Studi Kasus - Kelompok 1
description
Transcript of Studi Kasus - Kelompok 1
Kelompok 1
1
MAKALAH PERISTIWA PERPINDAHAN
STUDI KASUS: KEBOCORAN KONTAINER ETANOL
KELOMPOK 1
Annisa Larasati ( 1306405761 )
Muhammad Madani ( 1306405755 )
Syafiq Rayza ( 1306370606 )
Yolla Miranda ( 1306414841 )
Zainah ( 1306405742 )
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK
2014
Kelompok 1
2
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena limpahan karunia
dari Nya penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Studi Kasus:
Kebocoran Kontainer Etanol”. Rasa syukur dan ucapan rasa terima kasih kepada
segala pihak yang senantiasa berpartisipasi atas penyeleaian makalah ini, kepada
Prof. Dr. Ir. Slamet, M.T, sebagai pembimbing utama mata kuliah Kimia Analitik,
beserta asisten yang telah membimbing dalam penyelesaian makalah ini.
Makalah yang berjudul “Studi Kasus: Kebocoran Kontainer Etanol” ini dibuat
untuk memenuhi tugas mata kuliah kimia analitik yang diberikan oleh dosen kami
Prof. Dr. Ir. Slamet, M.T, dalam rangka untuk membantu kami dalam memahami
materi peristiwa perpindahan. Adapun materi yang disampaikan berupa pendahuluan,
yang memuat latar belakang dan tujuan pembelajaran, daftar isi, studi kasus serta
pembahasannya, kesimpulan, serta daftar pustaka, yang berisi tentang berbagai
referensi yang kelompok kami gunakan dalam penyusunan makalah ini.
Kami menyadari adanya ketidaksempurnaan dalam penyusunan makalah
kami, oleh karena itu atas segala kekurangannya kami mohon maaf. Semoga makalah
ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang menggunakannya. Terima kasih atas
perhatiannya.
Depok, Desember 2014
Penulis
Kelompok 1
3
BAB I
PENDAHULUAN
I. LATAR BELAKANG
Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, atau alkohol, adalah
sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan
merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai tunggal, dengan rumus kimia C2H5OH
dan rumus empiris C2H6O.
Etanol dibuat dalam skala produksi dengan mereaksikan etena dengan
uap. Katalis yang digunakan adalah silikon dioksida padat yang dilapisi dengan
asam fosfat(V). Reaksi yang terjadi dapat balik (reversibel).
Hanya 5% dari etena yang diubah menjadi etanol pada setiap kali
pemasukan ke dalam reaktor. Dengan mengeluarkan etanol dari campuran
kesetimbangan dan mendaur-ulang etena, maka pengubahan etena menjadi etanol
secara keseluruhan dapat mencapai 95%.
II. TUJUAN PEMBELAJARAN
Tujuan dari studi kasus ini adalah yaitu:
a. Mengetahui waktu yang diperlukan untuk mengosongkan kontainer
b. Mengetahui volume yang dapat tertampung
c. Mengetahui dan memahami daya yang dibutuhkan untuk memindahkan
kembali etanol ke dalam kontainer.
d. Mengetahui keberadaan zat kontaminan yang mengendap
Kelompok 1
4
BAB II
ISI
Studi Kasus:
Sebuah perusahaan etanol dihebohkan dengan kebocoran kontainernya yang
disebabkan oleh kelalaian pegawai. Jika jari-jari bak kontainer kontaier adalah 1,5 m,
jari-jari lubang bocor adalah 0,005 m, lubang bocor tepat berada di bagian tengah
dasar kontainer. Apabila tinggi kontainer adalah 8,7 m dan saat itu para pegawai
belum mempersiapkan bak penampung untuk menampung tumpahan etanol,
berapakah volume yang dapat tertampung di bak penampung. Jika saat mulai
tumpahan, enam orang pegawai berlari dan mempersiapkan bak penampungan
membutuhkan waktu 180 s (asumsi kontainer berisi penuh etanol).
Jika saat itu sang manajer menyuruh memindahkan kembali etanol di bak
penampung ke tempat asalnya dalam waktu 5 menit dengan skema alur seperi gambar
dibawah ini, berapa daya pompa yang dibutuhkan?
Kelompok 1
5
Jika kapasitas maksimum pompa yang dimiliki perusahaan hanya 65 Hp,
apakah skema diatas benar ? jika salah, alternatif cara apa yang bisa dilakukan?
Manajer menyuruh karyawannya menggunakan maksimal 40% dari jumlah daya yang
ada di perusahaan tersebut.
Jika ternyata pada bak penampungan mengandung zat kontaminan dengan ρ =
3800 kg/m3 dan diameter 0,1 mm, serta tinggi air di bak penampung 12 m, apakah
saat pemompaan ke atas zat kontaminan mengendap pada larutan etanol?
Kelompok 1
6
Pembahasan Studi Kasus:
a. Larutan etanol yang bocor dari kontainer
1. Waktu untuk mengosongkan kontainer
2. Kecepatan aliran etanol yang jatuh
3. Debit aliran etanol yang jatuh
4. Volume total etanol
5. Volume etanol yang tumpah ke lantai
Kelompok 1
7
6. Volume yang tertampung
b. Pemindahan etanol ke tempat semula
Waktu untuk memindahkan = 5 menit = 300 s
Volume etanol di dalam bak = volume etanol yang tertampung =
1. Debit untuk memindahkan etanol ke tempat semula
2. Kecepatan aliran dalam pipa
3. Bilangan reynolds aliran etanol di dalam pipa
Kelompok 1
8
4. Faktor friksi aliran etanol di dalam pipa
5. Kehilangan friksi dalam pipa
6. Kehilangan friksi non pipa
7. Daya pompa yang dibutuhkan
Kelompok 1
9
c. Optimalisasi daya
Dengan skema yang berada pada studi kasus diatas, daya melampaui batas. Saran
yang bisa diberikan adalah dengan memperbesar diameter pipa, karena
W = 1/D
Dengan D = 0,4 m
<v> =
<v> = 2,78 m/s
Re =
Re =
Re = 69813,26
f = 0,0791
f = 4,8 x
<Ev> pipa = (14+5+0,8)
= 3,7
<Ev> non pipa =
= 3,86
= -9,8 x 6 – 3,7 – 3,86
= -66,36
W = Q
= 0,35 x 780 x 66,36
= 18116,28 W
= 24,29 HP
Kelompok 1
10
W yang disarankan maksimum oleh manager = 65 x 40% = 26 HP
Artinya dengan mengganti diameter pipa, daya bisa mencapai standar
d. Zat Kontaminan
f =
Re =
f =
f = g
f = (
f = (
f = (
f = 2,55 x .................(Buat Grafik)
f Re
50 0,5 12,5
1 100
0,5 5x 1,25 x
5000 5x 0,125
y = -84733x + 4.
y = -84733 (2,55) + 4.
Kelompok 1
11
y = 3,9 x ..............(acuan grafik halaman 192 edisi 1)
f =
3,9 x =
= 1,29 x
= 3,6 x m/s
v =
3,6 x m/s =
t = 3,33 x s
Jadi, saat pemompaan belum mengendap
Kelompok 1
12
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan dari makalah pemicu kedua kimia analitik ini adalah:
Pada setiap kasus perpindahan massa dan energi, perlu adanya identifikasi
masalah terlebih dahulu. Identifikasi masalah meliputi spesifikasi alat yang
digunakan, proses kerja, dan peristiwa-peristiwa lain yang mungkin terjadi pada alat
atau wadah tersebut. Setelah itu barulah membuat neraca energi dan massa yang
sesuai dilengkapi dengan rumus yang bersesuaian.
Kebanyakan dari peristiwa perpindahan di kehidupan sehari-hari terjadi
sangat kompleks, artinya banyak sistem yang bekerja dan tidak ada hanya satu faktor
yang mempengaruhi. Dalam kasus di makalah ini, kobocoran tangki dihitung
berdasarkan perpindahan massanya saja, namun sebenarnya ada perubahan tekanan
dan suhu. Dua faktor tersebut nilainya sangat kecil, sehingga diabaikan dalam
perhitungan. Selanjutnya waktu pengendapan pun tidak hanya dipengaruhi oleh aliran
di sekitar partikel, tetapi faktor lain seperti reaksi kimia sangat berpengaruh, namun
pada perhitungan diabaikan.
Jadi, dalam perhitungan peristiwa perpindahan, penguraian sistem yang
bekerja menjadi sangat penting, begitu juga dengan asumsi yang sekiranya ada
beberapa sistem yang tidak berpengaruh banyak akan mempersingkat perhitungan.
Kelompok 1
13
DAFTAR PUSTAKA
Bird, B. B.; Stewart, W. E.; Lightfoot, E. N. 1960. Transport phenomena, 1st edition.
New York: John Wiley and Sons.
Solomon, T.W.G. 1998. Fundamentals of Organic Chemistry, 5th edition. New York:
John Wiley and Sons.