LABORATORIUM PENGENDALIAN PROSESSEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015 MODUL : Dinamika Tangki PEMBIMBING: Shoerya Shoelarta, LRSC, MT

Praktikum : 18 Maret 2015 Pengumpulan Laporan : 25 Maret 2015

oleh :Kelompok: 2Nama: Desi Supiyanti131411005 Fitra Firmansyah H131411008 Ghaida Muthi A131411009

Kelas: 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLTIEKNIK NEGERI BANDUNG2015BAB IPENDAHULUAN1.1 LATAR BELAKANGSuatu unit dimana terjadi reaksi kimia disebut reactor. Macam dan ragam jenis reactor cukup banyak variasinya. Secara garis besar, secarat teoritis , jenis reactor dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu reactor batch (batch reactor), reactor tangki berpengaduk, dan reactor pipa ideal. Continous stired tank reactor sering digunakan untuk mereaksikan baha berujud cair, sehingga sering dipakai untuk reaksi polimerisasi, bahan-bahan farmasi dan reaksi-reaksi sintesa.Perhitungan-perhitungan yang melibatkan reactor tangki biasanya menganggap reactor ideal, seperti waktu tinggal partikel adalah sama untuk semua reaktan dan penyebarannya homogeny di setiap tempat dalam reactor. Pada kenyataanya reactor ideal itu tidak ada, yang terjadi adalah adanya partikel yang lolos keluar dengan cepat, adanya wilayah yang tidak tersirkulasi dan adanya gumpalanyang tidak tersebar.Derajat ketidakidealan reactor CSTR dapat diperkirakan dengan menambahkan tracer ke dalam reactor. Dalam praktikum ini tracer diganti dengan larutan NaCl dan menghitung daya hantar listriknya (DHL) kedalamk reactor tangki berpengaduk.

1.2 TUJUAN PERCOBAAN1.2.1 Tujuan Umum1. Ketrampilan mengoperasikan peralatan berbasis reaktor tangki berpengaduk.2. Kemampuan aplikasi pengetahuan reaktor tangki berpengaduk terhadap penyimpangan yang mungkin terjadi.3. Peningkatan kemampuan logika berbasis reaktor tangki berpengaduk terhadap hubungan-hubungan antara kecepatan putar pengaduk, ketidakidealan, volume efektif reactor.1.2.2 Tujuan Khusus1. Membuat kurva kalibrasi hubungan antara daya hantar listrik (DHL) terhadap konsentrasi NaCl.2. Memahami fenomena perbedaan respon konsentrasi yang ditunjukkan dari masing-masing tangki yang tersusun seri.3. Memahami perbedaan yang terjadi dari input step dengan pulse.

BAB IILANDASAN TEORI

2.1 Daya Hantar Listrik (DHL)Pengukuran konsentrasi larutan NaCl dalam reactor tangki dilakukan secara tidak langsung, yaitu dengan mengukur daya hantar listrik larutan dalam tangki, kemudian dikonversi kedalam konsentrasi. Hubungan antara daya hantar listrik (DHL) terhadap konsentrasi NaCl dapat didekati dengan hubungan :............................(1)Dimana C adalah konsentrasi dalam mol/liter, G hasil pengukuran daya hantar listrik mho.s, K adalah konstanta konduktivitas sel dan L adalah daya hantar equivalen (cm2 mho/mol). Harga K adalah tetap, yaitu 0,3 dan harga L merupakan fungsi temperature konsentrasi sehingga hubungannya tidak linier.Untuk mengetahui besarnya konsentrasi NaCl dalam tangki dilakukan pengukuran besar DHL larutan, dengan mengeplotkan pada kurva hubungan antara konsentrasi dengan DHL diperoleh harganya. Kurva hubungan tersebut dapat dibuat dengan mengambil data harga DHL pada berbagai variasi konsentrasi NaCl, kemudian dialurkan.2.2 Dinamika TangkiUmpan dengan konsentrasi tetap mengalir secara kontinyu dapat dipandang sebagai umpan dengan pola step.Neraca massa NaCl [laju akumulasi] = [laju masuk][laju keluar]V dCi= qo Co qi Ci(2) dtUntuk laju alir masuk sama dengan laju alir keluar (=q), ruas kiri dan ruas kanan daripersamaan 1 dibagi dengan laju alir q, persamaan menjadi:ii dt ...(3)Persamaan 2 dapat disederhanakan dengan integrasi = ..(4)Integrasi dapat diselesaikan dengan memisalkan, U = Co-Ci; sehingga dU = -dCi sehinggasyarat batasnya menjadi :t = 0; Ci= 0; Uo= Cot = t; Ci= Ci; U = Ci- Co = ................................................................(5)-ln = ........(6)-ln = .(7)-ln = - = = =1- )(8)Persamaan (7) mencerminkan hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap waktu padareaktor tinggal CSTR dengan umpan berbentuk step.Pada saat konsentrasi (Ci) mendekati konstan yaitu pada saat t=t ; konsentrasi NaCldalam tangki adalah Ck.(Ck mendekati harga Co)Ck= Co (1-Pada saat Ci=Ck input step dihentikan, kemudian diganti dengan umpan berupa aquadest, konsentrasi NaCl = nol. (model ini dapat dianggap seperti kelakuan tangki setelah mendapat input berupa pulse)Neraca massa NaCl [laju akumulasi] = [laju masuk]laju keluar]V dCi= qo Co qi Ci.(9)dtuntuk laju alir masuk sama dengan laju alir keluar = (q), Co=0 (aquades) ruas kiri dan kanan dari persamaan 1 dibagi dengan laju alir q. Persamaan menjadi:ii dt............................................................................... (10)Persamaan 8 dapat diselesaikan dengan integrasi = (11)Syarat batas dari persamaan adalah:t=0; Ci=Ck dan pada t=t; Ci=Ci-ln = = (12)Persamaa (12) mencerminkan hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap waktu pada reaktor tunggal CSTR dengan umpan berbentuk pulse.2.3 Efektifitas TangkiEfektivitas tangki dapat diukur dari perbandingan volume tangki sesungguhnya dibandingkan dengan volume yang diperoleh dari perhitungan volume tangki sesungguhnya dapat dihitung dengan mengukur dimensi tangki, yaitu diameter dan tinggi dari tangki. Volume efektif dari tangki, yaitu volume yang benar-benar terpakai untuk terjadinya reaksi dapat diperkirakan dari penurunan lebih lanjut persamaan (1). Yaitu menghitung harga gradien konsentrasi NaCl pada saat t=0 pada reaktor CSTR dengan umpan step pada tangki pertama.V dCi= qo Co qi CiPada saat t=0 ; Ci=0 ; persamaan menjadi : = qo Co qi Ci.0(13) = qo Co = Co(14)harga gradien konsentrasi ini juga dapat dihitung dari aluran data konsentrasi terhadap waktu. Untuk menghitung volume efektif dari reaktor CSTR. V= qo.t

BAB IIIPROSES PERCOBAAN

3.1 ALAT DAN BAHAN3.1.1 Alat1. Gelas kimia 5000 ml, 250 ml, dan 100 ml2. Botol semprot3. Stopwatch4. Timbangan analitik5. Reactor tangki seri6. Ekstraktor7. Batang pengaduk8. Gelas ukur 1000 ml, 100 ml9. Konduktometri (alat ukur DHL)10. Pipet ukur 10 ml11. Bola hisap

3.1.2 Bahan1. NaCl teknis2. Aquades dan air keran

3.2 PROSEDUR PERCOBAAN Pembuatan Larutan NaCl 1 % berata. Timbang NaCl 50 gramb. Larutkan dalam aquadest sampai volumenya 5000 mLc. Ukur DHL larutan NaCl dan DHL aquadest Pembuatan Kurva Kalibrasia. Ambil 10 mL larutan NaCl dengan pipet seukuran 10 mL, kemudian keluarkan isinya dalam gelas kimiab. Ambil 10 mL aquadestdengan pipet seukuran 10 ml, campurkan dengan larutan diatas sehingga memperoleh larutan NaCl dengan pengenceran 2 kalic. Ukur DHL larutand. Ulangi prosedur a, kemudian tambahkan aquadest sehingga memperoleh larutan dengan pengenceran tertentu (5, 10, 20, 40,70, 100 kali)e. Ukur DHL dari masing- masing larutan setelah pengenceran. Pengamatan Respons Tangkia. Isi ketiga tangki dengan aquadest sampai level ketinggian samab. Nyalakan pompa atur flow meter sehingga diperoleh laju alir volume 200 cm3 per menitc. Ukur DHL masing-masing tangkid. Siapkan larutan NaCl 1 % yang telah dibuat, kemudian alirkan ke dalam tangki pertama dengan laju alir 200 cm3/menit e. Ukur DHL masing masing tangki tiap 2 menit secara bersamaanf. Hentikan pengukuran apabila nilai DHL tangki ke 3 berharga mendekati harga DHL larutan NaCl 1 % atau larutan yang dipompakan telah habisg. Siapkan aquadest, kemudian alirkan dala tangki dengan laju alir volume 200 cm3/menith. Ukur DHL masing- masing tangki tiap 2 menit secara bersamaani. Hentikan pengukuran apabila ilai DHL tangki ke 3 mendekati harga DHL aquadest atau aquadest yang dipompakan telah habisj. Lakukan lagi prosedur a i dengan pengaduk dihidupkan

DAFTAR PUSTAKA

Djauhari, Agus.2012.Jobsheet Pengendalian Proses Dinamika Tangki.Bandung:Polban

Jobsheet praktikum Pengendalian Proses modul Konfigurasi Pengendalian, Jurusan Teknik kimia, POLBAN