Post on 08-Jul-2015
Fakultas : Teknologi Industri Pertemuan ke : enam
Jurusan/Program Studi : Teknik Kimia Modul ke :
Kode Mata Kuliah : 52100223 Jumlah Halaman :
Nama Mata Kuliah : Pengantar Teknik Kimia Mulai Berlaku : 2010
Dosen : Dra. Kamariah Anwar,MS
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA FM-UII-AA-FKA-07/R2
MATERI/BAHAN MATA KULIAH
Materi : Neraca Massa
NERACA MASSA
Neraca massa dalam suatu proses di industri adalah merupakan perhitungan secara kuantitatif dari semua bahan-bahan yang masuk, yang keluar, yang terakumulasi dan yang terbuang dalam sistem tersebut.
Proses flow diagram/ diagram alir proses adalah gambaran yang berupa diagram yang menunjukkan semua aliran bahan-bahan baik yang masuk maupun yang keluar berikut data-data susunan dari campuran bahan-bahan aliran
Gambaran bersifat :
Kualitatif : menunjukkan macam-macam bahan yang masuk & keluar
Kuantitatif : menunjukkan macam-macam bahan dan data kuantitatif
Target :
1.Dapat menyusun persamaan neraca massa dalam berbagai sistem.
2.Dapat menyelesaikan persamaan neraca massa yang sederhana (steady state)
Sistem : Bagian / keseluruhan proses yang ditinjau yang biasanya harus dibatasi untuk memisahkan antara sistem dan bagian luar sistem.
Contoh :
reaktor
Proses adalah suatu peristiwa dimana bahan mengalami perubahan fisik atau kimia atau keduanya
Perubahan fisik : pemisahan, pencampuran, pengeringan
Perubahan kimia : melalui reaksi-reaksi kimia
PROSES
Dgn reaksi kimia
Tidak ada reaksi kima
Steady state
Unsteady state
Steady state
Unsteady state
Steady state : adalah suatu proses dimana semua variabel (peubah proses) yang ditinjau baik untuk keseluruhan sistem mupun pada suatu bagian atau suatu titik dalam sistem tidak berubah terhadap waktu
Unsteady state : proses dimana semua variabel pada keseluruhan sistem/bagian dari sistem mengalami perubahan terhadap waktu.
Peubah proses : tekanan, suhu, konsentrasi, kecepatan aliran, konversi reaksi, kecepatan reaksi, dsb
Reaksi : A B
Jika kondisi unsteady state :
A berkurang , B bertambah
Akumulasi negatif akumulasi positif
Jika kondisi steady state :
Untuk sistem kontinu:
Konsentrasi A tdk berubah thd waktu
( A tetap, B tetap), tdk ada akumulasi
Akumulasi negatif akumulasi positif
Penggolongan proses :
1. batch 2. kontinu
3. semi batch atau semi kontinu
Neraca massa :
Persamaan matematis yang disusun berdasar hukum kekekalan massa/ law conservation of mass : “ Mass can neither be created or destroyed”.
Persamaan umum NM untuk suatu proses :
Accumulation input output generation consumption within the = through - through + within the - within the system system system system system boundaries boundaries 1 2 3 4
Term 3 dan 4 Untuk proses dengan reaksi kimia
Persamaan NM untuk proses fisis :
Steady state : accumulation = 0
sehingga : Input – output = 0
Unsteady state : Input – output = accumulation
Neraca massa dapat disusun untuk :
•Campuran zat secara keseluruhan atau
disebut total mass balance
• Zat tertentu disebut component mass balance
Persamaan NM dapat disusun untuk :
1. saat tertentu/ instant time , dalam θθ d
dmm =∆∆
g/s , g/min dsb,
disebut : Differensial MB
Masing-masing term dalam Diff MB menggambarkan proses dengan aliran dan kecepatan massa aliran dari masing-masing bahan aliran
2.
2. Untuk suatu periode waktu tertentu (ΔΘ)
Neraca Massa disebut : “Integral Mass Balance”
Masing-masing term dalam Integral MB hanya menggambarkan proses dengan aliran dan massa aliran dari bahan aliran dan umumnya dipakai pada proses batch.
DASAR PERHITUNGAN (Basic of
Calculation ) untuk menyusun
persamaan neraca massa dapat
ditentukan dari :
• banyaknya bahan yang masuk
• produk yang dihasilkan
Menurut Anderson “ Introduction to Chemical Engineering”
a.Buatlah diagram alir proses secara sederhana dimana dalam sistim ditunjukkan reaksi2 kimia yang terjadi berikut perubahan fisis yang terjadi.
b.Berikan dalam diagram semua data yang ada & relevan termasuk kec.aliran, suhu, volume, komposisi, tekanan & data fisis lainnya yang mungkin diperlukan
LANGKAH-LANGKAH DALAM PENYUSUNAN NERACA MASSA
c. Pelajari semua data yang ada pada diagram alir proses maupun data lain yang ada untuk menyusun hubungan antara besaran2 yang diketahui dengan besaran2 yang tak diketahui dan besaran2 yang perlu dihitung.
Untuk NM dari suatu proses yang kompleks misal proses yang terjadi reaksi kimia dan uss maka persamaan yang tersusun merupakan persamaan matematik yang kompleks juga yaitu dapat berupa pers. Differensial biasa atau pers. Diff Parsial.
LANGKAH-LANGKAH DALAM PENYUSUNAN NERACA MASSA(lanjutan)
d. Selesaikan pers. matematik yang disusun & data hasil perhitungan yang diperoleh dapat pula dicantumkan dalam diagram alir proses ybs