Merupakan suatu kesatuan Merupakan suatu kesatuan hubungan antara satuan operasi dengan berbagai variabel operasinya dengan berbagai variabel operasinya
Closed System dan Open System Closed System dan Open System Sebuah vessel menyimpan cairan 1000 kg. Tak ada materi yang masuk maupun keluar vessel. Perubahan hanya terjadi di dalam sistem
Sebuah vessel menyimpan cairan 1000 kg. Misalnya ditambahkan cairan 100 kg/min , dan dikeluarkan cairan 100 kg/min. Ada materi yang masuk maupun keluar vessel. Disebut juga flow system Disebut juga flow system
100 kg/min
100 kg/min
1000 kg 1000 kg 1000 kg
Sistem Ajeg dan Tidak Ajeg Sistem Ajeg dan Tidak Ajeg Sistem Ajeg = Steady State = Kontinu • Jika laju penambahan cairan = laju pengeluaran cairan, maka sistem disebut steady state. Disebut juga steady state process • Semua kondisi proses (suhu, tekanan, massa, laju alir) tetap k t f konstan fungsi waktu. i kt • Disebut juga Continous Proces, dimana materi masuk dan keluar sistem tanpa ada interupsi keluar sistem tanpa ada interupsi. • Jika laju alir penambahan bahan sama dengan laju pengeluaran bahan maka sistem disebut steady state pengeluaran bahan, maka sistem disebut steady state
Sistem tidak ajeg = Unsteady State • Jika Jika laju penambahan bahan tidak laju penambahan bahan tidak sama dengan laju sama dengan laju pengeluaran bahan, maka sistem disebut unsteady state. • Disebut juga unsteady state (transient process) jika tidak j g y ( p )j semua kondisi proses (suhu, tekanan, massa, laju alir) konstan fungsi waktu atau laju alir masuk dan keluar sistem bervariasi d dengan waktu. k
Contoh Steady State • •
Unsteady state Unsteady state
Input = Output + Accumulation 100 = 100 + (0)
• •
Input = Output + Accumulation 100 = 90 + (10)
100 kg/min 100 kg/min
1000 kg
100 kg/min
90 kg/min
1000 kg 1000 kg
Batch process Batch process • Proses dengan jumlah materi dalam sistem p p p tetap setiap waktu operasi. • Mula‐mula bahan dimasukkan dalam sistem, sesudah proses berlangsung dan dianggap sesudah proses berlangsung dan dianggap selesai, kemudian bahan dikeluarkan. • Misal : – proses pencampuran bahan , baik yang disertai proses pencampuran bahan baik yang disertai reaksi kimia, biokimia atau tidak
S i B t h/S i C ti Semi Batch/Semi Continue Process P • Proses dengan jumlah materi tetap setiap waktu operasi. • Bahan dimasukkan dalam sistem saat proses berlangsung dalam waktu tertentu, namun tak ada yang dikeluarkan. Jika operasi selesai bahan dikeluarkan. • Atau bahan dikeluarkan dalam waktu tertentu, namun tak ada bahan yang dimasukkan y g
Konversi‐Selektivitas‐Rendemen
1. Conversion moles (or mass) of feed (or compound in the feed) that react % conversion = 100 % conversion 100 moles (or mass) of feed (or compound in the feed) introduced Contoh : 14,4 kg CO2 terbentuk dari reaksi 10 kg C7H16 dengan oksigen . Hitung prosentase C7H16 yang terkonversi menjadi CO2 . Reaksi : C7H16+ 11O2 7CO2 + 8 H2O C7H16 yang ekivalen dengan CO2 dalam produk adalah : 14,4 kg CO2 1 14,4 kg CO 1 kgmol kgmol CO2 1 kg mol C 1 kg mol C7H16 = 0,0468 kgmol 0,0468 kgmol C7H16 44,0 kg CO2 7 kgmol CO2 C7H16 dalam reaktan = 10 kgC g 7H16 g C7H16 = 0,0999 kgmol , g C7H16 16 1 kgmol 100,1 kg C7H16 % konversi = 100 (0,0468 kg mol reacted /0,0999 kgmol fed) = 46,8% of the C7H16
2 Selectivity 2. Selectivity Is the ratio of the moles of a particular (usually the desired) product produced to the moles of another ((usually p y undesired or by yp product)) p product produced in a set reaction Contoh : Metanol (CH3OH) dapat dikonversi menjadi ethylen (C2H4) atau propilen (C3H6) dengan reaksi : 2 CH3OH C2H4 + 2 H2O 3 CH3OH C3H6 + 3 H2O Berapa selektivitas C2H4 relatif terhadap C3H6 pada 80% konversi CH3OH ? Jawaban : Dari grafik, grafik pada 80% konversi dihasilkan C2H4 sebanyak 19 mol , sedang C3H6 = 8 mol. Selektivitas nya = (19/8) = 2,4 mol C2H4 per mol C3H6
3. Yield (Rendemen) •
Based on feed The amount (mass or moles) of desired product obtained divided by the amount of the key (frequently the limiting) reactant feed.
.
Contoh • 10 gram batu 10 gram batu gamping dianalisa kadar CaO nya, diperoleh nya, diperoleh hasil 4,6 gram 4,6 gram Yieldnya = (4,6/10)(100%) = 46%
3. Yield (Rendemen) •
Based on theoretical consumption of the limiting reactant The amount (mass or moles) of a product obtained divided by the theoretical (expected) amount of the limiting reactant in the chemical reaction equation(s) if it were completely consumed.
Contoh : Based on theoretical consumption of the limiting reactant C6H12O6 (glucose) + 0,118 NH3 0,59 CH1,74N0,2O0,45 (biomass) + 0,43 C3H8O3 (Glycerol) + 1,54 CO2 + 1,3 C2H5OH (ethanol) + 0,03 H2O Calculate the theoretical yield of biomass (in g of biomass per g of glucose). Also calculate the yield of ethanol (in g of ethanol per g of glucose) Basis : 0,59 gmol of biomass 0,59 gmol biomass 23,74 g biomass 1 gmol glucose = 0,0778 g biomass/g glucose 1 gmol glucose 1 gmol 1 gmol glucose 1 gmol biomass 180 g glucose biomass 180 g glucose 1,3 gmol C2H5OH 46 g C2H5OH 1 gmol glucose = 0,332 g C2H5OH/g glucose 1 gmol glucose 1 gmol C2H5OH 180 g glucose
