Kelompok 1

1

MAKALAH PERISTIWA PERPINDAHAN

STUDI KASUS: KEBOCORAN KONTAINER ETANOL

KELOMPOK 1

Annisa Larasati ( 1306405761 )

Muhammad Madani ( 1306405755 )

Syafiq Rayza ( 1306370606 )

Yolla Miranda ( 1306414841 )

Zainah ( 1306405742 )

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

2014

Kelompok 1

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena limpahan karunia

dari Nya penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Studi Kasus:

Kebocoran Kontainer Etanol”. Rasa syukur dan ucapan rasa terima kasih kepada

segala pihak yang senantiasa berpartisipasi atas penyeleaian makalah ini, kepada

Prof. Dr. Ir. Slamet, M.T, sebagai pembimbing utama mata kuliah Kimia Analitik,

beserta asisten yang telah membimbing dalam penyelesaian makalah ini.

Makalah yang berjudul “Studi Kasus: Kebocoran Kontainer Etanol” ini dibuat

untuk memenuhi tugas mata kuliah kimia analitik yang diberikan oleh dosen kami

Prof. Dr. Ir. Slamet, M.T, dalam rangka untuk membantu kami dalam memahami

materi peristiwa perpindahan. Adapun materi yang disampaikan berupa pendahuluan,

yang memuat latar belakang dan tujuan pembelajaran, daftar isi, studi kasus serta

pembahasannya, kesimpulan, serta daftar pustaka, yang berisi tentang berbagai

referensi yang kelompok kami gunakan dalam penyusunan makalah ini.

Kami menyadari adanya ketidaksempurnaan dalam penyusunan makalah

kami, oleh karena itu atas segala kekurangannya kami mohon maaf. Semoga makalah

ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang menggunakannya. Terima kasih atas

perhatiannya.

Depok, Desember 2014

Penulis

Kelompok 1

3

BAB I

PENDAHULUAN

I. LATAR BELAKANG

Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, atau alkohol, adalah

sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan

merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai tunggal, dengan rumus kimia C2H5OH

dan rumus empiris C2H6O.

Etanol dibuat dalam skala produksi dengan mereaksikan etena dengan

uap. Katalis yang digunakan adalah silikon dioksida padat yang dilapisi dengan

asam fosfat(V). Reaksi yang terjadi dapat balik (reversibel).

Hanya 5% dari etena yang diubah menjadi etanol pada setiap kali

pemasukan ke dalam reaktor. Dengan mengeluarkan etanol dari campuran

kesetimbangan dan mendaur-ulang etena, maka pengubahan etena menjadi etanol

secara keseluruhan dapat mencapai 95%.

II. TUJUAN PEMBELAJARAN

Tujuan dari studi kasus ini adalah yaitu:

a. Mengetahui waktu yang diperlukan untuk mengosongkan kontainer

b. Mengetahui volume yang dapat tertampung

c. Mengetahui dan memahami daya yang dibutuhkan untuk memindahkan

kembali etanol ke dalam kontainer.

d. Mengetahui keberadaan zat kontaminan yang mengendap

Kelompok 1

4

BAB II

ISI

Studi Kasus:

Sebuah perusahaan etanol dihebohkan dengan kebocoran kontainernya yang

disebabkan oleh kelalaian pegawai. Jika jari-jari bak kontainer kontaier adalah 1,5 m,

jari-jari lubang bocor adalah 0,005 m, lubang bocor tepat berada di bagian tengah

dasar kontainer. Apabila tinggi kontainer adalah 8,7 m dan saat itu para pegawai

belum mempersiapkan bak penampung untuk menampung tumpahan etanol,

berapakah volume yang dapat tertampung di bak penampung. Jika saat mulai

tumpahan, enam orang pegawai berlari dan mempersiapkan bak penampungan

membutuhkan waktu 180 s (asumsi kontainer berisi penuh etanol).

Jika saat itu sang manajer menyuruh memindahkan kembali etanol di bak

penampung ke tempat asalnya dalam waktu 5 menit dengan skema alur seperi gambar

dibawah ini, berapa daya pompa yang dibutuhkan?

Kelompok 1

5

Jika kapasitas maksimum pompa yang dimiliki perusahaan hanya 65 Hp,

apakah skema diatas benar ? jika salah, alternatif cara apa yang bisa dilakukan?

Manajer menyuruh karyawannya menggunakan maksimal 40% dari jumlah daya yang

ada di perusahaan tersebut.

Jika ternyata pada bak penampungan mengandung zat kontaminan dengan ρ =

3800 kg/m3 dan diameter 0,1 mm, serta tinggi air di bak penampung 12 m, apakah

saat pemompaan ke atas zat kontaminan mengendap pada larutan etanol?

Kelompok 1

6

Pembahasan Studi Kasus:

a. Larutan etanol yang bocor dari kontainer

1. Waktu untuk mengosongkan kontainer

2. Kecepatan aliran etanol yang jatuh

3. Debit aliran etanol yang jatuh

4. Volume total etanol

5. Volume etanol yang tumpah ke lantai

Kelompok 1

7

6. Volume yang tertampung

b. Pemindahan etanol ke tempat semula

Waktu untuk memindahkan = 5 menit = 300 s

Volume etanol di dalam bak = volume etanol yang tertampung =

1. Debit untuk memindahkan etanol ke tempat semula

2. Kecepatan aliran dalam pipa

3. Bilangan reynolds aliran etanol di dalam pipa

Kelompok 1

8

4. Faktor friksi aliran etanol di dalam pipa

5. Kehilangan friksi dalam pipa

6. Kehilangan friksi non pipa

7. Daya pompa yang dibutuhkan

Kelompok 1

9

c. Optimalisasi daya

Dengan skema yang berada pada studi kasus diatas, daya melampaui batas. Saran

yang bisa diberikan adalah dengan memperbesar diameter pipa, karena

W = 1/D

Dengan D = 0,4 m

<v> =

<v> = 2,78 m/s

Re =

Re =

Re = 69813,26

f = 0,0791

f = 4,8 x

<Ev> pipa = (14+5+0,8)

= 3,7

<Ev> non pipa =

= 3,86

= -9,8 x 6 – 3,7 – 3,86

= -66,36

W = Q

= 0,35 x 780 x 66,36

= 18116,28 W

= 24,29 HP

Kelompok 1

10

W yang disarankan maksimum oleh manager = 65 x 40% = 26 HP

Artinya dengan mengganti diameter pipa, daya bisa mencapai standar

d. Zat Kontaminan

f =

Re =

f =

f = g

f = (

f = (

f = (

f = 2,55 x .................(Buat Grafik)

f Re

50 0,5 12,5

1 100

0,5 5x 1,25 x

5000 5x 0,125

y = -84733x + 4.

y = -84733 (2,55) + 4.

Kelompok 1

11

y = 3,9 x ..............(acuan grafik halaman 192 edisi 1)

f =

3,9 x =

= 1,29 x

= 3,6 x m/s

v =

3,6 x m/s =

t = 3,33 x s

Jadi, saat pemompaan belum mengendap

Kelompok 1

12

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan dari makalah pemicu kedua kimia analitik ini adalah:

Pada setiap kasus perpindahan massa dan energi, perlu adanya identifikasi

masalah terlebih dahulu. Identifikasi masalah meliputi spesifikasi alat yang

digunakan, proses kerja, dan peristiwa-peristiwa lain yang mungkin terjadi pada alat

atau wadah tersebut. Setelah itu barulah membuat neraca energi dan massa yang

sesuai dilengkapi dengan rumus yang bersesuaian.

Kebanyakan dari peristiwa perpindahan di kehidupan sehari-hari terjadi

sangat kompleks, artinya banyak sistem yang bekerja dan tidak ada hanya satu faktor

yang mempengaruhi. Dalam kasus di makalah ini, kobocoran tangki dihitung

berdasarkan perpindahan massanya saja, namun sebenarnya ada perubahan tekanan

dan suhu. Dua faktor tersebut nilainya sangat kecil, sehingga diabaikan dalam

perhitungan. Selanjutnya waktu pengendapan pun tidak hanya dipengaruhi oleh aliran

di sekitar partikel, tetapi faktor lain seperti reaksi kimia sangat berpengaruh, namun

pada perhitungan diabaikan.

Jadi, dalam perhitungan peristiwa perpindahan, penguraian sistem yang

bekerja menjadi sangat penting, begitu juga dengan asumsi yang sekiranya ada

beberapa sistem yang tidak berpengaruh banyak akan mempersingkat perhitungan.

Kelompok 1

13

DAFTAR PUSTAKA

Bird, B. B.; Stewart, W. E.; Lightfoot, E. N. 1960. Transport phenomena, 1st edition.

New York: John Wiley and Sons.

Solomon, T.W.G. 1998. Fundamentals of Organic Chemistry, 5th edition. New York:

John Wiley and Sons.