.7611903203ft3.2-Lebar paddle=0.2xDi=0.2x4.7611903203=0.9522380641ft-Jumlah Pengaduk yang dibutuhkan=Tinggi Total Larutan=10.700498349=2.2474418431Di4.7611903203=3 buahKecepatan peripheral adalah 200-250 ft/menit(Rase,page : 345 )-Ditetapkan Vp adalah250ft/menitSehingga :-Kecepatan putaran=250=250=16.7222541083rpm .Di3.14x4.7611903203=0.2787042351rps
-Menghitung Jarak impellerZi=0.25xDi=0.25x4.7611903203=1.1902975801ft-Menghitung jarak antar pengadukZI=1.25xDi=1.25x4.7611903203=5.9514879004ft-Menghitung jarak pengadukW=4xDi=4x4.7611903203=19.0447612814ft
-Menghitung tenaga pengaduk (Geankoplis,Hal 145)1200cpdimana :Nre=bilangan ReynoldN=kecepatan pengaduk =0.2787042351rps=densitas campuran =53.955495lb/ft=viskositas campuran=0.00028849lb/ft.sNRe=0.2787042351x22.6689332665x53.955495=1181624.72470530.00029Dari fig. 447, Brown pada kurva no. 10 diplotkan dengan Nre diperoleh harga Po =1.4
P=1.4x0.0216486443x2446.6830311581x53.955495=124.3560944446ft.lb/s32.174=0.23Hp
Dari figure 14.38 Peters Untuk BHP =0.23Hpdiperoleh efisiensi motor =80%Sehingga Power motor yang diperlukan :P motor=BHP=0.23=0.2826274874Hp80%Dipilih motor standar dengan power =0.5Hp
-Menghitung TLMTDSuhu larutan masuk kristaliser=65oC=149oFSuhu larutan keluar kristaliser=24oC=75.2oFSuhu air masuk kristaliser=6oC=42.8oFSuhu air keluar kristaliser=24oC=75.2oF
Fluida PanasFluida DinginSelisiht149Suhu tinggi75.273.8t175.2Suhu rendah42.832.4t273.8Selisih32.441.4LMTD=t1-t2=73.8-32.4=50.2915263236oFlnt1ln73.8t232.44.Menentukan Dimensi TubeUkuran pipa yang digunakan 1 1/4 in IPS Sch. 40, dengan ukuran :(Tabel 11, Kern, hal 844)-Do=1.66in=0.1383333333ft-Di=1.38in=0.115ft-a"=0.435ft2/ft-at=1.5in2=0.0104166667ft25.Menentukan bilangan ReynoldNRe=L2.Np(Kern,Page : 718)Dimana:L:Panjang Pengaduk=19.0447612814ftNp:Power Pengaduk=16.72rpm=1003.3352465001rph:Viskositas Campuran=1.038564lb/ft.jamNRe=19.0447612814.2x1003.3352465001=350399.8173918131.038564Flow rate (Qf)=3600.8793lb/jam=66.7379538142ft3/jam53.955495lb/ft3=0.0185383205ft3/s
laju alir=Qf=0.0185=1.7797ft/sat0.0104hi=2000Btu / jam ft2 oF(Kern, fig. 20.2, hal. 718)faktor koreksi =0.78(Kern,Page:835)
hi =0.91x2000Btu / jam ft2 oF=1820Btu / jam ft2 oFhio=hixID=1820x0.1150=1513.0120481928BtuOD0.1383jam.ft3.oF6.Koefisien perpindahan panas bagian permukaan shell reaktorKoefisien perpindahan panas untuk fluida dalam vessel dilengkapi pengaduk mekanikyang didinginkan dengan coil : (Pers. 20.4, Kern, hal 722):hc=0.87kxL2 . N . r2/3xc . m1/3xm0.14DimkmwDimana :L=Da=Diameter pengaduk=4.7612ftDi=Diamter tangki=7.6179ftN=Putaran pengaduk=16.7222541083rpm=1003.3352465001rphr=densitas campuran=53.955495lb/ft3c=kapasitas panas=2.7911btu/lb.oFk=konduktivitas thermal=0.0854btu.ft/jam.ft2.oFm=viscousitas campuran=1.0386lb/ft.jamQs=997.496kJ/jam=238.2519196kkal/jam=949.006759182Btu/hm0.14=1mwSehingga :hc=0.87x0.0854x4.76122x1003.3352465001x53.9554952/37.61791.0386x2.7911x1.03861/3x1=352.9466Btu/jam.ft2.oF0.0854ho = hc=352.9465832157btu/jam.ft2.oF
7.Tahanan panas pada pipa dalam keadaan bersihUC=hc x hio=352.9466x2000.0000hc + hio352.9466+2000.0000=300.0039063644Btu / jam ft2 oF
8.Tahanan panas pada pipa dalam keadaan kotorDari Kern, tabel 12, hal 845 diperoleh :Rd min aqueous=0.003jam.ft2.oF/BtuRd min water=0.001jam.ft2.oF/BtuRd min total =0.004jam.ft2.oF/Btu
1=1+RdUDUC
=1+0.004=0.0073300.0039063644UD=136.3644Btu / jam ft2 oF9. Luas Perpindahan PanasA=Q=949.0068=0.1384ft2UDxDt136.3644x50.291510. Panjang CoilL=A=0.1384=0.3181fta''0.43511. Banyak Lilitann=Panjang coilp x D lilitanD lilitan=0.7Dt(Walas, Tabel 17.13, hal. 598)=0.7x4.7612ft=3.3328ftSehingga :[email protected](Memenuhi , 2-4 Lilitan)
12. Jarak Antar LilitanSc=2s/d4(Walas, Tabel 17.13, hal. 598)IDdiambil4Sc=4ID=4x0.1150ft=0.4600ft=5.5200in13. Jarak dari Dasar TangkiZc=0.15(Walas, Tabel 17.13, hal. 598)DtZc=0.15x4.7612=0.7142ft14. Tinggi CoilHc=( (n-1) x(Sc + Do) ) + Do=((2-1) x(0.4600+0.138) )+0.1383=0.7367ftTinggi liquid dalam tangki=10.7005ftTinggi liquid > tinggi coil, maka design coil dapat digunakan.
Design Coil
keteranganNilai(ft)HLTinggi liquid10.70HcTinggi Lilitan Coil0.74DiDiameter Inside Tangki7.618DcDiameter Lilitan Coil3.333nJumlah Lilitan Coil2
RESUME
Tipe=Swenson Walket With StirrerFungsi=Mengkristalkan Ammonium KloridaBahan konstruksi=Low Alloy Steel Grade AKapasitas=66.7379538142ft3Tinggi=12.6049744771ftDiameter=7.618ftTebal shell=3/16inTebal head=3/16inJenis pengaduk=Paddle dengan 2 bladePower=0.2261019899Hp
viskositas & masa jenis
kristaliserArusFraksiH2O1.37407341520.00017307470CaSO4740.56213926110.0932792815-H2SO4139.67339005620.0175928970TOTAL2192.92901598140.276215636900582.93049791910.073424409800--08. Neraca Massa Rotary Dyer 24281.72303378530.53931470010Total7939.19215041821
Komponen(kg/m3) (cP)(NH4)2SO4131012.4CaSO41194.430.3456052662H2SO4974.912TOTAL1156.90.340132327201002.226.78. Neraca Massa Rotary Dyer 2995.680.8007 campuran=149%+40.10%+0.60%+3%+7%+3.62563.95663.24444.00683.9064=3.7801896243kj/mol0c=0.2359937036lb/ft
visko campuran=149%+40%+0.006+0.031+0.071++00.0096321270.03038250.00912470.0104410190.108185790.8007=0.014607812Pa.s=0.035350905lb/ft.h=0.0000098197lb/ft.s
Kpasitas panasCp naCl =34.0732375086x Fraksi0.0027376113Cp Na2SO4 =0.0027983436Cp Air =0.1312709492Cp Campuran=66.1170138912Kj/KCp NH4Cl0.0001657732=15.7913875978BtuCp H2SO40.000302456Cp NH42SO40.0000007129Cp CaSO4ERROR:#VALUE!
rho mixKomponenPersen massaRhoRho mix Asam Palmitat49.10.49153.560.00916728953.9554952502 Asam Oleat40.10.40154.12510.0074087623 Asam myristat0.60.00653.25090.0001126742 Asam stearat3.10.03152.93880.0005855818 Asam Linoleat7.10.07156.37220.0012594861
Visco mixKomponenPersen massaIBMAtasBawahvisko mixvisko mix Asam Palmitat49.10.4911009.62561061.9342268.830.0012.953.955495-2.68686461550.429245 Asam Oleat40.10.4011115.4282 Asam myristat0.60.006898.4228 Asam stearat3.10.0311120.8284 Asam Linoleat7.10.0711110280
X-304
