GUDANG BAHAN BAKU

Data garam krosok yang akan diolah sebagai berikut :

PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

Berat = 55 kg/karung memiliki volume sebesar :Panjang = 84 cmLebar = 47 cmTinggi = 24 cm

Volume = 94752 cm3 = 0,1 m3/karung

K b t h k k h i b 2000 kKebutuhan garam krosok per hari sebesar 2000 kg

Banyaknya karung garam krosok per hari 37 karung

Volume garam krosok yang diolah per har 3,7 m3

Faktor Keamanan = 0,15Volume Gudang = 1,15 x Volume Bahan

5 3= 5 m3

Ketinggian garam krosok dalam karung diperkirakan 1 m dengan p : l = 2 : 1

Volume Gudang = p x l x t m3

5 = 2l x l x m3

p = 3,2 ml = 1,6 mt = 1 m

SpesifikasiNama = Gudang Bahan Baku

Kapasitas = 5 m3

Panjang = 3,2 mL b 1 6Lebar = 1,6 mBahan Konstruksi = BetonType = Housing

SCREW CONVEYOR 1 (FEEDER)

Fungsi : memindahkan garam krosok dari gudang ke hopper disk millType : plain spoutes or chutesDasar pemilihan : umum digunakan untuk padatan dalam sistem tertutup

Tampak Depan Tampak Samping

Mass rate = 500 kg/jam = 1102 31 lb/jamMass rate = 500 kg/jam = 1102,31 lb/jamρ bahan = 33,745 lb/cuft

Vol rate = 32,6659 cuft/jam = 0,54443 cuft/menit

Untuk densitas = 33,745 lb/cuft, termasuk kelas D dengan F = 3 (Badger, Tabel 16-6

Power Motor = C. L. W. F (Badger, eq 16-5)owe oto C. . W. ( adge , eq 6 5)33000

dengan, C = Kapasitas, cuft/menitL = Panjang conveyor, ftW = Densitas bahan, lb/cuftF = Faktor bahan

Tinggi hopper pada disk mill = 2 m = 6,56 ft0 0Kemiringan dari conveyor = 300 Dengan, sin 300 = 0,5

Panjang conveyor (sisi miring) 13,12 ftJarak disk mill dengan feed (sisi datar) = 11,37 ft 6,56 ft

≈ 4 m11,37 ft

Power Motor = 0,21913 hpk k d i 2 h k dik lik 2 (B d 713)untuk power motor kurang dari 2 hp, maka dikalikan 2 (Badger, 713)

Power Motor = 0,43825 hp Efisiensi motor = 60%

Power Motor = 0,73042 hp ≈ 1 hp

Dari Badger figure 16 - 20 untuk kapasitas 32,7 cuft/jam maka digunakan ukuran :Diameter = 10 inKecepatan = 15 rpm

S ifik iSpesifikasi Fungsi = Memindahkan garam krosok dari gudang ke disk milType = plain spoutes or chutesKapasitas = 32,7 cuft/jamPanjang = 13,12 ftDiameter = 10 inKecepatan Putaran = 15 rpmPower = 1 hpPower = 1 hpJumlah = 1 buah

BAK PENCUCI

Laju alir garam dari disk mill 500 kg garam krosok/jamVolume garam krosok per jam 925 liter/jamVo u e ga a oso pe ja 9 5 te /ja

Laju alir air proses sebesar 140 liter/jam

Waktu tinggal dalam bak pencuci selama 1 jam

Volume total bak pencuci 1065 liter = 1,065 m3

Dimensi Bak Pencuci :

50 cm

Ditentukan tinggi bak pencuci sebesar 0,6 m dan p : l = 1 : 1Sehingga,

Volume Bak Pencuci = 1/3 x p x l x t m3

3,195 = l x l x 0,6 m3

p = 2,31 ml = 2,31 mt = 0,5 m

Ketinggian garam dalam bak pencuci = 0,52004 m, Sehingga agar air tumpah ke bak air tua,Maka, terdapat saluran dengan dimensi 30 cm x 10 cm (l x t)

SpesifikasiNama = Bak Pencuci

3Kapasitas = 1,065 m3

Panjang = 2,31 mLebar = 2,31 mTinggi = 0,5 mDimensi saluran airPanjang = 30 cmTinggi = 10 cmBahan Konstruksi = ConcreteBahan Konstruksi = Concrete

SCREW CONVEYOR 2

Fungsi : memindahkan garam bersih dari bak pencuci ke penirisType : plain spoutes or chutesDasar pemilihan : umum digunakan untuk padatan dalam sistem tertutupDasar pemilihan : umum digunakan untuk padatan dalam sistem tertutup

Tampak Depan Tampak Sampingp p p p g

Mass rate = 500 kg/jam = 1102,31 lb/jamρ bahan = 33,745 lb/cuft

Vol rate = 32,67 cuft/jam = 0,5445 cuft/menit

Untuk densitas = 33,745 lb/cuft, termasuk kelas D dengan F = 3 (Badger, Tabel 16-6

Power Motor = C. L. W. F (Badger, eq 16-5)33000

dengan, C = Kapasitas, cuft/menit

L = Panjang conveyor, ftW = Densitas bahan, lb/cuftF = Faktor bahan

Tinggi bak peniris = 1 m = 3,28 ft

Kemiringan dari conveyor = 300 Dengan, sin 300 = 0,5

Panjang conveyor (sisi miring) 6,56 ftJarak peniris dengan pencuci (sisi datar) = 5,69 ft 3,28 ft

≈ 1,7 m5,69 ft

Power Motor = 0,10958 hpuntuk power motor kurang dari 2 hp, maka dikalikan 2 (Badger, 713)

Power Motor = 0 21915 hpPower Motor = 0,21915 hp Efisiensi motor = 0,4

Power Motor = 0,54788 hp ≈ 1 hp

Dari Badger figure 16 - 20 untuk kapasitas 32,7 cuft/jam maka digunakan ukuran :Diameter = 10 inKecepatan = 15 rpmKecepatan 15 rpm

Spesifikasi Fungsi = Memindahkan garam bersih dari pencuci ke penirisType = plain spoutes or chutesKapasitas = 32,67 cuft/jamPanjang = 6,56 ftDiameter = 10 inKecepatan Putaran = 15 rpmPower = 1 hpJumlah = 1 buah

BAK PENIRIS

L j li d i i 500 k k k/jLaju alir garam dari pencuci 500 kg garam krosok/jamVolume garam krosok per jam 462,5 liter/jamWaktu tinggal dalam bak peniris selama 2 jam

Volume total bak peniris 925 liter = 0,925 m3

Dimensi Bak Peniris :

Ditentukan tinggi bak peniris sebesar 0,2 m dan p : l = 1 : 1Sehingga,

Volume Bak Pencuci = p x l x t m3p

0,925 = p x p x 0,2 m3

p = 2,16 ml = 2,16 mt = 0,2 m

SpesifikasiNama = Bak Peniris

Kapasitas = 0,925 m3

Panjang = 2,16 mLebar = 2,16 mTinggi = 0,2 mBahan Konstruksi = Kayu Kamper

POMPA

Fungsi : Memindahkanair tua dari bak air tua ke disk millType : Centrifugal PumpDasar pemilihan : Sesuai untuk viskositas < 10 cp

Kondisi Operasi :

S h 30 0CSuhu = 30 0CTekanan awal = 101,325 kPaTekanan akhir = 101,325 kPaDensitas bahan = 62,428 lb/cuftRate volumetrik = 140 liter/jam ≈ 0,0014 cuft/sDianggap Aliran Turbulen

Di t 3 9 Q0,45 0,13 (Ti h 15 h l 496)Di opt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (Timmerhaus, pers 15, hal 496)Di opt = 0,34691 in = 0,00881 m

Ditetapkan diameter nominal 3,5 in sch 40

Do = 4 in = 0,1016 mDi = 3,548 in = 0,09012 m

A = 9,89 in2 = 0,00638 m2 = 0,06824 ft2

v = 0,0061 m/s = 0,02052 ft/s

s.g bahan = ρ bahan x s.g reference =71,1/62,43 x 1 = 1,13888ρ reference

μ berdasarkan s.g bahanμ bahan = s.g bahan x μ reference = 1,139/0,996 x 0,00085

s.g reference = 0,00097 lb/ft.s

Nre = D.v.ρ/μ = 4674,79 > 2100 (Asumsi aliran turbulen benar)

Dipilih pipa Commercial steel ( ε = 0 00015 )Dipilih pipa Commercial steel ( ε = 0,00015 )ε / D = 0,0005 [ Foust , App. C-1 ]f = 0,00753 [ Foust , App. C-3 ]

Perhitungan Friksi

A. Friksi di bagian suction

1. Friksi yang terjadi karena kontraksi (larutan masuk dari tangki pengaduk ke pipa)

Fc = (Kc x v2) /2α = 0,10538 J/kg

dimana Kc = 0.55 (1 - A2/A1 ) = 0,55 A1 >>>>>> A2

2. Friksi karena pipa lurus

Panjang pipa lurus bagian suction = 5 ft = 1,52402 mε / D = 0,0005NRe = 4674,79

f = 0,00753

Fps = 4f x v2 x L /2D = 0,0374 J/kg

F ik i b i tiFriksi bagian suctionFs = Fc + Fps = 0,14278 J/kg

B. Friksi bagian discharge

1. Friksi karena pipa lurusPanjang pipa lurus bagian discharge = 20 ft = 6,09607 mf = 0,00753

Fpd =( 4f x v2 x L)/(2D) = 0,1496 J/kg

2. Friksi karena fitting dan valveJenis Fitting dan valve Kf Jumlah SKfg f Kf

Tee 1 1 1Elbow 90 standart 0,75 2 1,5globe valve (wide open) 6 0 0gate valve (wide open) 0,17 2 0,34Total 2,84

Ff = SKf x v2 / (2α) = 0,20853 J/kgf Kf ( ) , g

Friksi bagian dischargeFd = Fpd + Ff = 0,35813 J/kgTotal Friksi Pompa = Fs + Fd = 0,50092 J/kg

Digunakan Persamaan Mechanical Energy Balance

Z1 g/gc + P1/ρ1 + v12/2α gc + W - F = Z2 g/gc +P2/ρ2 + v2

2/2α gc1 g gc 1 ρ1 1 gc 2 g gc 2 ρ2 2 gc

dengan ∆Z max = 50 m

Maka, W = g(Z2 - Z1) + (P2 - P1)/ρ + (v22 - v1

2)/2α + F ; α = 1 (turbulen)

W = 490,501 J/kg

dengan mass rate = 140 kg/jam ; maka W = 19,08 watt

Efisiensi Pompa = 0,4W = 47,7 wattEfisiensi Motor = 0,5W = 95,4 watt ≈ 100 watt

Digunakan, pompa dengan Qmax = 60 l/min (existing)Daya = 250 watt (existing)Power = 0,33 hp (existing)

SpesifikasiFungsi = Memindahkan air tua dari penampung ke disk millType = Centrifugal pumpBahan Pipa = PVCKapasitas = 60 l/minHead Maksimum = 50 mPower Pompa = 0,33 hpD P 250 ttDaya Pompa = 250 wattJumlah = 1 buahBahan = SS 316Ukuran Pipa = 3,5" sch 40

ROTARY DRYER

Fungsi : Mengeringkan kristal garam dengan udara keringKondisi Operasi : Tekanan Operasi = 1 atm

Suhu Operasi = 100 0C

Udara Panas + PadatanUdara panas

Kristal BasahKristal Basah

Kristal kering

Berdasarkan Neraca Massa dan Neraca EnergiFeed Masuk = 214,502 kg/jam = 472,891 lb/jamTotal Panas = 375,532 kkal/jam = 436,744 J/s

Suhu bahan masuk = 30 0C = 86 0F

S h b h k l 95 0C 203 0F

ROTARY DRYER

Suhu bahan keluar = 95 0C = 203 0F

Suhu udara masuk = 120 0C = 248 0F

Suhu udara keluar = 100 0C = 212 0F

Log Mean Temperatur Difference, LMTD :

Δt1 = 230 - 212 = 45 0F

Δt2 = 212 - 86 = 126 0F

LMTD = Δt2 - Δt1 = 78,66980F = 286,2 K

ln (Δt2/Δt1)

Perhitungan Area of Drum, A :Asumsi solid velocity, us = 0,01 m/s (Ulrich, Tabel 4 - 10)

Area aliran solid, As = ms

ρs x us

dimana A = Area drum yang dilewati solid, m2dimana, As = Area drum yang dilewati solid, m

ms = Mass rate solid, kg/detik

ρs = Densitas solid, kg/m3

us = Solid velocity, m/detik

Rate solid = 214,502 kg/jam = 0,05958 kg/s

ρ solid = 121,03 lb/cuft = 19,3872 kg/m3ρ , , g

As = 0,30734 m2

As = π/4 x D

0,30734 = π/4 x DD = 0,62555 m

Maka, diambil diameter dryer = 0,7 m 0,7854Maka, diambil diameter dryer 0,7 m 0,78540,38485

Perhitungan koefisien volumetrik heat transfer, UA :

Ua = 240 x G0,67 (Ulrich, Tabel 4 - 10)D

dengan, UA = Koefisien volumetrik heat transfer, J/m3.det.K2G = Gas mass velocity, kg/m2.det

(maksimum 5 kg/m2.det) (Ulrich, Tabel 4 - 10)

G = 0,18734 kg/dt.m2

UA = 240 x G0,67

D

UA = 111 628 J/m3.det.KUA = 111,628 J/m .det.K

Perhitungan panjang rotary dryer

Q = UA x V x ΔT (Perry 6ed eq 20 - 35)

dengan, Q = Panas total, J/s

UA = Koefisien volumetrik heat transfer, J/m3.det.K

V = Volume drum, m3

ΔT = Log mean temperature difference, K

V = QV = QUA x ∆T

= 0,01367 m3 ≈ 1 m3

V = π/4 D2. L1 = π/4 (0,9)2. LL = 2,59845 m ≈ 3 m

Perbandingan L/D dryer = 4 - 10 (Perry 7ed eq 12 - 54)L = 3 = 4,28571D = 0,7

Perhitungan Time of Passes (θ) :

θ 0 23 L + 0 6 B L G (Perry 6ed : 20 33)θ = 0,23 L + 0,6 B L G (Perry 6ed : 20 - 33)

S. N0,9 D F

B = 5. Dp-0,5 (Perry 6ed : 20 - 33)

dengan, θ = Waktu tinggal, menitL = Panjang Rotary Dryer, mS = Slope drum, cm/mN K t t dN = Kecepatan putaran dryer, rpmD = Diameter dryer, mB = Konstanta material

G = Kecepatan flue gas, kg/jam. m2

F = Kecepatan feed, kg/jam. m2

Dp = Diameter partikel, Dp = 10 mesh

i kDitetapkan,

S = 0 - 8 cm/m (Perry 6ed : 20 - 33)

N = 6 rpm (Perry 6ed : 20 - 33)

G = 0,18734 kg/dt.m2 = 674,416 kg/m2.jam

B = 121,988

θ = 0,23 x 3,1 + 0,6 122. 3,1. 360

8. 60,9 1,4= 212,202≈ 213 menit

697,9388598

Perhitungan Sudut Rotary Dryer

Slope = 8 cm/mL = 3 mSlope aktual = 8 x 3 = 24 cm = 0,24 m

tg α = 0,24 m

13 0α = 13,5 0

Perhitungan flight rotary dryer

Perhitungan berdasarkan Perry 7ed, hal 12 - 56 :Ketentuan Tinggi flight = 1/12D - 1/8D

Panjang flight = 0,6 m - 2 mJ l h fli ht 2 4D 3DJumlah flight = 2,4D - 3D

Dengan, D = 0,7 mL = 3 m

maka, Tinggi flight = 0,0875 mJumlah flight = 2,1 ≈ 3 buah (1 circle)Panjang flight = 0 6 mPanjang flight = 0,6 mTotal Circle = Panjang drum / panjang flight

= 5 ≈ 5 buahTotal Flight = Total circle x jumlah flight 1 circle

= 15 buahTebal flight ditetapka = 3/8 in

Perhitungan power rotary dryer

hp = N(4,75dw + 0,1925 DW + 0,33W) (Perry 6ed, eq 20-44)100000

dimana, N = kecepatan putard = diameter shellD = diameter riding ring = (d + 1,2) m

= 1,9 mW = berat totalw = berat material

T b l h ll dit t k 3/8 iTebal shell ditentuka= 3/8 in

ρ shell = 7849,07 kg/m3

Diameter luar shell = 0,7 + (2 x (0,375/39,37))= 0,72 m

Berat shell = (π/4) x (OD2 - ID2) x L x ρ2 22 k= 525,227 kg

Berat flight = n x h x t x L x ρ= 15 x 0,175 x (0,375/37,39) x 6 x 7849,07= 309,966 kg

Maka, W = 835,194 kg

Sehingga power yang dibutuhkan sebesarSehingga power yang dibutuhkan sebesarhp = N(4,75dw + 0,1925 DW + 0,33W)

100000= 0,07766 hp

Range efisiensi moto = 0,45 - 0,8 (Perry 6ed : 20-37)Efisiensi = 0,45

Power = 0,17257 hp ≈ 0,5 hp

Spesifikasi Fungsi = Mengeringkan kristal garam dengan udara keringKapasitas = 214,502 kg/jamDiameter dalam = 0,7 mPanjang Dryer = 3 mj g yKecepatan putar = 6 rpm

Sudut kemiringan (α) = 13,50

Waktu tinggal, θ = 213 menitJumlah flight = 15 buah

Tinggi flight = 0,0875 mBahan Konstruksi = SS 316Power Motor = 0,5 hpJumlah = 1 buah

IODIZED MACHINE

Tipe : plain spoutes or chutesDasar pemilihan : umum digunakan untuk padatan dalam sistem tertutup

Tampak Depan Tampak Samping

Mass rate = 211,315 kg/jam = 465,864 lb/jamρ bahan = 135 lb/cuft

Vol rate = 3,45085 cuft/jam = 0,05751 cuft/menitVo ate 3, 5085 cu t/ja 0,0575 cu t/ e t

Untuk densitas = 134,7 lb/cuft, bahan kelas D dengan F = 3 (Badger, Tabel 16-6)

Power Motor = C. L. W. F (Badger, eq 16-5)33000

dengan, C = Kapasitas, cuft/menitL = Panjang conveyor, ftW = Densitas bahan, lb/cuftF = Faktor bahan

Asumsi panjang alat ioidisasi = 5 ft

Power Motor = 0,00353 hpuntuk power motor kurang dari 2 hp, maka dikalikan 2 (Badger : 713)

Power Motor = 0,00706 hp Efisiensi motor = 60 %

Power Motor = 0,01176 hp ~ 0,1 hp ~ 0,07457 kW

Dari Badger figure 16 - 20 untuk kapasitas 3,5 cuft/jam maka digunakan ukuran :Diameter = 10 inKecepatan = 15 rpm

Ukuran Blade (existing) = 5 x 5 cm, dengan tebal = 0,5 cm

L KIO di b hk b k 77 l/jLarutan KIO3 yang ditambahkan sebanyak 77 ml/jam

SpesifikasiType = plain spoutes or chutesKapasitas = 3,5 cuft/jamPanjang = 5 ftDiameter = 10 inKecepatan Putaran = 15 rpmKecepatan Putaran = 15 rpmPower = 0,1 hpDaya = 0,07457 kWBahan Konstruksi = SS 316Jumlah = 1 buah

BLOWERBLOWER

Fungsi : Memindahkan udara bebas ke dalam rotary dryerType : Centrifugal Blower

Perhitungan rate udara :Mass rate = 207,273 kg/jam = 456,957 lb/jamBM udara = 28,84ρ udara = 1,2154 kg/m3 = 0,07596 lb/cuft

V l t 6015 56 ft/jVol rate = 6015,56 cuft/jam= 100,259 cuft/menit

Asumsi : aliran turbulenDigunakan Carbon Steel 12 in sch 40 (Foust, App C6A)

OD 12,75 inID 11,938 in

A 15,77 in2

Perhitungan Power

Power = 0,0044 Q x P1 x ln(P2/P1) (Perry 6ed, 6-31b), Q 1 ( 2 1)

dengan, Q = volumetrik gas, cuft/menitP1 = operating suction pressure, psi

P2 = operating discharge pressure, psi

P2 = P1 + ∆P ducting = 14,7 + 4

= 18 7 psi= 18,7 psi

Power = 0,0044 x 100,26 x 14,7 x ln(18,7/14,7)= 1,56073 hp

Dengan asumsi efisiensi 60%, makaPower motor = 2,61 hp ≈ 2 kW

Adiabatic Head = 15000 ft. lbf/lbm gas (Perry 6ed, fig 6-35)

Spesifikasi Fungsi = Memindahkan udara bebas ke dalam rotary dryerType = Centrifugal BlowerBahan = Carbon SteelVolumetrik Rate = 6015,56 cuft/jam, jAdiabatic Head = 15000 ft. lbf/lbm gasEfisiensi Motor = 60 %Power Motor = 2 kWJumlah = 1 buah

CYCLONE

F i k k d ik d d i dFungsi : untuk menangkap padatan yang terikut udara panas dari rotary dryerType : Van Tongeren Cyclone

ρ solid = 0,5787 gr/cm3 = 36,1273 lb/cuft

Dari Geankoplis Tabel A3-3 , didapatkan

Suhu gas masuk = 212 0F = 100 0CViskositas udara = 0,02 cp = 0,0495 lb/j.ftDensitas udara = 0,0644 lb/cuft

Penentuan Dimensi Cyclone (Perry 6ed, eq 20-64 : 20-86)y ( y , q )

DPC = 0,5

Ne = jumlah putaran efektif dalam cyclone

= 2V = kecepatan gas masuk cyclone

9. μ. Bc

2. π. Ne. Vc. (ρs - ρ)

Vc = kecepatan gas masuk cyclone

= 50 ft/s = 0,25 m/menit

Dari Perry 6ed, fig. 20-109, untuk efisiensi 50 %Dp/Dpc = 1

Dp = 0,003 ft = 0,00091 m

DPC = DPC

= 0,003 ft = 0,00091 m

0,003 = 0,5

(0,0009)2=

9 x 0,0495 x Bc

2 x π x 2 x 50 x (36,127-0,0644)

9 x 0,0495 x Bc

22658 99765

Bc = 0,45776 ft = 0,14 m

Dimensi cyclone :Bc = Dc

22658,99765

Bc = Dc

4Dc = 1,83103 ft = 0,56 m

De = Dc = 0,91552 ft = 0,28 m

2Hc = Dc = 0,91552 ft = 0,28 m

2Lc = 2. Dc = 3,66206 ft = 1,12 m

Sc = Dc = 0,22888 ft = 0,07 m

8Zc = 2. Dc = 3 66206 ft = 1 12 mZc = 2. Dc = 3,66206 ft = 1,12 m

Jc = Dc = 0,45776 ft = 0,14 m

4

SpesifikasiSpesifikasiFungsi : Untuk menangkap padatan yang terikut dengan udara panas dari rotary dryeKecepatan gas masuk = 50 fps = 0,25 m/menitBahan konstruksi = SS316Dimensi Cyclone

Bc = 0,45776 ft = 0,14 m

Dc = 1,83103 ft = 0,56 m

De = 0,91552 ft = 0,28 m

Hc = 0,91552 ft = 0,28 m

Lc = 3,66206 ft = 1,12 m

Sc = 0,22888 ft = 0,07 m

Zc = 3,66206 ft = 1,12 m

Jc = 0,45776 ft = 0,14 m