atk i dasar dasar neraca massa n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA PowerPoint Presentation
Download Presentation
ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 37

ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA - PowerPoint PPT Presentation


  • 1896 Views
  • Uploaded on

ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA. ASEP MUHAMAD SAMSUDIN, S.T.,M.T. Pembuatan Gula. Berapa banyak air yang dihilangkan didalam evaporator ( lb /jam ) ? Berapa besar fraksi massa komponen-komponen dalam arus buangan G Berapa besar laju masukan tebu kedalam unit ( lb /jam ) ?.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA' - kirtana-devaj


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
atk i dasar dasar neraca massa

ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA

ASEP MUHAMAD SAMSUDIN, S.T.,M.T.

pembuatan gula
PembuatanGula
  • Berapabanyak air yang dihilangkandidalam evaporator (lb/jam) ?
  • Berapa besar fraksi massa komponen-komponen dalam arus buangan G
  • Berapabesarlajumasukantebukedalam unit (lb/jam) ?
jenis jenis proses
Jenis-Jenis Proses
  • Berdasarkankejadiannyaproses terbagimenjaditigayaitu proses Batch, Semi-Batchdankontinyu
  • Proses Batch : Pemasukanreaktandanpengeluaranhasildilakukandalamselangwaktutertentu/ tidakterusmenerus. Contoh : Pemanasan air dengan koil pada teko.
  • Proses Kontinyu : Pemasukanbahandanpengeluaranprodukdilakukansecaraterusmenerus/ berkesinambungandenganlajutertentu. Contoh : Mengalirkanumpankekolomdistilasidenganlajutetapdanmengambilprodukdaripuncakdandasarkolomdenganlajutetap pula.
  • Proses Semi-Batch : Proses yang berlangsungtidaksecara batch dankontinyu. Contoh : tangki gas bertekanan yang terbuka, leaching (pelindian)
jenis jenis proses1
Jenis-Jenis Proses
  • Berdasarkankeadaannyaproses dibedakanmenjadiduayaitu proses dalamkeadaantunak (steady) dankeadaantaktunak (unsteady)
  • Proses steady state : Semuaaliran di dalamsistemmempunyailaju, komposisi, massadansuhuyang tetapatautidakberubahterhadapwaktu. Sehinggapadakeadaaninijumlahakumulasi di dalam sistem tetap.
  • Proses unsteady state (transient) : Terjadiperubahandalamsistemterhadapwaktu. Baikberupa perubahan laju, komposisi, massa maupun suhu. Karena adanya perubahanlajumakaterdapatperubahanakumulasi di dalamsistemsehinggaakumulasimassaharusdiperhitungkan.
jenis jenis proses2
Jenis-Jenis Proses

Latihan

  • Klasifikasikan proses di bawahinisebagaibatch, continuous, atau semi-batchdantransient atau steady-state
  • Balon yang diisiudaradengankecepatankonstan 2 g/min.
  • Sebotolsusudiambildarikulkasdandiletakan di meja.
  • Air dipanasakandalam Erlenmeyer terbuka
  • CO2dan steam diumpankanpadareaktor tubular padalajukonstandanbereaksimenjadi CO2dan H2. Produkdanrektan yang tidakbereaksidiambilpada sis reaktor yang lain. Reaktorberisiudarasaat start up. Suhureaktortetapdanlajualirreaktansertakomposisinyatidaktergantungwaktu. Tentukanjenis proses saatawaldansetelahbeberapa lama.
diagram alir proses
Diagram Alir Proses
  • Diagram Alir Proses adalahgambaran visual yang menunjukkansemuaaliranbahan-bahanbaik yang masukalatmaupun yang keluar, disertai data-data komposisidaricampuranbahan-bahanaliran.
  • Gambaraninibisabersifatkualitatifdankuantitatif.
  • Suatuunit proses dapatdigambarkandalamsebuahkotakatausimbolalat, dangarispanahyang menunjukkanarahaliranbahan.
  • Arusdalam diagram alirharusdiberi label yang menunjukkan:
    • Variabelproses yang diketahui
    • Permisalanvariabelyang akandicaridengansImbolvariabel.
  • Diagram alirberfungsisebagaipapanhitunguntukmenyelesaikanmasalahneraca, baikneracamassamaupunneracapanas.
diagram alir proses1
Diagram Alir Proses
  • Cara memberi label padaarus :
  • Tulisnilaidansatuansemuavariabel yang diketahui di arusdalamgambar.
    • Narasi: gas berisi 21% mol O2 dan 79% N2 pada suhu 320 oC dan 1,4 atmmengalirdengankecepatan 400 gmol/jam.
    • Diagram alir:
diagram alir proses2
Diagram Alir Proses
  • Tandaidengansimboluntukvariabel yang akandicari.
diagram alir proses3
Diagram Alir Proses
  • Contohpenulisan
diagram alir proses4
Diagram Alir Proses
  • Contohpenulisan
scaling diagram alir dan basis perhitungan
Scaling Diagram Alirdan Basis Perhitungan
  • Jika 1 kg benzene dicampurdengan 1 kg toluene. Output dari proses sederhanainiadalah 2 kg campurandengan 50 % wt benzene.
  • Jikamassasetiaparusdikalikandenganfaktortertentu, sistemakantetapseimbangbaiknilaimaupunkonversisatuan.
  • Prosedurmenggantinilailajualirsetiaparusdimanakomposisinyatetapsamadinamakanscaling diagram alir. Scaling up jikanilaiakhirlebihtinggidanscaling down jikalebihrendah
scaling diagram alir dan basis perhitungan1
Scaling Diagram Alirdan Basis Perhitungan
  • Jika lajualiradalahinginkita scaling menjadi, kitabisa scaling semuaarusdengancaramengalikandengan.
scaling diagram alir dan basis perhitungan2
Scaling Diagram Alirdan Basis Perhitungan

Contoh

  • Campuran 60 % mol A dan 40 % B dipisahkanmenjadiduafraksi. Dimana diagram alirdari proses tersebutadalahsbb.
  • Jikadiinginkanmencapaipemisahan yang samadenganlajualir 1250 lb-mol/jam. UbahSkala diagram alirtersebut.
neraca massa
Neraca Massa
  • Neracamassa/bahanadalahperinciandarijumlahbahan-bahan yang masuk, keluardan yang terakumulasidi dalamsebuahsistem.
  • Sisteminidapatberupasatu alat proses maupun rangkaian dari beberapa alat proses, bahkan rangkaian daribanyakalat proses.
  • Prinsip dari neraca bahan itu sendiri adalah:
    • Neracabahanmerupakanpenerapanhukumkekekalanmassaterhadapsuatu sistem proses atau pabrik.
    • Massa berjumlahtetap, tidakdapatdimusnahkanmaupundiciptakan
persamaan neraca massa
PersamaanNeraca Massa

Dimana

  • Input = Aliranmasukkesistem
  • Output = Alirankeluarsistem
  • Consumption = Digunakanolehreaksi
  • Generation = Terbentukkarenareaksi
  • Acumulation = Terkumpuldalamsistem

Generation

Input

Output

Consumption

Accumulation

-

-

+

=

persamaan neraca massa1
PersamaanNeraca Massa

Contoh

Setiaptahun 50.000 orang pindahkekota, 35.000 oramgkeluar, 22.000 lahirdan 19.000 meninggal. Tulisneracapenduduk di kota.

Jawab

Jika P adalahpenduduk

Input + generation – output – consumption = accumulation

50.000 P/th + 22.000 P/th – 35.000 P/th – 19.000 P/th = A (P/th)

A = 18.000 P/th

tipe n eraca massa
TipeNeraca Massa

Ada duatipeneracamassa

  • NeracaDiferensial (differencial balances) : Dinyatakandalamlaju. Mempunyaisatuan, satuankuantitas/waktu. Biasanyauntuk proses kontinyu
  • Neraca Integral (Integral balances) : Dinyatakandalamjumlah; Mempunyaisatuanberupakuantitas. Biasanyauntuk proses batch.
menyederhanakan persamaan neraca massa
MenyederhanakanPersamaanNeraca Massa
  • JikamenyatakanNeraca Massa Total Generation = 0 dan Consumption = 0
  • Jikatidakadareaksikimiayang terlibat Generation = 0 danConsumption = 0
  • Jikasistemdalamkondisisteady state  accumulation = 0 baikuntukNeraca Massa Total maupunKomponen.
neraca massa non reaksi kimia
Neraca Massa non-Reaksi Kimia
  • Pada kesetimbangan materi tanpa reaksi kimia, rumus umum yang digunakanadalah :

Input – output – generasi + konsumsi = akumulasi

input – output = akumulasi

  • karenatidakadanyapembentukanzatataupunreaksikimiayang menggunakanzattersebut.
neraca massa non reaksi kimia proses kontinyu steady state
Neraca Massa non-Reaksi Kimia(Proses Kontinyu, Steady State)

Contoh

  • Seribu kg/jam campuranBenzena (B) danToluena (T) dengankomposisi 50 % massaBenzenadipisahkandengandistilasimenjadiduafraksi. LajualirmassaBenzena di puncakkolomsebesar 450 kg B/jam danToluena di dasarkolom 475 kg T/jam. Operasidilakukandalamkondisisteady-state.
  • Hitunglahlajualirkomponen yang tidakdiketahui di arusproduk.
neraca massa non reaksi kimia proses kontinyu steady state2
Neraca Massa non-Reaksi Kimia(Proses Kontinyu, Steady State)

Contoh

Sebanyak 100 mol/jam larutanetilendiklorida 40% dalamtoluenadimasukkanke sebuah kolom (menara) distilasi. Di dalam menara distilasi proses berlangsungsecarakontinyudantidakterjadiakumulasisehingga 100 mol/jam bahanjugakeluardarikolom. Alirankeluarkolomdibagimenjadiduayaitualirandistilat(D) danalirandasar (B = bottom). Aliranditilatkeluardariataskolommengandung95% moletilendiklorida. Sementaraalirandasarkolommengandung10% moletilendiklorida. Tentukanlajualirmasing-masingalirantersebut.

neraca massa non reaksi kimia proses kontinyu steady state3
Neraca Massa non-Reaksi Kimia(Proses Kontinyu, Steady State)
  • Neracamassatotal

F = D + B

100 mol/jam = D + B

B = 100 mol/jam – D ….. (1)

  • Neracamassakomponen

F . XF = D . XD + B . XB

100(0,4) = D(0,95) + B(0,1)

40 = 0,95D + (100-D)(0,1)

D = 35,3 mol/jam

B = 100 mol/jam – 35,3 mol/jam

B = 64,7 mol/jam

neraca massa non reaksi kimia proses batch
Neraca Massa non-Reaksi Kimia(Proses Batch)

Contoh

  • Duacampuranmetanol-air beradadalam Erlenmeyer terpisah. Campuranpertamaberisi 40 wt % methanol dan yang keduaberisi 70 wt % methanol. Apabila 200 g campuranpertamadikombinasikandengan 150 g campuran yang kedua, berapaberatdankomposisiproduk
neraca massa non reaksi kimia proses semi batch
Neraca Massa non-Reaksi Kimia(Proses Semi-Batch)

Contoh

  • Udaradipompakanmelaluicairan drum heksanapadalaju 0.1 kmol/min. Arus gas yang keluar drum mengandungmengandung 10 mol % uapheksana. Udaradianggaptidaklarutdalamheksanacair. Gunakanneracamassa integral untukmeperkirakanwaktu yang diperlukanuntukmenguapkan 10 m3cairan. ( Heksana = 0,659 kg/L)
neraca massa non reaksi kimia proses semi batch2
Neraca Massa non-Reaksi Kimia(Proses Semi-Batch)
  • Neraca Massa Heksana
  • LajuAlirHeksanameninggalkansistem
analisis derajat kebebasan
AnalisisDerajatKebebasan
  • Degree of freedom atauDerajatKebebasan (DK)adalahsuatuukuran yang dapatmemberikanindikasiapakahpersamaanneracabahandapatdiselesaikanatautidak.
  • PadasaatmelakukanAnalisis DK, gambardanberikanlahseluruh label dalam diagram alir. Hitungvariabel yang tidakdiketahuidanpersamaan independent yang berhubungan.

nDK = nunknown – nind.Eq

  • JikanDK= 0 Bisadiselesaikan
  • JikanDK> 0 Beberapavariabelharusdispesifikan. Jikatidak bias, tidak bias diselesaikan.
  • JikanDK< 0 Diagram alirbisajadibelumdiberikan label sempurna, bias terjadihubungan yang tidakkonsisten.
penyelesain neraca massa
PenyelesainNeraca Massa
  • Hubungan yang dapatdigunakanuntukmenyusunpersamaanindependenmeliputi :
  • Neracamassa : Untuk proses non reaksi, jikaada N spesiesdalam proses, dapatdisusun N sampai N+1 neracamassa.
  • Neracaenergi : Bilaenergi yang ditransferantara system danlingkungantertentu, dapatdisusun 1 persamaannercaenergi.
  • Spesifikasi Proses : Ada sekurang-kurangnya 3 tipehubungandiantaravariabel proses yang umumdijumpaiyaitu :
    • Recovery fraksional,
    • Hubungankomposisi,
    • Rasiolajualir
penyelesain neraca massa1
PenyelesainNeraca Massa
  • Karakterisasifisikadanhukumfisika : dari 2 variabel yang tidakdiketahui, yang menyangkutmassa, moldan volume darialiran proses, dapatdisusunpersamaandiantaravariabel-variabeltersebutdenganmenggunakanhokum gas ideal atau gas riildankondisikesetimbanganfase.
  • Batasanfisik: Bilafraksimolkomponenaliran proses secaraterpisahdinyatakan X1, X2, dan X3, dapatdibuatsatupersamaankarenajumlah total adalah 1.
recovery fraksional
Recovery Fraksional

Contoh

Umpanpadalajualir 1000 mol/jam dengankomposisi

propana : 20 % mol

i-butane : 30 % mol

i-pentane : 25 % mol

N-pentane : 25 % mol

Akan dipisahkanmenjadi 2 fraksidengandistilasi. Distilatmengandungsemua propane dan 70% i-pentane yang adapadaumpandan 40 % moli-butane. Hasilbawagmengandungsemua n-pentane yang adapadaumpan. Hitunglahkomposisidistilatdanhasilbawah.

hubungan komposisi
HubunganKomposisi
  • Hubungan komposisimerupakankesebandingansederhanaantarakomposisispesiesdarialiranberbeda.
  • Pada proses pemisahanpadatandanlarutandarislurry dengancarapengendapanataupunsentrifugasi, bilatidakadaadsorpsikimiamakakomposisilarutanjernihsamadengankomposisilarutan yang tertinggalpadapadatan.
  • dimana1 = endapan, 2 = larutanjernih
hubungan komposisi1
HubunganKomposisi

Contoh

  • Bilaumpan slurry terdiridari 10% massapadatan, 11% massaNaOH, 16% massa NAlO2dansisanya air dicucidengan air yang mengandungNaOH 2% massamenghasilkanlarutanjernih yang mengandung 95% massa air danendapan yang mengandungpadatan 2 % massa.
  • Berapabanyak NaAlO2dapatdiperolehkembalipadalarutanjernihbila slurry diumpankanpadalajualir 1000 kg/jam ?
rasio laju alir
RasioLajuAlir

Contoh

Benzenadipisahkandari output kilangminyak yang mengandung 70 % massa benzene dancampuran paraffin danhidrokarbonnapthenadenganmenggunakanpelarut SO2cair.

Bilapelarut yang digunakan 3 kg SO2cair per kg umpanke proses. Rafinatmengandung 1/6 SO2dansisanya benzene. Ekstrakmengandungsemuahidrokarbonnonbenzene, SO2cairdan ¼ kg benzene per kg hidrokarbon non-benzene.

Berapakah benzene yang dapatdirecovery (kg benzene padarafinat/kg benzene padaumpan