PERALATAN INDUSTRI PROSES 2 REAKTOR

PERALATAN INDUSTRI PROSES 2REAKTOR

PENDAHULUAN Reaktor adalah suatu alat proses tempat di mana terjadinya suatu reaksi berlangsung, baik itu reaksi kimia atau nuklir dan bukan secara fisika.Reaktor Kimia adalah segala tempat terjadinya reaksikimia, baik dalam ukuran kecil seperti tabung reaksi sampai ukuran yang besar seperti reaktor skala industri

REAKTORMacam - Macam Reaktor (Reactor)Reaktor terbagi menjadi 2 yaitu :Reaktor kimia, tidak ada perubahan massa selama reaksi dan hanya berubah dari satu bahan ke bahan lain.Reaktor nuklir, ada perubahan massa yang berubah jadi energi yang sangat besar.

Klasifikasi Reaktor Kimia

Besarnya efek panas berpengaruh pada reaksi yang terjadi : Reaktor Isotermal Reaktor non isotermal. Pola aliran yang terjadi dalam reaktor : Pola alir ideal (plug flow dan Mixed flow) Pola alir non-ideal Jumlah fasa dan jenis fasa yang terlibat : Sistim homogenheterogen

Reaktor Nuklir Jenis:Reaktor fisi (pemecahan) Reaktor yang memanfaatkan pemecahan suatu atom berat menggunakan neutron, suatu sub-atom, yang dipercepat sehingga melepaskan suatu energi.Reaktor fusi (penggabungan) Bekerja dengan menggabungkan dua atom ringan sehingga dari penggabungannya didapatkan suatu energi

Penggunaan reaktor nuklirPembangkit tenaga listrikRekayasa genetik

JENIS-JENIS REAKTOR

Berdasarkan bentuknya:Reaktor tangkiReaktor pipaBerdasarkan prosesnya:Reaktor batchReaktor semi batchProses kontinyu (reaktor pipa, reaktor tanki)Berdasarkan keadaan operasinya:Reaktor isotermalReaktor AdiabatisReaktor gas- cair dengan katalis padat

Tujuan pemilihan reaktor adalah :Mendapat keuntungan yang besarBiaya produksi rendahModal kecil/volume reaktor minimumOperasinya sederhana dan murahKeselamatan kerja terjaminPolusi terhadap sekelilingnya (lingkungan) dijaga sekecil-kecilnyaPemilihan jenis reaktor dipengaruhi oleh :Fase zat pereaksi dan hasil reaksiTipe reaksi dan persamaan kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi sampingKapasitas produksiHarga alat (reactor) dan biaya instalasinyaKemampuan reactor untuk menyediakan luas permukaan yang cukup untuk perpindahan panas

Jenis reaktor 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.Dikatakan adiabatis jika 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

Berdasarkan Bentuknya :1. Reaktor Tangki :Dikatakan reaktor tangki ideal jika pengadukannya sempurna,sehingga komposisi dan suhu di dalamreaktor setiap saat uniform. Dapat di pakai untuk proses batch, semi batch dan proses alir2.Reaktor Alir pipa :Biasanya digunakan tanpa pengaduk sehingga disebut reaktor alir pipa. Dikatakan ideal jika zat pereaksi yang berupa gas atau cairan, mengalir di dalam pipa dengan arah sejajar sumbu pipa.

Klasifikasi reaktor berdasarkan Fase :Reaktor homogen : Reactant, product dan/atau katalis berada pada phase yang sama (single phase)Reaktor heterogen : Reactant, product dan/atau katalis beradapada phase yang berbeda (two or more phases)

Berdasarkanprosesnya reaktor ada 3 :

Sistem batch : Memiliki pengaduk yang berisi reactant Tidak ada aliran inlet atau outlet selama operasiPenggunaan Batch ReactorReaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakanuntuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalamproses pelarutan padatan, pencampuran produk, reaksikimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi caircair,polimerisasi, farmasi dan fermentasi.

2. Sistem semi batch

Biasanya berbentuk tangki yang berpengaduk.Cara operasinya dengan jalan memasukkan sebagian zat pereaksi ke dalam reaktor, sedangkan zat pereaksi yang lain atau sisanya dimasukkan secara kontinu ke dalam reaktor.Ada material masuk selama operasi tanpa dipindahkan Reactant (massa) yang masuk bisa dihentikan dan product bisa dipindahkan selama operasi waktu tertentu. Tidak beroperasi secara steady state

2. Sistem semi batch

Biasanya berbentuk tangki yang berpengaduk.Cara operasinya dengan jalan memasukkan sebagian zat pereaksi ke dalam reaktor, sedangkan zat pereaksi yang lain atau sisanya dimasukkan secara kontinu ke dalam reaktor.Ada material masuk selama operasi tanpa dipindahkan Reactant (massa) yang masuk bisa dihentikan dan product bisa dipindahkan selama operasi waktu tertentu. Tidak beroperasi secara steady state

3. Sistem kontinyuReaktor kontinyu mempunyai aliran masukan dan keluaran (inlet/outlet) yang terdiri dari campuran homogen/heterogen . Reaksi kontinue di operasikan pada kondisi steady. Dimana arus aliran masuk sama dengan arus aliran keluar . Reaktor kontinyu dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu :Reaktor AlirTangki Berpengaduk (RATB) atau Continous Stirred Tank Reaktor (CSTR) Reaktor Alir Pipa (RAP) atu Plug Flow Reaktor (PFR).

1. Continous Stirred Tank Reaktor (CSTR) adalah reaktor model berupa tangki berpengaduk dan diasumsikan pengaduk yang bekerja dalam tanki sangat sempurna sehingga konsentrasi tiap komponen dalam reaktor seragam sebesar konsentrasi aliran yang keluar dari reaktor. Model ini biasanya digunakan pada reaksi homogen di mana semua bahan baku dan katalisnya berfasa cair, atau reaksi antara cair dan gas dengan katalis cair

2. Reaktor PFR (Plug Flow Reaktor)Reaktor PFR (Plug Flow Reaktor) merupakan suatu reaktor berbentukpipa yang beroperasi secara kontinyu. Dalam PFR selama operasiberlangsung bahan baku dimasukkan terus menerus dan produk reaksi akandikeluarkan secara terus menerus sehinga disini tidak terjadi pencampuranke arah aksial dan semua molekul mempunyai waktu tinggal di dalamreaktor sama besar.

ada 2 yaitu :

Mixed flow reactor Plug flow reactor (reaktor aliran campuran) (reaktor aliran sumbat)

Jenis-Jenis PFRReaktor PFR ada bermacam-macam antara lain :Reaktor Alir PipaBiasanya berupa gas-gas,cair-cair dimana reaksi tidakmenimbulkan panas yang terlalu tinggi. Reaktor memiliki aliranplugflow yang optimal untuk kecepatan reaksi tetapi cukup sulit untuk alattransferpanasnya.

21

2.Reaktor Pipa Shell And Tube Seperti reaktor pipa di atas tetapi berupa beberapa pipa yangdisusun dalam sebuah shell, reaksi berjalan di dalam pipa pipa danpemanas/pendingin di shell. Alat ini digunakan apabila dibutuhkan sistem transfer panas dalam reaktor

3)Fixed BedReaktor berbentuk pipa besar yang didalamnya berisi katalisatorpadat. Bisanya digunakan untuk reaksi fasa gasdengan katalisator padat.Apabila diperlukan proses transfer panas yang cukup besar biasanyaberbentuk fixed bed multitube, dimana reaktan bereaksi di dalam tube2berisi katalisator dan pemanas/pendingin mengalir di luar tube di dalamshell.

4)Fluidized Bed Reactor Biasanya digunakan untuk reaksi fasa gas katalisator padat denganumur katalisator yang sangat pendek sehingga harus cepat diregenerasi.Atau padatan dalam reactor adalah reaktan yang bereaksi menjadiproduk.

Reactor katalitikFixed bed reactorFluidized bed reactorTrickle bed reactorSlurry reactor

Reaktor Trickle bed

Reaktor trickle bed adalah reaktor dengan packing katalis dimana fasa cair dan gas mengalir searah ke bawah yang mengalami interaksi pada katalis padatan.

Reactor ini digunakan untuk memanaskanfeed (umpan) menjadi vapour

. Reaktor slurryReactor ini menggunakan liquid sebagai reactant dan solid sbg katalis Biasanya terdiri dari liquid stirred tank Pada bbr keadaan, gas sbg reactant juga diembunkan melalui reactant

Keberadaan katalis sebagai slurry membuat penambahan dan pengambilan katalis secara online menjadi mudah.

3. Reaktor seri

Ada 2 yaitu :3.1 . Reaktor aluran plug dalam susunan seri

3.2. CSTR dalam susunan seri

4. Reaktor paralel

Ada 2 yaitu :4.1. Reaktor aluran plug dalam susunan paralel

4.2. CSTR dalam susunan paralel