BATCH REACTORBATCH REACTORBATCH REACTOR

BATCH REACTOR

Dalam teknik kimia, Reaktor adalah suatu jantung dari suatu proses kimia. Reaktor kimia merupakan suatu bejana tempat berlangsungnya reaksi kimia. Rancangan dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia, yaitu :

● Waktu tinggal● Volume (V)● Temperatur (T)● Tekanan (P)● Konsentrasi senyawa (C1, C2, C3, ...,Cn)● Koefisien perpindahan panas (h, U)

PENDAHULUAN

Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakan efisiensi kinerja reaktor, sehingga didapatkan hasil produk dibandingkan masukan (input) yang besar dengan biaya yang minimum, baik itu biaya modal maupun operasi. Tentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya operasi biasanya termasuk besarnya energi yang akan diberikan atau diambil, harga bahan baku, upah operator, dll.

Pengertian dan Penggunaan Batch Reactor

• Pengertian Batch ReactorBatch Reactor adalah tempat terjadinya suatu

reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan dan stoikiometri.

• Penggunaan Batch ReactorReaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakan

untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan, pencampuran produk, reaksi kimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi cair-cair, polimerisasi, farmasi dan fermentasi.

Beberapa ketetapan menggunakan reaktortipe Batch :● Selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan temperatur● Pengadukan dilakukan dengan sempurna, konsentrasi di semua titik dalam reaktor adalah sama atau homogen pada waktu yang sama● Reaktor ideal

Batch Reactor

Batch Reactor with Coflux Jacket

Konstruksi Batch Reactor

Batch reactor bisa tersusun oleh sebuah tangki dengan pengaduk serta sistem pendingin atau pemanas yang menyatu dengan reaktor. Tangki ini memiliki ukuran yang bervariasi mulai dari < 1 L sampai > 15.000 L tergantung kebutuhan. Batch reactor biasanya terbuat dari baja, stainless steel atau baja berlapis kaca.

Padatan dan cairan yang akan masuk reaktor biasanya melalui sambungan yang terdapat pada tutup atas reaktor. Untuk uap dan gas yang keluar reaktor biasanya juga melalui bagian atas, sedangkan untuk cairan keluar melalui bagian bawah.

Reaktor batch di desain untuk beroperasi dalam proses unsteady – state, banyak reaktor batch menunjukkan perilaku nonlinier yang dimiliki oleh pasangan reaksi kinetika dan temperatur reaktor, dimana lebar jarak temperatur berlebih, dengan kata lain reaksi berjalan eksotermis memproduksi panas berlebih sehingga harus dihilangkan dengan sistem pendinginan. Sirkulasi pompa untuk pendingan bertujuan meminimalkan waktu tinggal agar tetap konstan.

Misalkan : A + B PNeraca massa untuk komponen A adalah :• Amasuk = Akeluar + Aterakumulasi + Ayang bereaksi

• FAi = FAC + (dNA/dt) + (-rA)(V)• FAi = FAo = 0, karena tidak ada reaktan yang masuk

atau keluar

dtdN

Vr AA

1

Pada batch reaktor volume tetapMole A setelah reaksi berlangsung selama waktu t sebanding dengan konsentrasi A yang tersisa dalam larutan di kali dengan volume.

NA (mole) = CA . V (mole/volume) x (volume)

Bentuk differensialnya :

dtdVC

dtdCV

dtdN

dtVCd

dtdN

AAA

AA

..

Sehingga :

Persamaan di atas merupakan persamaan dasar.

Contoh soal ……………………

Karena volume tetap maka perubahan volume dV=0

dtdCV

dtdN AA )(

dtdC

dtdN

Vr AAA

1

Kelebihan dan Kelemahan Batch Reactor

• Kelebihan1. Ongkos atau harga instrumentasi rendah.2. Penggunaannya fleksibel, artinya dapat dihentikan

secara mudah dan cepat kapan saja diinginkan.3. Penggunaan yang multifungsi.4. Reaktor ini dapat digunakan untuk reaksi yang

menggunakan campuran kuat dan beracun.5. Mudah dibersihkan.6. Dapat menangani reaksi dalam fase gas, cair dan

cair-padat.

Kesimpulan

Batch reactor merupakan salah satu jenis reaktor yang digunakan untuk produksi berkapasitas kecil, misalnya dalam proses pelarutan padatan, pencampuran produk, dan lain-lain. Reaktor ini dapat digunakan multifungsi selain itu juga mempunyaai harga konstruksi yang rendah sehingga lebih ekonomis,karena berkapasitas kecil maka skala produksinya juga kecil.

• Kelemahan1. Biaya buruh dan handling tinggi.2. Kadang-kadang waktu shut downnya besar, yaitu

waktu untuk mengosongkan, membersihkan dan mengisi kembali.

3. Pengendalian kualitas dari produk jelek atau susah.

4. Skala produksi yang kecil.

DAFTAR PUSTAKACoulson. J. M and Ricardson. J. F., 1983, Chemical Engineering Vol 6. ,

University College Of Swansea, Pergamon Press, New York.

http;//id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_kimia

http://www.engin.umich.edu/~cre/asyLearn/bits/batch/index.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Batch_reactor

Levenspiel, Octave, 1962, Chemical Reaction Engineering 2nd ed. , John Wiley and Sons Inc., New York.

Seborg, D.E, dkk, 2004, Process Dynamic and Control 2nd ed. , John Wiley and Sons Inc., New York.

TERIMA KASIH ATAS PERHATIANNYA

SEMOGA BERMANFAAT BAGI KITA SEMUA