dasar perancangan alat.ppt

7/24/2019 Dasar Perancangan Alat.ppt

1/36

DASAR PERANCANGAN ALATDASAR PERANCANGAN ALAT

EKO NARYONO


2/36

f r nsi

f r nsi

1.Aerstin, F; Street G; Prausnitz, (1983),1.Aerstin, F; Street G; Prausnitz, (1983),Applied Chemical Prcess !esi"n;Applied Chemical Prcess !esi"n;

Plenum Press; #e$ %r& and 'ndnPlenum Press; #e$ %r& and 'ndn

.'ud$i", . (**1), Applied Prcess.'ud$i", . (**1), Applied Prcess!esi"n +r Chemical and Petrchemical!esi"n +r Chemical and Petrchemical

Plant, 3rd editin, Gul+ Pulisin"Plant, 3rd editin, Gul+ Pulisin"

Cmpan-, ustnCmpan-, ustn

3.3.Perr-, /., (**), Chemical n"ineer0sPerr-, /., (**), Chemical n"ineer0s

and &, 2th editin; c. Gra$ illand &, 2th editin; c. Gra$ ill

4SA4SA


3/36

Dasar Perancangan Alat

Tujuan Umum5 ampu menerap&an teri dan pra&te& -an" diperleh dalam

idan" te&ni& &imia "una merancan" alat untu& memprses ahan a&u

men6adi prdu&.

Tujuan Khusus!apat merancan" peralatan prses, , &lm distilasi, pmpa ,pipin" ds

!apat men""amar te&ni& secara 7isual entu& peralatan hasil perancan"an

Pengert!an erancan" a&ti7itas merencana&an desi"n

Alat alat prses untu& men"hasil&an prdu&

&hususn-a ahan &imia


4/36

Taha"an #erancang Alat

: er an"anan"an mema-an"&an peralatan tertentu

entu&, cara &er6a.

:


5/36


6/36


7/36


8/36

Dasar $!%ang &lmu

Angan'angan

=emampuan ima6inasi

(!sual!sas! =emampuan men""amar dalam entu& dra+t

#enentu)an U)uran alat #eraca masa

#eraca Panas >ermdinami&a ?perasi te&ni& &imia atemati&a Pen"etahuan ahan te&ni& e&ani&a +luida

Gam*ar Te)n!)

=emampuan men""amar te&ni&, "amar &eseluruhan, "amar sectin,"amar pada era"ai pandan"an.


9/36

C+nt+h

#erancang tang)! ,ermentas!

$a-angan Pr+ses $ahan *a)u tetes

#ula mula tetes %!ster!l!sas!

D!encer)an

D!*er! rag! "u"u) %an "/ %an tem"eratur %!atur

Gas CO0 -ang ter*entu) harus %!*uang

(!sual!sas! gam*ar alat "r+ses %alam %ra,t

>etes

pupu&

Asam

C?


10/36

enentu&an u&uran 5 erapa eal tan"&i erapa u&uran heat e@chan"er untu& pen"aturan temperatur

Ukuran berhubungan dengan kapasitas

Pada cnth tan"&i +ermentasi a"aimana menentu&anu&uran

>entu&an &apasitas tan"&i +ermentasi misal&an 1***&" erapa lama prses +ermentasi misal&an 32 6am a"aimana prses +ermentasi Prses +ermentasi dila&u&an secara atch &ntin-u


11/36

Perh!tungan u)uran tang)!

!itentu&an prsesn-a atch ma&a perancan"an u&uran tan"&i

sesuai den"an u&uran tan"&i untu& menampun" cairan 1***&"

!itentu&an prsesn-a &ntin-u ma&a 7lume tan"&i sama den"an

7lume untu& menampun" cairan sesuai asis perasin-a

1en!s Alat "a%a "r+ses !n%ustr! )!m!a

Alat prses -an" dipa&ai untu& prses secara +isi&a

Alat prses -an" dipa&ai untu& prses secara &imia

Alat pendu&un" prses


12/36

: Secara umum dia"ram prses industri &imia dapat

diuat l" dia"ram eri&ut 5

Fisi&a

=imia Fisi&a

1 3

=eteran"an 5

1 Perla&uan ahan a&u

Prses secara &imia ahan a&u men6adi prdu&

3 Perla&uan prdu& untu& mmurni&an

hn

a&u

Prdu&


13/36

!istilasi

&stra&si

Crusher

Filter

7apratr

dll

1en!s alat "r+ses "eng+lahan secara )!m!a

1en!s alat "r+ses "eng+lahan secara ,!s!)a

Bea&tr

1en!s alat "en%u)ung "r+ses

Pmpa , pemipaan, heat e@chan"er, &mpresr dll


14/36

=uliah


15/36

Pen-usunan Neraca #assa

: Pen-usunan neraca massa meme"an" peranan -an" pentin" dalampenentuan u&uran peralatan. Guna men-usun neraca massa -an"

sistematis diperlu&an penmran aliran ahan pada peralatan secara

sistematis seperti cnth eri&ut 5

1 i@er !istilasi

D *1

D *

D 1

D 1

D

D1 D *1 E D *

D1 D 1 E D

!imana 5 D aliran masa dalam satuan masa

*1, *, 1, 1, # aliran ahan


16/36

Pen-usunan Al!ran #assa s!stem -ang K+m"le)s

1 i@ Bea& 3 Flash

As

Split

2 i@

H !ist

8 !ist

9 !ist

D*1

D*

D1 D

D31

D3

D*3

D1

D1

D

D2

DH1

DH

D

D81

D8

D91

D9


17/36

Cnth Stud- =asus Prses Prdu&si Pemuatan tanl

dari th-len dan Air

>

P'

I

>

P'

I

A

PA

!1i@er Bea&tr

ET

#

PL

2

EA

&PA

DEE3 Flash

>,,P',I,

!,PA,A

>,,P',I,

!,PA,A

As I

>,,P',I,

!,PA,A

>,,P',I,

!,PA,A

2 i@

>,,P',I,

!,PA,A

H !ist

>,,P',I,

!,PA,A

I,PA,A

8 !ist

>,,P',!,A

!,I,

PA,A9 !ist

!,I,

PA,A

I,PA,A

>,,!,P',I,PA,A

>,,!,I,

P', PA, A Split


18/36

!imana 5

> th-lene

ethane

P' Prp-lene

I Iater A tanl

PA sprpanl

! !ieth-l ther


19/36

Al!ran $ahan Pa%a #as!ng #as!ng Peralatan

C+m"+nents 45 40 5 0 35 30 65

ethane 1.** *.** **.** **.** 199.* *.8* 199.*

th-lene 92.** *.** 189.** 1198.HH 118*.H9 1H.98 11.99

Prp-lene 3.** *.** 28.2* 22.H 8.8 18.1 3.9H

!ieth-l ther *.** *.** . . 1.1 1.1 *.9

thanl *.** *.** *.2 9*.H2 1*.98 H9.H8 *.11

sprpanl *.** *.** *.** 1.88 *.12 1.H *.**

Iater *.** HH3.3* HH3.* 281.9 32.H9 2.* *.1*

T+tal 544.44 773.34 0833.9: 0665.:6 5;77.75 7;6.53 5879.;8

>emperatur, = 3**.** 3**.** 9* 9* 393 393 381

Pressure, ar 1.** 1.** 29.** 29.** 28.* 28.* 28.**


20/36

C+m"+nents J J1 J J2 JH1 JH J81 J8 J91 J9

ethane *.** 198.* 1.** *.8* *.8* *.** *.8* *.** *.** *.**

th-lene .8* 11*.1 .H8 .H8 .H8 *.** .H8 *.** *.** *.**

Prp-lene .21 .8 1.1 .H .H *.** .H *.** *.** *.**

!ieth-l ther *.9 *.9 *.** .13 .1 *.** .11 *.*1 *.*1 *.**

thanl 1*.8H *.11 *.** 9*.2 9*.* *. *. 89.H 89.3* *.

sprpanl *.1 *.** *.** 1.88 1.8* *.*8 *.** 1.8* *.1* 1.H*

Iater 32.H *.1* *.** 281. 28.1 213.*9 *.** 28.1 1.12 .8*

T+tal 98.*H 1H1.H H.9* 82.* 8.2 213.2 88.89 19.2H 1*.H .9

>emperatur, = 338.** 381.** 381.** 3H.** 393 8*.** 31*.** 18.** 3*.** 383.**

Pressure, ar 28.** 2H.* 2H.* 28.** 1H.** 18.** 1*.** 11.** 1.** 1.*


21/36

#eraca assa asin" asin" Alat

1 i@erer+un"si untu& mencampurD1 D*1E D*E D1E D81

0 Rea)t+r5 er+un"si merea&si&an eth-len dan air "una men"hasil&an

tanl.Spesi+i&asi ahan a&u 5

th-len 5 92K ml th-len, 3K ml Prpp-len, 1K ml ethane

Iater 5 Pure

Pada rea&tr ter6adi rea&si s 5> E I A

P' E I PA

A ! E I


22/36

=n7ersi > men6adi A HK dieri siml (L1)

=n7ersi P' men6adi PA *,HK dieri siml (L)

ethana tida& erea&si dian""ap sea"ai inert

=esetiman"an (!)(I)(A) *,

Al!ran #assa "a%a Rea)t+r

D() D1 ( )D (') (1 L1) D1(')

D (P') (1L) D1 (P')

D (!) *, MD(A) D(I)N

D (A) L1 D1(') E D1(A)

D(PA) D1 (P')E D1(PA)

D(I) D1(I)L1D1(') OLD1(P')


23/36

3


24/36

Prses pemisahan ter6adi pada saat ter6adi &esetiman"an +ase uap O

cair seperti -an" ter6adi pada prses distilasi.

Pada saat setiman" 5 huun"an antara - dan @ sea"ai eri&ut 5

-& =&@& (3.1)

dimana = adalah &nstanta &esetiman"an uap O cair -an" dapat dihitun"

1. Pada larutan ideal erdasar&an hu&um Bault

=& p&P (3.)

p& te&anan uap murni &mpnen &

P te&anan perasi

Pada larutan nn ideal dicari erdasar&an &e+isien a&ti7itas #B>'

4#R4AC

4#FAC

Iilsn

ar"ules


25/36

Pada prses pemisahan erdasar&an peredaan 7latilitas diperlu&an perhitun"an relatif

volatilitas ( )masin" masin" &mpnen terhadap Key&mpnen -an" ditentu&an

sesuai den"an -an" diin"in&an leh -an" merancan".

Apaila &e- &mpnen ditentu&an sea"ai &mpnen n ma&a relatif volatilitas &mpnen &terhadap n dieri siml T&n.

T&n. =&=n p&pn (3.3)

erdasar&an persamaan (3.1) persamaan (3.3) dapat ditulis&an

T&n. =&=n (-&@&)(-n@n)( 7&l&)(7nln) (3.)

!ide+inisi&an +ra&si terpisah dieri siml =) > ?)@,) 3.8B

()> =) ,) ma)a l)> 5' =) B ,) 3.;B

Su*s!tus! 3.;B )e %lm "ersamaan 3.6B %!"er+leh

T&n M=)@5' =) B@=n5' =n B 3.7B

Dengan m+%!,!)as! "ersamaan 3.7B %!"er+leh

=) > =n T&n) M 1E(T&n1) =n 3.:B


26/36

R

P,>

ET

#

PL

DEE

EA

&PA2ET

#

PL

DEE

EA

&PA2

ET

#

PL

DEE

EA

&PA2

! 5 sea"ai &e-

&mpnen, diin"in&an *K

! pada +eed teruap&an

Apaila &e- &mpnen dieri

siml n ma&a Un *.

Perh!tungan al!ran *ahan mas!ng mas!ng

)+m"+nen *ahan "a%a %!st!lat %!"a)a!

rumusan se*aga! *er!)ut

=) > =n T&n) M 1E(T&n1) =n


27/36

Perh!tungan =) Pada +lash separatr

erdasar&an persamaan (3.8) untu& perhitun"an U& diperlu&an data =n %an T&9n . ar"a

=n ditentu&an sesuai -an" diin"in&an -aitu erapa a"aian &e- &mpnen umpan-an" diharap&an terpisah men6adi uap sedan"&an T&9n dihitun" dari &nstanta&esetiman"an erdasar&an &ndisi perasi pada P dan > tertentu.

eri&ut ini data p dan hasil perhitun"an =) T&9n apaila diin"in&an&an sea"ai &e-

&mpnen adalah !den"an har"a =n *.

=mp , & > P' ! A PA I

P ( >393) 11*** ** 1132* 8 11. H.1 H.1

T&!2.1 2H.3 13.8 1 *.138 *.*91 *.*H

=)*.992 *.98 *.93 *. *.11 *.*83 *.*


28/36

J31()*.992J()

J31(') *.98J(')

J31(P') *.93J(P')

J31(!) *.J(!)

J31(A) *.11J(A)

J31(PA) *.*83J(PA)

J31(I) *.*J(I)

J3() *.**J()

J3(') *.*1J(')

J3(P') *.*28J(P')

J3(!) *.J(!)

J3(A) *.8H9J(A)

J3(PA) *.91HJ(PA)

J3(I) *.92J(I)

Al!ran #assa "a%a


29/36

7 D!st!las! ertu6uan untu& menurun&an &andun"an air pada aliran ahan dari

mi@in" 2 seesar 9*K sea"ai residusedan"&an pada distilat diin"in&an

men"andun" tanl (A) 99.K

F!

!istilat

Besidu

ET

#

PL

DEE

EA

&PA2

ET

#

PL

DEE

EA

&PA2

EA

&PA

2

4ntu& perhitun"an aliran ahan

pada distilat terleih dahulu

dila&u&an identi+i&asi &mpnensea"ai eri&ut 5

=mpnen leih rin"an dari

&mpnen li"ht &e- (>, , P',!)

=mpnen li"ht &e-, A

=mpnen diantara &mpnen

&unci (&mpnen -an"

terdistriusi), PA

=mpnen hea7- &e-, I

=mpnen -an" leih erat dari

hea7- &e- (tida& ada)

Guna men"etahui &mpnen li"ht

&e- dan hea7- &e- dapat

ditentu&an sesuai den"an -an"

diin"in&an.


30/36

!istriusi &mpnen pada distilat dan residu

erdasar&an hasil identi+i&asi &mpnen di atas ma&a dapat diuat &riteria pada masin"

masin" &mpnen "una men"etahui distriusin-a pada distilat maupun residuden"an asumsi sea"ai eri&ut 5

=mpnen =)

=mpnen leih rin"an dari &mpnen li"ht &e- 1

=mpnen li"ht &e- =l)!itentu&an

=mpnen diantara &mpnen &unci (&mpnen -an" terdistriusi) !ari persamaan

=mpnen hea7- &e- =h)!itentu&an

=mpnen -an" leih erat dari hea7- &e- *


31/36

Persamaanperhitun"an distriusi &mpnen pada distilasiSalah satu persamaan -an" dapat dipa&ai pehitun"an distriusi &mpnen pada distilat

dan residu adalah Fens&e. erdasar&an persamaan Fens&e dapat dihitun" 6umlah

minimum sta"e teritis #m sea"ai eri&ut 5

#m 'n M V =l) 5 =h) B F @ =h)5' =l)B F @ lnHl)@h)

Perh!tungan %!str!*us! )+m"+s!s! %!guna)an "ersamaan s**

Pa%a %!st!las! 7 "erh!tungan %!str!*us! )+m"+s!s! &PA %a"at %!h!tung s**

hk

N

hkk

hk

N

hkk

km

m

)1(1 /

/

+

=

W

N

WIPA

W

N

WIPA

IPAm

m

)1(1 /

/

+

=


32/36

!ata te&anan uap masin" masin" &mpnen dan distriusi &mpnen

pada distilat

=mp , & > P' ! A PA I

P ( >393) 11*** ** 1132* 8 11. H.1 H.1

=)%!st!latB1 1 1 1 *.99

(ditentu&an)

*.92

(dihitun")

*.1

(ditentu&an)

DH1() J2()

DH1(') J2(')

DH1(P') J2(P')

DH1(!) J2(!)

DH1(A) *.99J2(A)

DH1(PA) *.92J2(PA)

DH1(I) *.1J2(I)

DH() *

DH(') *

DH (P') *

DH(!) *

DH(A) (1*.99)J2(A)

DH(PA) (1*.92)J2(PA)

DH(I) (1*.1)J2(I)

Aliran ahan pada DH1 dan DH sea"ai eri&ut


33/36

: D!st!las! ertu6uan menurun&an dieth-l ether (!) aliran ahan

-an" erasal dari DH1 den"an men""una&an distilasi 8 sa"ai distilat

-an" selan6utn-a direc-cle &e mi@er 1

F!

!istilat

Besidu

ET

#

PL

DEE

EA

&PA2

!A

PA

I

>

P'

!

A

!iin"in&an distilalasi mampumemisah&an 99,K &mpnen !,

*,K &mpnen >A -an" ada pada +eed

sea"ai distilat.

&%ent!,!)as! )+m"+nen

=mpnen leih rin"an dari &mpnen li"ht

&e- (>, , P')

=mpnen li"ht &e-, !

=mpnen diantara &mpnen &unci(&mpnen -an" terdistriusi) ( tida& ada)

=mpnen hea7- &e-, A

=mpnen -an" leih erat dari hea7- &e-

(PA, I)


34/36

D!str!*us! )+m"+nen al!ran *ahan

=mp , & > P' ! A PA I

=)%!st!latB1 1 1 *,99

(ditentu&an)

*,**

(ditentu&an)

* *

D81() JH1()

D81(>) JH1(')

D81(P') JH1(P')

D81(!) *.99JH1(!)

D81(A) *.**JH1(A)

D81(PA) *

D81(I) *

D8() *

D8(>) *

D8(P') *

D8(!) *.**JH1(!)

D8(A) *.99JH1(A)

D8(PA) JH1(PA)

D8(I) JH1(I)

Aliran ahan pada D81 dan D8 sea"ai eri&ut


35/36

9 D!st!las!5 ertu6uan untu& men"hasil&an etanl pada &mpsisi azetrpn-a

( 8,Kl A, 1,K ml I). Prdu& etanl (A) -an" diperleh pada distilat

diharap&an ma&simum men"andun" *,1K PA. !iharap&an 99,K +eed -an"

masu& &lm distilasi 9 teruap&an sea"ai distilat.

F!

!istilat

Besidu

!

A

PA

I

!

A

PA

I

A

PA

I

Pada distilasi ini aliran A, I

dan PA sudah ditentu&an leh

desi"ner -aitu 5

1.!istilat men"hasil&an etanl

pada &mpsisi azetrpn-a

dan men"andun" ma&simum*,1Kml PA

.tanl pada &mpsisi

azetrp -an" teruap&an pada

+eed *,99K


36/36

=mp , & > P' ! A PA I

=)%!st!latB* * * 1 *,99

(ditentu&an)

*.**1 (A aze)

(ditentu&an)

(1,8,)*.99

D!str!*us! )+m"+nen al!ran *ahan

Aliran ahan pada D91 dan D9 sea"ai eri&ut

D91() *

D91(>) *

D91(P') *

D91(!) J8(!)

D91(A) *.99J8(A)

D91(PA) *.**1(J91(A) EJ91(I))

D91(I)(1.8.)J91(A)

D9() *

D9(>) *

D9(P') *

D9(!) *

D9(A) J8(A) J91(A)

D9(PA)(J8(PA) J91(PA))

D9(I) J8(I) J91(I)

dasar perancangan alat.ppt

Documents