perhitungan neraca massaa.docx
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
1/16
PERHITUNGAN NERACA MASSA
Kapasitas produksi = 50.000 ton / tahun
ditentukan: 1 tahun = 330 hari
1 hari = 24 jam
kapasitas produksi = jam
hari x
haritahun
xtahun
ton241
3301
000.50
= 6,3131 ton/jam
= 6313,1313 kg/jam
Kemurnian Na3 !4.12"2! = #$%
Na3 !4.12"2! = #$ % & 6313,1313 kg/jam
= 61$6,$6$' kg/jamerhitungan nera(a massa didasarkan pada kapasitas produksi )ang ditetapkan 50.000 ton/tahun atau
6313,1313 kg/jam.
*ata +erat mo eku :
-en)a a erat o eku gram/mo "3 !4 #$,0
Na2 !3 106,0 Na!" 40,0
Na2" !4 142,0 Na3 !4 164,0
Na3 !4.12"2!
3$0,2
"2! 1$,0!2 44,0
kmo /jam16,2'26kg/kmo164
kg266$,'1'' Na3 !4kmo
kg/jam266$,'1''
kg/jam61$6,$6$'2! Na3 !4.12"
Na3 !4 Na3 !4
==
=
= x
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
2/16
LA.1 Neraca massa pada tangki pengencer H3P !
ungsi : mengen(erkan arutan "3 !4 dari konsentrasi '4% menjadi 62%.
Keterangan:
1 ota = +ahan +aku "3 !4 '4 %
2 ota = "2! pengen(er
3 ota = arutan "3 !4 62 %
ersamaan nera(a massa:
1 ota 2 ota = 3 ota
"3 !4 di+utuhkan = 1',12#1kmo & #$ kg/kmo 7 "3 !4 )ang di re()( e"3 !4 di+utuhkan = 1',12#1kmo & #$ kg/kmo 7 '3,$60' kg/jam
= 1604,'#35 kg/jam
8arutan "3 !4 '4% masuk tangki pengen(eran = 1604,'#35 kg/jam) / '4,0
= 216$,63#$ kg/jam
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
3/16
" 2! 25,#$ % = 25,#$ % & 216$,63#$ kg/jam= 563,4126 kg/jam
9mpuritis 0,02 % = 216$,63#$ kg & 0.0002 = 0,433' kg/jam
8arutan "3 !4 62% masuk reaktor 9 = 1604,'#35 kg/jam) / 0, 62 = 25$$,3'65 kg/jam
-ehingga air )ang dim+ahkan ke da am tangki pengen(er
= 25$$,3'65 kg/jam 216$,63#$ kg/jam
= 41#,'36' kg/jam
Komponen
angki engen(er 9n et 9n et !u et
; ur 1 ; ur 2 ; ur 3 kg/jam kg/jam kg/jam
"3 !4 1604,'#35 1604,'#35"2! 563,4126 41#,'36' #$3,14#3
9mpuritis 0,433' 0,433'< ota = 25$$,3'65 25$$,3'65
LA. " Neraca massa pada tangki pengenceran Na"C 3
ungsi : e arutkan Na2 !3 #5% dengan menggunakan air sampai konsentrasi menjadi 30%.
Keterangan:
4 ota = Na2 !3 #5%
5 ota = "2! untuk pe arutan
6 ota = arutan Na2 !3 30%
ersamaan nera(a massa:
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
4/16
4 ota 5 ota = 6 ota
Na2 !3 di+utuhkan = 1/kon ersi & 16,2'26 kmo & 106 kg/kmo 7 Na2 !3 )ang di re()( e
Na2 !3 di+utuhkan = 1/0.#56& 16,2'26 kmo & 106 kg/kmo 7 6$,4#4' kg/jam
= 1'35,'#'0 kg/jam
Na2 !3 #5% masuk tangki pe arutan = 1'35,'#'0 kg/jam /0,#5
= 1$2',154$ kg/jam
" 2! 4,'$ % = 4,'$ % & 1$2',154$kg/jam = $',33'# kg/jam9mpuritis 0,22 % = 1$2',154$ kg/jam & 0.0022 = 4,01#' kg/jam
8arutan Na2 !3 30% masuk reaktor 1 = 1'35,'#'0 kg/jam /0,30
= 5'$5,##00 kg/jam
-ehingga air )ang dim+ahkan ke da am tangki pengen(er
= 5'$5,##00 kg/jam 1$2',154$ kg/jam
= 3#5$,$353 kg/jam
Komponen
angki e arut9n et 9n et !u et
; ur 4 ; ur 5 ; ur 6
kg/jam kg/jam kg/jam Na2 !3 1'35,'#'0 1'35,'#'0
"2! $',33'# 3#5$,$353 4046,1'339mpuritis 4,01#' 4,01#'
< ota = 5'$5,##00 5'$5,##00
LA.3 Neraca massa pada tangki pe#ar$tan Na H %M&1'3(
ungsi : e arutkan Na!" dengan menggunakan air sampai konsentrasi menjadi 50%.
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
5/16
Keterangan :
' ota = Na!" padatan
$ ota = "2! untuk pe arutan
# ota = arutan Na!" 50%
Na!" di+utuhkan = 1/kon ersi& 16,2'26 kmo & 40 kg/kmo 7 )ang di re()( e
= 1/0.#56& 16,2'26 kmo & 40 kg/kmo 7 34,25$2 kg/jam
= 650,#06' kg/jam
9mpuritis 0.05 % = 650,#06' kg/jam & 0.0005 = 0,650# kg/jam
arutan Na!" 50% masuk reaktor 99 = 650,#06' kg/jam / 0.5
= 1301,$135 kg/jam-ehingga air )ang ditam+ahkan ke tangki pe arutan
= 1301,$135 kg/jam 650,#06' kg/jam 0,650# kg/jam
= 650,255$ kg/jam
Komponen
angki e arutan9n et 9n et !u et
; ur ' ; ur ' ; ur # kg/jam kg/jam kg/jam
Na!" 650,#06' 650,#06'"2! 650,255$ 650,255$
9mpuritis 0,650# 0,650#< ota = 1301,$135 1301,$135
LA.! Neraca massa pada reakt)r I %R&"'1(
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
6/16
ungsi : empat +er angsungn)a reaksi 9 antara +ahan +aku Na2 !3 dan "3 !4 sehingga
mengahasi kan Na2" !4 *inatriun >os>at .
*ata ?e()( e :
"3 !4 = '3,$60' kg/jam
Na2 !3 = 6$,4#4' kg/jam
Na2" !4 = ',2#6# kg/jam
Na!" = 34,25$2 kg/jam
"2! = 30$,6#4$ kg/jam
*ari iteratur diketahui kon ersi reaksi se+esar #5,6% dari reaktan "3 !4 aith ke)es,
1#'5
"3 !4 = 0,'53' kmo & #$ kg/kmo
= '3,$626 kg/jam
Na2 !3 = 0,6462 kmo & 106 kg/kmo
= 6$,4#'2 kg/jam
Na2" !4 = 16,3'54 kmo & 142 kg/kmo
= 2325,306$ kg/jam
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
7/16
"2! = 16,3'54 kmo & 1$ kg/kmo = 2#4,'5'# kg/jam
!2 = 16,3'54 kmo & 44 kg/kmo
= '20,51#5 kg/jam
Komponen
?eaktor 1
9n et 9n et 9n et !ut et
; ur 3 ; ur 6 ; ur 21 hasi re()( e ; ur 10 ; ur 11
kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam
Na2" !4 ',2#6# 2332,60## Na2 !3 1'35,'#'0 6$,4#4'13 6$,4#'2
"3 !41605,'#3
5'3,$60' '3,$60'
Na!" 34,25$2 34,25$2!2 '20,51#5"2! #$3,14#3 4046,1'33 30$,6#4$ 5632,''55
9mpuritis 0,433' 4,01#' 4,4534< ota : $$66,#'22 $$66,#'22
LA. * Neraca massa pada clarifying filter %+&"'*(
ungsi : @ntuk memisahkan >i trat )ang diinginkan )aitu dinatrium >os>at dan mother liquornya
serta mem+uang impuritisn)a
Keterangan:
11 ota = produk reaktor 1
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
8/16
13 ota = impuritas
12 ota = arutan hasi >i trasi
ersamaan nera(a massa:
11 ota = 13 ota 12 ota
*asar peren(anaan:
emisahan )ang terjadi pada clarifying filter 9 +erdasarkan si>at ke arutan dari +ahan )ang masuk
terhadap air. aka impuritis dari +ahan akan terpisahkan pada clarifying filter dengan jum ah air )ang
terikut se+an)ak 1%.
11"2! = 5632,''55 kg/jam
13 "2! = 5632,''55 kg/jam & 1%
= 56,32'' kg/jam
Komponen
ari>)ing >i ter 9n et !u et
; ur 11 ; ur 12 ; ur 13 kg/jam kg/jam kg/jam
Na2" !4 2332,60## 2332,60## Na2 !3 '3,$60' '3,$60'"3 !4 6$,4#'2 6$,4#'2 Na!" 34,25$2 34,25$2
"2! 5632,''55 55'6,44' 56,32''9mpuritis 4,4534 4,4534
< $146,452' ota = $146,452'
LA., Neraca massa pada reakt)r II %R&"'"(
ungsi : empat +er angsungn)a reaksi 99 antara dinatrium >os>at Na2" !4 dan natrium
hidroksida Na!" sehingga menghasi kan produk rinatrium >os>at
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
9/16
Keterangan:
12 ota = arutan hasi >i trasi
# ota = arutan Na!" 50%
14 ota = produk reaktor 2
ersamaan nera(a massa:
# ota 12 ota = 14 ota
N Na2" !4 = 12
Na2" !4/142= 2332,60## kg/jam & 142 kg/kmo
= 16,426$ kmo /jam
NNa!" = # Na!"/40
= 650,#06' kg/jam / 40 kg/kmo
= 1',12#1 kmo /jam
o )ang +ereaksi = ##,06% & 16,426$ kmo /jam
= 16,2'26 kmo /jam
*ari iteratur diketahui kon ersi reaksi se+esar ##,06% dari reaktan "3 !4 aith ke)es, 1#'5 .aka dapat dihitung produk )ang dipero eh antara ain :
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
10/16
14Na2" !4 = 0,1541 kmo & 142 kg/kmo
= 21,$#0# kg/jam
14Na!" = 0,$564 kmo & 40 kg/kmo
= 34,25$2 kg/jam
14Na3 !4 = 16,2'26 kmo & 164 kg/kmo
= 266$,'1'' kg/jam
14"2! = 16,2'26 kmo & 1$ kg/kmo
= 2#2,#06$ kg/jam
Komponen
?eaktor 29n et 9n et !u et
; ur # ; ur 12 ; ur 14 kg/jam kg/jam kg/jam
Na3 !4 266$,'1'' Na2" !4 2332,60## 21,$#0# Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13
"3 !4 '3,$60' '3,$60' Na!" 650,#06' 34,25$2 34,25$2
"2! 650,255$ 55'6,44'$ 651#,61169mpuritis 0,650# 0,650#
< ota = #3$',4$4# #3$',4$4#
LA.- Neraca massa pada clarifying filter II %+&"'-(
ungsi : @ntuk memisahkan >i trat )ang diinginkan )aitu rinatrium >os>at dan mem+uang
impuritisn)a.
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
11/16
14 ota = produk reaktor 2
15 ota = impuritas
16 ota = arutan hasi >i trasiersamaan nera(a massa:
14 ota = 15 ota 16 ota
*asar peren(anaan:
emisahan )ang terjadi pada clarifying filter 9 +erdasarkan si>at ke arutan dari +ahan )ang
masuk terhadap air. aka impuritis dari +ahan akan terpisahkan pada clarifying filter dengan
jum ah air )ang terikut se+an)ak 1%.
15"2! = 651#,6116 kg/jam & 1%
= 65,1#61kg/jam
16 ota = 14 ota 15 ota di+uang
= #321,63'# kg/jam
Komponen
ari>)ing >i ter 9n et !u et
; ur 14 ; ur 15 ; ur 16 kg/jam kg/jam kg/jam
Na3 !4 266$,'1'' 266$,'1'' Na2" !4 21,$#0# 21,$#0#
"3 !4 '3,$60' '3,$60' Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13
Na!" 34,25$2 34,25$2"2! 651#,6116 65,1#61 6454,4155
9mpuritis 0,650# 0,650#< ota = #3$',4$50 #3$',4$50
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
12/16
LA. Neraca massa pada e/ap)rat)r %E0&"'3(
ungsi : @ntuk mengurangi kadar air produk dengan (ara menguapkan serta memekatkan produk
)ang diinginkan.
Keterangan:
16 ota = arutan hasi >i trasi
1' ota = uap "2!
1$ ota = arutan pekat
ersamaan nera(a massa:
16 ota = 1' ota 1$ ota
erhitungan:
*iinginkan produk ke uar e aporator dengan per+andingan
"3 !4 Na2 !3 Na2" !4 Na!" Na3 !4 impuritas : "2! = 40 : 60
-ehingga jum ah air n)a sesuai untuk +isa mem+antu proses pengkrista an produk.
"2! pada arus 1$ = 60/40 & 2$6',2224 kg/jam
= 4300,$336 kg/jam
1$ "2! = 4300,$336 kg/jam
"2! )ang menguap = 6454,4155 4300,$336 kg/jam
= 2153,5$1$ kg/jam
1' "2! = 2153,5$1$ kg/jam
Komponen A aporator
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
13/16
9n et !u et; ur 16 ; ur 1' ; ur 1$
kg/jam kg/jam kg/jam Na3 !4 266$,'1'' 266$,'1''
Na2" !4 21,$#0# 21,$#0#"3 !4 '3,$60' '3,$60'
Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13 Na!" 34,25$2 34,25$2
"2! 651#,6116 2153,5$1$ 4300,$336< ota = 3"12,3 ' 3"12,3 '
LA. Neraca massa pada krista#iser % &3'1(
ungsi : empat ter+entukn)a krista trinatrium >os>at dan pemisahan krista )ang ter+entuk dari arutan
induk.
Keterangan:
1$ ota = arutan pekat
1# ota = produk krista isasi
ersamaan nera(a massa:
1$ ota = 1# ota
*asar peren(anaan:
roses krista isasi di akukan pada suhu 45o
erhitungan:
Na3 !4 )ang mem+entuk krista = 266$,'1'' kg/jam
1# Na3 !4.12"2! )ang ter+entuk = 266$,'1''kg/jam & 3$0,2/164
= 61$6,$6$' kg/jam
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
14/16
"2! )ang ikut mengkrista = 61$6,$6$' kg 266$,'1'' kg
= 251$,14#3 kg
-ehingga "2! tersisa = 4300,$336 kg 251$,14#3 kg
= '$2,6$26 kg
LA.1' Neraca massa pada centrifuge %C+&3'"(
ungsi : empat pemisahan krista krista
trinatrium >os>at )ang ter+entuk dari arutan
induk mother liquor .
Keterangan:
1# ota = produk krista isasi21 ota = mother iBuor re()( e
20 ota = krista
ersamaan nera(a massa:
1# ota = 20 ota 21 ota
Komponen
Krista iser 9n et !u et
; ur 1$ ; ur 1# kg/jam kg/jam
Na3 !4.12"2! 61$6,$6$' Na3 !4 266$,'1''
Na2" !4 21,$#0# 21,$#0#"3 !4 '3,$60' '3,$60'
Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13 Na!" 34,25$2 34,25$2
"2! 4300,$336 '$2,6$26< T)ta# 4 -1, 2'*,1 -1, 2'*,1
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
15/16
erhitungan:
21 "2! = 40% & 1# "2!
= 30$,6#4$ kg/jam
Komposisi re()( e dari mother liquor 21 :
"3 !4 = '3,$60' kg/jam
Na2 !3 = 6$,4#4' kg/jam
ada pemisahan ini 33,333% Na2" !4 terikut dengan mother liquor n)a. -ehingga :
Na2" !4 = 1#Na2" !4 & 33,333%
= ',2#6# kg/jam
Komposisi re()( e dari mother liquor 21 :
"3 !4 = '3,$60' kg/jam
Na2 !3 = 6$,4#4' kg/jam
ada pemisahan ini 33,333% Na2" !4 terikut dengan mother liquor n)a. -ehingga :
Na2" !4 = 1#Na2" !4 & 33,333%
= ',2#6# kg/jam
Na!" = 34,25$2 kg/jam
"2! = 30$,6#4$ kg/jam
Komponen
centrifuge 3029n et !u et
; ur 1# ; ur 20 ; ur 21 kg/jam kg/jam kg/jam
Na3 !4.12"2! 61$6,$6$' 61$6,$6$' 266$,'1'' Na2" !4 21,$#0# 14,5#3# ',2#6#
"3 !4 '3,$60' '3,$60' Na2 !3 6$,4#4'13 6$,4#4'13
Na!" 34,25$2 34,25$2"2! '$2,6$26 4'3,#$'' 30$,6#4$
< ota = -1, 2'*,1 -1, 2'*,1
LA.11 Neraca massa pada r)tar5 dr5er
ungsi : engeringkan produk trinatrium >os>at sampai kemurniann)a menjadi #$%.
-
8/17/2019 PERHITUNGAN NERACA MASSAa.docx
16/16
Keterangan:
20 ota = Krista +asah
21 ota = uap "2!
22 ota = produk
ersamaan nera(a massa:
20 ota = 21 ota 22 ota
roduk )ang diinginkan ada ah Na3 !4 12"2! #$%.
20 Na3 !4 12"2! = 61$6,$6$' kg/jam
20 ota = 61$6,$6$'/0.#$ kg/jam
= 66'5,4505 kg/jam
20Na2" !4 = 14,5#3# kg/jam
20 "2! = 22 ota 22Na2" !4
= 4'3,#$'' kg/jam
23 "2! = 20 ota 7 22 ota
= 362,31#1 kg/jam
Komponen
R)tar5 6r5er9n et !u et
; ur 20 ; ur 23 ; ur 24 kg/jam kg/jam kg/jam
Na3 !4.12"2! 61$6,$6$' 266$,'1'' Na2" !4 14,5#3# ',2#6#
"2! 4'3,#$'' 362,31#1 111,66$6< ota = 6675,4505 ,,-*2!*'*