uts bioreaktor

7/21/2019 UTS Bioreaktor

1/8

Primantono Rachman

1206262121

Teknologi Bioproses

Ujian Tengah Semester Bioreaktor

1.

Dalam bioreaktor terjadi reaksi hayati yang melibatkan pertumbuhan mikroorganisme untuk

menghasilkan produk. Mikroorganisme yang ada di dalam bioreaktor sangat peka terhadap

suhu dan kondisi ruangan. Sehingga dalam perancangan bioreaktor perlu diperhatikan

parameter-parameter dan kondisi optimum yang memengaruhi kehidupan mikroorganisme

tersebut seperti suhu, tekanan, pH, oksigen terlarut dan nutrisi yang dibutuhkanmikroorganisme. Selain itu reaksi hayati memengaruhi laju reaksi, waktu tinggal, dan space

time sehingga memengaruhi konversi yang dihasilkan. Besarnya volume reaktor dapat

ditentukan berdasarkan konversi yang ditentukan.

2.

Persamaan Michaelis-Menten

=

Membuat menjadi pembagi dari 1 sehingga persamaan berubah menjadi1=

1=

1

1

1= 1 ( 1)

(kmol/m3)

(kmol/m3.s)

1

(m3/kmol)

1

(m3.s/kmol)

0,2 1,08 5 0,93

0,10 0,98 10 1,02

0,05 0,82 20 1,21

0,02 0,55 50 1,810,01 0,38 100 2,63


2/8

0,005 0,2 200 5

0,002 0,09 500 11,11

Menggunakan software regresi linier dengan =

dan =

didapatkan


3/8

Sehingga didapatkan

= 0,774 ./Maka didapatkan nilai Vmax= 1,29 kmol/m3.s

Nilai gradien yang didapatkan adalah

= 0,02

Sehingga nilai = 0,02 =0,0258 kmol/m3Maka nilai Vmax= 1,29 kmol/m

3.s dan =0,0258 kmol/m3

3.

Diketahui:

KM= 0,0258 mol/dm3, X= 0,90 Curea0=0,05 mol/dm

3,

Vmax= 1,29 mol/dm3.s Cenzim= 0,002 g/dm3

= . 10

= 1,290,0258.10= 5

Untuk mencari nilai konsentrasi enzim kedua digunakan rumus

= . . = .

= 0,0025 .1,29 = 5,1610/.

Menggunakan persamaan

= 1

1

Maka nilai t adalah

=2,58 10/

5,16 10. 10,1

0,050,905,16 10./

= 115 87

= 202 3,36


4/8

4.

Diketahui

Konversi 80% Waktu tinggal= 5jam Laju alir= 1dm3/menit

Ditanya:

a. laju reaksi b. Volume reaktor c. Konsentrasi reaktan A yang keluar reaktor

Jawab:

a. Laju reaksi

. = Dengan

= 0

. = 0 . . = .

Dengan = 1 dan =

=

=5

=. .

=. 1 .

=2,5 2,51 0, 8

=2,5 5

=

2 5 =

0,4

0,00011/


5/8

b. Volume Reaktor

Pada fasa cair, v= v0

=

=

= 12,5= 0,0067

=. .

0,00011 =2,5 0,5

0,00011 =2, 0,0067 = 120

c.

Konsentrasi reaktan yang keluar dari reaktor

=. .

0,00011 =2,50,0067 0,0067120 = 0,529

5.

Diketahui: Dua reaktor seri CSTR volume @ 1,6 m3

Asumsi:

Tercampur sempurna, Isotermal, Kondisi tunak, Reaksi orde 1, v1=v2=v, v01=v02=v0, 1= 2=

a. 2 reaktor seri


6/8

Neraca Massa Reaktor 1

. = 0Dengan = 1

=

= 1

=

Neraca Massa Reaktor 2

. = 0=

=

Asumsi data menggunakan contoh soal 4.2 Fogler edisi keempat halaman 163

V0 = 15,34 ft3/menit = 0,434 m3/menit k = 0,311/ menit

=

1 (

1 )

=

1

Da = .k =1,6 .0,311/

0,434 / = 1,15

Konversi= +=,,= 0,53 = 53%

Konversi= ,+,, = 0,78 = 78%


7/8

b. 2 reaktor paralel

v0= 0,217

v0= 0,434

v0= 0,217

=. k = . =

Dengan = .+. = v = ,,= 7,37 =. k = 7,37 x 0,311 = 2,29

= 1 =2,293,29= 0,67 = 67%

Dari perhitungan diatas didapatkan nilai konversi reaktor seri lebih besar dibandingkan dengan

reaktor paralel.

6.

Diketahui: k= 4 x 10-5liter/mol.s = = 0,075 /Laju alir umpan: 1,75 liter/menit Konversi Final=80%

Berlangsung pada fasa cair Isotermal Isobaric

Ditanya : Volume reaktor

Jawab :

= . = 0,075 /

= = 1

= 4100,075 1


8/8

X 0 0,2 0,4 0,6 0,8

( .)225 x 10-9 144 x 10-9 81x 10-9 36 x 10-9 9 x 10-9

[]583333 911458 12345679 27777777 14583333

[] 583 911 1620 3645 14583

Persamaan mol balance PFR

= Diintegralkan menjadi

=

,

=

,

Menggunakan persamaan five point quadrature. Fungsi di dalam integral yang dievaluasi dengan

panjang segmen = , = 0,2. Sehingga fungsi integral yang dievaluasi mempunyai beda 0,2 (dari0-0,8).

=3 [

= 0

= 0,2

= 0,4

= 0,6

= 0,8]

=0,23 5839111620364514583

= 1422,8

uts bioreaktor

Documents