PEMODELAN MATEMATIKA PROBLEM TEKNIK KIMIA DENGAN ELEMEN DIFERENSIAL

m 1

Problem diselesaikan dengan pendekatan Integral: yaitu hanya melihat kondisi awal dan akhir proses

REAKSI DALAM TANGKI

NM:

Min - Mout – Mconsumed + Mgenerated = Macc

m 2

A B

NM A pada elemen volum dV pada keadaan steady :

M1 M2M + dMM

dV

Min - Mout – Mconsumed + Mgenerated = Macc

M – (M + dM) – r dV = 0

- dM = r dV

REAKSI DALAM REAKTOR PIPA/ PLUG FLOW REACTOR/TUBULAR REACTOR

Problem diselesaikan dengan pendekatan diferensial : dengan mempertimbangkan perbedaan sepanjang proses

A B

r = mol/L. menit

FA0 FA1FA + dFAFA

dV

A B

r = mol/L. MenitFA = mol/menit

Neraca massa A :

F, CA0 F, CA1FA + dFAFA

dV

A B

r = mol/L. MenitF = L/menitFA = mol/menitCA0, CA ,CA1 = mol/L. menit

NM A :

Min - Mout – Mconsumed + Mgenerated = Macc

FA – (FA + dFA) – r dV = 0r = kCA

– dFA = r dV FA = F CA

– d(F CA )= k CA dV

– F dCA = k CA dV

F, CA0 F, CA1FA + dFAFA

dVA B

r = mol/L. Menitk = 0.5/menitF = 100 L/menitCA0 = 5 mol/menitCA1 = 1 mol/menitFA = mol/menit CA = mol/L. menit

NM A :

Min - Mout – Mconsumed + Mgenerated = Macc

FA – (FA + dFA) – r dV = 0

r = kCA

– dFA = r dV FA = F CA

– d(F CA )= k CA dV

– F dCA = k CA dV

Hitunglah volum reaktor yang dibutuhkan untuk mereaksikan A menjadi B dengan konsentrasi A mula-mula 5 mol/L dan konsentrasi A keluar reaktor 1 mol/L.

A B

F, CA0 F, CA1FA + dFAFA

dwcat

REAKSI DENGAN KATALIS DALAM REAKTOR PIPA

F, CA0 F, CA1Katalis

Katalis

A B

r = mol/kgcat . menitF = L/menitFA = mol/menitCA0, CA ,CA1 = mol/L. menit

NM A pada elemen massa katalis dmcat :

Min - Mout – Mconsumed + Mgenerated = Macc

FA – (FA + dFA) – r dwcat = 0r = kCA

– dFA = r dwcat FA = F CA

– d(F CA )= k CA dwcat

– F dCA = k CA dwcat

F, CA0 F, CA1FA + dFAFA

dwcat

A B NM A :

Min - Mout – Mconsumed + Mgenerated = Macc

FA – (FA + dFA) – r dwcat = 0

r = kCA

– dFA = r dwcat FA = F CA

– d(F CA )= k CA dwcat

– F dCA = k CA dwcat

F, CA0 F, CA1FA + dFAFA

dmcat

Hitunglah jumlah katalis yang dibutuhkan untuk mereaksikan A menjadi B dengan konsentrasi awal A 10 mol/L menjadi 2 mol/L saat keluar reaktor.

r = mol/kgcat. menitk = 0.5 L/kgcat .menitF = 100 L/menitCA0 = 10 mol/menitCA1 = 2 mol/menitFA = mol/menit CA = mol/L. menit