reaktor alir tangki berpengaduk.pptx

Upload: sopansofiyan

Post on 02-Jun-2018

276 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    1/21

    Disusun oleh:

    Khumaedi Muharom (3335 12 1014)

    Sopan Sofiyan (3335 12 1654)

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    2/21

    Reaktor Tangki Alir Berpengaduk atau yang biasadikenal sebagai Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR)merupakan jenis reactor dengan model berupa tangkiberpengaduk dan diasumsikan pengaduk yang bekerjadalam tangki sangat sempurna sehingga konsentrasi tiap

    komponen dalam reactor seragam sebesar konsentrasialiran yang keluar dari reactor. Reaktor jenis inimerupakan reactor yang umum digunakan dalam suatu

    industry.

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    3/21

    Sifat-Sifat mendasar pada RATB Pola Alir adalah bercampur sempurna (back mixed flow

    atau BMF)

    Kecepatan Volumetris aliran pemasukkan dan pengeluaranberbeda, disebabkan oleh terjadinya perubahan density

    Implikasi BMF pada semua sifat-sifat sistem menjadiseragam diseluruh reaktor

    Pengadukkan yang sempurna juga mengakibatkan semuakomponen dalam reaktor mempunyai kesempatan yangsama untuk meninggalkan reaktor

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    4/21

    Terdapat distribusi kontinyu dari waktu tinggal

    Aliran keluaran memiliki sifat-sifat yang sama denganfluida dalam reaktor

    Terdapat satu langkah perubahan yang menjelaskanperubahan sifat-sifat dari input dan output

    Meskipun terdapat perubahan distribusi waktu tinggal,pencampuran sempurna f luida pada tingkatmikroskopik dan makroskopik, membimbing untukmerata-rata sifat-sifat seluruh elemen fluida

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    5/21

    Keuntungan dan kerugian menggunakan

    RATBKeuntungan: Relatif Murah untuk dibangun

    Mudah mengontrol pada tiap tingkat, karena tiap

    operasi pada keadaan tetap, permukaan perpindahanpanas mudah diadakan.

    Mudah beradaptasi dengan kontrolotomatis,memberikan respon cepat pada perubahan

    kondisi operasi. Perawatan dan pembersihan relatif lebih mudah

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    6/21

    Dengan pengadukkan efisien dan viskositas tidak terlalutinggi,Dalam praktek kelakuan model dapat didekati lebihtepat untuk memprediksi unjuk kerja

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    7/21

    Secara konsep dasar sangat merugikan dari

    kenyataan karena aliran keluar sama dengan isivessel

    Menyebabkan semua reaksi berlangsung padakonsentrasi yang lebih rendah(katakan reaktan A,

    CA) antara keluar dan masuk. Secara kinetika normal, rA turun bila CA berkurang,

    ini berarti diperlukan volume reaktor yang lebihbesar untuk memperoleh konversi yang diinginkan

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    8/21

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    9/21

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    10/21

    Contoh soal :

    Reaksi fase gas: 2AB. k = 10 L/gmol.det. T0 = 500 K. P0 = 8,2atm. Umpan A

    murni. X = 90%. Hitung:

    VCSTR jika FA0 = 5 gmol/det, T dan P tetap

    Jawab:

    Persamaan neraca massa RATB isotermal

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    11/21

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    12/21

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    13/21

    dengan

    Q = kalor yang ditransfer dari pemanas ke reaktanU = koefisien transfer panas overallA = luas perpindahan panasTa1, Ta2 = suhu pemanas masuk, keluarT = suhu reaktanMisal:mH = kecepatan massa pemanasCpH = kapasitas panas pemanas

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    14/21

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    15/21

    Tersedia sebuah CSTR dengan kapasitas 300 gallon, yang

    akan dioperasikan secaraadiabatik. Umpan 1 adalah larutan propilen oksid (A) didalam pelarut methanol (M)

    dengan data sebagai berikut.

    FA0 = 2500 lb/j = 43,04 lbmol/j; vA0= 46,62 ft3/j.

    FM0 = 71,87 lbmol/j; vM0= 46,62 ft3

    /j.

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    16/21

    Umpan 2 adalah larutan 0,1 % berat H2SO4 di dalam air (B) dengan data sebagaiberikut.FB0 = 802,8 lbmol/j; vB0 = 233,1 ft3/j.

    Sebelum masuk reaktor, kedua umpan dicampur. Kontraksi volum selamapencampurandiabaikan. Suhu larutan setelah pencampuran adalah 75F.Persamaan kecepatan reaksinya adalah:

    Untuk mencegah penguapan propilen oksid yang berlebihan, suhu reaksitidak boleh

    melebihi 125F.Pertanyaan:Dapatkah CSTR yang tersedia digunakan untuk proses ini? Jika dapat, berapakahkonversi propilen oksid?

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    17/21

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    18/21

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    19/21

    Dengan data-data ini, persamaan (1) dan (2) dapat

    diselesaikan. Ternyata hanya ada satupenyelesaian, yaitu (penyelesaian dengan MATLAB):

    T = 613.66R; X = 0,86

    Karena suhu reaksi harus tetap di bawah 125F (= 585R), makaCSTR adiabatik ini

    tidak dapat digunakan untuk reaksi ini.

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    20/21

    Soal masih sama seperti sebelunya, hanya sekarangdipasang koil pendingin di dalam

    reaktor. Luas transfer panas koil = 40 ft2

    , dengan koefisien transfer panas overall = 100

    Btu/jft2

    F. Sebagai pendingin dipakai air dalam jumlah yangbanyak sehingga suhu air

    dapat dianggap tetap = 85F. Apakah sekarang CSTR dapat

    digunakan untuk proses ini?Jawab:

    Yang berubah dari penyelesaian di atas adalah neracaenergi, karena untuk kasus ini:

  • 8/11/2019 Reaktor Alir Tangki Berpengaduk.pptx

    21/21

    Seperti pada penyelesaian contoh soal di atas, persamaanini dapat disederhanakan

    menjadi: