LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas Produksi
: 20000 ton/tahun
Waktu operasi
: 330
hari/tahun
Basis perhitungan
: 1
jam operasi
Satuan
: kg/jam
Bahan baku
: Palm Oil Mill Effluent
Produk
: Biohidrogen )Bio6 2*
Kapasitas Pr Produksi
: 2525.2525 kg/jam
Kemurnian Pr Produk
: .!"
Komp Kompos osis isii bah bahan an bak baku
:
a. Pa#m Pa#m $i# $i# %i## %i## &''#u &''#uen en )7510$5*00 abe# B.1 Komposisi )7 510$5*00 Komponen
raksi %assa )"
Karbohidrat
+,.1
Protein
11.2
-ipid
2.
)oshimasa 2010* b. atrium idroksid )a$* 10" 1 % abe# B.2 Komposisi a$ Komponen
raksi %assa )"
a$
10
2 $
0
)S4a'aati dkk. 2012*
8. -arutan K 27$3 30" abe# B.3 Komposisi K 27$3 Komponen
(raksi %a %assa )" )"*
K 27$3
30
2$
0
)igg 19* d. ata berat berat mo#eku# mo#eku# dan densitas densitas masing masing 6 masing komponen komponen abe# B.+ Berat %o#eku# dan ensitas Kompone Komponen
erat erat %o#e %o#eku ku##
ens ensit itas as
)kg/kmo#*
gr/8m3
)7510$5*00
150
6
7,12$,
190
6
a$
+0
2.1
2
2
0.0911 kg/m 3
7$2
++
1.9 kg/m 3
2 S
3+
1.30 kg/m 3
K 2P$+
1+.2
2.++
a$3
9+.
2.25
a7#
59.++
2.1,5
%g7#2.,2$
203.31
1.5,
K$
5,.1
2.0++
)-ide 2005; %SS Certified 2013; %< 201,* =ntuk menentukan nera8a massa masing6masing komponen pada setiap a#at dapat dihitung dengan menggunakan a#ur maju 4aitu dengan menggunakan basis 105 ton/jam berdasarkan kapasitas pabrik bahan baku. era8a masing 6 masing a#at dihitung. dihitung.Kemudian dihitung 'aktor penga#i sesuai dengan kapasitas produksi 4ang diinginkan.
Se8ara umum persamaan antara nera8a massa 4aitu sebagai berikut:
8. -arutan K 27$3 30" abe# B.3 Komposisi K 27$3 Komponen
(raksi %a %assa )" )"*
K 27$3
30
2$
0
)igg 19* d. ata berat berat mo#eku# mo#eku# dan densitas densitas masing masing 6 masing komponen komponen abe# B.+ Berat %o#eku# dan ensitas Kompone Komponen
erat erat %o#e %o#eku ku##
ens ensit itas as
)kg/kmo#*
gr/8m3
)7510$5*00
150
6
7,12$,
190
6
a$
+0
2.1
2
2
0.0911 kg/m 3
7$2
++
1.9 kg/m 3
2 S
3+
1.30 kg/m 3
K 2P$+
1+.2
2.++
a$3
9+.
2.25
a7#
59.++
2.1,5
%g7#2.,2$
203.31
1.5,
K$
5,.1
2.0++
)-ide 2005; %SS Certified 2013; %< 201,* =ntuk menentukan nera8a massa masing6masing komponen pada setiap a#at dapat dihitung dengan menggunakan a#ur maju 4aitu dengan menggunakan basis 105 ton/jam berdasarkan kapasitas pabrik bahan baku. era8a masing 6 masing a#at dihitung. dihitung.Kemudian dihitung 'aktor penga#i sesuai dengan kapasitas produksi 4ang diinginkan.
Se8ara umum persamaan antara nera8a massa 4aitu sebagai berikut:
Cmassa masukD 6 Cmassa ke#uarD ! Cmassa tergenerasiD 6 Cmassa terkonsumsiD @ Cakumu#asi massaD Kapasitas BS : 105 ton/jam )Basis =m =mpan* Kon> Kon>er ersi si BS
:
,0" )o> )o>a> a>ir iro o e8 e8hn hno# o#o og4 g4 2010 2010**
?um#ah pr produksi P$ P$%& @ ,0" A 105 ton/jam @ ,3 ton/jam @ ,3
ton
A
330 hari
jam @
A
2+
jam
1
hari
1 tahun
+9,0 ton/tahun
um#a um#ah h keb kebu utuh tuhan P$% @ +9, 9,0 0
ton tahun
1 tahun A
A
1
hari
2+ jam
3,5 hari
@ 5,.590+1 ton/jam @ 5,.590+1 m3/jam @ 5,59.0+1 -/jam Karakteristik Karakteristik P$% : 7$ Input 7$ Input
@ 9550 50 mg/-)$6 /-)$6th thon ong g 2009* 009*
"ekomposisi
@ ,5" )Sompong dkk. 200*
7$ Input 7$ Input
@ 9550
mg
-
X 5,59.0+
-
jam
1
kg
1000000
mg
X
@ +99+ +99+.2 .22, 2,0 0 kg/j kg/jam am 7$ Output
@ 7$ Input 7$ Input 6 0.,5 A 7$ Input 7$ Input @ +99+.22,0 kg/jam 6 0.,5 A +99+.22,0 kg/jam @ 10 10.+ .+ 1 1 kg/j kg/jam am
7$ e erkon>ersi
@ +99+.22,0 kg/jam 6 10.+1 kg/jam @ 31+ 31+. .+, +, kg/j kg/jam am
Komposisi Biohidrogen "o#ume )Sompong dkk. 200* a. ,1" 2 b. 39.15" 7$ 2 8. 95 ppm 2S
@
0.0095" 2S
ensitas 8ampuran Biohidroge: E8ampuran @ )"E* 2 ! )"E* 7$2 ! )"E* 2S @ 0.,1 A 0.0911 ! 0.3915 A 1.90 !
0.000095
A
1.3
@ 0.+2 kg/m3 B.1 Neraca Massa Mixer Pretreatment
(ungsi: Sebagai tempat menonakti'kan bakteri 4ang memproduksi gas metana sehingga produksi gas hidrogen 4ang dihasi#kan #ebih besar.
Gambar B.1 Neraca Massa Mixer Pretreatment
P$%& dengan komposisi +,.1" karbohidrat 11.2" protein dan 2." #ipid )oshimasa 2010*. amun pada ran8angan ini perhitungan nera8a massa P$%& han4a dihitung sebagai komponen terbesar da#am P$%& 4aitu karbohidrat 4ang akan dihidro#isis menjadi g#ukosa dan dikon>ersikan menjadi biohidrogen. a$ 4ang diper#ukan pada pretreatment ada#ah 10" a$ 1 % )S4a'aati dkk. 2012*. a. P$%& : (1 )7510$5*00
@ 0.+, A 5,59.0+1 kg/jam @ 2,201.05 kg/jam
(1 2$
@ 0.5+ A 5,59.0+ kg/jam @ 305.9092 kg/jam
(1
@ 5,59.0+1 kg/jam
b. a$ : (2 a$ @ 10" A 5,59.0+1
jam
@ 22.935,2 kg/jam era8a %assa ota#: (1 ! (2
@ (3
A 1 % A +0
gr mo#
A
1
kg
1000 gr
(3
@ 5,59.0+1 ! 22.935,2 kg/jam @ 519,.3 kg/jam
abe# B.5 era8a %assa Mixer Pretreatment %asuk )kg/jam*
Komponen
Ke#uar )kg/jam*
F#iran (1
F#iran (2
F#iran (3
)7510$5*00
2,201.05
6
2,201.05
2$
305.9092
6
305.9092
a$
6
22.935,
22.935,
5,59.0+1
22.935,
519,.3
ota#
57186.7397
57186.7397
B. Neraca Massa Mixer Nutrient
(ungsi: Sebagai tempat men8ampur P$%& dari %iAer Pretreatment dengan
Gambar B. Neraca Massa Mixer Nutrient
Karakteristik P$%& )oshimasa 2010*. (e 4ang terkandung da#am P$% @ @
0
g
A 5,59.0+1
@
3.91
jam
kg/jam
0 mg/A
1
kg
1000000
mg
utrisi 4ang diper#ukan 'ermentasi biohidrogen )Sompong dkk. 200*. (e2! @ 25 mg/7::P 350 : 5.+ : 0.+
era8a %assa Kompone : a. (e7#2 (+ (e7#2
@ 19
mg
A 5,59.0+1
-
-
1
kg
1000000
mg
A
jam
@ 10.,513 kg/jam b. a2P$+.22$ (5 a2P$+.22$ @ 0.+ A 25
mg
A 5,59.0+1
-
-
1
A
jam
kg
1000000 mg
@ 5.955+ kg/jam era8a %assa ota#: (3 ! (+ ! (5 @ (, 519,.3 !
10.,513 ! 5.955+ @
5203.2+,+ kg/jam
abe# B., era8a %assa Mixer Nutrient %asuk )kg/jam*
Komponen
Ke#uar )kg/jam*
F#iran (3
F#iran (+
F#iran (5
F#iran (,
)7510$5*00
2,201.05
6
6
2,201.05
2$
305.9092
6
6
305.9092
a$
22.935,
6
6
22.935,
(e7#2
6
10.,513
6
10.,513
a2P$+.22$
6
6
5.955+
5.955+
519,.3
10.,513
5.955+
5203.2+,+
ota#
57!3."6"
57!3."6"
B.3 Neraca Massa B#$rea%&$r B#$'#(r$)e*
(ungsi: Sebagai tempat ber#angsungn4a reaksi pembentukan biohidrogen dengan menggunakan bakteri termo'i#ik.
Gambar B.3 Neraca Massa B#$rea%&$r B#$'#(r$)e*
Kesetimbangan reaksi 4ang terjadi di da#am reaktor 'erme : )7510$5*00 ! 2$ G 50 7 ,12$, )Barna#i dkk. 2009* 507 ,12$, ! 500 2$)#* ! 2S)#*
2000 2)g* ! 15007$ 2 )g* ! 2S)g* ! Thermophilic bacteria
500737$$)#* ! 5007+9$2)#* )Sompong dkk. 200*
era8a %assa ota#: (, @ ( ! (9 ( @ 7$ erkon>ersi @
31+.+, kg/jam (9 @ (, 6 ( @ 5203.2+,+ kg/jam 6 31+.+, kg/jam @ 5+029.+5 kg/jam era8a %assa Komponen
6 F#ur , (,
@ 5203.2+,+ kg/jam
(, )7510$5*00
@ 2,201.05 kg/jam
(, 2$
@ 305.9092 kg/jam
(, a$
@ 22.935,
kg/jam
(, (e7#2
@ 10.,513
kg/jam
(, a2P$+.22$ @ 5.955+
kg/jam
6 F#ur (
@
31+.+, kg/jam
@
31+.+, kg/jam :
@ ( 2
m3/jam
+23.,91
@ 0.,1 A +23.,91 m3/jam @
2,0,.559 m3/jam
@
2,0,.559 A 0.0911 kg/m3
@ ( 7$2
0.+2 kg/m3
211.+2+1
kg/jam
@ 0.3915 A +23.,91 m3/jam @ 1,,,.39 m3/jam @ 1,,,.39 A 1.90 kg/m3
( 2S
@
2,2.921 kg/jam
@
0.000095
@
0.3,33
m3/jam
@
0.3,33
A
@
0.500
kg/jam
A
+23.,91
m3/jam
1.3 kg/m3
6 F#ur 9 (9
@ 5+029.+5 kg/jam
=ntuk ke#uaran ( 9 )7510$5*00 mempun4ai komposisi +,.1" dan 2$ diharapkan berkurang hingga 50" dari tota# ke#uaran nera8a massa dan sisan4a 7,12$, )S4a'aati dkk. 2012*. era8a %assa Kompone :
(9 )7510$5*00
@ 0.+, A
5+029.+5 @ 2+0.1393 kg/jam
(9 2$
@ 0.50 A
5+029.+5 @ 201+.2+ kg/jam
(9 a$
@
22.935,
kg/jam
(9 (e7#2
@
10.,513
kg/jam
(9 a2P$+.22$ @
5.955+
kg/jam
(9 7,12$,
@
19,2.,2 kg/jam
abe# B. era8a %assa Bioreaktor Biohidrogen Komponen
%asuk )kg/jam*
Ke#uar )kg/jam*
F#iran (,
F#iran (
F#iran (9
)7510$5*00
2,201.05
6
2+0.1393
2 $
305.9092
6
201+.2+
a$
22.935,
6
22.935,
(e7#2
10.,513
6
10.,513
a2P$+.22$
5.955+
6
5.955+
2
6
211.+2+1
6
7$2
6
2,2.921
6
2 S
6
0.500
6
7,12$,
6
6
19,2.,2
5203.2+,+
31+.+,
5+029.+5
ota#
57!3."6"
57!3."6"
B." Neraca Massa B#$rea%&$r B#$)as
(ungsi : sebagai tempat ber#angsungn4a reaksi pembentukan biogas dengan menggunakan bakteri termo'i#ik.
Gambar B." Neraca Massa B#$rea%&$r B#$)as
)7510$5*00 ! 2$ G 50 7 ,12$, )Barna#i dkk. 2009* 507 ,12$, ! 500 2$)#* ! 2S)#*
2000 2)g* ! 15007$ 2 )g* ! 2S)g* ! Thermophilic bacteria
500737$$)#* ! 5007+9$2)#* )Sompong dkk. 200*
(9
@ 5+029.+5 kg/jam
(9 7$ Output
@
(
10.+1 kg/jam
@ " ekomposisi 7$ @ 9+.0" )Sena'ati 2010*
era8a %assa ota#: (9 5+029.+5 kg/jam (10
@ ( ! (10 @
1+51.3+9 kg/jam ! (10
@ 525.151 kg/jam
era8a %assa Kompone : F#ur : (
@ 1+51.3+9 kg/jam 7$ output ke#uaran biogas 'ermentasi ke generator memi#iki komposisi 3,.130" 7 + ,3.393" 7$ 2 0.+21" 2$ dan 0.0133" 2S )Sena'ati 2010* ( 7+
@ 3,.130" A
1+51.3+9
@
52+.3921
kg/jam
( 7$2
@ ,3.393" A
1+51.3+9
@
1.209
kg/jam
( 2 $
@ 0.+21" A
1+51.3+9
@
,.9519
kg/jam
( 2 S
@ 0.0133" A
1+51.3+9
@
0.130
kg/jam
F#ur 10 : (10
@ 525.151 kg/jam =ntuk ke#uaran ( 10 )7510$5*00 mempun4ai komposisi +,.1" dan 2$ diharapkan 50" dari tota# ke#uaran nera8a massa dan sisan4a 7 ,12$, )
2$
@
0.50 A
(10 a$
@
22.935,
kg/jam
(10
@
10.,513
kg/jam
(10 a2P$+.22$
@
5.955+
kg/jam
(10
@
(e7#2
7,12$,
525.151 @ 2,299.55 kg/jam
190,.1,,, kg/jam
abe# B.9 era8a %assa Bioreaktor Biogas Komponen
%asuk )kg/jam*
Ke#uar )kg/jam*
F#iran (9
F#iran (
F#iran (10
)7510$5*00
2+0.1393
6
2+239.0,,
2 $
201+.2+
6
2,299.55
a$
22.935,
6
22.935,
(e7#2
10.,513
6
10.,513
a2P$+.22$
5.955+
6
5.955+
7+
6
52+.3921
6
2 $
6
,.9519
6
7$2
6
1.209
6
2 S
6
0.130
6
7,12$,
19,2.,2
6
190,.1,,,
5+029.+5
1+51.3+9
525.151
ota#
5"!8."995
B.5 B#$(es+,-+r#sas#
5"!8."995
(ungsi: =ntuk men4erap gas 2S 4ang terkandung da#am biohidrogen sehingga gas 2S terserap sempurna iketahui dibutuhkan inoku#um!medium 'ermentasi + -/jam untuk umpan gas 300 -/jam.
m3
+23.,91
1 -
A
A
dm3
1000
3
jam
m3
1 dm
@ +23,9.10,9 -/jam ?adi medium 'ermentasi 4ang diper#: 3.
/jam
A
@
300 /jam
+23,9.10,9 -/jam
A @ 5209.+3315 -/jam iketahui masing 6 masing densitas medium berdasarkan tabe# B.+ sehi : @ a -/jam atau 1000a
air deminera#isasi K 2P$+
@ 1
g
g
A a- @
a7# @ ,
@ 0.+09 a 8m3 @ 0.+09a A
1063 jam
0.93a gram
@ 0.3, a 8m3 @
A a- @
,a
gram
jam 3
@ 2.1+ a 8m @
3
-
2.1,5 g/8m
%g7#2.22$ @ 0.2
0.3,a A 10 63 -
2.25 g/8m3
g
gram
1063 -/jam
2.++ g/8m3
a$3 @ 0.93
a
A a- @
A
g
A a-
-
0.2a
2.1+a A 10 63 jam
gram
@ 0.125 a 8m3
1.5, g/8m3
@ 0.125 a A 10 63 -/jam a$
@
) 0.,, g/8m3 A
K$
@
) 1.3+
o#/ A +23,9.10,9 1000 *
/jam A
@ 532,.+05
o#/ A +23,9.10,9
+0 g/mo#* /
) 2.1
/ja
/jam A 5,.1 g/mo#* /
) 2.0++
g/8m3 A
1000 * @ 151.593 /ja %edium 'ermentasi @ air deminera#isasi ! K 2P$+ ! a$3 ! a7# ! a$ ! K$ ! %g7# 2.,2$ +23,9.10,9
@
)1000a ! 0.+09a ! 0.3,a ! 2.11+a ! 0.125a* A 10 63 ! 532,.+05 ! 1511.593 -/jam
+23,9.10,9
@
211.09
a
@ 201,.21
a -/jam
air deminera#isas @ 201,.21 -/ja A 1 kg/- @ 201,.21 kg/jam K 2P$+
@ 1 gr/- A 201,.21 -/jam
a$3
@ 0.93 gr/- A 201,.21 -/jam
a7#
@ , gr/- A 201,.21 -/jam
@
121.00,+
kg/jam
%g7#2.22$ @ 0.2 A 201,.21 -/jam
@
+.0335
kg/jam
@
20.1, @
1,.32
a$
@ 0.,, mo#/ A 201,.21 A
+0 g/mo @
K$
@ 1.3+ mo#/ A 201,.21 A 5,.1 g/mo @
kg/jam kg/jam
532.+290
kg/jam
151,.099 kg/jam
jadi tota# medium 'ermentasi da#am kg/jam : %edium 'ermentasi @ 201,.21 kg/jam ! 20.1, kg/jam ! 1,.32 kg/jam ! 121.00,+ kg/jam ! +.0335 kg/jam ! 532.+290 kg/jam ! 151,.099 kg/jam @ 2239.12 kg/jam
B.5.1 Neraca Massa $,$m Absorber HS
(ungsi: =ntuk mengabsorb gas 2S menggunakan medium 'ermentasi sehingga bagian atas ko#om berupa gas menghasi#kan produk Bio6 2 dan 7$ 2 sedangkan bagian baah ko#om ber'ase 8airan mengandung su#'ur akan diproses #ebih #anjut ke Bioreaktor Bio6 2S.
Gambar B.5 Neraca Massa $,$m Abs$rber H S
6 F#ur 12 : (12
@ (gas masuk
@
31+.+, kg/jam
era8a %assa Kompone : (12
2
(12
7$2 @
(12
2S @
@
211.+2+1
kg/jam
2,2.921 kg/jam 0.500
kg/jam
6 F#ur 1+ : (1+
@ %edium (ermentas @ 2239.12 kg/jam
6 F#ur 15 : (15
2
(15
7$2 @
2,2.921 kg/jam
(15
@
31+.2+,0 kg/jam
@
211.+2+1
kg/jam
6 F#ur 1, : (1,
%edium
@ 2239.12 kg/jam
(1,
2S
@
(1,
0.500
kg/jam
@ 2239.,39 kg/jam
era8a %assa ota#: (12 ! (1+ @ (15 ! (1, 1+.+, kg/jam ! 2239.12 kg/jam @ 31+.2+,0 kg/jam ! 2239.,39 kg/ja 555.9398 %)/0am 555.9398 %)/0am
abe# B. era8a %assa Ko#om Absorber 2S Komponen 2
%asuk )kg/jam*
Ke#uar )kg/jam*
F#iran (12
F#iran (1+
F#iran (15
F#iran (1,
211.+2+1
6
211.+2+1
6
7$2
2,2.921
6
2,2.921
6
2 S
0.500
6
6
0.500
%edium
6
2239.12
6
2239.12
31+.+,
2239.12
31+.2+,0
2239.,39
ota#
25552.39
25552.39
B.5. Neraca Massa B#$rea%&$r B#$2H S
(ungsi: Sebagai tempat mereaksikan 2S ber'ase 8airan dengan $2 agar menghasi#kan produk su#'ur dengan menggunakan bakteri termo'i#ik.
%o# mu#a 6 mu#a 2S : )diketahui Kon>ersi 0"* 2S @
0.500
kg/jam @
500.+15 g/ja 3+
@ 1+.335+
g/mo
g mo#
Gambar B.6 Neraca Massa B#$rea%&$r B#$2H S
2S
!
1
$2
2
%u#a
:
Bereaksi
:
1+.33, 0.0 A
S
!
2$
Thermophilic bacteria
0.5 A
1+.33,
6
6
1+.33,
.3,,9
13.2,02
13.2,02
Sisa
S
:
1.+3+
6
13.2,02 mo#/jamA +2+.32,+ g/ja
$2
.3,,9
mo#/jamA
235.31 g/ja
2S
1.+3+
mo#/jamA
50.0+2 g/ja
32 g/mo# 0.+2+3
kg/jam
32 g/mo#
0.23532 kg/jam
2$ 13.2,02 mo#/jamA 239.,93 g/ja
13.2,02
19 g/mo# 0.239
kg/jam
3+ g/mo#
0.0500+2 kg/jam
6 F#ur 1, : (1,
%edium
2239.12 kg/jam
(1,
2S
(1,
0.500+2
kg/jam
2239.,39 kg/jam
6 F#ur 1 : (1
%edium
2239.1+29 kg/jam
(1
2S
(1
0.0500+2 kg/jam
2239.12 kg/jam
6 F#ur 1+ : (1+
%edium (ermentas 2239.12 kg/jam
6 F#ur 1 : (1
%edium
2239.+551 kg/jam
(1
2S
(1
S
(1
0.0500+2 kg/jam 0.+2+3
kg/jam
2239.25 kg/jam
6 F#ur 13 : (13
$2
era8a %assa ota#:
0.235
kg/jam
13.2,02
(1, ! (1 ! (13 @ (1+ ! (1 2239.,39 ! 2239.12 ! 0.235* kg/jam @ )2239.12 ! 2239.25* kg/ja ++5.122+ kg/jam ++5.122+ kg/jam
abe# B.10 era8a %assa Bioreaktor Bio62S %asuk )kg/jam*
Komponen
Ke#uar )kg/jam*
F#iran (13
F#iran (1,
F#iran (1
F#iran (1+
F#iran (1
2 S
6
0.500+2
0.0500+2
6
0.0500+2
%edium
6
$2
0.235
6
6
6
6
Su#'ur )S*
6
6
6
6
0.+2+3
ota#
0.235
2239.12 2239.1+29 2239.12
2239.,39 2239.12 2239.12 ++5.122+
2239.+551
2239.25
++5.122+
B.5.3 Neraca Massa Clarifier
(ungsi: Sebagai tempat mengendapkan produk su#'ur 4ang terbentuk 4ang kemudian disimpan di tangki pen4impanan su#'ur.
Gambar B.7 Neraca Massa Clarifier
6 F#ur 1 : (1 %edium
2239.+551 kg/jam
(1
2S
(1
S
(1
2S
(1
kg/jam
2239.1+29 kg/jam
0.0500+2 kg/jam
2239.12 kg/jam
6 F#ur 19 : (19 %edium (19
0.+2+3
2239.25 kg/jam
6 F#ur 1 : (1 %edium (1
0.0500+2 kg/jam
S
(19
0.312+
kg/jam
0.+2+3
kg/jam
0.3,
kg/jam
era8a %assa ota#: (1 @ (19 ! (1 2239.25 kg/jam @ 0.3, kg/jam ! 223,9.12 kg/jam 2239.25 kg/jam @ 2239.25 kg/jam
abe# B.11 era8a %assa Clarifier Komponen
%asuk )kg/jam* F#iran (1
%edium
Ke#uar )kg/jam* F#iran (19
2239.+5510 0.31235135
F#iran (1 2239.1+29
2 S
0.0500+2
6
0.0500+2
Su#'ur )S*
0.+2+3
0.+2+3
6
2239.25309
0.3,
2239.12
ota#
2239.25
2239.25
B.6 Neraca Massa $,$m Absorber (a* $,$m Stripper
(ungsi: =ntuk men4erap 7$ 2 4ang terkandung da#am biogas dan me#epaskan 7$2. ?um#ah 7$ 2 4ang dike#uarkan dari sistem " )igg 19* dari a#ur 15.
-arutan K 27$3 )B% @ 139 kg/kmo#*. K 27$3 4ang digunakan ada#ah K 27$3 30" temperatur K 27$3 4ang masuk absorber ada#ah 50o7. Jeaksi pengikatan 7$2: K 27$3 ! 7$2 ! 2$
2K7$3 IIIIIIIIIII
) 1 *
K 27$3 ! 7$2 ! 2$ IIIIIIIIIII
) 2 *
Jeaksi pe#epasan 7$2: 2K7$3
ambar B.8 Neraca Massa $,$m Abs$rber C (a* S&r#44er C
imana semua 7$2 4ang terserap di#epaskan pada ko#om Stripper 7$ 2. ?um#ah 7$2 4ang terabsorbsi " dari jum#ah 7$ 2 umpan maka:
(2+
" A (15 " A
7$2
2,2.921 kg/jam
233.13, kg/jam
%aka mo# 7$2 4ang terbentuk dari reaksi )2: 2+
(2+
7$2
/ B% 7$2
233.13, kg/jam ,,.,,35
/
++ kg/kmo#
kmo#/jam
?um#ah 7$2 4ang terbentuk
,,.,,35
kmo#/jam
?um#ah K7$3 4ang bereaksi
133.320
kmo#/jam
era8a %assa ota#: (15 31+.2+,0 (21
(21
! (2+
(21
!
233.13, kg/jam
2+1.0523
kg/jam
era8a %assa Kompone : 6 F#ur 21 (21
2
(15
(21
7$2
2
211.+2+1
(21
6 (21
kg/jam 2
2+1.0523
kg/jam 6
2.,292
kg/jam
133.320
kmo#/jam
211.+2+1
kg/jam
6 F#ur 22 22 (22
K7$3 22
K7$3 A B% K7$3
133.320
kmo#/jam A 100 kg/kmo#
13332.,9+ kg/jam
(22
2$
?um#ah 2$ tidak bereak 202,5.015 kg/jam
6 F#ur 20 : ?um#ah K 27$3 bereaksi
,,.,,35
kmo#/jam
,,.,,35
kmo#/jam A 139 kg/kmo#
1.5,1 kg/jam
K 27$3 4ang digunakan 30" berat ma : ota# umpan ) ( 20*
1.5,1 kg/jam A 100 /
30
30,,5.20,2 kg/jam
?um#ah 2$
0" A 30,,5.20,2 kg/jam 21+,5.,+++ kg/jam
?um#ah 2$ bereaksi
,,.,,35
kmo#/jam
,,.,,35
A
19 kg/kmo#
11.+2 kg/jam
?um#ah 2$ tidak bereaksi 21+,5.,+++ kg/jam 6
11.+2 kg/jam
202,5.015 kg/jam
(20
30,,5.20,2 kg/jam
(20
K 27$3
(20
2$
21+,5.,+++ kg/jam
1.5,1 kg/jam
6 Ko#om Stripper 7$ 2 (2+ (2+
7$2
(25
(20
233.13, kg/jam
233.13, kg/jam
30,,5.20,2 kg/jam
6 F#ur 25 : (25
K 27$3
(25
2$
21+,5.,+++ kg/jam
1.5,1 kg/jam
6 F#ur 23 : (23
(22
@ 3359.3 kg/jam
(23
K7$3
@ 13332.,9+ kg/jam
(23
2$
@ 202,5.015 kg/jam
abe# B.12 era8a %assa Ko#om Absorber 7$2 Komponen
%asuk )kg/jam*
Ke#uar )kg/jam*
F#iran (15
F#iran (20
F#iran (21
F#iran (22
2
211.+2+1
6
211.+2+1
6
7$2
2,2.921
6
2.,292
6
K 27$3
6
1.5,1
6
6
2$
6
21+,5.,+++
6
202,5.015
K7$3
6
6
6
13332.,9+
31+.2+,0
30,,5.20,2
2+1.0523
3359.3
ota#
3393.+52193,
3393.+522
abe# B.13 era8a %assa Ko#om Stripper 7$2 Komponen
%asuk )kg/jam* F#iran (23
K 27$3
6
6
1.5,1
2 $
202,5.015
6
7$2
6
233.13,
21+,5.,+++ 6
K7$3
13332.,9+
6
6
3359.3
233.13,
30,,5.20,2
ota#
Ke#uar )kg/jam* F#iran (2+ F#iran (25
3359.3
3359.3
B.7 Neraca Massa Pressure Swing Adsorbtion
F#iran gas 4ang diubah harus berisi pa#ing sedikit 0" mo# hidrogen sebe#um dapat diproses dan untuk dibersihkan dida#am unit PSF )%ann 15*. Kemurnian hidrogen 4ang dapat dihasi#kan me#a#ui unit PSF ada#ah sebesar .!" dan metana )inert* 0.01" mo# )%onereau dkk. 200,*. (30
2
@ (21
2
@ (30
7$2
211.+2+1 @ (21 7$2
kg/jam
@
kg/jam
2.,292
%aka da#am mo#: 30
2
30
7$2 @
@
105.121
kmo#/jam
0.,3+
kmo#/jam
?um#ah 2 4ang dihasi#kan ." mo# ma : 30
2
@ 31
2
! 32
@ ." 30 32
2
2
2 ! 32
@ 100" 6 ." 30 @
0.0105
kmo#/jam
31
2
@
105.015
kmo#/jam
(31
2
@
211.+030
kg/jam
(32
2
@
0.0211
kg/jam
32
7$2 @
0.,3+
kmo#/jam
(32
7$2 @
2.,292
kg/jam
%aka jum#ah gas 4ang tersera :
2
2
(tota# terserap
@
2.,++
kg/jam
abe# B.1+ era8a %assa Pressure Swin Adsorbtion %asuk )kg/jam*
Komponen
Ke#uar )kg/jam*
F#iran (30
F#iran (31
F#iran (32
2
211.+2+1
211.+030
0.0211
7$2
2.,292
6
2.,292
2+1.0523
211.+030
2.,++
ota#
2+1.0523
2+1.0523
B.8 Neraca Massa dengan Faktor Pengali
Kapasitas Produksi
: 20000 ton/tahun
Waktu operasi
: 300
hari
Basis perhitungan
: 1
jam operasi
Satuan
: kg/jam
Bahan baku
: Palm Oil Mill Effluent
Produk
: Biohidrogen )Bio6 2*
Kapasitas Produksi
: 2525.2525 kg/jam
Kemurnian Produk
: .!"
Kapasitas Produksi @
20000 ton 1
@ (aktor Penga#i
@
A
1
ton
2525.2525 kg/jam Kapasitas Produksi
2525.2525 211.+030
@
kg
tahun
2 a#iran 31 @
1000
11.+52
A
1 tahun 330 hari
A
1
hari
2+
jam
abe# nera8a massa sete#ah 'aktor penga#i ditampi#kan di Bab +.
+30+1.01,1 (, )7510$5*00
++.951,+3"
1925,.03+
)7,12$,*
+.2+1+5"
2123.++21
(, 2$
50.+1,19"
13050
15.3+25
(, a$
0.+12+,9"
92.3
(, (e7#2
0.01293"
15.1,
(, a2P$+.22$ 0.003531"
dafar isi USU
0.+35292"
1+51.3+9 52+.392+
3,.130"
1.205
,3.393"
,.951
0.+21"
0.129
0.0133" 100.00"
LAMPIRAN C PERHITUNGAN NERACA ENERGI
Basis Perhitungan : 1 jam operasi Satuan
: k?/jam
emperatur Basis : 25o7
era8a energi atau panas ini menggunakan rumus 6 rumus perhitungan sebagai berikut: 6 Perhitungan panas untuk bahan da#am 'asa 8air dan gas
∫129_(_(=298))^▒ 〖 .. 〗
Li @ i @
)Smith 2005*
6 Perhitungan panas penguapan L>
)Smith 2005*
@ M-
6 Perhitungan 7p beberapa padatan )?/mo#.K* dengan menggunakan metode ur arrison dimana kontribusi unsur atom. abe, C.1 N#,a# $*&r#b+s# U*s+r A&$
=nsur Ftom
M&
7
10.9
.5,
$
13.+2
(e
2.09
7#
2+.,
a
2,.1
K
29.9
S
12.3,
P
2,.,3
)Perr4 1* Jumus metode urst dan arriso:
∑24_(=1)^▒ 〖 . ∆ 〗
_ imana : 7 pS
@ Kapasitas panas padatan pada 29.15 K )?/mo#.K*
n
@ ?um#ah unsur atom 4ang berbeda da#am suatu sen4aa
i
@ ?um#ah unsur atom < da#am sen4aa
M&i
@ i#ai dari distribusi atom < pada tabe# 7.1
%enghitung 7p H#ukosa : 7p H#ukosa
@ ,.M&7 ! 12.M & ! ,.M&$ @ , A 10. !
12 A .5, ! , A
13.+2
@ 23,.59 ?/mo#.K be, C. a4as#&as 4a*as bebera4a se*aa 4a(a 98.15 /m$,.
Komponen
7p
)7510$5*00
1+35
7,12$,
23,.59
a$
+.1
(e7#2
9.+,
a2P$+.22$
1.33
Su#'ur )S*
12.3,
K 27$3
109.1
K7$3
9.+
K 2P$+
1+5.+3
a$3
95.1
a7#
50.99
%g7#2.,2$
2+3.31
K$
+.,
Persamaan untuk menghitung kapasitas panas )Jek#aitis 1 : 7p
@a !
b ! 82 ! d3 IIIIIIIIIIIIIIIII...
?ika 7p ada#ah 'ungsi dari temperatur maka persamaan me : !) 〗 2▒ 〖��.=∫25_1^2 ▒ 〖 (++2+IIIIIIIIIIIIIIII.. 〗�
)2*
∫25_(_1)^ 2▒ 〖��.=(2"1) 〗 +#2(T22 -
IIIIIIIII. )3*
T12)+/!(T23 - T13)+/4(T24 - T14)
=ntuk sistem 4ang me#ibatkan perubahan 'asa persamaan 4ang digunakan a :
∫25_(_1)^2▒ 〖��.= ∫25_1^▒ 〖�� � IIIIIIIIIIIIIII. +∆$%&+∫25_ ^2▒'〗〗 )+* Perhitungan energi untuk sistem 4ang me#ibatkan rea : + ,
∫25_1^2▒〖.-" 〗 ∫ 25_1^2▒〖.- 〗
IIIIIIIIIIIIII.
6 ata 7p untuk 'asa ga : Tabe, C.3 :a&a a4as#&as Pa*as /m$,.
Komponen
a
b
7+)g*
39.39
60.03,,3 60.000209
7$2)g*
1.0223
0.0,21
3.+52&609 69.1330&612
2)g*
1.,39,
0.0,0055
1.05993&60 62.1903&611
2S)g*
3+.523+
60.01,+91 ,.,,,+&605
$2)g*
2.9932
60.01139+2
2$)g*
3+.0+1
8
+.3+&605
d
e
9.00,&611
1.+0,0&611
63.0&609
1.01&611
+.30229&612
60.00,50,+ 3.293&605
)Jek#aitis 193* 6 ata 7p untuk 'asa 8a : Tabe, C." :a&a a4as#&as Pa*as /m$,.
Komponen
a
b
8
d
2$)#*
1.92,+&!01
0.+2119
1.31+2+&60,
7+)#*
65.00
1.025,2
61.,&603
61.50&605
7$2)#*
1.10+1&!01
1.1555
1.5501&605
2S)#*
21.9239
0.+223
.39,&60,
)Jek#aitis 193*
Tabe, C.5 Pa*as Rea%s# Pembe*&+%a* %%a,/m$,
Komponen
M'
7+)g*
61.9
7$2)g*
6+.05
2 S
6+.92
2$)#*
65.9
2
0
737$$
6103.3
7372727$$
6113.3
)Jek#aitis 193* Perhitungan M' o )kka#/mo#* dengan menggunakan metode Benson et a# dimana kontribusi gugusn4a ada#ah: abe, C.6 Tabe, $*&r#b+s# G+)+s (e*)a* Me&$(e Be*s$* e&
Hugus
M 620.,+ 6209.0+ 2.9
2.0 )Perr41*
Jumus metode Benson et a#: ' o 29
@ ,9.2 ! N i A M hi
o imana : M ' 29
@ enta#pi pembentukan pada 29 )k?/mo#*
i
@ jum#ah group atom 1 di da#am mo#eku#
M hi
@ ni#ai dari kontribusi gugus atom pada tabe# 7.,
o M ' 29
@ ,9.2 ! N i A M hi @ ,9.2 !
U
(, )7510$5*00
++.951,+3"
)7,12$,*
+.2+1+5"
(, 2$
50.+1,19"
(, a$
0.+12+,9"
(, (e7#2
0.01293"
(, a2P$+.22$
0.003531"
0.+35292"
