RPKPS

Universitas Gadjah Mada

RENCANA PROGRAM KEGIATAN PEMBELAJARAN

SEMESTER (RPKPS)

DAN

BAHAN AJAR

ALAT INDUSTRI

KIMIA

Disusun OIeh:

Agus Prasetya

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik


Juni 2004


Nama Matakuliah : Alat Industri Kimia

Kode/SKS : TKK 642/3

Prasyarat : -

Status Matakuliah : Wajib

Deskripsi Singkat Matakuliah :

Matakuliah Alat Industri Kimia mempelajari prinsip-prinsip kerja dan dasar-dasar

rancangan beberapa alat yang sering dijumpai dalam industri kimia. Materi

kuliah terbagi dalam 3 topik besar, yaitu: Prinsip dan Alat-alat Pereduksi Ukuran

Padatan dan Klasifikasinya, Prinsip dan Alat-Alat Pemisah Sistem Padatan-

Cairan (Slurry), dan Prinsip dan Alat-alat Sistem Pemekatan Larutan dengan

Evaporasi (Penguapan). Dalam matakuliah ini, tidak semua topik disampaikan

secara terinci. Dalam Reduksi Ukuran Padatan pembahasan dimulai dan

pengenalan sifat-sifat padatan yang penting, kemudian dilanjutkan dengan

prinsip kerja dan contoh alat-alat kominusi (reduksi ukuran padatan) serta

pengenalan terhadap unit kominusi dan estimasi kebutuhan energi pada proses

kominusi. Bab terakhir pada topic ini membahas tentang cara-cara klasifikasi

ukuran dan bentuk padatan, khususnya analisa ayak, dilanjutkan dengan

contoh-contoh berbagai jenis ayakan industri sebagai alat klasifikasi ukuran

padatan. Pada topik kedua, pembahasan dimulai dari pengenalan prinsip

pemisahan padatan dalam sistem padat-cair (slurry), dilanjutkan dengan prinsip

kerja berbagai contoh alat filtrasi. Pembahasan dilanjutkan dengan prinsip-

prinsip perancangan filter, baik batch maupun kontinyu, yang bertujuan agar

dapat menghitung spesifikasi alat. Pada topik ketiga, akan dikenalkan prinsip-

prinsip dan contoh evaporator yang banyak digunakan diindustri kimia.

Pembahasan juga meliputi susunan unit evaporasi beserta alat-alat pendukung

sistem evaporasinya. Selanjutnya dibahas dasar-dasar perancangan

evaporator, baik untuk evaporator tunggal maupun multi efek. Tujuannya agar

mahasiswa mampu menghitung untuk keperluan mendapatkan spesifikasi alat.

Matakuliah ini diberikan pada semester 6 (enam) dan bersifat wajib bagi

mahasiswa Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik UGM. Mata kuliah ini


termasuk matakuliah keahlian berkarya (MKB), dan tidak memerlukan prasyarat

matakuliah lain.

Tujuan Pembelajaran:

Setelah menyelesaikan matakuliah ini mahasiswa dapat mengenal berbagai

alat-alat industri yang digunakan dalam pemrosesan padatan (kominusi), cara

klasifikasi ukuran padatan, pemisahan padatan dan sistem padat-cair (sIurry)

dan pemekatan larutan dengan cara penguapan pelarut (evaporasi), beserta

dengan prinsip-prinsip kerjanya. Pemahaman ditekankan pada prinsip-prinsip

kerja alat, analisis terhadap faktor-faktor yang penting/berpengaruh. Disamping

itu, mahasiswa mempunyai kemampuan dasar dalam perancangan filter dan

evaporator, untuk keperluan perhitungan spesifikasi alat.

Materi Pembelajaran:

I. REDUKSI UKURAN PADATAN DAN KLASIFIKASINYA

1. Sifat-Sifat padatan

2. Alat-alat Kominusi (Reduksi Ukuran) Padatan

2.1. Prinsip-Prinsip Kominusi

2.2. Alat-alat Kominusi

2.3. Operasi Peralatan dan Unit Kominusi

2.4. Estimasi Konsumsi Energi pada Alat Kominusi

3. Pengayakan dan Analisis Ayak

3.1. Pelaporan Hasil Ayakan

3.2. Alat-alat Pengayak

3.3. Estimasi Efisiensi Ayakan

II. PEMISAHAN CAMPURAN PADAT-CAIR (SLURRP)

4. Prinsip dan Alat-Alat Filtrasi

4.1. Jenis-jenis Filtrasi

4.2. Fakor-faktor yang berpengaruh dalam filtrasi

4.3. Pemilihan Filter

4.4. Klasifikasi Filtrasi

4.5. Jenis-Jenis Filter


5. Filtrasi: Dasar-dasar Perancangan Filter

5.1. Aliran fluida dalam media berpori

5.2. Dasar Perancangan Filter Batch

5.3. Dasar Perancangan Filter Kontinyu

III. PEMEKATAN LARUTAN DENGAN EVAPORASI

6. Evaporator: Prinsip Kerja dan Alat-alatnya

6.1. Pengurangan Kadar Air

6.2. Prinsip Kerja Evaporator

6.3. Jenis-jenis Evaporator

6.4. Pemilihan Jenis Evaporator

6.5. Falling Film Evaporator

6.6. Penghematan Energi dalam Sistem Evaporasi

6.7. Peralatan Pembuat Vakum

7. Evaporator: Dasar Perancangan Alat

7.1. Neraca Massa dan Panas dalam Sistim EfekTunggal

7.2. Neraca Massa dan Panas dalam Sistim Efek Ganda (MuItioIe Effect)

Outcome Pembelajaran:

1. Mahasiswa memahami tentang sifat-sifat penting yang harus diketahui

dan padatan, serta relevansinya dalam praktek industri.

2. Mahasiswa mengerti tentang pentingnya prinsip-prinsip dasar reduksi

ukuran padatan, kasus-kasus yang sering dijumpai, contoh alat-alatnya

dan prinsip-prinsip kerjanya.

3. Mahasiswa mengetahui cara analisa ukuran campuran padatan, cara-cara

pelaporannya serta contoh alat-alat klasifikasi ukuran yang sering dijumpai

di industri.

4. Mahasiswa memahami tentang prinsip-prinsip pemisahan padatan dan

cairan dalam sistem slurry, contoh-contoh yang dijumpai serta contoh

beberapa alat (filter) dan prinsip kerjanya; prinsip-prinsip yang mendasari

dan dasar-dasar perancangan filter.

5. Mahasiswa memahami tentang pentingnya pemekatan larutan serta

contoh-contohnya di industri, prinsip-prinsip dasar penguapan pelarut


(evaporasi) dan beberapa contoh alat-alatnya beserta auxillary devices-

nya; dasar-dasar perancangan evaporator.

Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKBM):

Minggu

ke

Topik (pokok Bahasan)

Metode

Pembelajaran

1

0. Pendahuluan Kuliah: Metoda

belajar, textbooks yang digunakan,

metode assessment: PR, tugas-

tugas, Ujian Sisipan, Ujian Akhir,

Test Mendadak, overview isi kuliah

(outline)

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,

papan tulis,

komputer dan

infokus.

2 1. Sifat-Sifat Padatan Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,

papan tulis,

komputer dan

infokus.

3

2. Alat-Alat Kominusi dan cara

kerjanya

2.1. Prinsip-Prinsip Kominusi

2.2. Alat-Alat Kominusi: Ukuran

Padatan Besar dan Sedang

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,

papan tulis,

komputer dan

infokus.

4

2. Alat-Alat Kominusi (lanjutan)

2.2. Alat-Alat Kominusi: Ukuran

Padatan Kecil dan Mikro.

2.3. Operasi Peralatan dan Unit

Kominusi

2.4. Estimasi Energi Pada

Kominusi

Ceramah, diskusi

menggunakan OHP

dan papan tulis

5 3. Pengayakan dan Analisis Ayak

3.1. Pelaporan hasil ayakan

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,


Minggu

ke


Metode

Pembelajaran

3.2. Alat-Alat Pengayak dan

prinsip kerja-nya

papan tulis, komputer

dan infokus

6 3. Pengayakan dan Analisis Ayak

(lanjutan)

3.2. Alat-Alat Pengayak

(lanjutan)

3.3. Estimasi Efisiensi Ayakan

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,


dan infokus

7 4. Prinsip dan Alat-Alat filtrasi

4.1. Jenis-jenis filtrasi

4.2. Faktor-faktor yang

berpengaruh

4.3. Pemilihan Filter

4.4. Klasifikasi Filter

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP

dan papan tulis

8

4. Prinsip dan Alat-Alat filtrasi

(lanjutan)

4.5. Jenis-jenis filter dan prinsip

kerjanya

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,


dan infokus

9

5. Dasar-dasar Perancangan Filter

5.1. Aliran Fluida dalam media

Berpori

5.2. Dasar Perancangan Filter

Batch

Ceramah, diskusi,

menggunakan QHP,

papan tulis.

10

5. Dasar-dasar Perancangan Filter

(lanjutan)


Batch (lanjut)


Kontinyu

Ceramah, diskusi,

menggunakan QHP,

papan tulis

11 6. Evaporator: Prinsip Kerja dan Alat Ceramah, diskusi,


Minggu

ke


Metode

Pembelajaran

6.1. Pengurangan kadar Air

6.2. Prinsip Kerja Evaporator

6.3. Jenis-jenis Evaporator

menggunakan OHP,

papan tulis, computer

dan infokus

12

6. Evaporator: Prinsip Kerja dan Alat

(lanjutan)

6.4. Jenis-jenis evaporator

(lanjutan)

6.5. Pemilihan Evaporator

6.6. Falling Film Evaporator

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,


dan infokus

13

6. Evaporator: Prinsip dan kerja Alat

(lanjutan)

6.7. Penghematan Energi dalam

Evaporasi

6.8. Peralatan Pembuat Vakum

7. Dasar Perancangan Evaporator

7.1. Perancangan single effect

evaporator

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,


dan infokus

14 7. Dasar Perancangan Evaporator

7.2. Perancangan multiple effect

evaporator

Ceramah, diskusi,

menggunakan OHP,

papan tulis.


Penjabaran Rencana Kegiatan Belajar Mingguan (RKBM):

1. Kuliah Minggu 1

Menjelaskan tentang aturan main dalam kuliah AIK, buku-buku teks yang

digunakan, cara assessment, jadwal ujian sisipan, tugas-tugas. Menjelaskan

secara ringkas isi kuliah keseluruhandan strukturnya (overview, outline).

Menjelaskan hubungan antara matakuliah AIK dengan matakuliah lain.

2. Kuliah Minggu 2

Menjelaskan sifat-sifat padatan yang penting diketahui dalam proses

kominusi: ukuran dan ukuran ekivalen, berbagal macam definisi diameter

rata-rata partikel, bentuk dan faktor bentuk, densitas partikel dan densitas

bulk, porositas partikel tunggal dan porositas tumpukan partikel, kekerasan

partikel, sudut reposisi tumpukan partikel (angle of repose).

3. Kuliah Minggu 3

Menjelaskan tentang prinsip-prinsip reduksi ukuran (kominusi), berbagai

jenis alat kominusi untuk partikel ukuran besar dan sedang dan prinsip-

prinsip kerjanya

4. Kuliah Minggu 4

Menjelaskan konsep berbagai alat kominusi untuk partikel kecil dan mikro

(penghalusan butiran) serta prinsip-prinsip kejanya, unit kominusi dan

contoh-contoh riilnya. Menjelaskan berbagai cara estimasi konsumsi energi

dalam kominusi.

5. Kuliah Minggu 5

Menjelaskan tentang standar pengukuran berdasarkan ayakan standar,

konsep ukuran mesh, cara-cara pelaporan (penyajian data) hasil

pengukuran. Menjelaskan tentang konsep distribusi: distribusi frekwensi dan

kumulatif, berbagai basis distribusi ukuran dan cara konversinya.

Menjelaskan tentang beberapa alat ayakan industri dan prinsip-prinsip

kerjanya.


6. Kuliah Minggu 6

Menjelaskan lebih lanjut tentang beberapa alat ayakan industri. Penyusunan

neraca massa partikel pada ayakan dan cara perhitungan distribusinya.

Menjelaskan cara mengestimasi efisiensi ayakan.

7. Kuliah Minggu 7

Menjelaskan tentang prinsip-prinsip pemisahan padatan dan cairan dalam

sistim slurry, kategori/jenis-jenis filtrasi berdasarkan berbagai tinjauan

proses. Menjelaskan tentang berbagai faktor yang mempengaruhi proses

filtrasi. Aloritma pemilihan filter. Menjelaskan tentang kiasifikasi jenis-jenis

filter berdasar berbagai pertimbangan.

8. Kuliah Minggu 8

Menjelaskan tentang berbagai jenis filter di industri berdasarkan

klasifikasinya (batch/kontinyu) serta prinsip-prinsip kerjanya.

9. Kuliah Minggu 9

Menjelaskan konsep aliran fluida dalam media berponi yang menjadi dasar

fenomena filtrasi. Penerapan konsep dasar aliran fluida dalam perancangan

filter batch. Asumsi-asumsi yang diambil. Penyusunan persamaan

perancangan dan tinjauan atas faktor-faktor yang berpengaruh terhadap

parameter perancangan. Optimasi operasi filter batch.

10. Kuliah Minggu 10

Penyusunan persamaan perancangan filter kontinyu berbasis persamaan

pada filter batch, dan tinjauan atas faktor-faktor yang berpengaruh terhadap

parameter perancangan.


Menjelaskan prinsip dasar evaporasi, perbedaannya dengan distilasi,

pengeringan dan kristalisasi. Sifat-sifat larutan: kenaikan titik didih,

perubahan viskositas, pembusaan, kepekaan bahan dan lain-lain. Prinsip

kerja evaporator. Controlllng rate dalam proses evaporasi. Menjelaskan

tentang berbagal jenis evaporator industri dan prinsip kerjanya, perbedaan

dan persamaan antar alat. Manfaat dan kerugian masing-masing alat.



Melanjutkan penjelasan tentang berbagai jenis evaporator. Panduan dalam

pemilihan evaporator. Pembahasan lebih detil tentang falling film

evaporator, yang saat ini paling banyak digunakan di industri.


Menjelaskan tentang cara-cara penghematan energi dalam sistim evaporasi.

Menjelaskan tentang berbagai auxiliary equipment dalam unit evaporasi:

sistem vakum, sistem pengembunan uap. Dasar-dasar perancangan

evaporator: neraca massa dan panas sekitar sistim evaporasi.


Penyusunan persamaan perancangan untuk single effect evaporatordan

multiole effect evaporator. Asumsi-asumsi yang diambil.

Evaluasi:

1. Pemahaman tentang sifat-sifat padatan dan hubungannya dengan reduksi

ukuran partikel. Pemahaman tentang prinsip-prinsip kerja alat kominusi.

Kemampuan menganalisa ukuran partikel dan membuat distribusi ukuran

partikel, mengevaluasi kebutuhan energi pada kominusi.

2. Pemahaman tentang dasar-dasar fenomena filtrasi. Pemahaman tentang

prinsip-prinsip keija filter. Kemampuan dasar merancang filter batch dan

kontinyu.

3. Pemahaman tentang dasar-dasar evaporasi: sifat-sifat larutan. Pemahaman

tentang berbagai jenis evaporator dan sistim evaporasi, cara-cara

penghematan energi. Pemahaman tentang alat-alat pendukung sistim

evaporasi dan prinsip-prinsip kerjanya. Kemampuan dasar merancang

evaporator single effect dan multiple effect.

Bahan, Sumber Informasi dan Referensi:

Buku Wajib:

1. Mc Cabe, W.L., J.C. Smith and P. Harriot, 1985, Unit Operations of

Chemical Engineering, 4th ed., McGraw-Hill Book Company, Singapore.


2. Foust, A.S., L.A. Wenzel, C.W. Clump, L. Maus and L. B. Andersen, 1980,

Principles of Unit Operations, 2nd ed., John-Wiley and Sons, Inc., New York.

Buku Rujukan Tambahan:

1. Brown, G.G., et al., 1950, Unit Operations, John Wiley and Sons, Inc., New

York.

2. Sattler, K and H. J. Feindt, 1995, Thermal Separation Processes: Principles

and Design, VCH Publisher, Weinheim, Germany.

3. Rushton, A., A.S. Ward and R.G. Holdich, 1996, Solid-Liquid Filtration and

Separation Technology, VCH Publisher, Weinheim, Germany.

4. Coulson, J.M., J.F. Richardson and R.K. Sinnott, 1983, Chemical

Engineering Vol. 6 - Design, Pergamon Press, Oxford.

RPKPS

Documents

Transcript of RPKPS