kelompok6-alat

Makalah Alat Pengantar Teknik Kimia

university of indonesian e e r i n g 2011 c h e m i c a l e n g i


department

Leaching, expander valve and hidrotreater unitKelompok 6: Andri wiyo (1006807176) Edo Agunganugrah (1006807762) Mochammad Haryo.P (1006808683) Rita Wahyuni (1006809282)

KELOMPOK 6

Page 2


DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI......................................................................................................1 DAFTAR GAMBAR..........................................................................................2 Leaching.............................................................................................................3 Pendahuluan............................................................................................3 Penerapan teknologi leaching.................................................................3 Proses leaching.......................................................................................4 Tipe-tipe peralatan leaching...................................................................4 Katup...................................................................................................................8 Pendahuluan............................................................................................8 Komponen-komponen pada katup..........................................................8 Prinsip kerja katup..................................................................................11 Katub ekspansi........................................................................................12 Jenis-jenis katup ekspansi.......................................................................12 Hidrio treater unit...............................................................................................15 Pendahuluan............................................................................................15 Proses hidrotreater..................................................................................15 Kelebihan hidrotreater............................................................................17 Kekurangan hidrotreater.........................................................................17 DAFTAR PUSTAKA.........................................................................................18

KELOMPOK 6

Page 3


DAFTAR GAMBAR halaman1. Tipe fix-bed leaching untuk industri gula bit...............................................5 2. Bollman bucket-type extractor & Hildebrandt screw conveyor extractor....6 3. Countercurrent leaching using thiceners......................................................7 4. Bagian-bagian dari sebuah katup..................................................................11 5. Katup Ekspansi Otomatis.............................................................................13 6. Katub ekspansi termostatik...........................................................................14 7. Hydrotreater Unit...................................................................................................15 8. Skema proses hidrotreater unit...............................................................................16

LEACHINGKELOMPOK 6 Page 4


Pendahuluan Banyak senyawa organik maupun anorganik yang terdapat dalam campuran komponen-komponen yang berbeda dalam suatu padatan. Untuk mendapatkan atau memisahkan solute yang diinginkan dari suatu fasa padatan, padatan ini dapat dikontakkan dengan suatu fasa cair. Dua fasa ini akan berinteraksi, pelarut akan melarutkan sebagian bahan padatan dan solute akan berdifusi dari padatan ke fasa cair yang menyebabkan solute ini terpisah dari fasa padatan aslinya. Proses ini disebut dengan liquid-solid leaching atau sederhananya disebut leaching. Proses leaching menggunakan suatu fasa cair yang disebut sebagai pelarut. Pelarut yang digunakan memiliki persyaratan tertentu, dimana pelarut yang dipilih sesuai dengan kepolaran dari solute yang ingin dipisahkan. Jika solute yang dipisahkan bersifat polar maka pelarut yang digunakan merupakan pelarut polar. Dan sebaliknya, jika solute yang dipisahkan non polar maka pelarut yang digunakan berupa pelarut non polar. Penerapan Teknologi leaching Teknologi leaching banyak di aplikasikan diberbagai jenis industri. Baik industri makanan, pertambangan maupun farmasi. Diantaranya adalah:1. Industri logam untuk memisahkan mineral dari bijih dan batuan. Dalam

proses pelarutnya digunakan pelarut asam agar garam logam batuan tersebut larut dan komponen yang diinginkan dapat diperoleh. Contohnya adalah:

Cu dengan H2SO4 atau NH3 Co & Ni dgn campuran H2SO4-NH3-O2 Au dengan HCN

1. Pabrik gula saat memisahkan gula dari bit menggunakan air sebagai

pelarut.2. Industri minyak goreng untuk memisahkan minyak dari biji-bijian seperti

kedelai, kacang, biji matahari, biji kapas, dan biji-bijian lainnya. Pelarut yamg digunakan pelarut non polar seperti hexana, aseton, eter atau pelarut orgaik sejenis.

KELOMPOK 6

Page 5


3. Pada industry farmasi biasanya digunakan untuk memperoleh ekstrask dedaunan, akar dan batang tumbuhan untuk dijadikan sumber obat-obatan menggunakan pelarut yang sesuai. Proses Leaching Proses leaching dapat dilakukan secara batch, semi batch atau gabungan dari kedua metode yang dikenal secara kontiniu. Untuk meningkatkan interaksi antara pelarut dan solute yang terdapat pada padatan maka proses leaching dapat dilakukan pada suhu tinggi. Dalam proses leaching terdapat peristiwa perpindahan massa, dimana untuk melakukan perhitungan ditinjau ketiga komponen yang terlibat yaitu padatan, pelarut, dan solute. Aliran pelarut pada proses leaching dapat dialirkan secara co-current maupun countercurrent. Umpan dalam proses leaching berupa padatan yang terdiri dari bahan pembawa tak larut dan senyawa yang diinginkan atau senyawa dapat larut. Bahan yang diinginkan (solute) akan larut dan keluar dari ekstraktor sebagai overflow. Sedangkan padatan yang keluar sebagai underflow yang biasanya basah, sehingga campuran pelarut/solute mixture terbawa juga. Persentase solute yang dapat dipisahkan dari padatan basah atau kering disebut dengan rendemen. Tipe-tipe Peralatan Leaching Secara umum tipe peralatan leaching dapat dikelompokkan kedalam tiga jenis, yaitu: 1. Fixed-bed leaching Fixed-bed leaching ini biasanya digunakan pada industry gula bit dan juga sering digunakan untuk mengekstraksi tannin dari tanbark, untuk ekstraksi dibidang farmasi seperti kulit atau biji-bijian dan proses lainnya. Berikut salah satu proses fixed-bed leaching pada industri gula bit.

KELOMPOK 6

Page 6


Gambar 1. Tipe fix-bed leaching untuk industri gula bit Pada fixed-bed leaching penutup dapat dibuka, sehingga irisan gula bit yang disebut dengan cossettes dapat dimasukkan kedalam reaktor. Air panas pada suhu kira-kira 344 K (71 oC) sampai 350 K (77 oC) dialirkan kedalam reaktor untuk melarutkan gula. Larutan gula yang telah larut akan mengalir keluar pada bagian bawah memasuki tangki penampung. Pada sistem operasi shanks system digunakan aliran pelarut berlawanan arah. Penutup bagian atas dan penutup bagian bawah dapat dibuka sehingga gula bit yang sudah mengalami pelarutan dapat diganti dengan gula bit lain yang masih fresh. Sekitar 95% gula didalam bit akan larut dan kandungan gula dalam pelarut kira-kira 12 % (w/t). 2. Moving-bed leaching Moving-bed leaching merupakan salah satu bagian proses leaching secara counter current dimana reaktor yang diam akan bergerak berpindah dari satu tahap ke tahap lainnya. Metode ini biasanya digunakan untuk proses ekstraksi minyak dari biji-biji sayuran seperti biji kapas, kacang-kacangan dan keelai. Biji-bijian ini dikuliti terlebih dahulu, kadang-kadang didahului dengan proses pemanasan dan proses pengeringan sebagian. Kadang dibutuhkan suatu proses untuk penyempurnaan. Pelarut yang digunakan biasanya produk petroleum seperti heksana. Larutan campuran antara pelarut dan solute dari sayuran disebut dengan miscella.

KELOMPOK 6

Page 7


(a)

(b)

Gambar 2. a. Bollman bucket-type extractor b. Hildebrandt screw conveyor extractor Suatu sistem tertutup yang terdiri dari keranjang reaktor yang bergerak yang tedapat pada gambar diatas disebut dengan bollman extractor. Sampel padat atau dryflakes dimasukkan kedalam keranjang berlubang pada sisi kanan atas. Keranjang ini akan turun menelusuri sisi kanan, dry flakes akan di larutkan oleh suatu larutan pelarut yang ditambahkan minyak yang disebut half miscella. Cairan ini akan merembes kebagian bawah disaat keranjang bergerak kebawah dan akan terkumpul pada bagian bawah sebagai cairan full miscella. Keranjang ini akan bergerak keatas melalui sisi kiri dan dibilas dengan larutan pencuci yang masih segar secara countercurrent melalui sisi atas keranjang. Fkakes yang sudah basah dibuang pada penampung pada gambar yang berlangsung secara terus-menerus. Tipe yang kedua yaitu Hildebrandt screw conveyor extractor yang terdiri dari tiga screw conveyor yang disusun membentuk U shape. Padatan dimasukkan pada sisi kanan atas dan akan dibawa oleh conveyor kearah bawah melewati bagian dasar alat, selanjutnya padatan ini akan naik keatas pada sisi yang lainnya. Pelarut akan mengalir secara berlawanan arah. 3. Agitated solid leaching Padatan yang dapat digerus halus sampai 200 mesh (0.074 mm), dapat dijadikan dalam bentuk suspensi dengan agitasi yang sangat kecil. Proses pelarutan secara continius countercurrent dapat disempurnakan dengan

KELOMPOK 6

Page 8


menempatkan beberapa tangki agitasi dan meletakkan thickeners pada setiap agitator.

Gambar 3. Countercurrent leaching using thiceners Kadang-kadang thickeners itu sendiri digunakan sebagai kombinasi contactor-agitators dan settlers seperti pada gambar diatas. Pada tahapan sistem ini terjadi proses countercurrent, pelarut yang segar akan masuk melalui thickener tahap pertama. Cairan akan melewati setiap tahap dan mengalir dari satu tahap ketahap lainnya. Padatan sebagai umpan masuk pada tahap yang terakhir yang akan berinteraksi atau kontak dengan pelarut yang berasal dari tahapan sebelumnya. Pengaduk yang bergerak lambat akan mengaduk padatan dan mengumpulkannya pada bagian dasar. Padatan serta cairan dipompa sebagai lumpur kedalam tangki berikutnya.

KELOMPOK 6

Page 9


KATUP Pendahuluan Katup adalah perangkat yang mengatur aliran fluida (gas, cairan, padatan terfluidisasi, atau slurries) dengan membuka, menutup, atau sebagian menghalangi berbagai lorong-lorong. Fungsi dari katup itu sendiri dijelaskan melalui definisi katup menurut JIS, yaitu adalah sebagai berikut: suatu perangkat dengan fitur mobile yang memungkinkan untuk membuka dan menutup jalan untuk memungkinkan, mencegah atau mengontrol aliran 'cairan. Katup secara teknis alat kelengkapan pipa, tapi biasanya dibahas sebagai kategori terpisah. Dalam katup terbuka, aliran fluida dalam arah dari tekanan yang lebih tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Komponen-komponen Pada Katup Secara umum komponen katub dapat digambarkan bagian-bagiannya sebagai berikut: 1. Body Badan katup adalah lapisan luar dari sebagian besar atau semua katup yang berisi bagian-bagian internal atau trim. Kap biasanya berupa sekrup yang menjorok ke dalam atau dipaku ke badan katup. Badan katup ini biasanya terbuat dari logam atau plastik. Kuningan, perunggu, gunmetal, besi cor, baja, baja paduan dan stainless steel yang sangat umum. Penerapan air laut, seperti tanaman desalinasi, sering menggunakan katup dan katup dupleks duplex super, karena ketahanan terhadap korosi, terutama pada air laut yang hangat. Paduan 20 katup biasanya digunakan pada tanaman asam sulfat, sedangkan monel katup digunakan dalam asam fluorida (HF Acid) tanaman. Pelindung katup yang sering digunakan dalam aplikasi suhu tinggi, seperti tanaman nuklir, sementara Inconel katup yang sering digunakan dalam aplikasi hidrogen. tubuh plastik yang digunakan untuk tekanan dan suhu re;atif rendah. PVC, PP, PVDF dan kaca yang diperkuat plastik nilon biasanya digunakan untuk badan katup 2. Ports

KELOMPOK 6

Page 10


Port merupakan tempat fluida mengalir yang melewati katup. Port memiliki penghalang semacam disk untuk mengontrol arus alir fluida. Kebanyakan katup memiliki 2 port atau lebih sampai 20 buak port. Katup selalu terhubung dengan suatu port untuk penghubung pipa atau komponen lainnya. Ada bebrapa metode penyambungan katup ini, yaitu threadings, fitting kompresi, lem, semen, flensa, atau pengelasan 3. Seat seat adalah bagian dalam dari katup yang kontak dengan permukaan disk untuk membentuk celah yang tertutup rapat saat disk tutup. Dalam mekanisme nya seat selalu berada pada posisi yang tetap. Seat menjadi tapakan saat disk bergerak menutup aliran fluida. Saat aliran tertutup rapat, posisi seat dan disk menutup rapat dan tidak ada celah sama sekali. 4. Stem Stem mentransmisikan gerak dan mengendalikan perangkat disk. Dalam beberapa kasus, batang dan disc dapat dikombinasikan dalam satu bagian. 5. disc jika katup terbuka merupakan suatu komponen yang berada didalam katup berfungsi untuk mengontrol laju alir dari fluida yang mengalir melalui proses buka tutup. Secara tradisional disc ini berbentuk cakram, disk terdapat dalam berbagai bentuk. Tergantung pada jenis katup, disk dapat bergerak secara linear dalam katup, atau seperti tongkat (pada katup kupu-kupu), atau berputar pada engsel atau trunnion (seperti dalam katup cek.)

6. handle or handwheel jika katub terbuka Sebuah handle biasanya digunakan untuk mengontrol secara manual katup dari luar badan katup. Katup yang dikendalikan secara otomatis biasanya tidak memiliki handle, tetapi beberapa mungkin memiliki handle (atau yang serupa) aktuator adalah suatu perangkat yang digunakan untuk katup kontrol otomatis atau alat control katub secara otomatis dari luar tubuh katub. Beberapa katup tidak memiliki hendle dan juga aktuator karena control yang terjadi secara langsung dari dalam

KELOMPOK 6

Page 11


7. Bonnet kap bertindak sebagai pelindung pada badan katup. biasanya berbentuk semi-permanen. Selama pembuatan katup, bagian internal dimasukkan ke dalam badan katup dan kemudian diikuti dengan pemasangan kap untuk melindungi semua komponen yang ada didalamnya. Untuk mengakses bagian-bagian internal katup, dapat dilakukan pelepasan kap katup ini. biasanya dilakukan untuk pemeliharaan. Banyak katup tidak memiliki kap, misalnya, katup plug biasanya tidak memiliki kap. Kebanyakan katup berbentuk bola tidak memiliki kap pada badan katup. 8. Packing 9. gland nut 10. fluid flow jika katub terbuka 11. posisi of disc jika katup dalam kondisi shutdown 12. posisi of handle or handwheel jika katup shutdown

KELOMPOK 6

Page 12


KELOMPOK 6

Page 13


Gambar 4. Bagian-bagian dari sebuah katup. Prinsip Kerja Katup Prinsip dari katup berdasarkan cara kerja dari katup itu sendiri. Ada berbagai jenis katup di dunia, tetapi di antara katup manual paling khas yang digunakan dalam sistem uap katup dunia, katup bola, katup gerbang dan katup kupu-kupu. Berikut merupakan klasifikasi katup berdasarkan prinsip kerjanya: 1. Rotate. Prinsip rotate adalah dengan melakukan putaran pada body valve untuk menghentikan aliran. Contoh dari katup yang memakai prinsip kerja ini adalah katup bola dan katup kupu kupu. 2. Seal or plug. Prinsip seal or plug adalah dengan melakukan tindakan seperti melakukan penyegelan dan menutup aliran. Contoh dari katup yang memakai prinsip ini adalah katup globe. 3. Inserted. Prinsip inserted adalah dengan melakukan perlakuan seperti memasukkan penghalang untuk menutup aliran. Contoh dari katup yang memakai prinsip ini adalah katup gerbang atau gate valve.

4. Pinched. Prinsip pinched adalah dengan melakukan penutupan aliran dengan memasukan suatu penghalang dengan bantuan diafragma. Contoh dari katup yang memakai prinsip ini adalah katup diafragma. Katup Ekspansi Katup ekspansi, merupakan komponen terpenting dari sistem. Pengertian katup ekspansi sendiri adalah suatu alat yang berfungsi sebagai penurun tekanan dari refrigerant sebelum masuk ke evaporator dan mengontrol jumlah aliran yang masuk ke dalam evaporator.

KELOMPOK 6

Page 14


Katup ekspansi dirancang untuk mengontrol aliran cairan pendingin melalui katup orifice yang merubah wujud cairan menjadi uap ketika zat pendingin meninggalkan katup pemuaian dan memasuki evaporator/pendingin. Selain itu pula katup ekspansi berfungsi sebagai menurunkan tekanan cairan refrigerant sebelum masuk ke dalam evaporator, sehingga memudahkan refrigerant menguap di evaporator dan menyerap panas atau kalor dari media yang didinginkan. Meskipun dimungkinkan untuk menjaga tekanan konstan dengan menggunakan kombinasi katup kontrol, sensor tekanan dan pengontrol, mengurangi tekanan katup menawarkan keuntungan untuk dapat mengontrol tekanan melalui operasi sendiri sepenuhnya-otomatis, tidak memerlukan jenis motif kekuatan. Hal ini menawarkan keuntungan lebih lanjut dari tindakan respon cepat, karena beroperasi dengan secara otomatis merasakan tekanan. Jenis-jenis Katub Ekspansi Ada banyak jenis katup ekspansi, dua diantaranya adalah katup ekspansi otomatis, dan katup ekspansi termostatik.1.

Katup Ekspansi Otomatis tetap (konstan) seperti pada lemari es atau freezer, tetapi dalam beberapa keadaan,

Sistem pipa kapiler sesuai digunakan pada sistem-sistem dengan beban

untuk beban yang berubah-ubah dengan cepat harus digunakan katup ekspansi jenis lainnya.

KELOMPOK 6

Page 15


Gambar 5. Katup Ekspansi Otomatis Beberapa katup ekspansi yang peka terhadap perubahan beban, antara lain adalah katup ekspansi otomatis (KEO) yang menjaga agar tekanan hisap atau tekanan evaporator besarnya tetap konstan. Bila beban evaporator bertambah maka temperatur evaporator menjadi naik karena banyak cairan refrigeran yang menguap sehingga tekanan di dalam saluran hisap (di evaporator) akan menjadi naik pula. Akibatnya bellow akan bertekan ke atas hingga lubang aliran refrigeran akan menyempit dan ciran refrigeran yang masuk ke evaporator menjadi berkurang. Keadaan ini menyebabkan tekanan evaporator akan berkurang dan bellow akan tertekanan ke bawah sehingga katup membuka lebar dan cairan refrigeran akan masuk ke evaporator lebih banyak. Demikian seterusnya. 2. Katup Ekspansi Termostatik (KET) Jika KEO bekerja untuk mempertahankan tekanan konstan di evaporator, maka katup ekspansi termostatik (KET) adalah satu katup ekspansi yang mempertahankan besarnya panas lanjut pada uap refrigeran di akhir evaporator tetap konstan, apapun kondisi beban di evaporator.

KELOMPOK 6

Page 16


Gambar 6. Katup Ekspansi Termostatik (KET) Cara kerja KET adalah sebagai berikut : Jika beban bertambah, maka cairan refrigran di evaporator akan lebih banyak menguap, sehingga besarnya suhu panas lanjut di evaporator akan meningkat. Pada akhir evaporator diletakkan tabung sensor suhu (sensing bulb) dari KET tersebut. Peningkatan suhu dari evaporator akan menyebabkan uap atau cairan yang terdapat ditabung sensor suhu tersebut akan menguap (terjadi pemuaian) sehingga tekanannya meningkat. Peningkatan tekanan tersebut akan menekan diafragma ke bawah dan membuka katup lebih lebar. Hal ini menyebabkan cairan refrigeran yang berasal dari kondensor akan lebih banyak masuk ke evaporator. Akibatnya suhu panas lanjut di evaporator kembali pada keadaan normal, dengan kata lain suhu panas lanjut di evaporator dijaga tetap konstan pada segala keadaan beban.

KELOMPOK 6

Page 17


Hydrotreater UnitPendahuluan Tujuan dari proses hydrotreating adalah untuk mengurangi kandungan sulfur dan komponen yang tidak diinginkan lainnya (ex : Nitrogen) dari proses pengolahan bahan bakar (minyak bumi dan gas alam). Pengurangan sulfur ini dimaksudkan untuk mengurangi emisi SO2 yang dihasilkan dari pemakaian bahan bakar. Sampai perang dunia kedua, masih sedikit perhatian dari para produsen minyak bumi untuk melakukan proses hydrotreating. Namun begitu perang dunia kedua selesai, produksi crude oil yang mengandung kadar sulfur tinggi semakin melonjak, hal ini mengakibatkan permintaan pasar akan crude oil dengan kandungan sulfur yang lebih sedikit meningkat dengan alasan untuk lebih menjaga lingkungan dari polutan SO2.

Gambar 7. Hydrotreater Unit

Proses Hydrotreater KELOMPOK 6 Page 18


Secara sederhana proses yang terjadi dalam Hydrotreater adalah proses pengikatan sulfide (S) oleh hydrogen. Sebagai contohnya reaksi pada ethanthiol (C2H5SH), senyawa sulfur yang terdapat di beberapa produk petroleum, dengan Hydrogen (H2) adalah sebagai berikut : C2H5SH + H2 C2H6 + H2S Di dalam proses industry, refinery contohnya, Hydrotreater unit beroperasi pada temperature antara 300 sampai 400 C dan tekanan dari 30 sampai 130 atm. Berikut gambar skematik dari peralatan yang terlibat dalam proses hydrotreating :

Gambar 8. Skema proses hidrotreater unit Pada gambar diatas, proses hydrotreating berlangsung pada fixed-bed reactor. Umpan cair (kiri bawah gambar) dipompa sampai tekanan yang dibutuhkan untuk bergabung dengan aliran Hydrogen-rich recycle gas. Hasil dari percampuran cair-gas ini dipanaskan melalui heat exchanger. Kemudian aliran berlanjut ke fired heater dimana campuran umpan diuapkan seluruhnya dan dipanaskan sampai pada suhu yang dibutuhkan sebelum masuk ke reactor dimana proses hydrotreating terjadi.

Hasil fluida panas dari reaksi didinginkan melalui heat exchanger dan bertukar panas dengan campuran cair-gas yang akan masuk reactor. Kemudian mengalir melalui

KELOMPOK 6

Page 19


cooler sebelum tekanannya diturunkan oleh pressure controller (PC) hingga mencapai tekanan 3-5 atm. Fluida ini terdiri dari campuran cair-gas yang kemudian dipisahkan pada separator dengan suhu masuk sekitar 35 C dan tekanan 3-5 atm. Sebagian besar hydrogen-rich gas yang berasal dari separator dialirkan ke amine contactor untuk memindahkan H2S hasil dari reaksi di fixed-bed reactor. Kemudian hydrogen-rich gas yang sudah tidak mengandung H2S di-recycle ulang untuk kemudian digunakan lagi di fixed-bed reactor. Hasil fluida cair dari separator dialirkan ke kolom distilasi, dimana hasil dari kolom ini (bottom product) merupakan produk cair hasil proses hydrotreating. Kelebihan Hydrotreater Dapat mengurangi kandungan sulfur sesuai dengan yang disyaratkan. Efisien karena Hydrogen yang digunakan dapat di-recycle dan digunakan berulang kali. H2S yang dihasilkan dapat dijual kembali ke industri kimia yang membutuhkan

Kekurangan Hydrotreater Membutuhkan suhu dan tekanan operasi tinggi sehingga biaya awal investasi peralatan tinggi. Semakin tinggi tekanan operasi semakin mudah untuk mengurangi kandungan sulfur, namun akan semakin banyak hydrogen yang dibutuhkan.

DAFTAR PUSTAKA Emerson Process Management. 2005. Control Valve Hand Book. Edisi-4. Fisher. USA.

KELOMPOK 6

Page 20


Geankoplis, cristie J. 1993. Transport Process and Unit Operations. 3rd edition. Englewood Criffs. United State. Kumpulan Makalah. Proses Leaching Hidrometalurgi 4. www.hulufile.com TLV International, inc. 2011. Types of valve and their applications. Kakogawa. Japan Oil & Gas Journal. 2003. Study Outline Optimum ULST Hidrotreater design. Pennwell corporation. Palmer Mustang Engineers and Constructors inc. Hydrotreater for ULSD fuel. Houston. Texas www.wikipedia.com. Free Encyclopedia.vale www.wikipedia-leaching.com

KELOMPOK 6

Page 21

kelompok6-alat

Documents

Transcript of kelompok6-alat