Suatu larutan NaOH pada suhu 100 oF dipekatkan dari 10% sampai 50% berat di

dalam TRIPPLE EFFECT EVAPORATOR CO-CURRENT dengan sistem feeding 2,

3, 1

(Feed masuk pada effect ke-2, larutan pekat dari effect ke-2 menuju ke effect 3dan

akhirnya larutan dari effect 3 menuju ke effect 1)

Steam pemanas pada 114,7 Psia sebagai sumber tenaga. Kondensor pada effect ke-3

dipertahankan pada 4 in Hg abs.

Feed masuk dengan kecepatan 36 ton solid/hari, akan diproses :

Harga: µ1 = 600 BTU/jam Ft2 oF

µ2 = 500 BTU/jam Ft2 oF

µ3 = 400 BTU/jam Ft2 oF

Hitung :

a. Konsentrasi larutan NaOH tiap effect

b. Kebutuhan uap

c. Luas permukaan pemanas

PENYELESAIAN

Neraca Massa

Neraca Komponen

Neraca Panas

F= 36 ton solid/hari

=

Neraca Massa : F = L + V

Neraca Komponen : F . XF = L1 . XL1

L1

TOTAL AIR YANG DIUAPKAN

V = V1 + V2 + V3

= F – L1

= (30.000 – 6.000)

= 24.000

Diandaikan

Jumlah H2O yang diuapkan tiap effect sama :

V1 = V2 = V3= ∑ V

L2 = F – V2

= (30.000 – 8.000)

= 22.000

L3 = L2 – V3

= (22.000 – 8.000)

= 14.000

L1 = L3 – V1

= (14.000 – 8000)

= 6.000

NERACA KOMPONEN pada :

EFFECT II

F . Xf = L2 . XL2

XL2

NERACA KOMPONEN pada :

EFFECT III

L2 . XL2 = L3 . XL3

XL3

Jadi, XL1 = 50 % ; XL2 = 13,63 % ; XL3 = 21,42 %

Ps = 114,7 Psia

=114,7 Psia ts = 337,9 oF

P3 = 4” Hg abs t3 = 125,5 oF

∆t total = ts – t3

= 337,9 – 125, 5 oF

= 212,4 oF

∆t total = ∑ ∆t eff + ∑ BPR

= ∆t1 + ∆t2 + ∆t3 + BPR1 + BPR2 + BPR3

Misal :

I. t1 = 300 oF (ANGKA BULAT)

c1 = 50 %

BPR1 = 80 oF

II. t2 = 190 oF

c2 = 13,63 %

BPR2 = 8 oF

III. t3 = 125,5 %

c3 = 21,43 %

BPR3 = 18 oF

∑ BPR = BPR1 + BPR2 + BPR3

= (80 + 8 + 18) oF

= 106 oF

∑∆teff = ∆t total - ∑ BPR

= (212,4 – 106 – 106,4) oF = ∆t1 + ∆t2 + ∆t3

∆t1 : ∆t2 : ∆t3 =

=

Sehingga :

∆t1 = 28,8 oF

∆t2 = 34,5 oF

∆t3 = 43,1 oF

Dari grafik ENTH-CONC

F. tF = 100 oF

xF = 0,1 hF = 60

I. tL1 = 309,1 oF

XL1 = 0,5 h1 = 310

II. tL2 = 194,6 oF

XL2 = 0,1363 h2 = 96

III. tL3 = 143,5 oF

XL3 = 0,2140 h3 = 60

NERACA PANAS

I. L3 . h3 + S . Hs = C1 . hc1 + L1 . h1 + V1. H1

II. F. Hf + V1 . H1 = C2 . hc2 + L2 . h2 + V2 . H2

III. L2 . h2 + V2 . H2 = C3 . hc3 + L3 . h3 + V3 . H3

IV. V1 + V2 + V3 = 24.000

Dari rumus neraca panas di atas, dapat dihitung :

V1 = 9439 )

V2 = 6845 )

V3 = 7715 )

S = 13.224 )

Untuk mencari A

I. q1 = S(Hs – hc1 ) = µ1 . A1 . ∆t1

A1 A1 = 688 ft2

II. q2 = V1 (H1 – hc2) = µ2 . A2 . ∆t2

A2 A2 = 543 ft2

III. q3 = V2 (H2 – hc3) = µ3 . A3 . ∆t3

A3 A3 = 395 ft2

A1 = 688 ft2

A2 = 543 ft2

A3 = 395 ft2

Karena harga A berbeda jauh perlu adanya revisi terhadap ∆t.

Untuk merevisi harga ∆t baru :

∆t BARU

Maka,

∆t1

∆t2

∆t3

Kemudian :

1. Buat diagram temperatur baru berdasarkan ∆t eff yang baru.

2. Mencari enthalpy tiap-tiap arus berdasarkan t baru.

3. Susun lagi neraca V1, V2, V3 & S dapat dihitung.

4. Hitung harga A.

- Jika A1 A2 A3 perhitungan selesai

- Jika A1 ≠ A2 ≠ A3 perlu di revisi lagi

5. Hasil yang paling baik :

- ∆t1 = 36 oF A1 = 492 ft2

- ∆t2 = 38 oF A2 = 490 ft2

- ∆t3 = 35 oF A3 = 485 ft2

Cp = 1 Btu/lb0F

BPR = (10 x – 0.5 ) 0F

N massa : F = L2 + V

N Komp : F . XF = L2 . XL2

L2 =

=

= 36.000 lb/j

F = L2 + V

=120000 - 36000

= 84000 lb

Neraca Panas

S λs = F cp (t1-tf) + V1. λ1

V1. λ1 =L1 Cp (t2-t1) + V1. λ1

V1 + V2 = F - L2

Diandaikan

V1=V2=1/2 V

V1=V2=1/2 x 84.000 = 42.000 lb/j

F = L1 + V1

L1 = F – V1

=120.000-42.000 = 78.000 lb/j

F.XF = L1.XL1

XL1 =

=

= 0.2308

XL1 = 23.08 %

BPR 1 = 10 x – 0.5

= [10 (0.2308) - 0.5] = 1.807 0F

BPR 2 = 10x -0.5

= 10(0.5)-0.5

= 4.5

= BPR1 + BPR2

=1.807 + 4.5 = 6.3 0F

S = 27,16 psig =41,86psia t3 = 370 0F, t2 = 101 0F

P2 = 2 in Hg

= 270 -101

= 169 0 F

∆t tot =

= 169 – 6.3 = 162.7 0F

∆t1 : ∆t2 =

∆t2 = 98.42 0F

∆t1 = - ∆t

= 162,7 -98,42

=64,28 0F

Lihat tabel Steam

Ts = 270 λs = 932

T1 = 270 λ1 = 976

T2 = 270 λ2 = 1036

Masukkan Harga-harga tersebut dalam persamaan neraca panas

Jika dihitung

V1 = 39.331 lb/j

V2 = 44.669 lb/j

S = 32.912 lb/j

S = 32.912 lb/j

Menghitung A

A1 = 1004,62

A2 = 1182,5

η = 0.7368