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