DINAMIKA TANGKI BERES

8/3/2019 DINAMIKA TANGKI BERES

1/15

DINAMIKA TANGKI

Laporan ini diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah

Praktik Pengendalian Proses

Dosen Pembimbing :

Harita N Chamidy, LRSC M.T

Disusun oleh :

Indah Hana Pratiwi 091411049

Indra Kusuma 091411050

Ivo Novtia 091411051

KELOMPOK 6

Kelas : 2 B

Tanggal Praktikum : 24 Mei 2011

Tanggal Penyerahan Laporan : 8 Juni 2011

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2011

DINAMIKA TANGKI


2/15

2 Laporan Dinamika Tangki

I. TUJUANTujuan Umum ( kompetensi ) :

1. Keterampilan mengoperasikan peralatan berbasis reactor tangki berpengaduk2. Kemampuan aplikasi pengetahuan reactor tangki berpengaduk terhadap penyimpangan

yang mungkin terjadi

3. Peningkatan kemampuan logika berbasis reactor tangki berpengaduk terhadap hubungan-hubungan antara kecepatan putar pengaduk, ketidak idealan, volume efektif reaktor.

Tujuan Khusus

1. Membuat kurva kalibrsai hubungan antara daya hantar listrik ( DHL )terhadapkonsentrasi NaCl

2. Memahami fenomena perbedaan respon konsentrasi yang ditunjukan dari masing-masingtangki yang tersusun seri

3. Memahami perbedaan yang terjadi dari input step dengan pulseII. DATA PENGAMATAN Dimensi Tangki

Tinggi Tangki : 11 cm

Diameter Tangki : 9,4 cm

Laju Alir (qo) : 5 ml/s

Tabel 1. DHL vs Konsentrasi NaCl Standar

PengenceranKonsentrasi NaCl

(gr/ml)

DHL

(S/cm)

1 0,006 5,25

2 0,003 4,64

3 0,0024 4,58

4 0,00096 1,96

5 0,00038 1,02

6 0,00019 0,547 0,000096 0,24

8 0,000038 0,14

9

(air)0,000015 0,01


3/15


Tabel 2. Pengukuran DHL Larutan dalam Tangki

Waktu

(menit)

DHL

Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3

Pengukuran

naik

Pengukuran

turun

Pengukuran

naik

Pengukuran

turun

Pengukuran

naik

Pengukuran

turun

0 0 10,44 0 10,3 0 10,39

1,5 3,28 5,97 1,44 9,44 0,26 9,8

3 5,04 3,76 1,53 7,7 1,24 9,344,5 6,91 2,32 5,2 5,47 1,42 7,55

6 9,23 1,22 6,79 4,07 4,16 6,38

7,5 9,39 0,6 7,92 2,63 4,95 4,1

9 9,97 0,3 8,46 1,21 6,25 2,8

10,5 10,2 0,17 9,03 1,19 7,85 1,93

Perhitungam konsentrasi NaCl masing-masing tangki setiap waktu

Persamaan garis dari kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL, yaitu :

y = 976,7x + 0,622

dengan y = DHL dan x = konsentrasi NaCl, maka :

Pengukuran naik

a. Pada tangki 1- t = 0 menit

0 = 976,7x + 0,622

x = -0,00064

- t = 1,5 menit

3,28 = 976,7x + 0,622

x = 0,002721

- t = 3 menit5,04 = 976,7x + 0,622

y = 976.75x + 0.6228R = 0.8299

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007

DHL(S/cm)

Konsentrasi NaCl (gr/mL)

DHL terhadap Konsentrasi NaCl

(gr/mL)


4/15


x = 0,004523

- t = 4,5 menit6,91 = 976,7x + 0,622

x = 0,006438

- t = 6 menit9,23 = 976,7x + 0,622

x = 0,008813

- t = 7,5 menit

9,39 = 976,7x + 0,622

x = 0,008977

- t = 9 menit9,97 = 976,7x + 0,622

x = 0,009571

- t = 10,5 menit10,2 = 976,7x + 0,622

x = 0,009806

b. Pada tangki 2- t = 0 menit

0 = 976,7x + 0,622

x = -0,00064

- t = 1,5 menit1,44 = 976,7x + 0,622

x = 0,000838

- t = 3 menit1,53 = 976,7x + 0,622

x = 0,00093

- t = 4,5 menit5,2 = 976,7x + 0,622

x = 0,004687

- t = 6 menit6,79 = 976,7x + 0,622

x = 0,006315

- t = 7,5 menit7,92 = 976,7x + 0,622

x = 0,007472

- t = 9 menit8,46 = 976,7x + 0,622

x = 0,008025

- t = 10,5 menit9,03 = 976,7x + 0,622

x = 0,008609


5/15


c. Pada tangki 3- t = 0 menit

0 = 14.40x + 2.476

x = -0,00064

- t = 1,5 menit0,26 = 14.40x + 2.476

x = -0,00037

- t = 3 menit1,24 = 14.40x + 2.476

x = 0,000633

- t = 4,5 menit1,42 = 14.40x + 2.476

x = 0,000817

- t = 6 menit4,16 = 14.40x + 2.476

x = 0,003622

- t = 7,5 menit4,95 = 14.40x + 2.476

x = 0,004431

- t = 9 menit6,25 = 14.40x + 2.476

x = 0,005762

- t = 10,5 menit7,85 = 14.40x + 2.476

x = 0,0074

Pengukuran Turun

d. Pada tangki 1- t = 0 menit

10,44 = 976,7x + 0,622x = 0,010052

- t = 1,5 menit5,97 = 976,7x + 0,622

x = 0,005476

- t = 3 menit3,76 = 976,7x + 0,622

x = 0,003213

- t = 4,5 menit2,32 = 976,7x + 0,622

x = 0,001739

- t = 6 menit1,22 = 976,7x + 0,622x = 0,000612

- t = 7,5 menit0,6 = 976,7x + 0,622

x = -0,00023

- t = 9 menit0,3 = 976,7x + 0,622

x = -0,00033

- t = 10,5 menit0,17 = 976,7x + 0,622

x = -0,00046

e. Pada tangki 2- t = 0 menit

10,3 = 976,7x + 0,622

x = 0,009909

- t = 1,5 menit


6/15


9,44 = 976,7x + 0,622

x = 0,009028

- t = 3 menit7,7 = 976,7x + 0,622

x = 0,007247

- t = 4,5 menit5,47 = 976,7x + 0,622

x = 0,004964

- t = 6 menit4,07 = 976,7x + 0,622

x = 0,00353

- t = 7,5 menit2,63 = 976,7x + 0,622

x = 0,002056

- t = 9 menit1,21 = 976,7x + 0,622

x = 0,000602

- t = 10,5 menit1,19 = 976,7x + 0,622

x = 0,000582

f. Pada tangki 3- t = 0 menit

10,39 = 976,7x + 0,622

x = 0,010001

- t = 1,5 menit9,8 = 976,7x + 0,622

x = 0,009397

- t = 3 menit9,34 = 976,7x + 0,622

x = 0,008926

- t = 4,5 menit7,55 = 976,7x + 0,622

x = 0,007093

- t = 6 menit6,38 = 976,7x + 0,622

x = 0,005895

- t = 7,5 menit4,1 = 976,7x + 0,622

x = 0,003561

- t = 9 menit2,8 = 976,7x + 0,622

x = 0,00223

- t = 10,5 menit1,93 = 976,7x + 0,622

x = 0,001339

Membuat kurva DHL vs konsentrasi

1. Menetukan harga L

C = konsentrasi (mol/ L)

G = DHL

K = tetapan 0,3


7/15


L = daya hantar equivalen

Perhitungan harga L untuk setiap data

menggunakan rumus :

sehingga

dengan L = daya hantar equivalen

C = konsentrasi NaCl

G = DHL

K = konstanta konduktivitas sel = 0,3

a. Pada tangki 1- t = 0 menit

= 0

- t = 1,5 menit

= 361632

- t = 3 menit

= 334291

- t = 4,5 menit

= 321994

- t = 6 menit

= 314195

- t = 7,5 menit

= 313802

- t = 9 menit

= 312507

- t = 10,5 menit

= 312054

b. Pada tangki 2- t = 0 menit

= 0

- t = 1,5 menit

= 515513

- t = 3 menit


8/15


= 493548

- t = 4,5 menit

= 332836

- t = 6 menit

= 322565

- t = 7,5 menit

= 317987

- t = 9 menit

= 316262

- t = 10,5 menit

= 314671

c. Pada tangki 3- t = 0 menit

= 0

- t = 1,5 menit

= -210811

- t = 3 menit

= 587678

- t = 4,5 menit

= 521420

- t = 6 menit

= 344561

- t = 7,5 menit

= 335139

- t = 9 menit

= 325408

- t = 10,5 menit

= 318243


9/15


Tabel 3. Hasil perhitungan L dan C pada pengukuran Naik

Waktu

(menit)

Pengukuran naik


C DHL L C DHL L C DHL L0 -0,0006 0 0 -0,0006 0 0 -0,0006 0 0

1,5 0,00272 3,28 361632 0,00084 1,44 515513 -0,0004 0,26 -210811

3 0,00452 5,04 334291 0,00093 1,53 493548 0,00063 1,24 587678

4,5 0,00644 6,91 321994 0,00469 5,2 332836 0,00082 1,42 521420

6 0,00881 9,23 314195 0,00632 6,79 322565 0,00362 4,16 344561

7,5 0,00898 9,39 313802 0,00747 7,92 317987 0,00443 4,95 335139

9 0,00957 9,97 312507 0,00803 8,46 316262 0,00576 6,25 325408

10,5 0,00981 10,2 312054 0,00861 9,03 314671 0,0074 7,85 318243

Tabel 4. Hasil perhitungan L dan C pada pengukuran Turun

Waktu

(menit)

Pengukuran turun


C DHL L C DHL L C DHL L

0 0,01005 10,44 311579,8 0,00991 10,3 311837,7 0,01 10,39 311668,8

1,5 0,00548 5,97 327063,6 0,00903 9,44 313690,7 0,0094 9,8 312865,8

3 0,00321 3,76 351073,8 0,00725 7,7 318752,6 0,00893 9,34 313914,44,5 0,00174 2,32 400230 0,00496 5,47 330580,2 0,00709 7,55 319328,9

6 0,00061 1,22 598039,2 0,00353 4,07 345892,4 0,0059 6,38 324681,9

7,5 -0,0002 0,6 -782609 0,00206 2,63 383754,9 0,00356 4,1 345408,6

9 -0,0003 0,3 -272727 0,0006 1,21 602990 0,00223 2,8 376681,6

10,5 -0,0005 0,17 -110870 0,00058 1,19 613402,1 0,00134 1,93 432412,2


10/15


1. Kurva pada Pengukuran Naik

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012

L

Konsentrasi NaCL (gr/ml)

Kurva L terhadap Konsentrasi NaCl

Pengukuran Naik

Tangki 1

tangki 2

tangki 3

0

2

4

6

8

10

12

-0.001 0.001 0.003 0.005 0.007 0.009 0.011

DHL

Konsentrasi NaCl (gr/ml)

DHL terhadap Konsentrasi NaCl

Pengukuran Naik

tangki 1

tangki 2

tangki 3

-0.002

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0 2 4 6 8 10 12KonsentrasiNaCl(gr/ml)

Waktu (menit)

Kurva Konsentrasi NaCl terhadap waktu

Pengukuran Naik

Tangki 1

tangki 2

tangki 3


11/15


2. Kurva pada Pengukuran Turun

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012

L

Konsentrasi NaCL (gr/ml)

Kurva L terhadap Konsentrasi NaCl

Pengukuran Turun

Tangki 1

tangki 2

tangki 3

0

24

6

8

10

12

-0.002 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012

DHL

Konsentrasi NaCl (gr/ml)

Konsentrasi NaCl terhadap DHL

Pengukuran Turun

tangki 1

tangki 2

tangki 3

-0.002

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0 2 4 6 8 10 12KonsentrasiNaCl(gr/ml)

Waktu (menit)

Kurva Konsentrasi NaCl terhadap waktu

Pengukuran Turun

Tangki 1

tangki 2

tangki 3


12/15


Tabel 4. Konsentrasi NaCl (gr/ml) pengukuran naik dan turun terhadap waktu

Waktu Konsentrasi NaCl (gr/ml)

(menit) Tangki 1 Tangki 2 Tangki 3

0 -0,0006 -0,0006 -0,0006

1,5 0,00272 0,00084 -0,0004

3 0,00452 0,00093 0,00063

4,5 0,00644 0,00469 0,00082

6 0,00881 0,00632 0,00362

7,5 0,00898 0,00747 0,00443

9 0,00957 0,00803 0,00576

10,5 0,00981 0,00861 0,0074

12 0,01005 0,00991 0,01

13,5 0,00548 0,00903 0,009415 0,00321 0,00725 0,00893

16,5 0,00174 0,00496 0,00709

18 0,00061 0,00353 0,0059

19,5 -0,0002 0,00206 0,00356

21 -0,0003 0,0006 0,00223

22,5 -0,0005 0,00058 0,00134

Perhitungan konsentrasi hasil percobaan

C0 = 0,103 (1e-0/152,6) = 0 N C1 = 0,103 (1e-90/152,6) = 0,046 N C2 = 0,103 (1e-180/152,6) = 0,071 N C3 = 0,103 (1e-270/152,6) = 0,085 N

C4 = 0,103 (1e-360/152,6) = 0,093 N C5 = 0,103 (1e-450/152,6) = 0,097 N C6 = 0,103 (1e-540/152,6) = 0,100 N C7 = 0,103 (1e-630/152,6) = 0,101 N

-0.002

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0 5 10 15 20 25

Konsentrasi(gr/ml)

waktu (menit)

Kurva Konsentrasi Percobaanterhadap Waktu

tangki 1

tangki 2

tangki 3


13/15


Tabel 5. Konsentrasi hasil perhitungan dan percobaan setiap waktu

Waktu Konsentrasi (N)(detik) Perhitungan Percobaan

0,000 0,000 -0,011

90,000 0,046 0,047

180,000 0,071 0,077

270,000 0,085 0,110

360,000 0,093 0,151

450,000 0,097 0,153

540,000 0,100 0,164

630,000 0,101 0,168

Berdasarkan penarikan gradien pada t = 0

t'= 150 sekon

maka V efektif adalah:

Vefektif = q0 x t

=

x

= 750 ml

= 750 cm3

Persen efektivitas volume:

-0.050

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0 100 200 300 400 500 600 700

Konsentra

si(N)

Waktu (sekon)

Kurva Konsentrasi terhadap Waktu

Pada Tangki 1

perhitungan

percobaan


14/15


Nama : Ivo Novtia

NIM : 091411051

PEMBAHASAN

Praktikum yang dilakukan kali ini mengenai dinamika tangki dengan mengukur

konsentrasi NaCl yang dihitung daya hantar listriknya, untuk mengetahui efektivitas volume

pada tangki CSTR. Larutan yang digunakan pada perhitungan efektivitas volume tangki

CSTR adalah larutan NaCl dengan konsentrasi 0,006 gr/ml. Larutan ini diberikan pada tangki

CSTR awal dengan qo sebesar 5ml/s yang akan dialirkan secara kontinyu ke tangki 2 dan

tangki 3 yang disusun secara seri.

Larutan NaCl dengan konsentrasi 0,006 gr/ml diencerkan dengan konsentrasi larutan

setelah pengenceran menjadi 0.003 gr/ml, 0,0024 gr/ml, 0,00096 gr/ml, 0,00038 gr/ml,

0,00019gr/ml, 0,000096 gr/ml, 0,000038 gr/ml, 0,000015gr/ml. Larutan yang telah

diencerkan ini diukur DHL dengan menggunakan konduktometer. Pengukuran DHL pada

masing-masing konsentrasi larutan NaCl hasil pengenceran akan menghasilkan kurva baku

DHL terhadap konsentrasi NaCl. Dari hasil pengamatan, semakin kecil konsentrasi larutan

NaCl maka DHL pun akan semakin turun. Sehingga dapat dikatakan bahwa hubungan

konsentrasi NaCl dan DHL adalah linier, namun dari hasil kurva regresi yang didapatkan

sebesar 0,829 yang dapat dikarenakan konduktometer yang digunakan tidak dikalibrasi dan

besarnya pengenceran yang berbeda-beda.

Setelah diketahui DHL pada masing-masing konsentrasi NaCl setelah pengenceran,

untuk pengukuran naik konsentrasi NaCl sebesar 0,006 gr/ml dialirkan dengan debit sebesar

5ml/s pada tangki CSTR yang telah dipasang seri. setelah larutan dialirkan DHL dihitung

pada masing-masing tangki setiap 1,5 menit. Dari hasil praktikum ini akan didapatkan kurva

hubungan antar L (daya hantar ekivalen) terhadap konsentrasi NaCl dan kurva DHL terhadap

konsentrasi NaCl hasil perhitungan pada setiap waktunya dari persamaan garis yaitu y =

976,7x + 0,622 yang didapatkan dari kurva baku dengan y adalah DHL dan x adalah

konsentrasi. Pada kurva L terhadap konsentrasi NaCl pengukuran naik dan pengukuran turun

terlihat bahwa semakin besar konsentrasi NaCl maka semakin turun harga L hal ini sesuai

dengan teori. Sehingga hubungan antara L terhadap konsentrasi NaCl tidak linier melainkan

berbanding terbalik, ini dikarenakan daya hantar ekivalen (L) merupakan fungsi temperatur

dan konsentrasi. Pada kurva DHL terhadap konsentrasi NaCl pengukuran naik dan


15/15


pengukuran turun terlihat dari kurva bahwa hubungan antar konsentrasi NaCl dan DHL akan

linier karena NaCl akan terlarut sempurna dan semakin besar konsentrasinya maka dalam

larutan akan semakin banyak ion-ion yang dapat menghantarkan listrik.

Untuk dinamika reaktor tangki, konsentrasi NaCl akan terlihat perbedaannya dari

ketiga tangki pada setiap waktunya. Pada pengukuran naik dan pengukuran turun, kecepatan

respon pada tangki 3 lebih lambat. Hal ini dikarenakan waktu tinggal untuk mencapai tangki

ke-3, dan efektivitas yang dimiliki oleh tangki. Untuk mengetahui efektivitas tangki ditinjau

dari tangki 1 dengan melihat konsentrasi NaCl setiap waktu dari hasil percobaan dan

perhitungan. Dari kurva konentrai terhadap waktu maka didapatkan t ebear 150 ekon,

dari waktu yang didapatkan ini maka dapat diketahui besarnya volume efektif yaitu 750 ml

dengan % efektivitas tangki sebesar 98,3%. Terdapatnya besar efektivitas tangki ini

menandakan bahwa tangki bukan merupakan tangki ideal yang berarti masih ada wilayah

yang tidak tersirkulasi dan penyebaran yang tidak homogen pada masing-masing tangki.

KESIMPULAN

1. Kurva DHL terhadap konsentrasi NaCl memiliki hubungan yang linier karenasemakin besar konsentrasi NaCl maka akan semakin banyak ion-ion yang terlarut

untuk menghantarkan listrik.

2. Kurva L terhadap konsentrasi NaCl memiliki hubungan yang berbanding terbalikkarena L merupakan fungsi suhu dan konsentrasi.

3. Kurva konsentrasi NaCl terhadap waktu pada tangki ke-3 maka kecepatan responakan semakin lama.

4. Volume efektif yang terpakai untuk terjadinya reaksi sebesar 750ml, sehinggadidapatkan % efektivitas tangki sebesar 98,3%.

DINAMIKA TANGKI BERES

Documents

Transcript of DINAMIKA TANGKI BERES