crystallizer

 Nama : Nita Alfiyati Alfiyati  NIM

: 03031481518006 03031481518006

Crystallizer 

Kristal Kristalisas isasii merupa merupakan kan salah salah satu satu proses proses indust industri ri yan yan sanat sanat pentin pentin! ! "idak sedikit pa#rik yan menunakan proses kristalisasi karena semakin #anyak  hasil industri kimia yan dipasarkan dalam #entuk kristalin! $rosesnya diunakan dalam ka%asan industri industri yan luas& dari produksi skala ke'il denan denan #ahan kimia khusus& seperti produk ( produk farmasi& sampai ke produksi #esar seperti ula& aram #iasa& dan pupuk! Kristalisasi merupakan salah satu alat pemurnian dan  penam#ilan hasil dalam #entuk padat! )entuk kristal semakin #anyak diminati karena kemurniannya yan tini& denan #entuk yan menarik serta mudah dalam penepakan dan transportasi& se'ar se'araa umum umum tu*u tu*uan an krist kristal alisa isasi si adal adalah ah untu untuk k memp mempero erole leh h prod produk uk den denan an kemurnian tini dan denan tinkat pemunutan + yield  + yield , yan tini pula! -ari sei ke#utuhan eneri& kristalisasi memerlukan eneri le#ih sedikit di#andinkan distilasi atau metode pemisahan yan lain! Kristalisasi adalah proses pem#entukan partikel .at padat di dalam fase homo homoe en! n! Kris Krista tali lisa sasi si meru merupa paka kan n sala salah h satu satu unit unit oper operas asii dala dalam m chemical  engi engine neeri ering ng  pem#entukan .at ( .at murni dari 'ampuran impurities dimana  processing cost /nya /nya rendah dan menhasilkan menhasilkan suatu produk kristal yan uniform atau seraam mem#erikan keuntunan antara lain yaitu mudah dalam transportasi& mudah mudah #ereaks #ereaksii denan denan #ahan #ahan lain& lain& mudah mudah dalam dalam penyim penyimpan panan an serta serta mudah mudah dalam penemasan! $roses kristalisasi dapat ter*adi dari suatu larutan dan lelehan 'air& dalam kristalisasi larutan se#aaimana #anyak dilaksanakan dalam industri& 'ampuran dari dari fase fase 'airan 'airan induk induk atau mother mother liquor  liquor   dan kristal dari seala ukuran dan dikeluarkan se#aai hasil yan dise#ut mama!

28

288

Mullin Mullin menuli menuliska skan n #ah%a #ah%a konsep konsep dari dari kristal kristalisas isasii dari laruta larutan n dapat dapat dipertim#ankan men*adi tia konsep dasar : 1! -ata -ata yan didap didapat at dari dari kondisi kondisi super supersatu saturasi rasi!! 2! orm ormas asii dar darii int intii 3! $ertu $ertum# m#uh uhan an dari dari inti inti

Larutan Saturasi dan Supersaturasi

e#u e#uah ah laru laruta tan n dapa dapatt dika dikata taka kan n men menala alami mi kond kondis isii satur saturasi asi apa# apa#ila ila kesetim#anan pada fase solid diperoleh! upersaturasi merupakan suatu kondisi dimana dimana konsentrasi konsentrasi padatan +solute, dalam suatu larutan mele#ihi konsentrasi konsentrasi  *enuh larutan terse#ut& maka pada kondisi inilah inti kristal pertama kali ter#entuk! upersaturasi upersaturasi adalah keadaan keadaan dimana larutan menandun menandun  konsentrasi konsentrasi  padatan terlarut yan le#ih tini daripada konsentrasi kesetim#anan +*enuh,! Kristalisasi dapat ter*adi hanya *ika kondisi supersaturasi dapat di'apai& kondisi supersaturasi dapat di'apai denan #e#erapa 'ara : 1! $enu $enuru runa nan n suhu suhu +dil +dilak akuk ukan an *ika *ika har haraa kela kelaru ruta tan n #eru #eru#a #ah h 'uku 'ukup p sinifikan ketika suhu larutan diu#ah,! 2! $enua $enuapan pan + dilaku dilakukan kan *ika keteran keterantun tunan an kelaruta kelarutan n terhad terhadap ap suhu ke'il& #iasanya larutan sanat larut +very +very soluble,! soluble,! 3! $enam# $enam#aha ahan n komp kompon onen en ketia ketia + salting ,! ,! $em#ankit $em#ankitan an supersaturasi supersaturasi denan 'ara peru#ahan peru#ahan suhu le#ih dikenal dikenal den denan an isti istila lah h cool coolin ing, g,

yaitu yaitu penuru penurunan nan suhu! suhu! Apa#i Apa#ila la suatu suatu larutan larutan *enuh *enuh

diturunkan suhunya maka konsentrasi *enuh larutan terse#ut akan turun& sehina kondisi supersaturasi ter'apai dan inti kristal mulai ter#entuk! aktor yan sanat  #erpenaruh terhadap ukuran inti kristal yan dihasilkan adalah ke'epatan  pem#entukan nuklei dan  growth rate r ate!! edankan nuklei dan growth dan  growth rate r ate sendiri sanat dipenaruhi oleh kondisi supersaturasi& selain *ua oleh keasaman& suhu& adanya #i#it dan atau inpurities!

Prinsip Proses Kristalisasi $em#entukan kristal adalah suatu proses yan pada dasarnya #erlansun

dalam dua tahap& yaitu: a! $em# $em#ent entuk ukan an inti inti kris kristal tal

287

$em#entukan inti adalah lanka pertama kristalisasi! Inti kristal adalah  partikel ( partikel kristal yan amat ke'il& yan dapat ter#entuk se'ara spontan se#aai aki#at dari keadaan larutan yan le%at *enuh +atau pendininan super  + super cooling , dari lelehan,! Inti ini dihasilkan denan 'ara memperke'il kristal yan ada dalam alat kristalisasi& atau denan menam#ahkan #enih kristal ke dalam larutan le%at *enuh! $artikel ( partikel padat asin +penotor, dapat *ua #erfunsi se#aai inti kristal! emakin #anyak inti kristal yan ter#entuk& semakin halus #utir ( #utir  hasil kristalisasi +kristilat,! ntuk penolahan lan*ut& #iasanya didininkan aar  kristilat sedapat munkin mempunyai #utir ( #utir yan kasar dan seraam dan karena itu perlu dilakukan pena%asan terhadap proses pem#entukan inti!  #! $ertum#uhan kristal $ertum#uhan kristal merupakan pena#unan dari dua proses utama& yaitu : 1! "ransportasi molekul ( molekul atau ion ( ion +dari #ahan yan akan dikristalisasi, dalam larutan ke permukaan kristal denan 'ara difusi! $roses ini #erlansun le#ih 'epat *ika dera*at le%at *enuh dalam larutan semakin #esar! 2! $enempatan molekul ( molekul atau ion ( ion pada kisi kristal! emakin luas permukaan total kristal& semakin #anyak #ahan yan dapat ditempatkan pada kisi kristal persatuan %aktu! -alam proses pem#entukan kristal& larutan disekelilin kristal ( kristal yan ter#entuk men*adi le#ih sedikit& artinya keadaan le%at *enuhnya #erkuran! )ahan terlarut harus mele%ati lapisan disekitar kristal untuk men'apai permukaan kristal denan 'ara difusi! $erpindahan massa ini dapat diper'epat denan menerakkan larutan + misalnya denan menunakan penaduk,& sehina larutan le%at *enuh terus menerus di#a%a ke permukaan kristal! -enan kristalisasi& keadaan le%at *enuh suatu larutan dihilankan! etelah kristalisasi& larutan sisa yan tertinal #ersifat *enuh dan dise#ut larutan induk! elain penotor ( penotor& larutan ini masih menandun #ahan padat yan terlarutkan! 9leh karena itu pada umumnya larutan terse#ut masih harus diolah le#ih lan*ut +misalnya dikem#alikan kedalam alat kristalisasi,!

270

$ada saat kristalisasi& panas kristalisasi dilepaskan pada pemukaan kristal! $anas ini harus dikeluarkan karena dapat menye#a#kan penurunan dera*at le%ar   *enuh +mempertini kelarutan, dan denan demikian menurunkan ke'epatan kristalisasi! -alam proses kristalisasi& ke'epatan pem#entukan kristal terutama terantun pada faktor ( faktor #erikut: 1! -era*at le%at *enuh! 2! umlah inti yan ada& atau luas permukaan total dari kristal yan ada! 3! $ererakan antara larutan dan kristal! 4! aktor ( faktor lain adalah misalnya : ;iskositas larutan *enis dan  #anyaknya penotor! -alam proses kristalisasi& #entuk dan ukuran kristal memainkan peranan  pentin dalam pemisahan kristal dari larutan induk! )entuk ( #entuk kristal tertetu +misalnya #entuk sera#ut& *arum dan lem#aran, mem#erikan tahanan cake  yan tini pada saat filtrasi karena rapatnya tumpukan kristal pada cake yan ter*adi! Karena itu untuk mendapatkan #entuk kristal yan menuntunkan #ai filtrasi& maka prosedur ker*a pada proses kristalisasi +misalnya yan #erhu#uan denan ke'epatan penaduk, harus diperhatikan! $ada dasarnya& #entuk dan ukuran kristal terantun pada ke'epatan  pem#entukan inti dan pem#entukan kristal& yan #erarti *ua terantun pada kondisi kristalisasi +misalnya keadaan le%at *enuh,! Apa#ila pe#entukan inti le#ih menon*ol& akan mem#entuk kristal ( ristak halus! e#aliknya #ila pertum#uhan kristal yan le#ih menon*ol& akan dihasilkan kristal ( kristal yan le#ih #esar! e'ara sederhana dapat dikatakan #ah%a :

Kristal ( kristal ke'il ter#entuk : 1! $ada keadaan le%at *enuh yan kuat +yaitu misalnya pada kristalisasi  pendininan denan 'ara pendininan 'epat, 2! -enan adanya erakan yan kuat +misalnya penadukan,! ntuk tu*uan tertentu kristal ( kristal ke'il sanatlah menuntunkan! Misalnya karena #ahan ini mudah dilarutkan kem#ali +dise#a#kan oleh luas  permukaannya yan #esar,! Keruiannya ialah ke'enderunan nya untuk  mem#entuk de#u maupun menadsor#si penotor pada permukaannya! Kristal ( kristal #esar ter#entuk :

271

1! $ada keadaan le%at *enuh yan kuran kuat +yaitu misalnya pada kristalisasi pendininan denan 'ara pendininan lam#at,! 2! Karena tidak adanya erakan +diam, atau erakan yan ada ke'il sekali! Kristal ( kristal #esar le#ih mudah dipisakan dari larutan induk +misalnya denan filtrasi,! $enankutannya le#ih mudah dan #e#as de#u! Kristal ( kristal  #esar yan tum#uh terlalu 'epat tentu dapat mem#a%a penotor ( penotor di dalamnya! 1. Prinsip Kristalisasi

-i dalam proses kristalisasi terdiri dari dua lankah yaitu : a!

$em#entukan nu'lei

 #!

$ertum#uhan nu'lei men*adi inti kristal
 pertum#uhan kristal! $otensial pendoron dari kedua la*u terse#ut adalah keadaan supersaturasi& tetapi dera*at supersaturasi #eraksi se'ara #er#eda dalam setiap lankah $ada solu#ility tidak ter*adi kristalisasi karena larutan masih dalam keadaan *enuh! -an pada supersolu#ility ter*adi pem#entukan inti kristal se'ara spontan yaitu pem#entukan inti kristal yan mampu tum#uh men*adi kristal! ntuk memper'epat ter*adinya nukleasi spontan& maka ke dalam larutan le%at *enuh dapat ditam#ahkan partikel .at padat asin yan dapat menkatalisasi la*u pertum#uhan inti kristal pada suatu keadaan supersaturasi! Nukleasi seperti ini dinamakan nukleasi heterogen! Nukleasi homoen dan heteroen termasuk  dalam nukleasi primer ! Ke#eradaan nuklei dalam larutan le%at *enuh dapat di#uat denan menam#ahkan se*umlah partikel/partikel kristal yan nantinya akan tum#uh men*adi kristal #esar pada .ona metasta#il yan dise#a#kan adanya eser  fluida dari larutan le%at *enuh denan permukaan seed dan tu#rukan antara sesama seed oleh penaduk! Nukleasi seperti ini dinamakan nukleasi sekunder!  Nukleasi sekunder #anyak diterapkan dalam industri karena 'epat ter'apai keadaan saturasi! Atau denan kata lain 'epat ter#entuk kristal! $ada .ona metasta#il& terdapat adanya per#edaan konsentrasi antara #ulk solution denan

272

konsentrasi pada permukaan nuklei! Aki#atnya ter*adi transfer massa partikel/  partikel solid dalam larutan le%at *enuh ke permukaan inti kristal! =al ini #erarti nuklei tum#uh men*adi kristal!

2. Metode Untuk Memproduksi Kristal 2.1. Kristalisasi melalui pendinginan

Kristalisasi melalui pendininan dapat dilakukan melalui : a!

$ertukaran panas se'ara lansun atau tidak lansun antara larutan  panas #erisi #ahan yan akan dikristalkan dan udara pendinin yan dapat  #erupa as seperti udara atau amonia& atau fluida seperti air& #rine dan  petrol!

 #!

Melalui penuapan di #a%ah penuranan tekanan atau dalam kondisi ;akum pada temperatur konstan& umumnya dise#ut ;a'uum 'oolin!

ika air dinin diunakan se#aai pendinin dan #erkontak lansun denan larutan& akan ter*adi penuapan dari pelarut! "etapi #iasanya *umlah kristal yan ter#entuk untuk dire't 'oolin le#ih #esar di#andinkan denan hanya e;aporation! 9perasi pada temperatur rendah mempunyai keuntunan dan keruian! "emperatur rendah serinkali menye#a#kan penam#ahan ;iskositas yan sinifikan dan la*u pertum#uhan kristal lam#at& sehina ukuran peralatan harus diper#esar! elain itu pada ;iskositas yan tini akan le#ih sulit dilepaskan 'airan yan melekat selama proses ter*adi di 'entrifue atau filter!

2.2. Kristalisasi Menggunakan Penguapan (Evaporasi)

Ada dua ma'am 'ara untuk menuapkan #ahan pada >rystalli.er ini& yaitu menunakan internal dan eksternal e?'haner! @;aporator denan internal e?'haner *aran menandalkan pada arus kon;eksi alami& tetapi mempunyai  penaduk untuk menhasilkan aya sirkulasi! )iasanya internal e?'haner 

273

mempunyai *umlah tu#e le#ih #anyak dan le#ih pendek di#andinkan e?ternal e?'haner!

2.3. Kristalisasi Ole !eaksi

ika se#uah reaksi kom#inasi lansun antara dua komponen di*alankan se'ara kontinyu pada fluida #ahan yan dihasilkan adalah dapat larut& larutan dapat dihasilkan pertama saturated dan kemudian superheated maka kristalisasi dapat #er*alan! $raktek yan serin diunakan adalah kristalisasi Amonium ulfat dari as Amonia dan Asam ulfat!

am#ar <-!1! %enson rea'tion type -") 'rystalli.er! 2.". Kristalisasi #akum

Ke#anyakan 'rystalli.er modern termsuk dalam kateori unit ;akum yan menunakan pendininan e;aporasi adia#atik untuk maen'ipatakan keadaan le%at *enuh! -alam #entuknya yan palin sederhana& 'rystalli.er itu #erupa suatu  #e*ana tertutup dan ;akum yan di*aa denan kondensatir& #iasanya denan

274

 #antuan pompa ;akum *et/uap atau #ooster yan ditempatkan di antara 'rystalli.er  dan 'ondenser! rystalli.er! $erolehan teoritis kristal itu se#andin denan selisih antara konsentrasi umpan dan kelarutan .at terlarut pada suhu keseim#anan!

3. $ipe % $ipe &r'stallier

$erlenkapan kristalisasi dikelompokkan denan metode yan diunakan untuk mendapatkan supersaturasi larutan& dan *ua denan metode yan diunakan untuk menhentikan sementara pertum#uhan kristal! uper saturasi didapatkan denan pendininan atau penuapan! Ada empat *enis dasar  >rystalli.er& yaitu :

3.1. &r'stallier $angki

>rystalli.er

ini

adalah

'rystalli.er

yan

palin

sederhana

dari

 perlenkapan kristalisasi industri! Kristalisasi dipenaruhi oleh pendininan mother liCuor +larutan inti, dalam tanki& dimana munkin dierakkan dan dilenkapi denan koil/koil pendinin atau penutup tanki! >rystalli.er tanki  #iasanya diunakan untuk produksi skala ke'il!

275

am#ar <-!2! "ypi'al aitated #at'h 'rystalli.er!

3.2. &r'stallier Srapped * Sur+ae

"ipe >rystali.er ini sama prinsipnya denan tanki& tetapi permukaan/  permukaan pendinin se'ara terus/menerus di#uan atau diputar untuk men'eah  pen'emaran oleh endapan kristal dan untuk meninkatkan transfer panas! >rystalli.er ini 'o'ok dipakai untuk larutan yan ;iskositasnya tini! >rystalli.er  'rapped / urfa'e dapat dioperasikan #ersama denan resirkulasi mother liCuor  atau se'ara terus/menerus! Keruian dari tipe ini adalah 'enderun memproduksi kristal/kristal yan sanat ke'il! nit yan se*enis adalah >rystalli.er %enson/ Dalker!

276

am#ar <-!3! or'ed/'ir'ulation +e;aporati;e, 'rystalli.er! +Swenson,

3.3. &r'stallier &irulating Magma

-alam tipe ini& larutan dan pertum#uhan kristal disirkulasi melalui daerah dimana supersaturasi ter*adi! >rystalli.er sirkulatin mama adalah tipe ter#anyak  dipakai dalam >rystalli.er skala #esar pada proses industri kimia! )entuk/#entuk  yan diunakan dalam supersaturasi di'apai denan pendininan lansun&  penuapan& atau pendininan e;aporatif di #a%ah ;akum!

27

am#ar <-!4! -ire't/'onta't/refrieration 'rystalli.er +-") type,

am#ar <-!5! or'ed/'ir'ulation #affle surfa'e/'ooled 'rystalli.er!

278

3.". &r'stallier Sirkulasi Larutan

$ada tipe ini& hanya larutan yan disirkulasi melalui peralatan pendinin atau pemanas! Kristal ditahan dalam #entuk suspensi pada daerah kristalisasi denan naiknya larutan! >rystalli.er sirkulasi larutan memproduksi kristal/kristal denan ukuran ( ukuran yan tetap! )entuk dasar terdiri dari tia komponen : se#uah silinder dimana kristal disuspensikan dan tum#uh dan dipindahkan& se#uah alat produksi supersaturasi denan pendininan atau penuapan& dan se#uah alat sirkulasi larutan! >rystalli.er oslo adalah #entuk dasar untuk perlenkapan kristalisasi tipe ini!

am#ar <-!6! 9<9 e;aporati;e 'rystalli.er E 9<9 surfa'e/'ooled 'rystalli.er!

>rystalli.er sirkulasi larutan dan >rystalli.er sirkulasi mama diunakan untuk produksi skala #esar denan daerah #atasan yan luas dari produk kristal!

277

"a#el! Aplikasi )er#aai enis >rystalli.er  $ipe Crystallizer  "anki

,plikasi 9perasi )at'h& produksi skala

-enis*-enis Penggunaan Asam lemak& minyak sayur&

Scrapped-Surface

ke'il Kandunan oranik& dimana

ula Kloro#en.en& asam oranik&

masalahnya adalah pen'emar& lilin& parafin& naftalen& urea Circulating 

 #ahan(#ahan kental $roduksi kristal/kristal ukuran

Amonium dan aram/aram

 Magma

 #esar& masukan tini

anoranik&

irkulasi
 potasium nitrat& perak nitrat $roduksi kristal yan seraam ipsum& aram/aram +ukuran le#ih ke'il daripada anoranik& sirkulasi

mama,&

sodium

sodium

". Peritungan &r'stalier ".1. eraa Massa &r'stalier Kondisi operasi / / 30o&

$ekanan/ 1 atm

KOMPOE

>3 N3+N=2,3 >3 N3+N=2,3 KFI"A< = 29 >3 N3+9=,+N=2,2 >3 N3+9=,2 N=2 $O$,L

PU$ (Kg)

OU$PU$ (Kg)

,liran 

,liran 

25&0003 / 111&103 15&4683

7&6743 265&3060 111&103 15&4683

15&4561

15&4561

34050

34050

$a6el 317. Nera'a $anas Crystalizer 0 +>F/01, ,liran Panas Masuk (k-) Panas Keluar (k-) Q7

dan

masukan  potasium nitrat& perak nitrat

tini

$emperatur

dan

383045&50

/

300

Q9

/

445&4017

QL

/110065&1600

Qwi

134622&6812

Qwo

/

15057&740

518894199

518894199

$otal

/

Peritungan Spek ,lat &r'stallier

unsi

: Mem#entuk kristal melamin

"ipe

: >ontinuous trirred "ank >rystalli.er +>">,

)entuk : "anki silinder denan ellipsoidal heads 6am#ar :

:ata :esain /

"emperatur +",

G 30 o>

"ekanan +$,

G 1 atm

Daktu tinal +τ, G 1 *am
G 37&0750 k*am

-ensitas +ρ,

G 1348&706 km 3 G 84&2022 l#ft 3

Biskositas +µ,

G 1&7170 '$

Kapasitas &r'stallier4 #

G 4&6422 l# fthr 

301

!" τ  Bolume "anki& B" G

 ρ 

G

3977,0950

kg x 1 jam  jam 3

1348,7906 kg/ m G 2&7486 m 3 aktor keamanan : 20 H Kapasitas "anki& B" G 1&2 ? 2&7486 m 3 B" G 3&5384 m3

Kon+igurasi $anki

)erdasarkan  #olland and Chapman& p!154& dipilih tanki tipe )rooks E u& denan konfiurasi se#aai #erikut : Fasio diameter tanki denan tini silinder

G -t=s G 23

Fasio diameter impeller denan diameter tanki G -i-t G 13 Fasio tini liquid denan diameter tanki G =l-t G 1&05 Fasio tini impeller dari dasar tanki denan diameter tanki G = i-t G 0&3 Fasio le#ar blade denan diameter impeller  G D-i G 15 Fasio pan*an blade denan diameter impeller G <-i G 14 -ari konfiurasi diatas& maka : :iameter tangki (: t)

Bolume tanki G Bolume liquid   Bolume head   

Bolume liquid G Bolume silinder  Bolume bottom

 

dimana& Bolume bottom +B), G Bolume head  +Be, Bolume silinder +Bs, maka&

=s

G tini silinder G 32 -t

B

G +π4, ! -t2 ! =s  G +π4, -t2 +32 -t,

B  

G +38, π -t3

Bolume ellipsoidal head  dan bottom $ B) dan Be,

302

-imana& < G J -t B) G Be G +π6, ! -t 2 ! < G +π6, ! -t2 ! +14 -t, G π24 ! -t3

ehina& B< G Bs  Be G +38, π -t3  +π24 ! -t3, Maka& B"

G B<  Be

3&5384 m 3 G +1024, ! π ! -t3  +124, π -"3 3&5384 m 3 G +1124, π -$3 -t3  G 2&4586 m3 -t G 1&35

m G 4&4271 ft

F

m

G 0&65

Maka untuk konfiurasi tanki : =l G "ini liCuid

G 1&05 - t

G 1&415 m G 4&6506 ft

-i G -iameter impeller

G 13 -t

G 0&45

m G 1&464 ft

=i G "ini impeller

G 0&3 -t

G 0&405

m G 1&328 ft

D G
G 15 -i

G 0&07

m G 0&2752 ft

< G $an*an daun impeller

G 14 -i

G 0&1125 m G 0&3671 ft

$inggi $anki4 ;$

"ini ilinder&=s =s G 32 -" =s G 32 +1&35 m, =s G 2&025 m "ini @llipsoidal& h <

G J -" G J +1&35 m, G 0&335 m

303

"ini "otal& ="

G =s  2 < G 2&025 m  + 2 ? 0&335 m , G 2& m

$e6al :inding $anki4 t$

=

t ) 

 %   "  ' + S   "  &  ( ,

−

+0&6  "  % ,

+

C  +peters& ta#el 4& hal! 53,

-imana& $ G "ekanan *esign

G 1 atm

F G ari/*ari "anki

G 0&65 m

 G !orking Stress +llowable

G 732&227 atm +peters& ta#el 4 hal 53,

@ * G !elding oint &fficiency

G 0&85

+peters& ta#el 4 hal 53,

> G "e#al korosi yan dii.inkan G 0&00315 m t ) 

1  " 0&65

=

+732&227  " 0&85,

−

+0&6  " 1,

+

+peters& ta#el 6 hal 542,

0&00315

G 0&012 m G 1&2 'm "e#al dindin head + &llipsoidal head , +e, disamakan denan te#al dindin tanki! Maka  t" G e G 0&012 m G 1&2 'm utside -iameter G 9- G -t  2t" G 1&35 m  +2 ? 0&012, m G 1&34 m G 13&4 'm

-umla Pengaduk ()

 / 

=

 # 0  " S%.'  *t 

304

1405&72 kg  m 3 +1&415 m,  " +  / 

=

 / 

=

1000 kg  m

,

1&35m 1&462

adi diunakan 2 #uah impeller1 Keepatan Putaran Pengaduk (n)

ntuk menentukan ke'epatan putaran penaduk +n, diunakan korelasi  2wietering  se#aai #erikut : 0 & 45

n  "  *i

0 & 85

=

S ! v

0 &1

! *p

0&2

  ∆ ρ      !  g !    ρ     

! 3 0 &13 +M'!>a#e p!25& eC!7/36,

-imana : n

G Ke'epatan putaran penaduk +rps,

-i G -iameter penaduk ρ

G 45 'm G 1&348 r'm3

G -ensitas liquid

) G 100 la*u alir massa .at padat per massa .at 'air G 100 ? + 25&0003  1202&074,

G 230&841



G $er'epatan ra;itasi

G 781 'ms2

;

G ;iskositas kinematik G

viskositas densitas campuran

G 4&6422 l# fthr  84&2022 l#ft 3 G 0&0551 ft 2hr G 0&0142 'm 2s - p G ukuran partikel rata/rata G 0&1 'm 

G konstanta G &5

∆ ρ 

G #eda densitas G 0&2252 r'm 3 0& 45

&5  " +0&0142 , n

G G 2&446 rps G 146 rpm

0 &1

 " +0&1,

0& 2

0&2252      "  781  "   1&348     + 45, 0&85

" + 230&841, 0&13

305

Po
)ilanan 'eynold $/  'e 4

n "  ρ   " *i  µ 

 NFe G

2&446 rps  " 84&2022 lb   ft 3  " +1&464 ft, 2 0&00127 l#ft!s

G G 348507&7217

)erdasarkan rafik am#ar 7!13 M' >a#e untuk N Fe L 100!000 maka Np G 5&0 sehina didapat po%er penaduk : 3

 % 

=

 /p ! ρ ! n ! *i

5

 gc

+M'!>a#e p!245& eC!7/24,

+5&0, +84&2022 lb   ft 3 , + 2&446 rps, 3 +1&464  ft , 5 32&1  ft  se' 2

G

G 1346&0842 ft!l#fse' G 2&444 =$

@fisiensi motor G 85 H $ G 2&7 =$ :esain -aket Pendingin

hi

×  *t  k 

−0!56

= 0&85+ / Fe ,

0 & 66

+ / $r ,

0 & 33

+ µ    µ  s ,

0&14

  #l       "     *t   

ng koefisien perpindahan panas -imana : hi G koefisien perpindahan panas >p +kapasitas $anas,

G 2341&6073 )tuft!o!hr 

k +daya hantar panas,

G 0&3685 )tul#! o!hr 

Cp  " µ 

N$r  G

k 

 " ( *i   *t  )

0!13

 Menghitu

306

  s G 1 +untuk air,

hi "1&35 0&3685

0!33

= 0&85 +348507&721 7,

0!66

 2341&6073 " 0&00127    "    0&3685    

 "(1)

0!14

+-!! Kern&

20!4, hi G 2112&764 )tuft 2!hr!o  Menghitung +rea %erpindahan %anas $+4 -iketahui :  =o G *= ? k-t ? +Npr, 13?10&14 G 00 ? +0&36851&35, ? ++2341&6073 ? 0&00127,0&3685, 13? 10&14 G 385&263 )tuft!hr! o  F d G 0&001 ft!hr!o)tu  =d G 1F d G 1000 )tuft!hr!o  hio G hi ? I-9-  9- G I-  2t " 4&4271 ft  hio G 2112&764 ? 5 c

=

4&507 ft

 G 206&0406 )tuft 2!hr!o

× ho 206&0406 " 385&263 = = 324&7585 )tuft 2 !hr! o  hio + ho 206&0406 + 385&263  Clean verall hio

Coeficient $5 c 4

5  *

=

5 c × # d  5 c

+  # d 

=

324&7585 " 1000 324&7585 + 1000

= 245&2573 )tuft 2 !hr !o 6   *esign verall

Coeficient $5  * 4

 uas +rea %erpindahan %anas $+4 -iketahui : "emperatur air pendinin masuk +t1,

G 28 o>

G 82&4 o

 "emperatur air pendinin keluar +t2,

G 600>

G 140 o

30

"emperatur masuk >rystalli.er +"1,

G 60 o>

G 140 o

"emperatur >rystalli.er +"2,

G 30 o>

G 86 o

 0M)*

=

∆t 2 − ∆t 1 ln    ∆t 2 ∆t 1          )e#an $anas +, G

1!435!75&2658 k hr G

1!361!041&7413 )tuhr 

luida $anas +o, 140 86

uhu tini uhu rendah elisih

luida -inin +o, 140 82&4

maka didapat : 7 AG

5 d   " 0M)* 1!361!041&7413 3tu  hr 

2 o o G 245&2573 3tu   ft  !hr !  6" 3&6  6 

G 1541&4777 ft 2 G 143&21 m 2

 Menghitung )ebal aket %endingin $84 -iketahui : Massa air +D,

G 10684&3378 K

-ensitas air +ρ,

G 1000 km 3

Bolume air

G Dρ G 10684&3378 K  1000km 3 G 10&6843 m 3

Bolume air  ;olume total tanki G 10&6843 m3  3&5384 m 3 G 14&222 m 3

elisih 0 3&6 3&6

308

-ari persamaan :

9 t 

=

π 

2 3 ( -* + 2 " ) × #t  + π  ( -* + 2 " ) 4 24

14& 222 m 3

= [π  4 (1&34 m + 2 " ) 2 × 2& m] + π  24 (1&34m + 2 " ) 3

-enan 'ara trial and error  didapat kete#alan *aket pendinin :  O G 0&3211 m G 32&11 'm