Neraca Massa Plug Flow Reactor (PFR)

Kelompok 5Fuspasari

MarisontaraR.A.Sarah Noviatri

Warni Fatimah

Plug Flow ReactorAdalah suatu alat yang digunakan untuk mereaksikan suatu reaktan dalam hal ini fluida dan mengubahnya menjadi produk dengan cara mengalirkan fluida tersebut dalam pipa secara berkelanjutan (continuous).

Prinsip Kerja PFR

• Pada reaktor ini, reaktan diumpankan ke dalam reaktor melalui inlet dan produk yang dihasilkan dikeluarkan dari dalam reaktor melalui outlet. Reaksi berlangsung di dalam reaktor ketika campuran reaktan bergerak melewati sepanjang pipa reaktor.

• campuran reaktan dan produk mengalir dengan profil kecepatan yang benar-benar rata. Kecepatan alir dan konsentrasi adalah seragam di seluruh jari-jari pada setiap penempang reaktor Reaktor jenis ini banyak digunakan dalam industri dengan zat pereaksi atau reaktan berupa fase gas atau cair dengan kapasitas produksi yang cukup besar.

Plug Flow Reactor

Neraca Massa dan Persamaan Karakteristik Reactor Alir Sumbat

Q0, CA0 Q

FA0 Ca XA + FA

dV XA + dFANeraca massa di dalam segmen volume dV adalah : FA = (-rA)dV + (Fa+dFA)Zat A yang masuk= zat A yang karena reaksi + zat yang keluar atau -dFA = -rA dVKarena FA = FA0 (1-XA), maka pers. (18) bisa ditulis dengan fungsi XA menjadi :

FA0 = (-rA) dVAtau dXA/dV = - rA/FA0 = -rA/Q0.CA0Karena –rA merupakan fungsi dari XA, Maka pers. (19) dapat ditulis sbb :dV/FA0 = dV/Q0.CA0 = dXA/rA

FA +dFA FA,XA

Q Q

Neraca Massa dan Persamaan Karakteristik Reactor Alir Sumbat

besarnya derajat konversi pada output reaktor diperoleh dengan mengintegrasikan pers. (6.21) untuk seluruh volume reaktor V dengan harga batas antara XA0 dan XA.

XA V/Q = CA0 ʃ dXA / - rA

XA0Dimana V/Q0 = volume reaktor / laju alir umpan = τ = space time

XA τ = CA0 ʃ dXA / - rA

XA0Pers. (6.23) merupakan persamaan karakteristik reaktor aliran sumbat (PFR).

Keuntungan

• Tingkat perubahannnya besar dalam setiap volumenya

• Bekerja dalam periode waktu yang cukup lama tanpa tenaga kerja sehingga upah produksi rendah

• Perpindahan kalornya baik sekali

• Operasinya terus-menerus

Kerugian

• Sulit mengontrol temperaturnya

• Tingginya temperature yang tidak diinginkan dapat terjadi

• Proses pemberhentian dan pembersihannya mahal

Contoh Soal