![PTKD Kelompok 3 B IDL [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/ptkd-kelompok-3-b-idl.jpg)
7 0 4 MB
Muhammad Daffa Khairuddin Rozanah Farahiyah Yoga Putra P
1. Suatu slurry yang mengandung padatan TiO2 dalam larutan garam akan mengalami proses pencucian sebanyak tiga tahap dengan menggunakan air (Gambar di bawah) Umpan yang dimasukkan sebanyak 1.000 kg/jam dengan komposisi 20% TiO2, 30% garam, dan sisanya air. Setiap tahap dioperasikan dengan kondisi berikut ini: a. 80% garam pada aliran masuk terbawa dalam air buangan b. slurry keluar setiap tahapan memiliki padatan dengan konsentrasi 33,3% c. konsentrasi garam dalam air buangan sama dengan konsentrasi garam pada slurry keluaran Pertanyaan: a. Buatlah analisis derajat kebebasan unit I, II, dan Il, overall, dan proses. b. Hitunglah kebutuhan air pencuci setiap tahap dan komposisi final slurry.
ANALISIS DERAJAT KEBEBASAN No
kriteria
Unit-1
Ket
Unit-2
Ket
Unit-3
Ket
1.
Variabel aliran
9
3 di aliran1 1 di aliran2 2 di aliran5 3 di aliran6
9
3 di aliran6 1 di aliran3 2 di aliran7 3 di aliran8
9
3 di aliran-8 1 di aliran-4 2 di aliran-9 3 di aliran-10
2.
Neraca Massa TTSL
-3
3 komponen terlibat
-3
3 komponen terlibat
-3
3 komponen terlibat
3.
Komposisi diketahui
-2
Di aliran 1
0
Tidak ada
0
4.
Laju alir diketahui
-1
Di aliran 1
0
Tidak ada
0
5.
Hubungan pendukung
-3
Pada persamaan
6.
Basis
0
7.
Derajat kebebasan
0
Wellspecified
Tidak ada
No 1.
Kriteria Variabel aliran
Overall
keterangan
15
3 di aliran-1; 1 di aliran-2; 2 di aliran-5; 1 di aliran-3; 2 di aliran-7; 1 di aliran-4; 2 di aliran-9; 3 di aliran-10
21
Proses
Keterangan 3 di aliran-1; 1 di aliran-2; 1 di aliran-3; 1 di aliran-4; 2 di aliran-5; 3 di aliran-6; 2 di aliran-7; 3 di aliran-8 2 dia liran-9; 3 di aliran 10
CONTENTS
2.
Neraca Massa TTSL
-3
3 Komponen terlibat (TiO2, Garam, Air)
-9
3 di unit-1 3 di unit-2 3 di unit-3
3.
Komposisi diketahui
-7
2 di aliran-1 1 di aliran-5 1 di aliran-7 1 di aliran-9 2 di aliran 10
-7
2 di aliran-1 1 di aliran-5 1 di aliran-7 1 di aliran-9 2 di aliran-10
4.
Laju alir diketahui
-1
Pada umpan
-1
Pada umpan
5.
Hubungan pendukung
-3
Pada persamaan
-3
Pada persamaan
6.
Basis
0
Tidak ada
0
Tidak ada
7.
Derajat kebebasan
1
Under specified
1
Under specified
Penyelesaian
Notasi Komponen : TIO₂ = a,
garam = b,
Air = c
Persamaan Neraca Massa komponen pada unit-1 : a) TiO₂
: F1,a
b) Garam c) Air
= X6,a • F6
: F1,b
: F1,c + F2
d) Total
: F1+F2
(1)
= X5,b•F5 + X6,b•F6
(2)
= X5,c•F5+ X6,c•F6
(3)
= F5 + F6
Masukkan nilai-nilai : a)TiO₂
: 200
b) Garam c)Air d)Total
= (33%) •F6
: 300
(1)
= X5,b•F5 + X6,b•F6
(2)
= X5,c•F5+ X6,c•F6
(3)
: 500+ F₂ : 1.000 +F₂
= F5 + F6
(4)
Hubungan Pendukung : a)
Garam
e)Padatan
: 240 : F6
f)Konsentrasi Garam
= X5,b•F5
(5)
= 600 : X5,b/X5,c
= X6,b / X6,c
(6)
F1,b
= X5,b•F5 + X6,b•F6
300 60
= 240 + X6,b•600 = X6,b•600
X6,b
= 60/600 = 0,1 = 10%
Ingat Jumlah fraksi mol atau fraksi massa komponen setiap aliran adalah 1 (satu) X6,a+ X6,b+ X6,c = 1 0,33 + 0,1 + X6,c = 1 X6,c = 0,567 = 56,7%
Dari empat persamaan neraca Komponen, hanya tiga persamaan yang dapat digunakan. Hasil hitungan unit-1 disajikan dalam bentuk table berikut (laju dalam kg/jam)
No
Umpan Komponen
Fresh water
Kompon en
laju
Komponen
Intermediate surry
Laju
Limbah
komponen
laju
Komponen
laju
1.
TiO2
20%
200
0%
0
33,3%
200
0%
0
2.
Garam
30%
300
0%
0
10 %
60
15%
240
3.
Air
50%
500
100%
1.200
56,7%
340
85%
1.360
4.
Total
100%
1000
100%
1.200
100%
600
100%
1.600
Hasil perhitungan unit II disajikan pada table berikut ini (laju dalam kg/jam) No
Komponen
Umpan Komponen
Fresh water
Intermediate surry
Laju
Komponen
Laju
Komponen
Laju
Limbah Komponen
Laju
1.
TiO2
33,3%
200
0%
0
33,3%
200
0%
0
2.
Garam
10%
60
0%
0
2%
12
3%
48
3.
Air
56,7%
340
100%
1.600
64,7%
388
97%
1.562
4.
Total
100%
600
100%
1.600
100%
600
100%
1.600
hasil perhitungan unit III disajikan pada table berikut ini No
Komponen
Umpan Komponen
Fresh water
Intermediate surry
Limbah
Laju
Komponen
Laju
Komponen
Laju
kompone n
Laju
1.
TiO2
33,3%
200
0%
0
33,3%
200
0%
0
2.
Garam
2%
12
0%
0
0,4%
2,4
0,6%
9,6
3.
Air
64,7%
388
100%
1.600
66,3%
397, 6
99,4%
1.590, 4
4.
Total
100%
600
100%
1.600
100%
600
100%
1.600
2. Proses pembuatan gula dari tebu dapat digambarkan secara sederhana dalam diagram alir (Gambar 3). Tebu dianggap terdiri dari (fraksi massa): 8% gula 40% air dan serat. Laju tebu (A) dan air (D) adalah 10 ton/hari dan 30 ton/hari. Pada setiap pemerasan, perbandingan antara gula terhadap air pada larutan hasil perasan sama dengan yang tebawa dalam ampas (berlaku untuk Unit-I dan Unit-2). Susunlah analisis derajat kebebasan dengan data operasi lain: a.
gula yang terambil kedalam larutan B terhadap gula dalam tebu 80%
b.
gula yang terambil kedalam larutan F terhadap gula dalam ampas C 80%
c.
air (G) yang teruapkan dibandingkan terhadap air dalam larutan F 40%
d.
air (J) yang teruapkan dibandingkan terhadap air di larutan I (B dan H) 40%
Apakah soal diatas dapat diselesaikan? Jika iya, carilah masing-masing nilai parameter yang belum diketahui
Analisis Derajat Kebebasan No.
Kriteria
1
2
3
4
5
6
Overall
Proses
1
Variabel aliran
8
9
5
6
7
5
10
25
2
Neraca TTSL
-3
-3
-2
-2
-2
-2
-3
-14
3
Komposisi diketahui
-2
0
0
0
0
0
-2
-2
4
Laju yang diketahui
-1
-1
0
0
0
0
-2
-2
5
Hubungan pendukung
-2
-2
-1
0
-1
0
0
-6
6
Derajat kebebasan
0
3
2
4
4
3
3
1
Unit 1 :
A No
*Laju dalam Ton/Hari
Komponen
B
C
Komponen
Laju
Komponen
Laju
Komponen
Laju
1.
Gula
8%
0,8
16,7%
0,64
2,6%
0,16
2.
Air
40%
4
83,3%
3,2
12,98 %
0,8
3.
Serat
52%
5,2
0%
0
84,42%
5,2
4.
Total
100%
10
100%
3,84
100%
6,16
Unit 2 : C No
Komponen
1.
Gula
2.
Komp
D
E
F Komp
Proses
Laju
Komp
Laju
Komp
Laju
Laju
Komp
Laju
2,6%
0,16
0%
0
0,28%
0,032
0,5%
0,128
0,4%
0,16%
Air
12,98%
0,8
100%
30
54,07 %
6,16
99,5%
24,64
85,18%
30,8%
3.
Serat
84,42%
5,2
0%
0
45,65 %
5,2
0%
0
14,38%
5,2%
4.
Total
100%
6,16
100%
30
100%
11,39 2
100%
24,768
100%
36,16
Unit 3 : Komp
Unit 4 : F
G
H
Process
Serat
Komp Laju Komp Laju Komp Laju Komp 0.86 0.5% 0.128 0.0% 0 % 0.128 0.5% 99.5 100.0 99.14 % 24.64 % 9.856 % 14.784 99.5% 0.00 0.00 0 0% 0 0 0.00% % %
Total
100% 24.768 100% 9.856 100% 14.912
Gula Air
No
Laju
100%
Komp
B Laju
Komp
0.128
1
Gula
24.64
2
Air
0.86% 0.128 16.7% 99.14 % 14.784 83.3%
0
3
Serat
0.00%
24.768
4
Total
100% 14.912 100%
Unit 5 : No
H
Komp
0
I (Mixing) Laju
Komp
0.64 4.1%
Laju 0.768
3.2 95.9% 17.984
0%
0 0.00%
0
3.84 100% 18.752
Unit 6 : I
Komp Komp
1
Gula
2
Air
3
Serat
4
Total
4.1%
J Laju
Komp
0.0% 100.0 95.9% 17.984 % 0%
0.768
0
0%
100% 18.752 100%
K Laju
Komp
No
K
Komp
Laju
Komp
0 6.64% 0.768 93.36 7.1936 % 10.7904
L Laju
Gula
2
Air
0
3
Serat
0%
0
0%
0
7.1936 100% 11.5584
4
Total
100%
11.5584
100%
11.5584
93.36%
0.768
Laju
1
0 0.00%
6.64%
Komp 6.64%
0.768
10.7904 93.36%
10.7904
3. Sebagai bagian penting pada Chemical Recovery Plant didalam sebuah pabrik pulp, filtrasi digunakan untuk memisahkan larutan NaOH didalam air dari bubur CaCO3 (padatan CaCO3 yang tersuspensi didalam larutan). Umpan filtrasi dengan komposisi: NaOH terlarut 10%-massa, CaCO3 tersuspensi 5%- massa dan air. Hasil filtrasi berupa: a) b)
filtrat jernih tanpa padatan CaCO3; cake yaitu lumpur pekat yang mengandung padatan CaCO3 yang terbawa larutan NaOH.
Didalam cake, perbandingan massa larutan NaOH terhadap masa CaCO3 adalah 3/1. Filtrat kemudian dimasukkan kedalam evaporator utnuk menguapkan air sampai diperoleh larutan NaOH pekat dengan konsentrasi 17%. Larutan terakhir ini dinamai white liquor dan selanjutnya digunakan kembali untuk proses pulping. White liquor yang ingin dihasilkan adalah 1 ton/jam. a. b. c. d. e. f. g.
Gambarlah diagram alir proses tersebut diatas Buatlah analisis derajat kebebasan setiap unit, overall, dan proses soal diatas Jika soal under-specified, tambahkan asumsi logi sebagai data aliran atau hubungan pendukung Selesaikan masalah neraca massa ini Hitunglah NaOH-recovery, yaitu perbandingan massa antara NaOH yang dapat diambil didalam white liquor terhadap massa NaOH didalam bubur CaCO3 (umpan) Tulislah satu kemungkinan untuk mengurangi kehilangan NaOH yang terbawa cake dan konsekuensinya. Didaerah (propinsi) mana saja terdapat pabrik pulp besar?
3.Filtrat F3 = …? NaOH = …? Air = …?
2.Cake F2 = …? NaOH = …? CaCO3 = …?
Evaporator
Kriteria
Filtrasi
Evaporator
Overall
Proses
Variable Aliran
7
5
8
10
Neraca TTSL
-3
-2
-3
-5
Komposisi Diketahui
-2
-1
-3
-3
Laju Diketahui
0
-1
-1
-1
Hubungan Pendukung
-1
0
-1
-1
Derajat Kebebasan
1
1
0
0
# CaCO3 Input 5% F 0,05 F
# NaOH Input
= CaCO3 Output
= NaOH Output
= CaCO3 In Cake = CaCO3 In cake
# Umpan # Filter NaOH = NaOH umpan - NaOH In Cake = 204 34 = 170 H2O = H2O Umpan - H2O In Cake = 1734 – 0 = 1734 .
# Cake # H2O
H2O Filtrasi = White L + Vapor 1734 = 830 + Vapor H2O Vapor = 904
kemungkinan untuk mengurangi kehilangan NaOH yang terbawa cake adalah dengan melakukan pemisahan cake lalu NaOHnya dimasukan lagi kedalam umpan, tapi konsekuensi dari melakukan ini adalah membutuhkan waktu yang lebih lama
PT Oki Pulp & Paper Mills Palembang APP Sinar Mas Riau Indah kiat Pulp And Paper Banten PT. Lontar Papyrus Pulp & Paper Industry Jambi
