reaktor alir tangki berpengaduk.pptx
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: