Bank Soal Uts Semester 5

of 49

  • date post

    07-Mar-2016
  • Category

    Documents

  • view

    42
  • download

    5

Embed Size (px)

description

aaa

Transcript of Bank Soal Uts Semester 5

  • BANK SOAL

    DTK 2014 UTS Semester 5

    AKADEMIS IMTK 2014 Solutif & Informatif

  • TEKNIK KIMIA

    Ilmu Bahan dan Korosi Ekonomi Teknik Perpindahan Masa Teknik Reaksi Kimia 1 Pengendalian Proses

  • UJIAN TENGAH SEMESTER GANJIL 2012

    PENGENDALIAN PROSES

    RABU, 17 OKTOBER 201290 MENITABDUL WAHID SURHIMOPEN BOOK

    1. Gambar 1 menunjukkan dua CSTR yang dirangkai secara berseri.

    Asumsinya :

    Setiap reactor tercampur ecara sempurna dan suhunya tetap

    Volume V1 dan V2 tetap, demikian pula densitas campuran yang bereaksi

    Laju alir masuk (fo) dan laju alir yang dikembalikan (fR) tetap

    Laju reaksinya mengikuti persamaan: rA(t) = -k.cA2(t)

    Keterlambatan transportasi antara reactor laju alir yang dibalikkan diabaikan

    Tentukan

    a) Model dinamik kedua reactor tersebut

    b) Tentukan gain proses dan konstanta waktunya untuk kedua reactor tersebut

    c) Tentukan fungsi alih: AA2(s)/Cao(s). berdasarkan fungsi alih yang diperoleh,

    berapa orde sistem tersebut?

    d) Jika CAO(t) diubah sebesar 0,15 kmal/liter, ternyata respon CA2(t) seperti

    ditunjukkan pada gambar 2. Tentukan FOPDTnya

    2. Sederhanakan diagram blok seperti ditunjukkan pada gambar 3.

  • UJIAN TENGAH SEMESTER GANJIL 2012

    PENGENDALIAN PROSES

    JUMAT, 4 NOVEMBER 2011 90 MENITABDUL WAHID SURHIMOPEN BOOK

    1. Sederhanakan diagram blok seperti ditunjukkan oleh gambar 1

    2. Tiga buah CSTR isothermal diserikan ( lihat Gambar 2 )

    Persamaan dinamik masing-masing CSTR adalah :

    11

    = 0 1 11

    22

    = 0 2 22

    33

    = 0 3 13

    a. Tentukan fungsi alih masing-masing CSTR dan fungsi alih

    3 = 3()

    0()

  • Ujian Tengah Semester Pengendalian Proses

    Senin, 31 Oktober 2011

    ( Tidak Ada Pertanyaan Apapun Ye !!, Silahkan Buka Buku/Referensi)

    1. Linearisasikan persamaan empiric berikut : (petunjuk : dapat menggunakan

    pendekatan dengan Taylor) :

    a. Entalfi sebagai fungsi dari temperature : H(T) = b0 + b1T +b2T2+b3T

    3 + b4T

    4

    dengan b0, b1, b2, b3, b4 adalah konstanta

    b. Perpindahan panas radiatif : q(T) = A T4 dengan , , A adalah konstanta.

    2. Gambar berikut ini memperlihatkan CSTR

    Reaksi yang terjadi adalah A B dengan r = kC0, dimana diasumsikan densitas dan

    V adalah konstan

    a. Turunkan model persamaan yang mewakili sistem tersebut

    b. Dari model yang dihasilkan, tentukan CV, MV, dan DV dari sistem tersebut

    besreta alasannya

    c. Turunkan fungsi alih dari model yang dihasilkan, yang menggambarkan

    perbandingan antara konsentrasi didalam reactor dengan konsentrasi aliran masuk

    3. Ringkaslah diagram blok dibawah kedalaam loop terbuka dan tentukan fungsi alih

    dari sistem, apabila R(s) sebagai input dan C(s) sebagai output

    a. Kerjakan dengan cara penyederhanaan blok selangkah demi selangkah

    b. Sebagai pembanding gunakan juga penyederhanaan dengan menggunakan rumus

    Mason

  • UTS --- Permas PPSE, Rabu Malam, 2 november 2011, sifat : Mandiri, Opened book. Pilis 2 soal no 1 4 (destilasi) dan pilih 1 soal dari soal no 5-7 (humidifikasi)

    1. Dalam diagram T-xy untuk system benzene-toluena pada tekanan 1 atm terlihat seperti pada gambar 1 :

    a) Jelaskan berbagai titik-titik a sampai dengan e. b) Perkirakan komposisi benzene dan toluene pada titik-titik a sampai dengan e pada

    gambar 1 tersebut

    c) Seandainya dilakukan destilasi isotermis dengan suhu thermometer yang terlihat pada gambar 2 menunjukkan 90

    0C perkirakan komposisi fasa uap dan cair dalam

    labu didih ? dan berapa komposisi distilasi yang tertampung pada condensate

    receiver ?

    d) Berdasarkan diagram gambar 1, berapakah titik didih benzene dan toluene

  • 2. Suatu campuran etanol-air pada dengan fraksi mol etanol = 0,2

    pada suhu 750C. dengan melihat

    gambar 3, perkirakan fasa campuran,

    suhu dan komposisinya apabila :

    a) Dipanaskan sampai suhu 80

    0C

    b) Dipanaskan sampai memotong garis saturated liquid line

    c) Dipanaskan sampai suhu 89

    0C

    d) Dipanaskan sampai mencapai saturated vapor line

    e) Adakah titik azeotrop dan berapakah komposisinya ?

    3. Gambar 4 berikut merupakan diagram kesetimbangan uap-cair

    system biner masing-masing untuk :

    etano;-metilbenzoat, etanol-2-

    propanol, etanol-1,2 etanadiol dan

    etanol-dimetil karbonat. Dari

    keempat diagram kesetimbangan

    fasa tersebut, analisalah tingkat

    keudahan dan kesulitan

    pemisahannya ? campuran manakah

    yang relative lebih mudah untuk dipisahkan dengan teknik destilasi ? jelaskan

  • Ujian Tengah Semester Perpindahan Massa 2011/2012

    Rabu, 2 November 2011

    Open book

    FOKUS DAN BEKERJALAH SENDIRI DARI DETIK PERTAMA, KARENA WAKTU

    TERBATAS

    1. (Nilai 75)

    PT Tekimbiui (Teknik Kimia Bio Proses UI) memproduksi aditif untuk

    meningkatkan angka oktana bensin premium (octane booster) berupa senyawa

    Isopropil-Benzena (Cumena). Proses sintesis Cumena dilakukan pada sebuah reactor

    menggunakan katalis enzyme lipase dengan reaktan benzene serta propanol sebagai

    reaktan batas (limiting reactan). Reaksi menggunakan katalis enzyme belum mampu

    mengkonversi reaktan keseluruhan, selain juga menghasilkan hasil samping, sehingga

    produk reaksi keluar reactor memiliki komposisi (dalam %mol) : Benzena 25%,

    Toluena 30%, Xylena 10% dan Cumena 35%. Campuran ini berada pada titik

    didihnya dan selanjutnya didistilasi pada tekanan atmosfer untuk mendapatkan aditif

    sesuai persyaratan komersial. Kolom distilasi diharapkan me-recovery seluruh

    Benzena menjadi produk atas seluruh Cumena menjadi produk bawah kolom ditilasi.

    Cumuna yang dihasilkan di produk bawah kolom harus memiliki kadar tinggi dan

    hanya boleh mengandung 5% mol Xylena dan 1% mol Toluena. Kolom distilasi

    bagian atas bersuhu 850C (mendekati suhu embun Benzena) dan suhu kolom bagian

    bawah adalah 135oC ( mendekati suhu didih Cumena). Kolom distilasi menggunakan

    kondensor total yang memakai air pendingin bersuhu awal 250C.

    Air pendingin keluar kondensor didinginkan pada cooling tower dan setelah

    pendinginan, air diumpankan kembali pada kondensor Cooling tower .dilengkapi

    dengan precooler sehingga suhu udara masuk cooling water sama suhu air masuk

    cooling tower.

  • Udara masuk cooling tower memiliki kelembaban 20%. Cooling tower

    didisain agar udara keluar cooling tower berada pada keadaan 100% jenuh dan suhu

    air keluar cooling tower sama dengan suhu udara keluar cooling tower.

    Anda diminta menghitung :

    A. Komposisi (%mol) dan laju alir masing masing komponen (kgmol/jam)

    pada produk atas dan bawah serta jumlah produk atas dan bawah

    (kgmol/jam) untuk umpan sebesar 100kgmol/jam

    B. Jumlah tray optimum

    C. Suhu masuk (0C) dan suhu keluar (0C) : air dan udara ke/dari cooling

    tower

    D. Suhu keluar air pendingin dari kondensor (0C) dan laju air pendingin pada

    kondensor (kg/jam) bila diketahui kalor laten air = 1 cal/g0C, kalor laten

    benzene, toluene dan xylene berurutan = 7360, 7960, dan 8100 cal/g0C

    2. (nilai 25)

    Industri HPH ( Hak kePemilikan Hutan) memproduksi lembaran kayu yang akan

    dijadikan bahan pembuat triplek. Lembaran kayu memiliki ukuran panjang 20 cm,

    lebar 60 cm, dan tebal 5mm. Untuk dapat diproses menjadi triplek, lembaran kayu

    tersebut harus dikeringkan dari 80% moisture basis basah menjadi 10 % basis basah.

    Hitunglah waktu pengeringan yang diperlukan (dalam jam) apablia laju pengeringan

    keseluruhan kayu dianggap berupa laju pengeringan konstan (constant rate) sebesar 5

    gr air terevaporasi/m2.detik dan densitas kayu kering adalah 800 gr/cc

  • Departemen Teknik Kimia FTUI

    Ujian Tengah Semester Ganjil 2013/2014

    PENGENDALIAN PROSES Senin, 21 Oktober 2013 === Waktu 150 Menit

    Dosen : Ir. Bambang Heru Susanto, MT. Dan Ir. Abdul Wahid Surhim, MT

    1. Pasanglah peralatan pengendali untuk titik-titik yang disebutkan pada Gambar 1.

    Tentukan variabel-variable: controlled variable ( CV ), manipulated variable ( MV ), dan

    disturbance ( D )

    2. Reaksi yang terjadi di sebuah CSTR adalah eksotermis dengan laju reaksinya berorde nol

    ( rA = -k0e-E/RT (t)

    ), dan persamaan neraca energinya adalah :

    V c p ( )

    = FTi (t) FT (t) + ( -H) VrA

    Tentukan persamaan konstanta waktu ( ) dan process gain ( Kp) nya !

    ( Catatan: -H biarkan dalam bentuknya seperti itu, sehingga tidak memengaruhi plus-minus secara matematis )

    3. Gambar 2 menunjukkan kinerja sebuah pengendalian proses.

  • a) Hitunglah kinerja pengendalian prosesnya yang meliputi: overshoot, rise time ( pada

    saat pertama kali mencapai 90% dari harga akhirnya ), peak time, settling time, decay

    ratio dan IAE ( integral of absolute error )!

    b) Hitunglah rasio redamannya !

    Gambar. 2

    4. Jika diketahui : Gc (s) = 2( 1 + 1

    ) dan Gp (s) =

    3

    5 1

    a) Berapa nilai akar ( pole ) dari fungsi alih proses ( Gp(s) ) tanpa dimasukkan nilai inputnya ? berdasarkan nilai tersebut, apakah prosesnya stabil atau tidak stabil ?

    b) Tentukan CA(t)-nya jika input SP ( t) berupa fungsi unit step dan sistemnya digambarkan oleh diagram blok seperti di Gambar 3. Buktikan jawaban anda

    dengan menggunakan teorema harga awal dan harga akhir

    c) Bandingkan akar-akar yang dihasilkan o