REAKTOR

Reaktor kimia adalah sebuah alat industri kimia yang berupa bejana dimana terjadi

reaksi bahan mentah menjadi hasil jadi yang lebih berharga.

Variable-variabel yang berpengaruh dalam perancangan reaktor kimia adalah:

1. Waktu tinggal (t);

2. Volume (V);

3. Temperatur (T);

4. Tekanan (P);

5. Konsentrasi Senyawa; dan

6. Koefisien perpindahan panas

Faktor-faktor dalam pemilihan reactor adalah:

1. Harus mengutamakan efisiensi kinerja reactor sehingga didapatkan hasil produk yang

besar dengan biaya modal dan operasi yang minimum.

2. Factor keselamatan kerja dan keamanan operasi.

3. Biaya operasi (harga bahan baku, upah karyawan, dll).

Tujuan pemilihan reactor:

1. Mendapat keuntungan yang besar

2. Biaya produksi rendah

3. Modal kecil/volume reaktor minimum

4. Operasinya sederhana dan murah

5. Keselamatan kerja terjamin

6. Polusi terhadap sekelilingnya (lingkungan) dijaga sekecil-kecilnya

Pemilihan jenis reactor dipengaruhi oleh:

1. Fase zat pereaksi dan hasil reaksi

2. Tipe reaksi dan persamaan kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi samping

3. Kapasitas produk

4. Harga alat (reactor) dan biaya instalasinya

5. Kemampuan reactor untuk menyediakan luas permukaan yang cukup untuk perpindahan

panas.

Berdasarkan Bentuknya

1. Reactor Tangki: dikatakan ideal bila pengadukannya sempurna sehingga komposisi

dan temperature di dalam reactor setiap saat selalu homogen. Dapat dipakai untuk

proes batch, semi batch, dan kontinyu.

2. Reaktor Pipa: ideal bila zat pereaksi (gas/cair) mengalir di dalam penampang pipa

dengan kecepatan sama.

Berdasarkan Prosesnya

1. Reactor Batch

Bisa digunakan untuk mereaksikan/melarutkan

Biasanya untuk reaksi fase cair

Digunakan pada kapasitas produksi yang kecil

2. Reactor Kontinyu

a. Reaktor Tangki Berpengaduk/Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR):

Digunakan untuk reaksi fasa cair (cair-cair, cair-padat)

Kondisi ideal: konsentrasi di setiap titik reactor sama

Dipasang vertical dengan pengadukan sempurna

Pengadukan dilakukan secara kontinyu

b. Reaktor Pipa Alir (PFR):

Kondisi ideal: zat pereaksi dan hasil reaksi mengalir dengan kecepatan sama

Jenis-Jenis Rektor Kimia

Berdasarkan Bentuknya

1. Reaktor Tangki2. Reaktor Pipa

Berdasarkan Prosesnya

1. Reactor Batch2. Reactor Kontinyu

Berdasarkan Keadaan

Operasinya

1.Reaktor Isotermal2.Reaktor Adiabatis

3.Reaktor Non-Adiabatis

Berdasarkan Katalis Padat yang

digunakan

1. Packed/Fixed Bed Reaktor (PBR)

2. Fluidized Bed Reactor (FBR)

Berdasarkan Fluida yang

direaksikan

1. Bubble Tank2. Agitate Tank3. Spray Tower

Keuntungan dan Kerugian Reaktor Batch dan Reaktor Kontinyu

Reaktor BatchReaktor Kontinyu

CSTR PFR

Keu

ntun

gan

- Ongkos/harga

instrumentasi rendah

- Penggunaannya fleksibel

dan multifungsi

- Dapat digunakan untuk

reaksi yang

menggunakan campuran

kuat dan beracun

- Mudah dibersihkan

- Dapat menangani reaksi

dalam fase gas, cair, dan

cair-padat

- Temperature dan

komposisi campuran

dalam reactor homogen

- Volume reactor besar

maka waktu tinggal

juga besar, berarti zat

pereaksi lebih lama

bereaksi di reactor

- Untuk konversi

yang sama,

memberikan

volume yang lebih

kecil daripada

CSTR

Ker

ugia

n

- Tidak begitu baik untuk

reaksi fase gas (terjadi

kebocoran pada lubang

pengaduk)

- Biaya operasi dan

handling per unit

produksi tinggi

- Waktu shutdown besar

- Kapasitas/skala produksi

kecil

- Tidak efisien untuk

reaksi fase gas dan

reaksi bertekanan tinggi

- Kecepatan perpindahan

panas lebih rendah

dibanding PFR

- Untuk konversi yang

sama, volume yang

dibutuhkan CSTR >

PFR

- Harga alat dan

biaya instalasi

tinggi

- Memerlukan waktu

untuk mencapai

kondisi steady state

Berdasarkan Keadaan Operasinya

1. Reaktor isotermal.

Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran yang

keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama.

2. Reaktor adiabatis.

Tidak ada perpindahan panas antara reaktor dan sekelilingnya.

Jika reaksinya eksotermis, maka panas yang terjadi karena reaksi dapat dipakai

untuk menaikkan suhu campuran di reaktor. ( K naik dan –rA besar sehingga

waktu reaksi menjadi lebih pendek).

3. Reaktor Non-Adiabatis

Ada perpindahan panas antara reactor dan sekelilingnya.

Berdasarkan Katalis Padat yang Digunakan

1. Packed/Fixed Bed Reactor (PBR)

Berisi tumpukan katalis stasioner dan dioperasikan vertical

Dioperasikan secara adiabatic

Katalis berupa padatan

2. Fluidized Bed Reaktor (FBR)

Katalisnya terangkat oleh aliran gas reaktan

Operasinya isothermal

Keuntungan dan Kerugian PBR dan FBR

PBR FBR

Keu

ntun

gan

- Dapat digunakan untuk mereaksikan

2 macam gas sekaligus

- Kapasitas produksi cukup tinggi

- Pemakaian lebih fleksibel

- Dapat memproses fluida dalam jumlah

yang besar

- Pengendalian temperature lebih baik

- Pencampuran (mixing) yang bagus

untuk katalis dan reaktan

Ker

ugia

n

- Transfer massa dan transfer panas

rendah

- Pemindahan katalis sangat sulit dan

memerlukan waktu shutdown alat

yang lama

- Konversi lebih rendah

- Ada kemungkinan terjadi reaksi

samping homogen pada liquid

- Pressure drop tinggi

- Rancang-Bangun kompleks sehingga

biaya mahal

- Jarang digunakan didalam

laboratorium

Berdasarkan Fluida yang Direaksikan

Biasa digunakan untuk reaksi gas-cair dan cair-cair, terdiri dari:

1. Bubble Tank

2. Agitate Tank

3. Spray Tower

Pertimbangan dalam pemilihan fluid-fluid reactor:

1. Gas yang sukar larut sehingga transfer massa kecil: Reaktor Bubble Tank

2. Lapisan cairan dominan, tahanan di lapisan cairan kecil: Reaktor Bubble Tank

3. Gas yang mudah larut dalam air sehingga transfer massa besar: Reaktor Spray Tower

4. Lapisan gas dominan, tahanan di lapisan cairan besar: Reaktor Spray Tower

5. Reaktor Agitate Tank: hanya baik digunakan untuk fluida cair-cair