CENTRIFUGE

Tugas : Memisahkan padatan Na2SO4 dari fase cair yang keluar dari

neutralizer dengan kecepatan umpan masuk 8019,4288 kg/jam

Type : Continuos conical basket centrifuge

Kondisi operasi : P = 1 atm

T = 50 ºC

Neraca Massa :

Asumsi :

- 100% padatan terpisah

- Kadar cairan dalam cake sebesar 15%

Umpan Masuk

KomponenBM Masuk Densitas V konsentrasi

kg/kmol kmol/jam kg/jam kg/m3 m3/jam Kmol/m3

CH3COCH3 58,0000 0,8796 51,0168 790,0000 0,0646 0,0978H2O 149,4027 149,4027 2689,2486 1000,0000 2,6892 16,6174C6H12O2 43,5388 43,5388 5050,5008 939,0000 5,3786 4,8426

Na2SO4 142,0000 1,6103 228,6626266,16,630

80,8583

0,1791Total 195,4314 8019,4288 8,9908

Berdasarkan figure 10.9 solid – liquid separtion techniques dari Coulson –

Richardson, vol.6, thn 2005 dipilih alat pemisah centrifuge karena konsentrasi

padatan (Na2SO4) kecil yaitu : 0,1791 kmol/m3 di dalam umpan

Persentase padatan dalam umpan adalah : 2,85%

Berdasarkan figure 10.10. Solid – Liquid separation techniques ( after Dahlstrom

and Cornell,1971) dari Coulson – Richardson, vol.6,2005 diperoleh ukuran

padatan : 200 mikrometer

Berdasarkan Table 10.4. Selection of sedimentation or filter centrifuge dari

Coulson – Richardson dipilih centrifuge filtrasi

Neraca Massa

Umpan masuk centrifuge

Asumsi : Kadar air didalam cake sebesar 15% (brown) dan padatan tersaring

komponen BM Masukkg/kmol kmol/jam kg/jam

CH3COCH3 58,0000 0,8796 51,0168H2O 18,0000 149,4027 2689,2486C6H12O2 116,0000 43,5388 5050,5008Na2SO4 142,0000 1,6103 228,6626

Total 195,4314 8019,4288

sempurna

Hasil keluar fase padat

komponenBM Masuk

kg/kmol kmol/jam kg/jamCH3COCH3 58,0000 0,0903 5,2345H2O 18,0000 1,4618 26,3124C6H12O2 116,0000 0,0708 8,2126Na2SO4 142,0000 1,6103 228,6626Total 3,2331 268,4221

Kadar air keluar = 0,148123 kg cair/ Kg Na2SO4

Hasil keluar fase cair

komponenBM Masuk Densitas V

kg/kmol kmol/jam kg/jam kg/m3 m3/jam

CH3COCH3 58,0000 0,7894 45,7823 790,0000 0,0580

H2O 18,0000 147,9409 2662,9362 1000,000

0

2,6629

C6H12O2 116,0000 43,4680 5042,2882 939,0000 5,3698

Na2SO4 142,0000 0,0000 0,0000 266,4 0,0000

Total 192,1983 7751,0067 8,0907

Jumlah cairan yang dipisahkan = 7751,0067 kg/jam = 17088,0476 lb/jam

Debit cairan = 285,722 ft3/jam

Jumlah padatan yang dipisahkan = 268,4421 kg/jam

= 0,2684 ton/jam

= 591,7695 lb/jam

Densitas padatan = 266,4 kg/m3

= 16,6308 lb/ft3

Kecepatan volume padat = 591,7695 lb/jam = 35,5827 ft3/jam 16,6308 lb/ft3 I ft3 = 7,4805 gal

a. Dimensi basket

Untuk kapasitas produksi padatan yang sedikit yakni dibawah 40 ton/jam

menurut tabel 18-12, hal 112, Perry 1984), dapat dipilih sistem

pengeluaran padatan secara kontinyu dengan :

Type Centrifugal : helical conveyor

Type Rotor : conical solid

Diameter Basket (Db) = 14 in = 1,167 ft

Speed = 16,6308 rpm

Max centrifuge = 3,18

Retention time = 15 menit

= 0,25 jam

Volume padatan dalam basket (Vb) = debit padatan x retention time

= 16,6308 ft3/jam x 0,25 jam

= 8,8957 ft3

Berat padatan dalam basket(Bs) = Vb x ρp

= 8,8957 ft3 x 16,6308 lb/ft3

= 9,8628 lb

Tebal cake dalam basket(Tb) = 2 in = 0,167 ft

Diameter dalam cake(Di) = Db – 2 x Tb

= 14 in – 2 x 2 in

= 10 in

Luas penampang cincin cake(Ap) = π x (Db2 – Di2)/4

= 3,14 x (142 in - 102 in)/4

= 75,36 in2

= 0,5233 ft2

Panjang basket(Pb) = Vb / Ap

= 8,8957 ft 30,5233 ft 2

= 16,9981 ft

= 203,9774 in

Jadi, diperoleh ukuran centrifuge :

Diameter basket = 14 in

Panjang basket = 204 in

b. Berat Basket :

Tebal cake di basket = 0,167 ft

Keliling basket(Klb) = 2πr

= π/12.Db

= 3,14/12 x 14 in

= 3,6633 ft

Volume silinder basket = Klb x Tb x Pb

= 3,6633 ft x 1,167 ft x 16,9981 ft

= 10,3783 ft3

Volume dasar basket = π/4.Db2 x tebal basket

= 3,14 x 32/4 x 0,02 ft

= 1,167 ft3

Volume total = 10,3783 ft3 + 1,167 ft3

= 10,3795 ft3

Berat basket = Volume total x densitas basket

= 10,3795 ft3 x 16,6308 lb/ft3

= 172,62 lb

c. Tekanan basket:

Dari tabel 18-12 perry’s chemical handbook, didapat :

Kecepatan putaran(Kp) = 4000 rpm

Densitas basket(ρb) = 16,6308 lb/ft3

Tekanan karena berat basket(Sb) = 4,11 x 10-9 x Kp2 x Db2 x ρb

= 40002 rpm x 142 in x 16,6308 lb/ft3

= 214,35 psi

Tekanan karena berat padatan dalam basket(Sp):

Sp = 1,03 x 10-9 x Kp2 x ρp x Db x Db2−Di2

Tb

= 40002 rpm x 16,6308 lb/ft3 x 14 in x 142−102

2

= 184,18 psi

Tekanan total(St) = Sb + Sp

= 214,35 psi + 184,18 psi

= 398,53 psi

= 57.388,71 lb/ft2

Tekanan dalam basket(Pb):

= 2,05 x 10-9 x Kp2 x ρc x (Db2 – Di2)

= 2,05 x 10-9 x 40002 rpm x 59,8066 lb/ft3 x (142 in - 102 in)

= 188,32 psi

= 27117,94 lb/ft2

d. Perhitungan power centrifuge

Berat padatan = 9,8628 lb/menit

Berat basket = 172,62 lb/menit

Total berat = 182.4828 lb

Kapasitas = 182.4828 lb/ 15 menit

= 12,17 lb/menit

Hp = kapasitas x tekanan

densitas cairan x 33000

= 12,17 lb /menit x27117,94 lb / ft 2

59,8066lbft3x33000 ft . lb /menit

= 0,5209 Hp

Asumsi : efisiensi centrifuge = 0,9

Daya motor yang dibutuhkan = 0,5209 x 0,9

= 0,5788 Hp

Daya motor yang dibutuhkan = 1 Hp

SPESIFIKASI

Tugas : Memisahkan padatan Na2SO4 dari fase cair yang keluar dari

netralizer dengan kecepatan umpan masuk 8019,4288 kg/jam

Jenis : Continuos conical basket centrifuge

Kondisi operasi : P = 1 atm

T = 50 ºC

Ukuran centrifuse :

Diameter basket = 14 in = 1,67 ft

Panjang basket = 204 in = 17 ft

Speed = 4000 rpm

Centrifugal force = 3,18

Daya motor = 1 Hp