Model Matematika Koefisien Perpindahan Massa dan Difusifitas

Aksial Zirkonium Pada Proses Adsorbsi Secara FIXED BED

KromatografiUmi Mahdiyah(1213201032)

Diambil dari: Prosiding Seminar Nasional ke-17 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas NuklirMoch. Setyadji, Model Matematika penentuan Koefisien Perpindahan Massa dan Difusifitas Aksial Zirkonium Pada Proses Adsorbsi Secara FIXED BED Kromatografi.

Reaktor Suhu Tinggi

LATAR BELAKANG

Pengembangan bahan bakar

RST

Zirkonium Zr - Hf

Pemisahan secara fixed

bedTujuan

Dalam penyusunan model matematis yang dapat mewakili peristiwa adsorpsi tersebut, diambil beberapa asumsi sebagai berikut:

ASUMSI

1. Butiran resin seragam dan terdistribusi merata dalam kolom.2. Aliran larutan dalam tumpukan resin mengikuti pola aliran sumbat (plug flow).

3. Perpindahan massa umpan berlangsung dari cairan ke padatan.4. Proses isothermal.

5. Difusi ke arah radial diabaikan.6. Yang mengontrol perpindahan massa pada lapisan film cairan di

permukaan butir (perpindahan massa di dalam butir padatan dan reaksi kimia tidak berpengaruh).

Pada proses adsorpsi ini padatan (resin) yang digunakan berupa butiran berukuran sangat kecil sehingga yang mengontrol kecepatan proses adsorpsi adalah perpindahan massa dari cairan ke permukaan butir yang kecepatannya dapat didekati dengan persamaan:

NA = Kca(CA – C*A )

Keterangan :NA = Kecepatan perpindahan massa AKca = Koefisien Perpindahan MassaCA = Konsentrasi A dalam cairanC*A= Konsentrasi A dalam cairan yang setimbang dengan

konsentrasi A pada permukaan butir adsorbenSedangkan kesetimbangan adsorpsi dapat didekati dengan persamaan Henry:

C*A= HXA

Keterangan: XA = Zat A (g) / Adsorben (g)

Misalkan:ρb = rapat massa bulk butir adsorbene = porositas bedv = kecepatan alir supersialS = luas penampang kolomvC =perpindahan massa arah aksial dalam kolom terjadi karena

dibawa arus-DzS.C/Z = difusi arah aksial

maka penyusunan persamaan matematis adalah sbb:

1…………

Neraca massa pada fasa cair dalam elemen volume setebal Rate of Input – Rate of output – Rate of Reaction = Rate Acumulation

Neraca massa pada fasa padatRate of Input – Rate of output – Rate of Reaction = Rate Acumulation

…………2

MODEL MATEMATIKA

Dari 1 dan 2 kita peroleh persamaan diferensial simultan sebagai berikut: