of 163/163
1. TAPIOCA STORAGE (F-111) Fungsi : Menampung dan mengatur rate tepung tapioka yang akan masukke screw conveyor Tipe : Bin Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas flat dan bagian bawah konis ( a = 90 o ) Bahan konstruksi : Carbon steel SA 283 grade C Jumlah : 1 unit Hold up time : 8 jam Tekanan operasi : 1 atm = psig Temperatur operas : o C= o F Pengelasan : double welded butt joint faktor korosi : Massa tepung tapioka tertampung tiap tangki = kg/jam = lb/jam r Tepung Tapioka = kg/L = lb/ft 3 Volume tepung tapioka = volume total V tepung tapioka dalam tangki (V 1 = = ft 3 Volume tangki = = ft 3 Menentukan Dimensi Tangki Tangki berupa silinder tegak dengan tutup atas flat dan bawah berbentuk conical Digunakan dimensi H/D = 2 = p D 2 H 6276,474 13837,114 Komponen m (kg) r (kg/L) V(L) APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN 14,696 30 86 1/8 8 jam 87,661919 1262,7708 100 x 1262,7708 ft 3 80 1,404 87,6619 80% 13837,114 ft3/jam x Air 3765,884 0,983 3830,076 Total 31382,368 22348,733 Lemak 156,912 0,919 170,681 Serat 31,382 1,327 23,642 Pati 27271,278 1,504 18128,193 Protein 156,912 0,800 196,140 1578,4635 Volume silinder 0,25

Appendiks C Spesifikasi Peralatan Pabrik Maltosa

  • View
    322

  • Download
    12

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Appendiks C Spesifikasi Peralatan Pabrik Maltosa - Untuk Teknik Kimia

Text of Appendiks C Spesifikasi Peralatan Pabrik Maltosa

  • 1. TAPIOCA STORAGE (F-111)

    Fungsi : Menampung dan mengatur rate tepung tapioka yang akan

    masukke screw conveyor

    Tipe : Bin

    Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas flat dan bagian bawah konis

    ( a = 90o

    )

    Bahan konstruksi : Carbon steel SA 283 grade C

    Jumlah : 1 unit

    Hold up time : 8 jam

    Tekanan operasi : 1 atm = psig

    Temperatur operasi :oC =

    oF

    Pengelasan : double welded butt joint

    faktor korosi :

    Massa tepung tapioka tertampung tiap tangki = kg/jam

    = lb/jam

    r Tepung Tapioka = kg/L = lb/ft3

    Volume tepung tapioka = volume total

    V tepung tapioka dalam tangki (V1)=

    = ft3

    Volume tangki =

    = ft3

    Menentukan Dimensi Tangki

    Tangki berupa silinder tegak dengan tutup atas flat dan bawah berbentuk conical

    Digunakan dimensi H/D = 2

    = p D2

    H

    6276,474

    13837,114

    Komponen m (kg) r (kg/L) V(L)

    APPENDIKS C

    PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

    14,696

    30 86

    1/8

    8 jam87,661919

    1262,7708

    100x 1262,7708 ft

    3

    80

    1,404 87,6619

    80%

    13837,114ft3/jam x

    Air 3765,884 0,983 3830,076

    Total 31382,368 22348,733

    Lemak 156,912 0,919 170,681

    Serat 31,382 1,327 23,642

    Pati 27271,278 1,504 18128,193

    Protein 156,912 0,800 196,140

    1578,4635

    Volume silinder 0,25

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-2

    = p D2

    2 D

    = D3

    p D3

    a )

    = p D3

    x )

    = D3

    = +

    = (OD)3

    + (OD)3

    = (OD)3

    = ft = in

    standarisasi OD : = in

    Tinggi bagian silinder tangki (Hs)= 2 x = in

    OD =

    a )

    Tinggi total bin = +

    = ft + ft

    = ft

    Volume konis = ft3

    V tepung tapioka dalam shell= V tepung tapioka dalam tangki - V konis

    = ft3

    - ft3

    = ft3

    V tepung tapioka dalam shell

    p D2

    = ft

    Tinggi tepung tapioka dalam bin= tinggi konis + tinggi tepung dalam shell

    = ft + ft

    = ft

    Menentukan Tekanan Desain (Pd)

    Tekanan operasi tangki sama dengan tekanan atmosfir ditambah dengan

    ditentukan pula oleh tekanan padatan.

    g

    gc

    Pd = x Ppadatan

    = x

    = psia

    Ketebalan shell

    f = psi (allowable stress) (Tabel 13.1, Brownell & Young)

    OD 236

    Tinggi tutup konis =0,5

    59 in =

    1578,4635 1,70238

    OD 9,75123 117,015

    OD 118

    V total V silinder V konis

    1578,4635 1,57143 0,1310

    0,5

    24 tan ( 0,5 90o

    0,1310

    0,25

    1,5714

    Volume konis =24 tan (

    1,05

    1,05 0,19651

    0,20634

    12650

    15,2355

    20,1522

    Ppadatan = Hp = 0,19651 psi

    1138,2575

    Tinggi tepung tapioka dalam shell =0,25

    15,2355

    4,91667

    19,67 4,92

    24,58

    124,5133

    1262,7708 124,5133

    4,92 fttan ( 0,5

    tinggi shell tinggi konis

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-3

    E = (joint efficiency)(Tabel 13.2, Brownell & Young)

    c = (faktor korosi)

    Pd(pers. 13-1 Brownell & Young)

    2 f E

    x

    2 x x

    = in

    Diambil tebal plate standard = in

    = + 2 t shell

    = - 2 t shell

    = in

    Ketebalan Konis

    Pd OD

    2 a f E

    x

    2 x 60o

    x x

    = in

    Tebal konis standard = in = in

    Ketebalan Tutup atas

    diambil tebal tutup atas = in

    Perhitungan diameter nozzle

    Inlet nozzle

    Diameter inlet nozzle tepung tapioka ditetapkan = in

    didapat : = in

    = m

    = ft

    = in

    = m

    = ft

    = ft2

    outlet nozzle

    Diameter outlet nozzle tepung tapioka ditetapkan= in

    didapat : OD = in

    = m

    = ft

    ID = in

    = m

    = ft

    A = ft2

    80%

    =0,20634 118

    + 1/8cos 12650 0,8

    117,625

    t = + ccos

    0,1262

    3/16

    OD ID

    ID OD

    =0,20634 118

    + 1/812650 0,8

    1/8

    t shell =OD

    + c

    0,31883

    0,07986

    80

    4,5

    0,1143

    0,375

    3,826

    0,09718

    0,28895

    0,948

    A 0,07986

    4 sch

    80

    OD 12,75

    0,32385

    1,0625

    ID 11,376

    0,127

    3/16 0,1875

    3/16

    12 sch

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-4

    2. SCREW CONVEYOR (J - 113)

    Fungsi : Mengangkut tepung tapioka dari bin menuju tapioca milk pit

    Jumlah : 1 unit

    Rate massa screw conveyor = kg/jam

    = lb/menit

    C L W F(Badger, hal 713)

    Dimana :

    C = kapasitas, ft3/menit

    L = panjang, ft

    W = densitas material, lb/ft3

    F = material factor (tipe d)

    F untuk tepung tapioka =(Badger, tabel 16-6, hal 711)

    L diambil = ft( Badger, tabel 16-6, hal 711)

    lb/menit

    lb/ft3

    = ft3/menit

    x x x

    = (2< hp)

    Sehingga, hp = x 2 =

    = hp

    Maka didapat, C = ft3/menit

    = ft3/jam

    Dipakai diameter = in

    Didapat = rpm (Badger, Fig 16-20, hal 712)

    3. TAPIOCA MILK PIT (F-110)

    Fungsi : Menampung dan menghomogenkan bubur tapioca

    Tipe : Tangki tertutup berbentuk kubus dilengkapi pengaduk

    Bahan : Concrete

    Kapasitas : kg/5 jam = kg/jam

    Setiap lima jam bubur tapioka tersebut dipompakan ke tangki pencampur

    pertama, sehingga feed masuk tapioca milk pit selama lima jam adalah :

    1,2

    15

    kapasitas (C) =576,546

    87,662

    15691,184

    576,546

    hp =33000

    Protein 156,912 0,800 196,1398

    Lemak 156,912 0,919 170,68076

    Komponen m (kg) r (kg/L) V(L)

    Pati 27271,278 1,504 18128,193

    6,57693

    394,616

    10

    52

    82640,237 16528,047

    1,2

    33000

    0,314

    0,314 0,63

    0,7

    6,5769

    hp =6,57693 15 87,6619

    Total 31382,368 22348,733

    Serat 31,382 1,327 23,642446

    Air 3765,884 0,983 3830,0763

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-5

    larutan tapioka = kg/L = kg/m3

    = lbm/ft3

    Asumsi :

    - Volume bahan = total volume tangki

    - Panjang tangki = 3 X

    Lebar tangki = 3 X

    Kedalaman tangki = 3 X

    = m3

    Volume tangki = P x L x T

    = 3 X x3 X x3 X

    = X3

    = m

    Panjang tangki = 3 x = m

    Lebar tangki = 3 x = m

    Kedalaman tangki = 3 x = m

    Perhitungan pengaduk :

    Digunakan impeller jenis turbine dengan 6 buah flat blade dengan 4 baffle

    Da (diameter impeller) = x Ds , asumsi Ds (lebar pit) = m

    = x m

    = m

    = ft

    = x Da

    = x m

    = m

    = ft

    = x Da

    = x m

    = m

    = ft

    = x Ds

    = x m

    = m

    = ft

    Panjang tangki x Lebar tangki

    X3 =

    31,927= 1,182 m

    3

    27

    31926,761 L0,7

    31,927

    31,927

    31,927 27

    70%

    Volume tangki tapioca milk pit =Volume larutan

    0,7

    =22348,733

    =

    1,404 1404,21

    87,6667

    0,264

    0,867

    Tinggi liquid=Volume tangki

    x

    0,264

    0,867

    Lebar baffle 1/12

    1/12 3,17

    0,211

    0,694

    Panjang blade 1/4

    1/4 1,057

    1,057

    3,469

    Lebar blade 1/5

    1/5 1,057

    1,06 3,17

    1/3 3,17

    1/3 3,17

    X 1,06

    1,06 3,17

    1,06 3,17

    70%

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-6

    x

    = ft

    Tinggi liquid x Sg liquid

    = ( kg/m3

    / g/m3

    )

    =

    = 1 buah pengaduk

    N (kecepatan putar impeller) = 1 rps = rpm

    Menghitung viskositas campuran :

    1 + s( Perry's edisi V, hal 3.247 )

    ( 1 - s )4

    dimana : = viskositas campuran (cp)

    = viskositas air (cp)

    = volume fraksi padatan

    didapat : = cp

    =

    1 + x

    ( 1 - ) 4

    = cp

    lbm/ft s

    cp

    = lbm/ft s

    NRe (bilangan Reynold)

    D2

    N

    x2

    x 1

    =

    Np (bilangan daya) untuk =

    = 5(Geankoplis, 1993)

    P (daya yang dipakai pengaduk),

    r P = Np x N3 x Da5 x /gc

    gc

    =27616,484

    3765,8842

    7,33333

    m =0,5 7,33333

    m

    l

    s

    l 0,8007

    s =Massa padatan tapioca milk

    Massa air tapioca milk

    1000

    3,17

    0,98295

    60

    m=

    0,5

    l

    7,28556

    Jumlah pengaduk =Diameter pit

    2,22 1404,21

    =31,927

    x 70% = 2,22 m3,17 3,17

    P = Np N3 Da

    5

    3,46931

    0,0000

    6,8E+08

    NRe 6,8E+08

    Np

    1,6E-06

    NRe =

    =87,6667

    x 0,80077,33333

    0,0023

    = 0,0023 cp x6,72,E-04

    1

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-7

    hp

    lbf.ft/s

    kW

    hp

    = kW

    Asumsi : Efisiensi =

    4. POMPA TANGKI PENCAMPUR I (L-211)

    Fungsi : Memompa larutan dari tapioca milk pit menuju tangki pencampur I

    Tipe : Centrifugal Pump

    Kapasitas : kg/jam

    Bahan : Cast Iron

    2

    ft

    1

    3

    Titik referens yang digunakan : titik 1 = Tangki tapioca pit

    titik 2 = Tangki pencampur

    Persamaan Bernoulli :(Geankoplis, pers 2.7-28, hal 64)

    P2 - P1 ( Z2 - Z1 ) g -

    Data-data :

    Rate larutan = kg/jam

    = lbm/s

    Densitas larutan = kg/L

    = lbm/ft3

    5

    Viskositas larutan = cp

    = lbm/ft s

    lbm/s

    lbm/ft3

    = ft3/s

    x 3,47 5 x87,6667

    32,174= 5 x 1 3

    + F )

    33056,095

    25

    Ws = - ( +

    11,6 kW = 12 kW80%

    9,2836

    80%

    Power motor =9,2836

    =

    = 12,4496 hp x0,7457

    1

    = 6847,26 lbf.ft/s x1

    550

    20,2432

    larutan 87,6598

    0,231

    0,002

    0,000002

    Rate volumetrik =Rate larutan

    =

    gc 2

    33056,095

    20,243

    1,404

    87,660

    +v2

    2v1

    2

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-8

    = m3/jam

    = gpm

    Perhitungan diameter pipa :

    Asumsi : Aliran turbulen

    Di optimum = x Qf x r(Timmerhaus, 2nd ed, pers (45) hal 306)

    dimana : = fluid flow rate

    = ft3/s

    = densitas larutan

    = lbm/ft3

    Di optimum = x x

    = in

    = cm

    Ditetapkan diameter nominal= 4 in(Geankoplis. App.A.5-1 hal.892)

    = in = ft = m

    = in = ft = m

    = ft2

    Check jenis aliran :

    ft3/s

    ft2

    D v

    x x

    =

    > , maka asumsi awal bahwa aliran Turbulen benar

    Sehingga ukuran pipa keluar pompa dipilih : 4 in

    Perhitungan friction losses :

    Sudden Contraction

    Asumsi : Luas permukaan 1 (A1) jauh lebih besar dari luas permukaan 3 (A3)

    = x ( 1 - 0 )

    =(Geankoplis, pers 2.10-16, hal 93)

    2 a gc

    a = 1 untuk aliran turbulen2

    2 x 1 x

    = ft.lbf/lbm

    3,61

    9,16279

    sch 80

    OD 4,50 0,38 0,11

    87,6598

    3,9 0,2310,45

    87,65980,13

    3,90,45 0,13

    Qf

    0,231

    23,541

    103,655

    NRe 2100

    sch 80

    Kc = 0,55 x ( 1

    =87,6598 0,32 2,892

    0,000

    51786451,34

    2,89167 ft/sA 0,07986

    NRe =

    v (kecepatan alir) =Q

    =0,23093

    =

    ID 3,83 0,32 0,10

    A 0,07986

    32,174

    0,07147

    hc = Kcv

    2

    hc = 0,55 x2,8917

    -A3

    )A1

    0,55

    0,55

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-9

    Sambungan dan Valve

    2 buah globe valve Kf =(Geankoplis, Tabel 2.10-1, hal 93)

    4 buah elbow 90o

    Kf =

    Total Kf =

    (Geankoplis, pers 2.10-17, hal 94)

    2 a gc

    a = 1 untuk aliran turbulen2

    2 x 1 x

    = ft.lbf/lbm

    Pipa Lurus

    Bahan pipa = Cast iron

    Panjang pipa lurus = ft

    Data-data yang diperoleh :

    NRe =

    e =(Geankoplis, fig 2.10-3, hal 88)

    e / D =

    f =(Geankoplis, fig 2.10-3, hal 88)

    D = ft

    v2

    2 D gc

    x2

    2 x x

    = ft.lbf/lbm

    Sudden Expansion

    Asumsi : Luas permukaan 2 (A2) jauh lebih besar dari luas permukaan 3 (A3)

    = 1

    v2 (Geankoplis, pers 2.10-15, hal 93)

    2 2

    2 x 1

    = + + +

    = + + +

    = ft.lbf/lbm

    P1 = Pa = lbf/ft2

    P2 = Pa = lbf/ft2

    - = lbf/ft2

    1,94919

    50

    51786451,341

    2,60E-04

    2,68E-03

    0,010

    hf = 15 x2,89167

    32,174

    12

    3

    15

    hf = Kfv

    2

    2,89= 4,18 ft lbf/lbm

    F hc hf Ff hex

    hex = Kex

    = 1 x

    2,89

    0,319 32,174

    0,81513

    Kex = 1 -A3

    A2

    = 4 x 0,010 x50

    0,319

    Ff = 4 fL

    101325 0,21163

    P2 P1 0

    0,07 1,95 0,82 4,18

    7,01668

    101325 0,21163

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-10

    - = ft

    - = ft/s

    Persamaan Bernoulli :(Geankoplis, pers 2.7-28, hal 64)

    P2 - P1 ( Z2 - Z1 ) g -

    2 x 1

    = - lbf ft/lbm

    ft/s2

    lbm.ft/lbf s2

    = ft

    = m

    Diketahui rate volumetrik larutan= gpm

    Diperoleh efisiensi pompa =(Peter&Timmerhaus, 5th ed, fig. 12 - 37, hal 516)

    = ( )

    = - x

    -

    Diketahui laju alir massa = lb/s

    BHP = Laju alir massa x

    = x

    = lbf.ft/s

    hp

    lbf ft/s

    = hp

    Efisiensi motor =

    maka, hp

    = hp

    KW

    hp

    = KW

    = KW

    gc 2

    = - (0

    + 25 +2,89167

    +v2

    2v1

    2

    + F )

    v22

    v12

    2,892

    Ws = - ( +

    z2 z1 25

    Wp =-33,463

    = 45,8391 lbf.ft/ lb0,73

    73%

    Ws - Wp

    -33,463 0,73 Wp

    x32,174

    32,174

    33,4625

    10,1995

    103,655

    gc

    = - - 33,4625 lbf.ft/lbm

    + 7,01668 )87,6598

    33,4625

    Head pompa = - Wsg

    1,57263

    2

    2,1089

    = 2,10893 hp0,7457

    1

    550

    1,68714

    80%

    Power motor =1,68714

    80%

    20,2432

    Wp

    20,2432 45,8391

    927,929

    = 927,929 lbf ft/s x1

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-11

    5. TANGKI PENCAMPUR I (M-212)

    Fungsi : Mencampur bahan baku untuk proses likuifikasi

    Kondisi Operasi : P = atm

    T =oC

    Tipe : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk

    standar dish head

    Bahan : Stainless Steel SA 240 grade M tipe 316

    Sistem Operasi : Batch

    1. Menentukan Volume Tangki

    Feed tangki pencampur I :

    = kg/L

    = lbm/ft3

    Volume larutan = L

    = ft3

    Larutan pati menempati 80% volume tangki, maka volume tangki (Vt)

    Volume tangki volume larutan pati

    = ft3

    V(L)

    Pati 27271,278 1,5044 18128,193

    Protein 156,912 0,8000 196,140

    1

    30

    Komponen m (kg) r (kg/L)

    74480,327

    2630,234

    =80%

    3287,7921

    r larutan =82640,237

    74480,327

    1,10956

    69,2711

    Air 55023,753 0,9832 55961,670

    Total 82640,237 74480,327

    Lemak 156,912 0,9193 170,681

    Serat 31,382 1,3274 23,642

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-12

    2. Menentukan Dimensi Tangki

    a. OD dan tinggi bejana

    Tangki berupa silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentukstandard dish head

    Digunakan dimensi =

    Volume silinder (Vs) = p x x Hs

    = p x x

    =

    Volume tutup (Vdish) =

    Volume total= + 2 Vdish

    = + 2

    = +

    = ft3

    = ft = in

    diambil OD standar= in = ft

    = ft = in (tinggi silinder)

    Perhitungan bagian dished head

    Menghitung tinggi tutup atas (ha)

    ha = OD

    = in

    karena tutup atas dan bawah berjenis sama, maka:

    ha = hb = in

    =

    = ft3

    = -

    = -

    = ft3

    Tinggi larutan dalam tangki (Hl)

    p x

    Ds

    1,17857 Ds3

    0,0847 Ds3

    Vs

    1,5

    1/4 Ds2

    1/4 Ds2

    1,5

    Hs/Ds

    volume dalam tutup bawah

    2630,234 232,417

    2397,817

    Hls =Vls

    1/4 Ds2

    Vdish 0,0847 Ds3

    232,417

    Vls volume larutan

    Hs 21 252

    0,169

    28,392

    28,392

    Ds3

    2439,07

    Ds 13,4609 161,531

    168 14

    3287,7921 1,17857 Ds3

    0,0847 Ds3

    3287,7921 1,17857 Ds3

    0,1694 Ds3

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    C

    r

    OA

    B

    A

    sf

    ID

    a

    t

    OD

    bicr

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-13

    = ft = in

    = + ha

    = in = ft

    Tinggi total tangki = + +

    = + +

    = in = ft

    (tinggi total tangki tanpa memperhitungkan ketebalan tutup bejana)

    b. Tekanan Desain

    Pdesain = Phidrostatik

    g

    gc

    = psi

    c. Tebal silinder

    Bahan konstruksi : Stainless Steel SA 240 grade M tipe 316

    f = psi

    c = in

    Sambungan las, dipilih tipe double welded butt joint

    E = (ASME, Tabel UW-12)

    x

    2 ( f E + Pdesain )

    = in

    Tebal standar = in = in

    d. ID (inside diameter)

    = - 2 ts

    = -

    = in = ft

    e. Tebal tutup atas dan bawah yang berupa standar dished head

    Pdesain r

    f E - Pdesain

    dianggap r = = in , maka

    = in

    Standarisasi tebal tutup standar berdasarkan tabel 5.7, Brownell :

    tha (standar) = in = ft

    pada tabel 5.7 (Brownel)

    = in , r = in

    sehingga perlu dilakukan perhitungan ulang tebal tutup atas

    = in = in (standar)

    karena tutup atas dan tutup bawah berupa standar dished head, maka :

    144

    9,05962

    18750

    1/8

    0,8

    t =Pdesain Do

    308,784 25,732

    1,05

    = 1,05 x r x xHl

    215,235 17,9362

    h tutup atas h silinder h tutup bawah

    28,392 252 28,392

    =2397,817

    154

    15,5702 186,843

    Hl Hls

    tha 1/4 144

    tha 0,202 1/4

    OD 168

    tha 0,215

    1/4 0,021

    tha =0,885

    + C0,1

    ID OD

    168 0,38

    167,625 13,9688

    + c0,4

    0,1757

    3/16 0,1875

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-14

    = = in

    Dari tabel 5.7, Brownell, didapat : = in

    = in

    Tinggi total tangki dengan memperhitungkan ketebalan tutup bejana

    Tinggi total tangki = + + +

    = + + + 2

    = in = ft

    f. Menghitung diameter pelat awal untuk membuat tutup (Dblanko)

    2 (tebal < 1 in)

    3

    = in

    3. Pengaduk

    a. Dimensi Pengaduk

    m air = cp = lbm/ft.s

    r larutan = lbm/ft3

    1 + s( Perry 5th, page 3-247)

    ( 1 - s )4

    = cp = lbm/ft.s

    Dipakai impeller jenis turbine dengan 6 buah flat blade dengan 4 baffle.

    = Ds

    = ft = in

    = Da

    = ft = in

    = Da

    = ft = in

    = Ds

    = ft = in

    Tinggi liquid x Sg liquid( joshi, hal.415 )

    ( / )

    =

    Ditetapkan jumlah pengaduk =

    Letak pengaduk pertama = ft dari dasar shell

    Letak pengaduk kedua dari pengaduk pertama:

    tinggi liquid dalam silinder- Ds

    -

    2

    tha thb 1/4

    icr 10,125

    sf 2

    = 0,501901massa air dalam larutan 55023,753

    m larutan (mm) =0,5

    l

    69,2711

    fs =massa padatan dalam larutan

    =27616,484

    + icr42

    182,75

    0,8007 0,00054

    311,188 25,9323

    Dblanko = OD +OD

    + 2 sf

    h tutup atas h silinder h tutup bawah sf

    28,594 252 28,594

    =15,5702 4,667

    62,4

    14

    1,42155

    2

    4,66667

    =1/3

    2

    Jumlah pengaduk =Diameter pit

    =17,9362 69,2711

    1,1667 14,0

    Lebar baffle 1/12

    1,1667 14,0

    Lebar blade 1/5

    0,9333 11,2

    Panjang blade 1/4

    16,2723 0,01093

    Diameter impeller (Da) 1/3

    4,6667 56,0

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-15

    = ft dari pengaduk 1

    b. Kecepatan putar impeller

    ditetapkan : = rpm = rps

    = lbm/ft.s

    c. Bilangan Reynold (NRe)

    N r

    =

    d. Bilangan Daya (NP)

    Dari kurva A (gambar 9-13), McCabe jilid 1

    Untuk =

    = 5

    e. Daya yang dipakai pengaduk (P)

    Dari persamaan (9-20) McCabe jilid 1, daya yang dibutuhkan adalah :

    gc

    untuk 2 stage pengaduk maka :

    = 2 x hp

    = hp

    f. Daya Motor (Hp)

    Kebocoran tenaga akibat poros dan bearing ( Gland losses):

    Gland losses = Power input = Pi

    Kebocoran tenaga akibat motor seperti pada belt dan gear

    ( Transmission system losses )

    = power input

    = Pi

    Total hp yang diperlukan (Pi)

    Pi = + Pi + Pi

    Pi =

    Pi = hp

    kW

    1 hp

    = kW

    Dipakai motor dengan power = kW

    4. Perhitungan diameter nozzle

    Perhitungan diameter nozzle inlet

    Rate larutan masuk = kg/jam

    r larutan masuk = kg/L = lbm/ft3

    m larutan masuk = lbm/ft.s

    5,452

    N 37

    20,3 0,1 0,2

    0,7 20,3

    29,0

    20,32

    10% 0,1

    Transmission sistem losses 20%

    0,2

    Da5

    = 10,16 hp550

    P 10,16

    85077,912

    NRe 85077,912

    NP

    P =NP rlarutan N

    3

    0,61667

    m 0,01093

    NRe =Da

    2

    m

    22

    33056,095

    1,10956 69,2673

    0,01093

    Pi = 29,0 hp0,7475

    21,696

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-16

    kg/jam

    kg/L

    = L/jam

    = ft3/jam

    = ft3/s

    Dianggap aliran turbulen, maka dari Peter & Timmerhause, 4thed, hal 496

    Di optimum = x Qf x r

    = x x

    = in

    dari Geankoplis Appendiks A.5-1 dipilih : 4 in

    maka: = in = ft

    = in = ft

    = ft2

    cek jenis aliran :

    kecepatan alir : ft3/s

    ft2

    = ft/s = ft/menit

    r D v

    m

    x x

    =

    jadi anggapan aliran turbulen benar

    Perhitungan diameter nozzle outlet

    Rate larutan keluar = kg/jam

    Campuran keluar tangki pencampur 1 dalam 2,5 jam :

    r larutan keluar = kg/L = lbm/ft3

    m larutan keluar = lbm/ft.s

    kg/jam

    kg/L

    = L/jam = ft3/jam

    = ft3/s

    sch 80

    OD 4,5 0,375

    ID 3,826 0,319

    3,9 0,292250,45

    69,26730,13

    3,890

    29792,131

    1052,093

    0,2922

    3,90,45 0,13

    Rate volumetrik =33056,095

    1,1096

    Lemak 156,912 0,919 170,68076

    Serat 31,382 1,327 23,642446

    Pati 27271,278 1,504 18128,193

    Protein 156,912 0,800 196,1398

    7391,2052

    33098,56

    Komponen m (kg) r (kg/L) V (L)

    3,65951 219,57

    NRe =

    =69,2673 0,319 3,65951

    0,01093

    A 0,07986

    v =0,29225

    0,07986

    29832,9 1053,53

    0,2926

    1,10947 69,2616

    0,01093

    Rate volumetrik =33098,56

    1,1095

    a-amylase 17,181 1,050 16,362767

    Total 82746,400 74582,139

    Air 55103,593 0,983 56042,872

    CaCl2 9,142 2,152 4,2481736

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-17

    Dianggap aliran turbulen, maka dari Peter & Timmerhause

    Di optimum = x Qf x r(Peter & Timmerhaus hal. 496)

    = x x

    = in

    dari Geankoplis Appendiks A.5-1 dipilih : 4 in

    maka : = in = ft

    = in = ft

    = ft2

    cek jenis aliran :

    Kecepatan alir : ft3/s

    ft2

    = ft/s = ft/menit

    r D v

    m

    x x

    =

    jadi anggapan aliran turbulen benar

    6. TANGKI PENAMPUNG CaCl2 (F-213)

    Fungsi : Menyimpan larutan CaCl2 untuk proses Liquifikasi

    selama 7 hari

    Bentuk : Silinder dengan tutup atas berbentuk standard dished head dan tutup

    bawah berbentuk konikal dengan suduto

    Bahan : Stainless Steel

    Tipe : SA 167 tipe 304 grade 3

    Kapasitas : ft3

    Jumlah : 1 buah

    keterangan :

    Ds : Diameter shell

    Hs : Tinggi shell

    hd : Tinggi tutup atas

    tha : Tebal tutup atas

    hc : Tinggi konis

    tc : Tebal konis

    Dno : Diameter nozzle outlet

    Dni : Diameter nozzle inlet

    ts : Tebal shell

    Laju alir larutan CaCl2 = kg/jam

    = lb/jam

    3,9 0,292650,45

    69,26160,13

    3,8921

    3,90,45 0,13

    7400,7003

    120

    122,1805

    17,7965

    39,2341

    3,66451 219,871

    NRe =

    =69,2616 0,31883 3,66451

    0,01093

    A 0,07986

    v =0,29265

    0,07986

    sch 80

    OD 4,5 0,375

    ID 3,826 0,319

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    hd

    HsDs

    Dni

    hc

    tha

    tc

    ts

    Do

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-18

    larutan CaCl2 = kg/L

    = lb/ft3

    larutan CaCl2 = cp

    = lb/ft.s

    Laju alir volumetrik =

    lb/jam

    lb/ft3

    = ft3/jam

    = ft3/s

    ft3

    s

    s jam

    = ft3

    Larutan menempati volume tangki keseluruhan (Vt)

    Volume larutan

    Menentukan dimensi tangki :

    Direncanakan tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas bentuk standar

    dished head dan tutup bawah berbentuk konikal dengan suduto

    asumsi dimensi Hs/Ds =

    Volume silinder:

    =

    =

    =

    Volume tutup atas :

    =

    Volume tutup bawah :

    tan (0.5)

    x )

    =

    = + +

    = + +

    =

    = ft = in

    Diambil D standar, = in (Kode ASME)

    67,4344

    3,9

    0,00262

    Laju alir massa CaCl2

    CaCl2

    =39,2341

    67,4344

    1,0802

    Ds

    1,17857 Ds3

    Vdish 0,0847 Ds3

    Vs /4 Ds2

    Hs

    /4 Ds2

    1,5

    122,18 ft3

    80% 0,8

    120

    1,5

    80%

    Vt = =97,7444

    =

    3600x 168 jam

    1

    97,7444

    0,58181

    0,00016

    Volume larutan = 0,00016 x

    OD 54

    Ds3

    122,18 1,33888 Ds3

    Ds 4,50215 54,0259

    122,18 1,17857 Ds3

    0,0847 Ds3

    0,07561

    120

    0,07561 Ds3

    V total Vs Vdish Vkonis

    Vkonis =Ds

    3

    24

    =Ds

    3

    24 tan ( 0,5

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-19

    = ft(Brownell & Young, tabel 5.7, hal 89)

    Maka tinggi bagian silinder tangki

    = in = ft

    Menghitung bagian dished head (tutup atas) :

    Tinggi tutup atas :

    = OD

    = x

    = in = ft

    Tinggi tutup bawah :

    x

    x )

    = in = ft

    Volume larutan pada tutup bawah =

    = x3

    = ft3

    Volume larutan dalam shell = Volume larutan - Volume larutan tutup bawah

    = -

    = ft3

    Volume larutan dalam shell

    x2

    = ft

    Tinggi larutan dalam tangki HI = Tinggi larutan dlm shell+ Hd

    = +

    = ft

    Tinggi total tangki = + +

    = + +

    = ft

    Menentukan tekanan desain :

    Tekanan Operasi = Tekanan atmosfir + Tekanan hidrostatik

    g

    gc

    ft/s2

    lbm.ft/lbf.s2

    = psi

    Tekanan perencanaan = P hidrostatik x

    4,5

    Hs 81 6,75

    90,8548

    Tinggi larutan dalam shell =/4 Ds

    2

    =90,855

    /4 4,5

    0,07561 Ds3

    0,07561 4,5

    6,88954

    97,7444 6,88954

    54

    tan ( 0,5 120

    15,5885 1,29904

    Hk =0,5 do

    tan (0.5)

    =0,5

    Hd 0,169

    0,169 54

    9,126 0,7605

    x1

    32,174 144

    3,03023

    1,05

    = 67,4344 x32,174

    x 6,47

    6,75 0,76 1,3

    8,81

    P hidrostatik = HI

    5,710

    5,710 0,761

    6,471

    Hs Hd Hk

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-20

    = x

    = psia

    Menentukan tebal tangki :

    Tebal bagian silinder

    Bahan konstruksi : Stainless steel

    Spesifikasi : SA 167 tipe 304 Grade 3

    Sambungan las : Double welded joint

    f allowable = psi(Brownell & Young, App D, hal 342)

    c = in

    E =(Brownell & Young, hal 254)

    Pi(Brownell, pers 13.1,h.254)

    2 ( f E + Pi )

    dimana: = Tebal bagian silinder ( in )

    = Tekanan dalam bejana ( lb/in2 )

    = Diameter luar silinder atau bejana ( in )

    = Allowable stress ( lb/in2 )

    = Faktor pengelasan

    = Faktor korosi

    x

    2 ( x + x )

    = in

    Tebal shell standard = in(Brownell & Young, tabel 5.7, hal90)

    = in

    = - 2

    = - 2 x

    = in

    Tebal tutup atas

    Bentuk tutup atas berupa standard dished head

    dianggap : r = = in

    Pi r(Brownell & Young, pers 13.12, hal 258)

    ( f E - Pi )

    x x

    ( x - x )

    = in

    Tebal tutup standard = in(Brownell & Young, tabel 5.7, hal 89)

    = in

    Dari tabel 5.7 Brownell, untuk

    ts = in r =

    icr = in , dan sf = in

    Tebal tutup bawah

    Bentuk tutup bawah berbentuk corong dengan suduto

    3,18175 1,05

    3,34083

    18750

    1/8

    0,8

    54 0,1875

    53,625

    OD 54

    tha =0,885

    +

    0,13101

    3/16

    0,1875

    ID OD ts

    ts =3,34 54

    + 0,12518750 0,8 0,4 3,34

    ts

    Pi

    OD

    f

    E

    c

    ts =OD

    + c0,4

    120

    0,13564

    3/16

    0,1875

    3/16 54

    3,25 1,75

    + 0,12518750 0,8 0,1 3,34

    C0,1

    =0,885 3,34 54

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-21

    (Brownell, eq 6.154,h.118)

    2 cos (0,5) ( f E + Pi )

    = in

    Tebal tutup standard = in(Brownell & Young, tabel 5.7, hal 89)

    = in

    Tinggi total tangki

    Tinggi total = tinggi tutup atas + tinggi silinder+ tinggi tutup bawah + sf

    = + + +

    = in = ft

    Perhitungan diameter nozzle

    Inlet nozzle

    Diameter inlet nozzleditetapkan= 4 in

    didapat : = in

    = m

    = ft

    = in

    = m

    = ft

    = ft2

    Outlet nozzle

    Menghitung diameter outlet nozzle :

    Asumsi : Aliran laminer

    Di optimum = x Qf x r(Timmerhaus, 4th edition, hal 496)

    = x x

    = in

    Ditetapkan diameter nominal : in(Geankoplis. App.A.5 hal.892)

    didapat : = in

    = m

    = ft

    = in

    = m

    = ft

    = ft2

    Check jenis aliran :

    Q ft3/s

    A ft2

    D v

    x x

    =

    0,13703

    3/16

    0,1875

    9,3135 81 15,776

    thb =Pi do

    + C0,4

    0,017

    0,056

    ID 0,493

    0,013

    0,041

    0,18

    0,27629

    3/8 sch 40

    OD 0,675

    A 0,07986

    3,00,36 0,18

    3,0 0,000160,36

    67,43

    0,114

    0,375

    ID 3,826

    0,097

    0,319

    1,75

    107,839 8,99

    sch 80

    OD 4,5

    =67,4344 0,04108 0,12151

    0,00262

    128,456

    = 0,12151 ft/s0,00133

    NRe =

    A 0,00133

    v (kecepatan alir) = =0,00016

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-22

    Nre < 2100, maka asumsi awal bahwa aliran Laminer benar

    Sehingga ukuran pipa keluar pompa dipilih : in

    7. TANGKI PENAMPUNG ENZIM a-AMYLASE (F-214)

    Fungsi : Menyimpan enzim -amylase untuk proses Liquifikasi selama

    2 hari

    Bentuk : Silinder dengan tutup atas berbentuk standard dished head dan

    tutup bawah berbentuk konikal dengan suduto

    Bahan : Stainless Steel

    Tipe : SA 167 tipe 304 grade 3

    Kapasitas : ft3

    Jumlah : 1 buah

    Laju alir massa -amylase = kg/jam

    = lb/jam

    enzim -amylase = kg/L

    = lb/ft3

    enzim -amylase = cp

    = lb/ft.s

    lb/jam

    lb/ft3

    = ft3/jam

    = ft3/s

    =

    Larutan menempati volume tangki keseluruhan (Vt)

    Volume larutan

    Menentukan dimensi tangki :

    Direncanakan tangki berbentuk silinder tegak dengan tutup atas bentuk standard

    dished head dan tutup bawah berbentuk konikal dengan suduto

    asumsi dimensi Hs/Ds =

    Volume silinder :

    =

    =

    =

    7,575

    1,05

    65,55

    2,56

    0,00172

    Laju alir volumetrik =Laju alir massa -amylase

    enzim -amylase

    3/8 sch 40

    120

    6,93409

    3,436

    Vs /4 Ds2

    Hs

    /4 Ds2

    1,5

    6,93409 ft3

    80% 0,8

    120

    1,5

    80%

    Vt = =5,54727

    =

    x 48 jamjam

    5,54727 ft3

    =7,5754

    65,5492

    0,1156

    0,0000321

    Volume larutan = 0,1156ft

    3

    Ds

    1,17857 Ds3

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-23

    Volume tutup atas :

    =

    Volume tutup bawah :

    tan (0.5)

    x )

    =

    V total = + +

    = + +

    =

    = ft

    = in

    Diambil D standar, = in (Kode ASME)

    = ft(Brownell & Young, tabel 5.7, hal 89)

    Maka tinggi bagian silinder tangki = in = ft

    Menghitung bagian dished head (tutup atas) :

    Tinggi tutup: = OD

    = x

    = in = ft

    Tinggi tutup bawah :

    x

    x )

    = in = ft

    Volume larutan pada tutup bawah =

    = x3

    = ft3

    Volume larutan dalam shell = Volume larutan - Volume larutan tutup bawah

    = -

    = ft3

    Volume larutan dalam shell

    x2

    = ft

    Tinggi larutan dalam tangki :

    = Tinggi larutan dlm shell+

    Ds 1,73015

    20,7618

    OD 22

    1,83

    Ds3

    0,07561 Ds3

    6,93409 1,33888 Ds3

    0,07561 Ds3

    Vs Vdish Vkonis

    6,93409 1,17857 Ds3

    0,0847

    =Ds

    3

    24 tan ( 0,5 120

    Vdish 0,0847

    Vkonis =Ds

    3

    24

    0,46588

    5,54727 0,46588

    5,08139

    Tinggi larutan dalam shell=/4 Ds

    2

    6,35086 0,52924

    0,07561 Ds3

    0,07561 1,83

    =0,5 22

    tan ( 0,5 120

    3,718 0,30983

    Hk =0,5 do

    tan (0.5)

    Hs 33 2,75

    Hd 0,169

    0,169 22

    =5,0814

    /4 1,83

    1,924

    HI Hd

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-24

    = + = ft

    Tinggi total tangki = + +

    = + +

    = ft

    Menentukan tekanan desain :

    Tekanan Operasi = Tekanan atmosfir + Tekanan hidrostatik

    g

    gc

    ft/s2

    lbm.ft/lbf.s2

    = psia

    Tekanan perencanaan = P hidrostatik x

    = x

    = psi

    Menentukan tebal tangki :

    Tebal bagian silinder

    Bahan konstruksi : Stainless steel

    Spesifikasi : SA 167 tipe 304 Grade 3

    Sambungan las : Double welded joint

    f allowable = psi(Brownell & Young, App D, hal 342)

    c = in

    E =(Brownell & Young, hal 254)

    Pi(Brownell & Young, pers 13.1,h.254)

    2 ( f E + Pi )

    dimana: = Tebal bagian silinder ( in )

    = Tekanan dalam bejana ( lb/in2 )

    = Diameter luar silinder atau bejana ( in )

    = Allowable stress ( lb/in2 )

    = Faktor pengelasan

    = Faktor korosi

    x

    2 ( x + x )

    = in

    Tebal shell standard = in(Brownell & Young, tabel 5.7, hal90)

    = in

    = - 2 ts

    = - 2 x

    = in

    Tebal tutup atas

    Bentuk tutup atas berupa standard dished head

    1

    32,174 144

    1,01691

    1,05

    1,0169 1,05

    = 65,532,174

    x 2,23 x

    2,75 0,31 0,53

    3,59

    P hidrostatik = HI

    1,924 0,31 2,23397

    Hs Hd Hk

    0,12578

    3/16

    0,188

    ID OD

    22 0,188

    22+ 0,125

    18750 0,8 0,4 1,07

    f

    E

    c

    ts =1,06775

    + c0,4

    ts

    Pi

    OD

    1,06775

    18750

    1/8

    0,8

    ts =OD

    21,625

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-25

    dianggap : = = in

    Pi r(Brownell & Young, pers 13.12, hal 258)

    ( f E - Pi )

    x x

    ( x - x )

    = in

    Tebal tutup standard = in(Brownell & Young, tabel 5.7, hal 89)

    = in

    Dari tabel 5.7 Brownell, untuk tebal tutup = 3/16 in, r = 24 in (memenuhi)

    ts = in r =

    icr = in , dan sf = in

    Tebal tutup bawah

    Bentuk tutup bawah berbentuk corong dengan suduto

    (Brownell, eq 6.154,h.118)

    2 cos (0,5) ( f E + Pi )

    = in

    Tebal tutup standard = in(Brownell & Young, tabel 5.7, hal 89)

    = in

    Tinggi total tangki

    Tinggi total = tinggi tutup atas + tinggi silinder+ tinggi tutup bawah + sf

    = + + +

    = in = ft

    Perhitungan diameter nozzle

    Inlet nozzle

    Diameter inlet nozzle enzim a-amylase ditetapkan = in

    didapat : = in

    = m

    = ft

    = in

    = m

    = ft

    = ft2

    Outlet nozzle

    Menghitung diameter outlet nozzle :

    Asumsi : Aliran laminer

    Di optimum = x Qf x r(Timmerhaus, 4th edition, hal 496)

    = x x

    = in

    Ditetapkan diameter nominal : in (Geankoplis. App.A.5 hal.892)

    didapat : = in

    = m

    120

    thb =Pi do

    + C0,4

    0,126

    3/16

    0,188

    3/16 21

    1,38 2

    + 0,12518750 0,8 0,1 1,07

    C0,1

    =0,885 1,07 22

    r OD 22

    tha =0,885

    +

    0,15362

    1/4 sch 80

    OD 0,54

    0,18

    3,0 0,00003210,36

    65,54920,18

    0,097

    0,319

    A 0,07986

    3,00,36

    OD 4,5

    0,114

    0,375

    ID 3,826

    2

    45,44 3,78699

    4 sch 80

    0,127

    3/16

    0,1875

    3,91 33 6,54

    0,014

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-26

    = ft

    = in

    = m

    = ft

    = ft2

    Check jenis aliran :

    Q ft3/s

    A ft2

    D v

    x x

    =

    Nre < 2100, maka asumsi awal bahwa aliran Laminer benar

    Sehingga ukuran pipa keluar pompa dipilih : in

    8. POMPA REAKTOR DEKSTRINASI (L-215)

    Fungsi : Memompa larutan dari tangki pencampur ke reaktor dekstrinasi

    Tipe : Centrifugal Pump

    Kapasitas : kg/jam

    Bahan : Cast Iron

    2

    ft

    1

    3

    Titik referens yang digunakan : titik 1 = Permukaan liquid di tangki pencampur

    titik 2 = Jet Cooker

    Persamaan Bernoulli :(Geankoplis, pers 2.7-28, hal 64)

    P2 - P1 ( Z2 - Z1 ) g -

    Data-data :

    Rate larutan = kg/jam

    = lbm/s

    Densitas larutan = kg/L

    = lbm/ft3

    Viskositas larutan = cp

    + F )

    1/4 sch 80

    33098,56

    15

    Ws = - ( +

    =65,5492 0,02517 0,0642

    0,00172

    61,5694

    = 0,0642 ft/s0,0005

    NRe =

    A 0,0005

    v (kecepatan alir) = =0,000032

    0,045

    ID 0,302

    0,008

    0,025

    36,865

    gc 2

    33098,56

    20,269

    1,1125

    69,4517

    +v2

    2v1

    2

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-27

    = lbm/ft s

    lbm/s

    lbm/ft3

    = ft3/s

    = m3/jam

    = gpm

    Perhitungan diameter pipa :

    Asumsi : Aliran turbulen

    Di optimum = x Qf x r(Timmerhaus, 2nd ed, pers (45) hal 306)

    dimana : = fluid flow rate

    = ft3/s

    = densitas larutan

    = lbm/ft3

    Di optimum = x x

    = in

    = cm

    Ditetapkan diameter nominal= 4 in(Geankoplis. App.A.5-1 hal.892)

    = in = ft = m

    = in = ft = m

    = ft2

    Check jenis aliran :

    ft3/s

    ft2

    D v

    x x

    =

    > , maka asumsi awal bahwa aliran Turbulen benar

    Sehingga ukuran pipa keluar pompa dipilih : 4 in

    Perhitungan friction losses :

    Sudden Contraction

    Asumsi : Luas permukaan 1 (A1) jauh lebih besar dari luas permukaan 3 (A3)

    = x ( 1 - 0 )

    =(Geankoplis, pers 2.10-16, hal 93)

    2 a gc

    69,4517

    3,9 0,291850,45

    69,45170,13

    3,90,45 0,13

    Qf

    0,29185

    20,2692

    larutan 69,4517

    0,29185

    29,7511

    130,998

    0,0248

    Rate volumetrik =Rate larutan

    =

    80

    Kc = 0,55 x ( 1

    =69,4517 0,32 3,654

    0,0248

    3266,64

    3,65447 ft/sA 0,07986

    NRe =

    v (kecepatan alir) =Q

    =0,29185

    =

    ID 3,83 0,32 0,10

    A 0,07986

    3,88868

    9,87725

    sch 80

    OD 4,50 0,38 0,11

    hc = Kcv

    2

    -A3

    )A1

    0,55

    0,55

    NRe 2100

    sch

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-28

    a = 1 untuk aliran turbulen2

    2 x 1 x

    = ft.lbf/lbm

    Sambungan dan Valve

    2 buah globe valve Kf =(Geankoplis, Tabel 2.10-1, hal 93)

    6 buah elbow 90o

    Kf =

    Total Kf =

    (Geankoplis, pers 2.10-17, hal 94)

    2 a gc

    a = 1 untuk aliran turbulen2

    2 x 1 x

    = ft.lbf/lbm

    Pipa Lurus

    Bahan pipa = Cast iron

    Panjang pipa lurus = ft

    Data-data yang diperoleh :

    NRe =

    e =(Geankoplis, fig 2.10-3, hal 88)

    e / D =

    f =(Geankoplis, fig 2.10-3, hal 88)

    D = ft

    v2

    2 D gc

    x2

    2 x x

    = ft.lbf/lbm

    Sudden Expansion

    Asumsi : Luas permukaan 2 (A2) jauh lebih besar dari luas permukaan 3 (A3)

    = 1

    v2 (Geankoplis, pers 2.10-15, hal 93)

    2 2

    2 x 1

    = + + +

    = + + + 7

    hf = 16,5 x3,65447

    32,174

    32,174

    0,11415

    12,0

    4,5

    16,5

    hf = Kfv

    2

    hc = 0,55 x3,6545

    hex = Kex

    = 1 x

    3,65

    0,319 32,174

    2,5

    Kex = 1 -A3

    A2

    = 4 x 0,012 x80

    0,319

    Ff = 4 fL

    3,4245

    80

    3266,643

    2,60E-04

    2,68E-03

    0,012

    0,11 3,42 2,5

    3,65= 6,68 ft lbf/lbm

    F hc hf Ff hex

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-29

    = ft.lbf/lbm

    P1 = Pa = lbf/ft2

    P2 = Pa = lbf/ft2

    - = lbf/ft2

    - = ft

    - = ft/s

    Persamaan Bernoulli :(Geankoplis, pers 2.7-28, hal 64)

    P2 - P1 ( Z2 - Z1 ) g -

    2 x 1

    = - lbf ft/lbm

    ft/s2

    lbm.ft/lbf s2

    = ft

    = m

    Diketahui rate volumetrik larutan= gpm

    Diperoleh efisiensi pompa =(Peter&Timmerhaus, 5th ed, fig. 12 - 37, hal 516)

    = ( )

    = - x

    -

    Diketahui laju alir massa = lb/s

    BHP = Laju alir massa x

    = x

    = lbf.ft/s

    hp

    lbf ft/s

    = hp

    Efisiensi motor =

    maka, hp

    = hp

    KW

    hp

    = KW

    = KW

    + F )

    v22

    v12

    3,65447

    Ws = - ( +

    300000 0,62658

    P2 P1 0,41495

    z2 z1 15

    12,72

    101325 0,21163

    73%

    Ws - Wp

    -29,549 0,73 Wp

    x32,174

    32,174

    29,549

    9,01

    131

    gc

    = - - 29,5491 lbf.ft/lbm

    + 12,7159 )69,4517

    29,5491

    Head pompa = - Wsg

    gc 2

    = - (0,41495

    + 15 +3,65447

    +v2

    2v1

    2

    1,39049

    2

    1,86468

    = 1,86468 hp0,7457

    1

    550

    1,49175

    80%

    Power motor =1,49175

    0,8

    20,2692

    Wp

    20,2692 40,4782

    820,46

    = 820,46 lbf ft/s x1

    Wp =-29,549

    = 40,4782 lbf.ft/ lb0,73

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-30

    9. JET COOKER (E-216)

    Fungsi : Tempat terjadinya gelatinisasi larutan pati oleh steam

    Kondisi operasi : P = kPa = psig

    T =oC

    Laju alir larutan= kg/jam

    = lb/jam

    Komponen (kg/L)

    Pati

    Protein

    Lemak

    Serat

    Air

    CaCl2

    a-amylase

    Densitas larutan = kg/L = lb/ft3

    Menghitung ukuran pipa steam masuk

    Massa steam = kg/jam

    = lbm/jam

    Specific volume = m3/kg

    = ft3/lb

    steam = kg/m3

    = lbm/ft3

    Qf steam = x

    = ft3/jam

    = ft3/s

    Di optimum = x Qf x r(Timmerhaus, 2nd ed, pers (45) hal 306)

    = x x

    = in

    ditetapkan diameter nominal : in(Kern, tabel 11, hal 844)

    = in

    = ft

    = in

    = ft

    = in2

    = ft2

    Cek jenis aliran :

    Kecepatan alir ft3/s

    ft2

    300 43,5113

    133,5

    35898,56

    4750,556

    0,6066

    9,7171

    1,6485

    0,1029

    4750,56 9,71714

    Total 16549,280 14916,428

    1,10947 69,2614

    2154,838

    1,828 2,152 0,850

    3,436 1,050 3,273

    6,276 1,327 4,728

    11020,719 0,983 11208,574

    31,382 0,800 39,228

    31,382 0,919 34,136

    79141,966

    rate (kg/jam) V (L)

    5454,256 1,504 3625,639

    0,799

    u1 =12,8227

    0,799

    1,06

    ID 12,09

    1,01

    A 115

    0,13

    9,147

    12 sch 30

    OD 12,75

    46161,8

    12,8227

    3,90,45 0,13

    3,9 12,820,45

    0,10291

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-31

    = ft/s = ft/min

    Menentukan ukuran jet steam :

    Keadaan 1 inlet :

    P steam = kPa

    =oC (Geankoplis,tabel A.2-9, hal 858)

    = kJ/kg = btu/lb

    = m3/kg = ft

    3/lb

    = kJ/kg K= btu/lb oF

    Keadaan 2 outlet :

    P steam = kPa

    =oC

    = kJ/kg = btu/lb

    = m3/kg = ft3/lb

    = kJ/kg K= btu/lb oF

    = - 2 gc ( - )(van Ness, pers 10.43)

    =2

    - 2 x ( - )

    =

    = ft/s

    Menentukan Ratio diameter inlet&outlet nozzle dengan persamaan Kontinuitas :

    x

    x

    = D12

    = x2

    = in2

    = in

    ditetapkan diameter nominal : in(Kern, tabel 11, hal 844)

    Panjang Jet cooker minimal= Dnozzle

    = x

    = in

    Ditetapkan panjang Jet cooker adalah 3 x panjang minimal, maka panjang

    Jet cooker seluruhnya adalah = 3 x

    = in

    Menentukan ukuran pipa Slurry starch :

    Ukuran pipa slurry starch ditentukan dengan persamaan diameter pipa optimum

    963,397

    300

    T1 133,5

    H1 2725,24 1171,65

    16,0566

    1154,5 1171,65

    1361,625

    u2 36,90

    A2=

    u1 V2

    A1

    u22

    u12

    H2 H1

    16,0566 32,174

    V2 1,37756 22,0665

    S2 7,28438 3,13174

    125,31

    T2 106

    H2 2685,34 1154,5

    V1 0,60835 9,7449

    S1 6,99261 3,13174

    3600,3

    14

    100

    100 12,001

    1200,1

    1200,1

    D2 throath 0,98533

    0,98533 12,09

    144,024

    D throath 12,001

    0,9853336,900 9,745

    A2=

    D2 throath

    = 0,98533A1 D1

    2

    u2 V1

    =16,057 22,067

    =

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-32

    seperti pada penentuan ukuran pipa steam.

    Laju alir larutan

    Densitas larutan

    lb/jam

    lb/ft3

    = ft3/jam

    = ft3/s

    Di optimum = x Qf x r(Timmerhaus, 2nd ed, pers (45) hal 306)

    = x x

    = in

    ditetapkan diameter nominal : 5 in(Geankoplis, app A.5-1, hal 892)

    = in

    = ft

    = in

    = ft

    = in2

    = ft2

    10. COOLER I (E-217)

    Fungsi : Mendinginkan larutan pati yang keluar Jet cooker, dari suhuoC

    oC sebelum masuk ke reaktor dekstrinasi

    Tipe : Shell and Tube Heat Exchanger

    Bahan : Carbon Steel SA 212 Grade A

    Jumlah : 1 buah

    Air pendingin

    t1 =oC

    =oF

    Larutan pati

    Larutan pati T2 =oC

    T1 =oC =

    oF

    =oF Air pendingin

    t2 =oC

    =oF

    Digunakan pipa berukuran : in BWG , L = ft

    Susunan pipa segitiga dengan pitch = in

    didapat : = ft2 (Kern, tabel 10, hal 843)

    = in2

    `

    Rate volumetrik =

    =79141,966

    69,26

    95

    105 203

    221

    45

    113

    0,00088

    105 sampai 95

    30

    86

    0,464

    ID 4,813

    0,401

    A 0,1263

    0,13

    4,037

    sch 80

    OD 5,563

    1142,66

    0,3174

    3,90,45 0,13

    3,9 0,31740,45

    69,2614

    a't 0,223

    0,75 OD 12 16

    0,94

    a"t 0,1963

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-33

    = ft2

    = in

    = ft

    P setiap aliran maksimal = psi

    Faktor kekotoran gabungan minimal= ft.jam.oF/Btu

    Menghitung Q air pendingin :

    Q air pendingin = Q air keluar - Q air masuk

    = -

    = kkal/jam

    = Btu/jam

    Menghitung LTMD :

    Hot fluid Diff

    (t2 - t1)

    ln (t2/t1) ln

    Didapat F T = 1(Kern, fig 18, hal 828)

    = LMTD

    = x

    =oF

    Menghitung Caloric Temperature :

    Hot fluid +

    2

    Cold fluid +

    2

    Menghitung jumlah tube :

    Viskositas larutan

    1 + s( Perry's edisi V, hal 3.247 )

    ( 1 - s )4

    dimana : air = cp(Kern, fig 14, hal 823)

    = lb/ft s

    203 Lower temp 86 117 t1

    18 Differences 27 -9

    Cold fluid

    221 Higher temp 113 108 t2

    10

    0,005

    203958,59 50976,886

    152981,7

    607079,88

    0,00155

    ID 0,532

    0,04433

    T1 - t1 135

    t F T

    1 112,44

    0,67t2 - t1 27

    S =t2 - t1

    =27

    = 0,20

    = 112,44 oF0,92

    R =T1 - T2

    =18

    =

    (T1 - T2) (t2 - t1)

    LMTD =(t2 - t1)

    =-9

    s =Massa padatan dalam larutan

    Massa air dalam larutan

    m=

    0,5

    l

    0,72

    0,00048

    212 oF

    tc =113 86

    = 99,5 oF

    112,44

    Tc =221 203

    =

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-34

    =

    1 + x

    ( 1 - ) 4

    = cp

    lbm/ft s

    cp

    = lbm/ft s

    = lbm/ft menit

    Nilai larutan diatas1 cp, maka termasuk Heavy organic

    Trial nilai UD

    Untuk cooler dengan sistem Heavy Organics - Water,

    overall = 5 - Btu/jam.ft2.oF

    Trial = Btu/jam.ft2.oF

    Q(Kern, hal 150)

    x

    A

    L

    x

    Diperoleh =(Kern, tabel 9, hal 842)

    = in

    =

    Koreksi nilai UD : = L

    = x x

    = ft2

    Q(Kern, hal 150)

    x

    Flow area Flow area

    = in

    = -

    = - x

    = x

    0,445

    m =0,5 0,44511

    x

    =5528,561

    12420,719

    =98,17

    = 31,255216 0,1963

    = 98,1663 ft2

    55 112,44

    Nt =a"t

    A =UD LMTD

    =607079,88

    0,00624

    0,37434

    UD 75

    UD 55

    0,720,44511

    9,28468

    = 9,28468 cp x6,72,E-04

    1

    (larutan pati) (air)

    ID 10at =

    Nt a't

    C' P T

    = 40,9294131,914 112,44

    Shell : Hot fluid Tube : Cold fluid

    131,914

    UD =A LMTD

    =607079,8755

    A Nt a"t

    42 16 0,20

    Nt 42

    ID shell 10

    Passes 6

    6

    OD 144 n

    1 0,75=

    42 0,22

    0,25 144

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-35

    = in (ditetapkan) = ft2

    x x

    x

    = ft2

    Mass flow rate Mass flow rate

    Flow rate larutan masuk Flow rate air pendingin masuk

    = kg/jam = kg/jam

    = lb/jam = lb/jam

    = lb/jam.ft2

    = lb/jam.ft2

    Menghitung NRe Menghitung hi

    =oF

    = in(Kern, fig 28, p.838)

    x

    = ft

    = cp x

    = ft/s

    = Btu/jam ft2 oF

    x(Kern, fig 25, p.835)

    x = in

    = faktor koreksi =

    Sehingga :

    = faktor koreksi x

    = x

    = Btu/jam ft2 oF

    Menghitung ho Menghitung hio

    =(Kern, fig 28, hal 838)

    pada =oF

    k = kair

    = x

    =(Kern, tabel 4,p.800)

    = Btu/jam.ft2 oF

    k m m

    De k mw

    viskositas larutan > 1 cp, maka

    0,17361

    35898,56 10208,648

    79141,966 22505,986

    Gs =W

    Gt =

    P T

    =10 0,25 10

    144 1

    B 10 0,01084

    as =ID C' B

    144

    Res =Ds Gs 83,0458

    2,42 hi 600

    62,5

    0,05=

    3737060,62

    9,28 3600 62,5

    455857,72 3737060,6

    Tc 212v =

    Gt

    De 0,55 3600

    W

    as at

    =79141,966

    =22505,986

    0,1736 0,0108

    0,37 438,368

    ho = j H ( Cp )1/3

    0,9= 618

    0,53

    0,9 0,42 0,75

    618

    j H 9,5hio = hi

    OD

    Tc 212 ID

    0,53

    929,88371 1,03

    hi hi

    1,03 600

    =0,05 455857,72

    2,42 9,28 ID

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-36

    /w = 1 sehingga

    = Btu/jam.ft2 oF

    Perhitungan pressure drop Perhitungan pressure drop

    = tc =oF

    =(Kern, fig 29, hal 839)

    = cp(Kern, fig 14, hal 823)

    L

    B

    = =

    f = ft2/in

    2 (Kern, fig 26, hal 836)

    f L n

    De s.g s

    lb/ft3 2

    16

    lb/ft3

    1

    = = psi

    f 4 n v2

    De s.g s s 2 gc2

    (Kern, fig 27, hal 837)

    1

    = psi 2 gc

    4 x 8

    1

    = psi

    Pressure drop total bagian tube

    = +

    =

    Perhitungan UC :

    x

    + ho +

    =

    Perhitungan dirt factor :

    - -

    x

    = Btu/jam ft2 oF

    Karena nilai RD lebih besar dari RD minimal, maka desain Heat Exchanger

    tersebut memenuhi

    Gt

    m

    = 1216

    =0,04 3737060,6

    10 0,72

    99,5

    f 0,0038 0,72

    (N + 1) = 12 NRe =ID

    2,42 1/3

    0,05 0,37

    278,39

    NRe 929,884

    ho = 9,50,37 0,77 9,28

    5,2E+10Pr =

    62,5

    =0,004 455858 19,2

    144

    5,2E+10

    3737061

    1,10818

    5,2E+10 0,05 0,04

    P =Gs

    2(N+1)

    231,737

    Gt2

    =69,2614

    5,2E+10

    62,5=

    0,00040

    2,42

    19,2 95084,178

    s.g = larutan

    0,0004

    airP =

    nilai

    170,264 40,9294

    UC UD 170,264 40,9294

    278,392

    hio 438,368 278,392

    170,264

    RD =UC UD

    =

    0,1056

    231,737 0,1056

    231,842

    UC =hio ho

    =438,368

    = 0,0033144

    Pr = 0,0033

    0,05 1,11

    5,71847

    v2

    62,5

    0,01856

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-37

    11. REAKTOR DEKSTRINASI (R-210)

    Fungsi : Mengubah pati menjadi dekstrin dengan bantuan enzim

    a-amylase

    Kondisi operasi : P = atm

    T =oC

    Tipe : Silinder tegak dengan tutup atas dan tutup bawah berbentuk

    standar dished head

    Bahan : High alloy stell SA 240 grade M tipe 316

    Sistem Operasi : Batch

    1. Menentukan Waktu Tinggal

    Data :

    (Uhlig, 1998)

    (Levenspiel,hal 41)

    .....(1)

    (Levenspiel,1972)

    .....(2)

    dimana : A = ln k0

    B = E/R

    Dari data dicari nilai k, dari persamaan (1)

    Pada =oK

    ..(i)

    Pada =oK

    .....(ii)

    -7,0677 = A -B

    365,65

    379,15 7,5 0,12 0,017 -4,0719

    T 365,65

    T (oK) t (menit) x k ln k

    365,65 150 0,12 0,001 -7,0677

    365,65 120-180 8 - 16

    379,15 5-10 8 - 16

    1

    95

    T (oK) t (menit) x (%)

    T 379,15

    -4,0719 = A -B

    379,15

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    A

    Ao

    C

    C

    A

    A

    A kCC

    dCkt

    C

    C

    Ao

    A ln

    AA xk

    dt

    dx 1

    Ax t

    A

    A dtkx

    dx

    0 01

    ktxA 1ln

    RT

    Ekk 0lnln

    T

    BAk ln

    RTEekk /0

    AA

    A kCdt

    dCr

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-38

    diperoleh nilai :

    =

    = sebagai ln k0

    dengan : = J/moloK

    = J/mol

    Pada kondisi reaktor yang digunakan :

    =oK =

    oC

    =

    =

    = menit

    = jam

    2. Menentukan Volume Tangki

    Feed reaktor dekstrinasi masuk selama 2,5 jam :

    r (kg/L)

    Pati

    Protein

    Lemak

    Serat

    Air

    CaCl2

    a-amylase

    r campuran = kg/L = lb/ft3

    Volume larutan = L

    = ft3

    Volume larutan = volume tangki

    Volume tangki =

    = ft3

    3. Menentukan Dimensi Tangki

    Tangki berupa silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk dished head

    Digunakan dimensi H/D =

    = p Hs

    = p Ds

    = Ds3

    = Ds3

    = + 2

    = Ds3

    + 2 x Ds3

    = Ds3

    = ft = in

    V (L)

    27271,278 1,50436 18128,193

    156,912 0,8 196,140

    ln k -7,0677

    t 150

    2,5

    Komponen m (kg)

    E 255774

    T 365,65 92,5

    x 0,12

    B 30764,2

    A 77,068

    R 8,314

    3606,4432

    1,5

    Volume silinder (Vs) 0,25 Ds2

    0,25 Ds2

    1,098 68,579

    81701,459

    2885,155

    80%

    100x 2885,155 ft

    3

    80

    17,181 1,05 16,363

    Total 89746,400 81701,459

    62103,593 0,98324 63162,191

    9,142 2,152 4,248

    156,912 0,91933 170,681

    31,382 1,32737 23,642

    3606,4432 1,1786 0,08467

    3606,4432 1,34792

    Ds 13,8826 166,592

    1,5

    1,1786

    Volume tutup (Vdish) 0,08467

    Volume total Vs Vdish

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-39

    diambil OD standar = in = ft

    = ft = in

    a. Perhitungan bagian dished head

    Menghitung tinggi tutup atas (ha)

    ha = OD

    = in

    karena tutup atas dan bawah berjenis sama,maka:ha = hb = in

    = Ds3

    = ft3

    = volume larutan - volume dalam tutup bawah

    = -

    = ft3

    Tinggi larutan dalam tangki (Hl)

    p

    = ft = in

    = +

    = in = ft

    Tinggi total tangki = h tutup atas + h silinder + h tutup bawah

    = + +

    = in = ft

    (tinggi total tangki tanpa memperhitungkan ketebalan tutup bejana)

    b. Tekanan Desain

    P total = P hidrostatik

    g

    gc

    =

    = psia

    Pdesain = P total

    = psi

    c. Tebal silinder

    Bahan konstruksi : High alloy stell SA 240 grade M tipe 316

    f = psi

    c = in

    Sambungan las, dipilih tipe double welded butt joint

    E = (ASME, Tabel UW-12)

    2 ( f APPENDIKS A PERHITUNGAN NERACA MASSA+ )

    2885,1545 232,4168

    2652,7377

    Hls =Vls

    0,25 Ds2

    28,392

    28,392

    Vdish 0,0847

    232,417

    Vls

    168 14

    Hs 21 252

    0,169

    = 0,17985 in0,4 Pdesain

    ts =Pdesain Do

    + c

    9,33031

    1,05

    9,79682

    18750

    0,125

    0,8

    = xHl

    144

    9,33

    235,099 19,5916

    28,392 252 28,392

    308,784 25,732

    =

    2652,7377

    154

    17,2256 206,707

    Hl Hls hb

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-40

    Tebal standar = in = in

    d. ID (inside diameter)

    = - 2 ts

    = -

    = in = ft

    e. Tebal tutup atas dan bawah yang berupa standar dished head

    Pd r

    ( f E - Pd )

    dianggap : r = = in

    maka = in

    Standarisasi tebal tutup standar berdasarkan tabel 5.7, Brownell :

    = in (standar) r =

    = ft

    sehingga perlu dilakukan perhitungan ulang tebal tutup atas

    = in = in (standar)

    karena tutup atas dan tutup bawah berupa standar dished head, maka :

    = = in

    Dari tabel 5.7, Brownell, didapat : icr = in

    sf = in

    Tinggi total tangki dengan memperhitungkan ketebalan tutup bejana

    Tinggi total tangki = h tutup atas + h silinder + h tutup bawah + sf

    = + + +

    = in = ft

    f. Menghitung diameter pelat awal untuk membuat tutup ( Dblanko)

    = + + 2 sf + (tebal < 1 in)

    = in

    4.Pengaduk

    a. Dimensi Pengaduk

    m air = cp = lbm/ft.s

    r larutan = lbm/ft3

    1 + s( Perry 5th, page 3-247)

    ( 1 - s )4

    = cp = lbm/ft.s

    Dipakai impeller jenis turbine dengan 6 buah flat blade dengan 4 baffle.

    = Ds

    = ft = in

    = Da

    1/4 0,25

    312,2 26,0167

    Dblanko OD OD/42 2/3 icr

    10,125

    3

    28,6 252 28,6 3

    144

    0,021

    tha 0,20824 1/4

    tha thb 0,25

    OD 168

    tha 0,22

    tha 1/4

    tha =0,885

    + C0,1

    ID OD

    168 0,5

    167,5 14,0

    Diameter impeller (Da) 1/3

    4,628 55,531

    Lebar blade 1/5

    m larutan (mm) =0,5

    l

    3,8596 0,00259

    =27642,807

    = 0,44511massa air dalam larutan 62103,593

    184,75

    0,2993 0,00021

    68,5787

    fs =massa padatan dalam larutan

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-41

    = ft = in

    = Da

    = ft = in

    = Ds

    = ft = in

    Tinggi liquid x Sg liquid( joshi, hal.415 )

    ( / )

    =

    Ditetapkan jumlah pengaduk =

    Letak pengaduk pertama = ft dari dasar shell

    Letak pengaduk kedua dari pengaduk pertama:

    tinggi liquid dalam silinder- Ds

    -

    2

    = ft dari pengaduk 1

    b. Kecepatan putar impeller

    ditetapkan : = rpm = rps

    = lbm/ft.s

    c. Bilangan Reynold (NRe)

    N r

    =

    d. Bilangan Daya (NP)

    Dari kurva A (gambar 9-13), McCabe jilid 1

    Untuk =

    = 5

    e. Daya yang dipakai pengaduk (P)

    Dari persamaan (9-20) McCabe jilid 1, daya yang dibutuhkan adalah :

    gc

    untuk 2 stage pengaduk maka :

    = 2 x hp

    = hp

    f. Daya Motor (Hp)

    Kebocoran tenaga akibat poros dan bearing ( Gland losses):

    Gland losses = Power input = Pi

    Kebocoran tenaga akibat motor seperti pada belt dan gear

    ( Transmission system losses )

    Lebar baffle 0,08

    0,112 1,348

    Jumlah pengaduk =Diameter pit

    0,926 11,106

    Panjang blade 1/4

    1,16 13,883

    NP

    P =NP rlarutan N

    3

    NRe =Da

    2

    m

    349180,9

    NRe 349180,93

    6,27945

    N 37 0,6167

    m 0,0026

    2

    4,62755

    =1/3

    2

    =17,2256 4,66667

    =19,5916 68,5787 62,4

    13,9583

    1,54181

    19,2853

    10% 0,1

    Da5

    = 9,64267 hp550

    P 9,64267

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-42

    = power input

    = Pi

    Total hp yang diperlukan (Pi)

    Pi = + Pi + Pi

    Pi =

    Pi = hp

    kW

    1 hp

    = kW

    Dipakai motor dengan power= kW

    5. Perhitungan diameter nozzle

    Perhitungan diameter nozzle inlet

    Rate larutan masuk = kg/jam

    r larutan masuk = kg/L = lbm/ft3

    m larutan masuk = cp = lbm/ft.s

    kg/jam

    kg/L

    = L/jam

    = ft3/jam

    = ft3/s

    Dianggap aliran turbulen, maka dari Peter & Timmerhause, 4thed, hal 496

    Di optimum = x Qf x r

    = x x

    = in

    dari Geankoplis Appendiks A.5-1 dipilih : 5 in

    maka: = in = ft

    = in = ft

    = ft2

    cek jenis aliran :

    kecepatan alir : ft3/s

    ft2

    = ft/s = ft/menit

    r D v

    m

    x x

    =

    jadi anggapan aliran turbulen benar

    Perhitungan diameter nozzle outlet

    Rate larutan keluar = kg/jam

    Campuran keluar tangki pencampur 1 dalam 2,5 jam :

    Rate volumetrik =35898,56

    1,098

    32680,583

    1154,062

    21

    35898,56

    1,09847 68,5787

    3,85959 0,00259

    Pi = 27,6 hp0,7475

    20,54

    19,3 0,1 0,2

    0,7 19,3

    27,6

    Transmission sistem losses 20%

    0,2

    2,53818 152,291

    NRe =

    =68,5787 0,40108 2,53818

    0,00259

    ID 4,813 0,401

    A 0,1263

    v =0,32057

    0,1263

    0,13

    4,050

    sch 80

    OD 5,563 0,464

    0,321

    3,90,45 0,13

    3,9 0,320570,45

    68,5787

    26918,7

    35898,56

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-43

    r larutan keluar = kg/L = lbm/ft3

    m larutan keluar = cp = lbm/ft.s

    kg/jam

    kg/L

    = L/jam = ft3/jam

    = ft3/s

    Dianggap aliran turbulen, maka dari Peter & Timmerhause

    Di optimum = x Qf x r(Peter & Timmerhaus hal. 496)

    = x x

    = in

    dari Geankoplis Appendiks A.5-1 dipilih : 5 in

    maka : = in = ft

    = in = ft

    = ft2

    cek jenis aliran :

    Kecepatan alir : ft3/s

    ft2

    = ft/s = ft/menit

    r D v

    m

    x x

    = jadi anggapan aliran turbulen benar

    6. Perhitungan coil pendingin

    T1 =oC air pendingin t1 =

    oC

    oF

    oF

    t2 =oC T2 =

    oC

    oF

    oF

    a-amylase 17,181 1,050 16,362767

    Dekstrin 3272,553 1,021 3206,4897

    Air 62103,593 0,983 63162,191

    CaCl2 9,142 2,152 4,2481736

    Lemak 156,912 0,919 170,68076

    Serat 31,382 1,327 23,642446

    Pati 23998,725 1,504 15952,81

    Protein 156,912 0,800 196,1398

    Komponen m (kg) r (kg/L) V (L)

    ID 4,813 0,40108

    A 0,1263

    v =0,32462

    0,1263

    0,13

    4,07

    sch 80

    OD 5,563 0,46358

    0,3246

    3,90,45 0,13

    3,9 0,324620,45

    67,724

    Rate volumetrik =35898,56

    1,085

    33093,026 1168,63

    Total 89746,400 82732,565

    1,08478 67,724

    3,85959 0,00259

    203

    45

    113

    26918,736

    95 30

    203 86

    95

    2,57022 154,213

    NRe =

    =67,724 0,40108 2,57022

    0,00259

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-44

    a. Neraca Panas

    Neraca panas = kkal/jam(App B)

    = kkal/jam x (1 btu/ 0,25216 kkal)

    = btu/jam

    b. LMTD

    ln (t2/t1)

    -

    ln / ln

    c. Perhitungan temperatur kalorik

    +

    2

    +

    2

    d. Trial ukuran pipa coil

    Ditetapkan ukuran pipa coil = in OD BWG

    = in = ft(Lampiran 7,Mc Cabe)

    = ft2 / lin ft

    e. Menghitung harga hio dan hi

    Bagian vessel :

    =

    =(Fig.20.2 ,Kern)

    k m m

    De k mw

    Pada =oF

    = btu/lb oF

    = Btu/hr ft2 (

    oF/ft)

    = cp = lb/hr.ft

    k m m

    Di k mw

    = btu/ft2.hr.

    oF

    Bagian coil :

    = btu/ft2.hr.

    oF

    + ho

    = btu/ft2.hr.

    oF

    Rd ditetapkan =

    =27

    117 90 1,3

    =27

    = 1030,26

    LMTD =(t2 - t1)

    =117 90

    2672671,8

    2672671,8

    10599111

    )1/3 ( )

    0,14

    Tc 203

    Cp 0,84

    NRe 349180,93

    J 1300

    ho = J ( Cp

    1 12

    ID 0,78 0,07

    a" 0,26

    oF

    tc =86 113

    = 99,5 oF

    Tc =203 203

    = 203

    46,6445

    0,005

    UC =hio ho

    =8835,06

    hio 189,413

    )1/3 ( )

    0,14

    106,292

    hio 83,1205

    k 0,398

    m 3,860 9,337

    hi = J ( Cp

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-45

    + hd

    = btu/ft2.hr.

    oF

    Dengan adanya UD maka harga A dan tinggi coil dapat ditentukan

    Q

    x

    = ft2

    L = = ft

    diambil dc = 6 ft

    p dc x

    = lilitan

    Asumsi : jarak antar lilitan, = 2 in

    - 1

    +

    = in = ft

    12. POMPA TANGKI PENCAMPUR II (L-221)

    Fungsi : Memompa larutan dari reaktor dekstrinasi ke tangki pencampur II

    Tipe : Centrifugal Pump

    Kapasitas : kg/jam

    Bahan : Cast Iron

    1 ft 2

    3

    Titik referens yang digunakan : titik 1 = Reaktor Dekstrinasi

    titik 2 = Cooler

    Persamaan Bernoulli :(Geankoplis, pers 2.7-28, hal 64)

    btu/ft2.hr.

    oF

    0,005

    UD =UC hd

    =9328,9

    UC 246,644

    hd =1

    = 200

    35898,56

    12

    hc =nc

    OD Sc

    1653 138

    = 552,083,14 6

    552

    Sc

    2723,02

    A/a" 10401,2

    nc =L

    =10401,161

    37,8233

    A =UD LMTD

    =10599111

    37,8233 102,91

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell

    Hs = Tinggi Shell

    OA = Tinggi Dish

    th = Tebal Dish

    d1 = Diameter Inlet

    d2 = Diameter Outlet

    Da = Diameter Propeller

    C = Jarak Propeller dengan dasar tangki

    H = Tinggi Liquid

    Pra Desain Pabrik Maltosa dari Tepung Tapioka

    dengan Hidrolisa Enzim-Enzim

  • APPENDIKS C PERHITUNGAN SPESEFIKASI PERALATAN C-46

    P2 - P1 ( Z2 - Z1 ) g -

    Data-data :

    Rate larutan = kg/jam

    = lbm/s

    Densitas larutan = kg/L

    = lbm/ft3

    Viskositas larutan = cp

    = lbm/ft s

    lbm/s

    lbm/ft3

    = ft3/s

    = m3/jam

    = gpm

    Perhitungan diameter pipa :

    Asumsi : Aliran turbulen

    Di optimum = x Qf x r(Timmerhaus, 2nd ed, pers (45) hal 306)

    dimana : = fluid flow rate

    = ft3/s

    = densitas larutan

    = lbm/ft3

    Di optimum = x x

    = in

    = cm

    Ditetapkan diameter nominal= 5 in(Geankoplis. App.A.5-1 hal.892)

    = in = ft = m

    = in = ft = m

    = ft2

    Check jenis aliran :

    ft3/s

    ft2

    D v

    x x

    =

    > , maka asumsi awal bahwa aliran Turbulen benar

    Sehingga ukuran pipa keluar pompa dipilih : 4 in

    Perhitungan friction losses :

    Sudden Contraction

    + F )Ws = - ( +

    4,04857

    10,2834

    sch 80

    OD 5,56 0,46 0,14

    68,6424

    3,9 0,32027 0,45 68,6424 0,13

    3,90,45 0,13

    Qf

    0,32027

    21,9839

    larutan 68,6424

    0,32027

    32,6484

    143,755

    14,249283

    0,0095751

    Rate volumetrik =Rate larutan

    =

    gc 2

    35898,56

    21,983879

    1,0995745

    68,642401

    +v2

    2v1

    2

    NRe 2100

    sch 80

    =68,6424 0,42 2,30408

    0,0096

    6947,0224

    2,30408 ft/sA 0,139

    NRe =

    v (kecepatan alir) =Q

    =0,32027

    =

    ID 5,05 0,42 0,13

    A 0,139

    d2

    d1

    Da

    Ds

    ts

    OA

    OA

    Hs

    sf

    sf

    Keterangan :

    H

    C

    th

    Ds = Diameter Shell