BAB I TUJUAN Tujuan dari praktikum tubular reaktor ini yaitu : 1. Mencari data tentang sifat reaktor nyata. n yata. 2. Mencari residence time distribution dalam reaktor tubular. 3. Mencari dispersion number dalam reaktor tubular. 4. Mencari volume efektif dalam reaktor tubular.
BAB II DASAR TEORI Reaktor kontinyu dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) atau Continous Stirred Tank Reaktor (CSTR) dan Reaktor Alir Pipa (RAP) atu Plug Flow Reaktor (PFR). Keduanya dapat dipasang single (tunggal) atau multiple (seri dan paralel). PFR merupakan reaktor yang mempunyai karakteristik dan memiliki cirri khas dimana perubahan konversi reaksi akan bertambah seiring dengan bertambahnya panjang reaktor. Perilaku ideal pada PFR adalah menyerupai aliran sumbat sehingga disini tidak terjadi pencampuran ke arah aksial dan semua molekul mempunyai waktu tinggal di dalam reaktor sama besar. Dalam PFR backmixing dapat terjadi secara incidental (Levenspiel, 1972).
2.1
Pengertian PFR
Reaktor PFR (Plug Flow Reaktor ) merupakan suatu reaktor berbentuk pipa yang beroperasi secara kontinyu. Dalam PFR selama operasi berlangsung bahan baku dimasukkan terus menerus dan produk reaksi akan dikeluarkan secara terus menerus sehinga disini tidak terjadi pencampuran ke arah aksial dan semua molekul mempunyai waktu tinggal di dalam reaktor sama besar. PFR biasa digunakan untuk mempelajari beberapa proses penting seperti reaksi termal dan reaksi kimia plasma dalam aliran gas yang cepat serta daerah katalisis. Dalam beberapa kasus, hasil yang didapat tidak hanya membantu kita dalam memahami karakteristik proses-proses kimia, tetapi juga dapat memberikan memberikan kita pengertian pengertian praktis dari proses-proses proses-proses kimia yang yang penting. Di dalam PFR, fluida mengalir dengan perlakuan yang sama sehingga waktu tinggal (τ) sama untuk semua elemen fluida. Fluida sejenis yang mengalir melalui reaktor ideal disebut plug. Saat plug mengalir sepanjang PFR, fluida bercampur sempurna dalam arah radial bukan dalam arah axial (dari arah depan atau belakang). Setiap plug dengan volumen berbeda
dinyatakan sebagai kesatuan yang terpisah-pisah (hampir seperti batck reaktor) saat dia mengalir turun melalui pipa PFR. Untuk keadaan tertentu kadang diperlukan pencampuran awal terhadap bahan baku sebelum diumpankan ke dalam reaktor. PFR beraliran aksial berukuran dengan rentang diameter 1-15 cm, sedangkan PFR beraliran radial mempunyai diameter besar hingga bermeter-meter. PFR sebagai reaktor tunggal dapat mempunyai panjang lebih dari 1000 meter yang dibentuk sedemikian rupa untuk menyesuaikan ruang. PFR juga dapat disusun secara berangkai dalam bentuk parallel ataupun seri (Wikipedia, 2007). Dalam PFR konsentrasi bahan baku tinggi pada saat masuk reaktor, selanjutnya akan menurun secara perlahan karena terkonversi menjadi produk di sepanjang pipa. Sebagai reaktor yang dioperasikan secara kontinyu makan dalam kondisi steady state pada PFR tidak terjadi akumulasi. Reaksi kimia berlangsung sepanjang pipa terjadi secara gradual, sehingga semakin panjang pipa konversi akan semakin tinggi. Namun tidak semudah ini menaikan konversi; pada awalnya kecepatan reaksi berlangsung secara cepat namun setelah panjang pipa tertentu jumlah reaktan akan berkurang dan kecepatan reaksi berlangsung lebih lambat dan akan makin lambat seiring panjangnya pipa. Dengan kenyataan tersebut unuk mencapai konversi 100% panjang pipa yang dibutuhkan adalah tak terhingga (dapat dilihat pada Gambar 2.1) .
X
Jarak sepanjang reactor t Gambar 2.1 Hubungan antara panjang reaktor dengan konversi dalam PFR
Beberapa hal penting mengenai PFR : 1) Perhitungan dalam PFR mengasumsikan tidak terjadi pencampuran kea rah aksial. 2) Katalisator dapat dimasukkan melaluin titik yang berbeda dari titik masukan, diharapkan reaksi lebih optimal dan penghematan. 3) PFR memiliki konversi yang lebih besar dibanding Continous Stirred Tank Reaktor (CSTR) dalam volume yang sama. Artinya, dengan waktu
tinggal yang sama PFR memberikan hasil yang lebih besar disbanding CSTR.
PFR mempunyai kelebihan antara lain : 1) Tingkat perubahannya besar dalam setiap volumenya. 2) Bekerja dalam periode waktu yang cukup lama tanpa tenaga kerja sehingga upah produksi rendah. 3) Perpindahan kalornya baik sekali. 4) Operasinya terus-menerus. Selain itu juga mempunyai kekurangan antara lain : 1) Tingginya temperature yang tidak diinginkan dapat terjadi. 2) Proses pemberhentian dan perawatannya mahal.
2.2
Jenis-Jenis PFR
Reaktor PFR ada bermacam-macam antara lain : 1) Reaktor Alir Pipa Biasanya
berupa
gas-gas,cair-cair
dimana
reaksi
tidak
menimbulkan panas yang terlalu tinggi. Reaktor memiliki aliran plug flow yang optimal untuk kecepatan reaksi tetapi cukup sulit untuk alat
transfer panasnya. panasnya. 2) Reaktor Pipa Shell And Tube Seperti reaktor pipa di atas tetapi berupa beberapa pipa yang disusun dalam sebuah shell, reaksi berjalan di dalam pipa pipa dan pemanas/pendingin di shell. Alat ini digunakan apabila dibutuhkan
sistem transfer panas dalam reaktor. Suhu dan konversi tidak homogen di semua titik. 3) Fixed Bed Reaktor berbentuk pipa besar yang didalamnya berisi katalisator padat. Bisanya digunakan untuk reaksi fasa gas dengan katalisator padat. Apabila diperlukan proses transfer panas yang cukup besar biasanya berbentuk fixed bed multitube, dimana reaktan bereaksi di dalam tube2 berisi katalisator dan pemanas/pendingin mengalir di luar tube di dalam shell. 4) Fluidized Bed Reactor Biasanya digunakan untuk reaksi fasa gas katalisator padat dengan umur katalisator yang sangat pendek sehingga harus cepat diregenerasi. Atau padatan dalam reactor adalah reaktan yang bereaksi menjadi produk.
2.3
Skema Diagram PFR
Cairan akan melalui PFR yang dapat dimodelkan sebagai mengalir melalui reaktor sebagai rangkaian jauh tipis koheren "colokan", masingmasing dengan komposisi yang seragam, bepergian dalam arah aksial dari reaktor, dengan masing-masing konektor memiliki komposisi yang berbeda dari yang sebelumnya dan setelah itu.Asumsi utama adalah bahwa sebagai plug mengalir melalui suatu PFR, fluida sempurna dicampur dalam arah radial tetapi tidak dalam arah aksial (maju atau mundur).
Gambar 2.2 Diagram skematik dari PFR
Setiap pasang volume diferensial dianggap sebagai entitas yang terpisah, efektif reaktor tangki sangat kecil terus diaduk, membatasi volume nol. Seperti mengalir menuruni PFR tubular, waktu tinggal ( τ) dari steker adalah fungsi dari posisinya dalam reaktor. Dalam PFR yang ideal, distribusi waktu tinggal karena itu merupakan Dirac delta fungsi dengan nilai yang sama.
2.4
Persamaan PFR
Reaktor pipa ideal disebut plug flow reaktor karena aliran fuida di dalam reaktor ini menyerupai sumbat, Reaktan dan produk mengalir di dalam reactor sumbat dengan kecepatan yang benar-benar rata. Komposisi fluida yang mengalir bervariasi sepanjang arah aliran, sehingga neracca material suatu komponen ditinjau di dalam segmen volume (dV). Untuk mengetahui hubungan waktu reaksi dengan konsentrasi reaktan dalam PFR, terlebih dulu ditinjau neracca material pada reaktor, kemudian dilakukan integrasi, selanjutnya dihasilkan space time sebagai persamaan karakteristik PFR (Levenspiel, 1972).
Neraca material komponen A di dalam PFR massa masuk = massa keluar + massa akumulasi + massa hilang dalam reaksi Ditinjau : segmen volume dV FA = (FA + dFA) + 0 + (-r A) dV Dimana : dFA + d [FAo (1-XA)] = -FAo dXA FA = FA - FAo dXA + (-rA) dV FAo dXA = (-rA) dV
Dengan mengintegrasikan segmen dV, hasil V adalah sebagian volume untuk PFR neraca keseluruhan.
∫ = ∫ Dimana: FA0 = laju umpan A yang bersifat konstan
= ∫
C ∫ ∫ A0
2.5 Residence Time Time Distribution (RTD) Residence Time Distribution (RTD) dari suatu reaktor kimia adalah
suatu fungsi distribusi yang menguraikan sejumlah waktu suatu unsur-unsur fluida di dalam reaktor. RTD digunakan untuk menandai pencampuran dan aliran di dalam reaktor serta untuk membandingkan perilaku reaktor nyata dengan model-model reaktor yang ideal. Hal ini bermanfaat, tidak hanya untuk memecahkan masalah pada reaktor yang ada, tetapi juga di dalam menaksir hasil konversi dari suatu reaksi serta untuk merancang reaktor. Teori dari RTD secara umum dimulai dengan tiga anggapan, yaitu : 1) Reaktor dalam keadaan steady-state. 2) Transportasi di lubang masuk dan keluar berlangsung hanya oleh pemompaan. 3) fluida incompressible (tak termampatkan).
RDT diukur dengan memasukkan suatu tracer yang tidak reaktif kedalam sistim di lubang masuk. Konsentrasi tracer itu diubah menurut suatu fungsi yang diketahui dan respon ditemukan dengan mengukur konsentrasi tracer di saluran keluar. Tracer yang dipilih mestinya tidak termodifikasi karakteristik fisik dari fluida (densitas dan viskositas sama) dan penambahan tracer juga mestinya tidak termodifikasi kondisi-kondisi yang hidrodinamik. Pada umumnya, pengamatan RTD ini dapat dilakukan dengan metode pulse atau metode step. Metode-metode lain memungkinkan, tetapi
memerlukan lebih banyak kalkulasi untuk menganalisa kurva RTD (Wikipedia, 2008).
2.5.1
Metode Pulse
Metode ini memerlukan suatu pemasukan suatu volume yang sangat kecil dari tracer di lubang masuk dari reaktor, seperti mendekati fungsi delta dirac. Meski suatu injeksi pendek tak terbatas tidak bisa dihasilkan, dapat dilakukan jauh lebih kecil daripada waktu tinggal rata-rata bejana. Jika suatu massa dari tracer , dimasukkan ke dalam suatu reaktor dari volume dan suaty waktu
tinggal yang diharakan dari , hasil kurva dari konsentrasi terhadap waktu dapat diubah menjadi suatu kurva RTD dengan hubungan sebagai berikut :
∫ ∫ Kurva ideal yang dihasilkan pada metode pulse untuk reaktor jenis PFR ialah sebagai sebagai berikut : C
t Gambar 2.3 Kurva ideal konsentrasi terhadap waktu dengan metode pulse
2.5.2
Metode Step
Di dalam suatu metode step, konsentrassi tracer di lubang masuk reaktor berubah secara tiba-tiba dari nol ke konsentrasi tertentu. Konsentrasi tracer di saluran keluar diukur dan yang
dinormalkan ke konsentrasi tertentu untuk memperoleh kurva yang tidak dimensional. Berikut ialah persamaan dari metode step :
= ∫ dC
step
Kurva ideal yang dihasilkan pada metode step untuk reaktor jenis PFR ialah sebagai sebagai berikut : C
t Gambar 2.4 Kurva konsentrasi terhadap waktu dengan metode step
2.6
Variansi
Pengamatan variansi berfungsi untuk mengetahui tingkat kelebaran dari suatu kurva distribusi, dalam hal ini ialah kurva RTD dari metode pulse. Variansi dari kurva RTD dengan menggunakan metode pulse ini dapat digunakan untuk mengindentifikasi bentuk sumbat ( plug) yang terjadi dari suatu aliran fluida. Variansi dinyatakan dengan lambing
. Suatu PFR yang 2
ideal, yaitu alirannya benar-benar sumbat mempunyai nilai variansi nol. Dengan kata lain semakin kecil nilai variansi dari suatu kurva RTD maka semakin
menyerupai
dengan
karakteristik
dari
reaktor
jenis
PFR
(Levenspiel, (Levenspiel, 1972). Variansi dari suatu kurva RTD dapat dihitung dengan menggunakan rumus di bawah ini :
2
∫ ∫ = = - ∫ ∫
2.7
Dispersion Number
Menurut Levenspiel (1972), dispersion number merupakan bilangan tak berdimensi. Dispersion number sering digunakan untuk mengetahui terjadinya backmixing di dalam suatu reaktor jenis PFR. Dispersion number
dikembangkan dengan (D/ ). Berikut ialah persamaan yang sering digunakan untuk dispersion number.
( ) Dari nilai dispersion number dapat diketahui tingkat error atau backmixing yangterjadi pada suatu aliran fluida di dalam reaktor jenis PFR.
Beriktu adalah tingkat error dan nilai dispersion number:
< 0,01 Error < 0,5% jika < 0,001 Error < 5% jika
2.8
Sifat Aliran
Dalam aliran kondisi mantap (steady state) dikenal dua rejim aliran atau pola aliran yang tergantung kepada kecepatan rata-rata aliran (v),
densitas ( ), viskositas fluida ( ) dan diameter pipa (D). kedua rejim alirantersebtu diatur oleh hokum-hukum yang berbeda sehingga perlu dipelajari secara keseluruhan. k eseluruhan.
2.8.1
Rejim Aliran Laminer
Rejim aliran laminer mempunyai ciri-ciri sebagai berikut : 1) Terjadi pada kecepatan rendah 2) Fluida cenderung mengalir tanpa adanya pencampuran lateral 3) Berlapis-lapis seperti kartu 4) Tidak ada arus tegak lurus arah aliran 5) Tidak ada pusaran (arus eddy)
2.8.2
Rejim Aliran Transisi
Rejim aliran yang terbentuk di antara rejim laminar dan turbulen adalah rejil transisi. Penentuan rejim aliran dilakukan dengan menentukan bilangantak berdimensi yaitu bilangan Reynolds Reynolds ( Reynolds
Number,
N Re).
Bilangan
Reynolds
merupakan
perbandingan antara garis dinamis dari aliran massa terhadap tegangan geser yang disebabkan oleh viskositas cairan.
2.8.3
Rejim Aliran Turbulen
Rejim aliran turbulen mempunyai ciri-ciri sebagai berikut : 1) Terjadi pada kecepatan rendah 2) Fluida cenderung mengalir tanpa adanya pencampuran lateral 3) Berlapis-lapis seperti kartu 4) Tidak ada arus tegak lurus arah aliran 5) Tidak ada pusaran (arus eddy)
BAB III METODOLOGI 1.1
Kalibrasi Laju Alir
Isi tangki penampung (pipa) penuh dengan air
Buka ½ valve sirkulasi, tutup valve utama, buka penuh valve keluaran.
Buka valve utama ¼ terbuka, lakukan pengukuran debit di saluran keluaran.
Ulangi langkah di atas dengan bukaan ½, ¼, dan terbuka penuh
1.2
Tahap Karakterisasi 1.2.1
Metode Pulse
Isi penuh volume reactor dengan air yang berasal dari saluran utama (umpan 1)
Alirkan tracer dengan volume tertentu, segera tutup kembali.
Secara bersamaan lakukan sampling di bagian keluaran reactor.
Hasil sampling ukur absorbansinya, absorbansinya, bandingkan dengan tabung reaksi yang telah diisi berbagai macam konsentrasi tracer
Buat kurva hubungan antara konsentrasi dengan waktu
Membuka valve utama saluran injeksi Sampling dilakukan pada beberapa buah wadah plastik
Cocokkan warnanya
1.2.2
Metode Step
Isi penuh volume reactor dengan air yang berasal darisaluran utama (umpan 1)
Masukkan Tracer secara kontinyu dengan cara membuka valve utama saluran injeksi.
Secara bersamaan lakukan beberapa sampling di bagian keluaran reaktor
Cocokkan warna sampling dengan warna tracer yang telah disediakan dalam beberapa konsentrasi
Buat kurva hubungan antara konsentrasi sampling dengan waktu keluaran reaktor
1.3
Alat yang Digunakan
1. Reaktor pipa dengan bahan plexy glass berdiameter 16 mm dan panjang 4,034 m 2. Gelas ukur 500 ml 3. Wadah plastik
1.4
Bahan yang Digunakan
1. Air 2. Pewarna makanan
BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 4.1
METODE PULSE 4.1.1
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap Waktu
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap Waktu pada Metode Pulse 350 300
) m250 p p ( i s 200 a r t 150 n e s n100 o K
Laminer Transisi Turbulen
50 0
0
5
10
15
Waktu (s)
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap Waktu pada Aliran Laminer 350 300
) m250 p p ( i s 200 a r t n150 e s n100 o K 50 0 0
2
4
6 Waktu (s)
8
10
12
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap Waktu pada Aliran Transisi 200 180 ) 160 m p140 p ( i s 120 a100 r t n 80 e s n 60 o K 40 20 0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Waktu (s)
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap Waktu pada Aliran Turbulen 300
) 250 m p200 p ( i s a r t 150 n e s 100 n o K 50 0 0
2
4
6
8
Waktu (s)
10
12
14
4.1.2
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap t.C
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap t.C pada Aliran Laminer 1400 1200
) m1000 p p ( i s 800 a r t 600 n e s n 400 o K 200 0 0
2
4
6
8
10
12
Waktu (s)
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap t.C pada Aliran Transisi 1600 1400
) m1200 p p1000 ( i s a r t 800 n e s 600 n o K 400 200 0 0
2
4
6
8 Waktu (s)
10
12
14
16
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap t.C pada Aliran Turbulen 1800 1600
) 1400 m p1200 p ( i s 1000 a r t 800 n e s 600 n o K 400 200 0 0
5
10
15
20
25
Waktu (s)
4.1.3
2
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap t .C
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap t2C pada Aliran Laminer 7000 6000
) m5000 p p ( i s 4000 a r t 3000 n e s n2000 o K 1000 0 0
2
4
6 Waktu (s)
8
10
12
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap t2C pada pa da Aliran Transisi Transisi 14000 12000
) m10000 p p ( i s 8000 a r t n 6000 e s n 4000 o K 2000 0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Waktu (s)
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap t2C pada Aliran Turbulen 12000
) 10000 m p 8000 p ( i s a r t 6000 n e s 4000 n o K 2000 0 0
5
10
15 Waktu (s)
20
25
4.2
METODE STEP 4.2.1
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap Waktu
Kurva Hubungan Konsentrasi terhadap Waktu Waktu pada Metode Step 25
) 20 m p p ( i s 15 a r t n10 e s n o K 5
Laminer Transisi Turbulen
0 0
100
200
300
400
Waktu (sekon)
Kurva Hubungan Waktu terhadap Perubahan Konsentrasi pada Aliran Laminer 16 14 12
) s 10 ( u t k 8 a W6 4 2 0 0
50
100
150
Konsentrasi (ppm)
200
250
Kurva Hubungan Waktu terhadap Perubahan Konsentrasi pada Aliran Transisi 16 14 12
) s 10 ( u t k 8 a W6 4 2 0 0
50
100
150
200
250
300
350
Konsentrasi (ppm)
Kurva Hubungan Waktu terhadap Perubahan Konsentrasi pada Aliran Turbulen 25 20
) s ( 15 u t k a10 W 5 0 0
50
100
150 Konsentrasi (ppm)
200
250
300
4.3
Pembahasan
Paada praktikum tubular reaktor ini pada prinsipnya menggunakan metode PFR (Plug Flow Reactor). Dimana fluida dialirkan pada pipa lurus dengan arah aliran horizhontal. Fluida yang digunakan berupa air yang dicampur dengan pewarna. Dimana yang akan dicatat adalah variasi konsentrasi warna dengan waktu, dan yang akan dihitung adalah RTD, volume efektif dan dispersion number. Untuk menghitung tiga variabel tersebut digunakan dua metode yakni metode pulse dan metode step. Prinsip metode pulse yaitu dengan menginjeksikan pewarna dengan volume yang sangat kecil. Didapat nilai RTD untuk aliran laminer 5,076 s; transier 7,411 s dan turbulen 8,528 s , nilai ini menandai pencampuran dan aliran di dalam reaktor sehingga dapat membandingkan waktu dari reaktor nyata dengan reaktor ideal. Dari hasil percobaan didapat bahwa semakin besar laju alir maka nilai RTD semakin besar. 3
3
Volume efektif efektif untuk aliran laminer 0,477 0,477 m ; transier 0,767 m dan 3
turbulen 1,381 m . Dispersion number untuk aliran laminer 0,501; transier 0,515 dan turbulen 0,374. Dispersion number menunjukkan tingkat error yang terjadi pada reaktor. Dari nilai tersebut semua aliran fluida di dalam reaktor PFR ini memiliki tingkat error lebih dari 5%. Prinsip metode step yaitu dengan meng-injeksikan pewarna secara kontinyu berbeda dengan metode pulse. Sama seperti metode pulse nilai dari RTD dipengaruhi oleh laju alir, yaitu semakin besar laju alir fluida semakin besar pula nilai RTD. Untuk nilai RTD dari metode step relatif lebih besar dibanding metode pulse. Untuk nilai dari volume efektif dipengaruhi laju alir dan RTD sama seperti metode pulse. Tetapi nilai dari volume efektif menggunakan metode step cenderung lebih besar.
BAB V KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat dapat diambil dari praktikum tubular reactor ini yaitu : 1. Nilai dari volume efektif reaktor nyata berbeda dengan nilai volume reaktor ideal. 2. Nilai RTD : Jenis Aliran
Metode Pulse
Metode Step
Laminer
4, 294 s
5,076 s
Transier
7,667 s
7,411 s
Turbulen
10,919 s
8,528 s
3. Nilai dispersion number, laminer 0,501; transier 0,515 dan turbulen 0,374. 3
3
4. Nilai volume efektif : 0,477 m ; transier 0,767 m dan turbulen 1,381 m Jenis aliran
Laminer Transier Turbulen
Metode Pulse
Metode Step
0,477 m
3
0,767 m
3
1,381 m
3
3
.
DAFTAR PUSTAKA Levenspiel, Octave.1972. Chemical Reaction Engineering. Canada: John Willey & Sons, Inc. Rahayu, E. S. dan Widyanti, E. M. 2001. Teknik Reaksi Kimia. Bandung: Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung. University oh Michigan. 2008. Distribution of Residence Times for Chemical Reaktors (on line).
Wikipedia.
2012.
Residence
Time
Distribution
http://en.wikipedia.org/wiki/Residence_Time_Distribution. 2008.
(on
line).
(September)
LAMPIRAN A DATA PENGAMATAN A.1 Dimensi Reaktor
D = 15,5 mm = 0,0155 m L = 4,05 m
A.2 Pengukuran Laju Alir
A.2.1 Umpan Pulse Volume
Waktu
Laju Alir
Laju alir
(ml)
(s)
(ml/s)
(m /s)
Laminer
500
6.97
71.74
7.174x10
Transisi
500
6.33
78.98
7.898x10
Turbulen
500
5.18
96.52
9.652x10
Volume
Waktu
Laju Alir
Laju alir
(ml)
(sekon)
(ml/s)
(m /s)
Bukaan 1
500
7.36
67.93
6.793x10-5
Bukaan 2
500
5.54
90.25
9.025 x10
Bukaan 3
500
4.53
110.37
1.10x10
Jenis Aliran
3
-5 -5 -5
A.2.2 Umpan Step Bukaan Valve
A.3 Perubahan Konsentrasi Pada Aliran Laminer
A.3.1 Metode Pulse Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
1.14
5
1.74
145
2.45
245
3.07
230
3
-5
-4
3.58
215
4.13
295
4.66
175
5.19
215
5.7
145
6.2
145
6.58
90
7.01
20
7.61
20
8.12
20
8.57
20
9.04
20
9.55
20
10.1
20
10.58
20
11.08
15
A.3.2 Metode Step Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
0.9
5
1.48
10
1.98
15
2.57
20
3.17
30
3.81
100
4.4
125
5.06
135
5.8
155
6.38
180
6.96
205
7.79
210
8.56
210
9.18
210
9.83
210
10.41
210
11.07
210
11.72
210
12.43
210
13.39
210
A.4 Perubahan Konsentrasi Pada Aliran Transisi
A.4.1 Metode Pulse Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
0.83
20
1.65
20
2.44
20
3.18
20
3.75
20
4.46
100
5.18
140
5.86
125
6.55
125
7.15
120
7.77
190
8.52
70
9.19
40
9.87
50
10.48
35
11.21
30
11.86
20
12.51
15
13.2
15
13.79
15
A.4.2 Metode Step Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
1.13
10
1.67
10
2.32
10
2.87
10
3.44
15
4.07
15
4.74
15
5.33
30
5.93
55
6.56
90
7.11
110
7.68
145
8.4
205
9.03
210
9.66
225
10.25
250
10.86
280
11.4
300
12.02
300
12.68
300
13.25
300
14.02
300
14.86
300
A.5 Perubahan Konsentrasi Pada Aliran Turbulen
A.5.1 Metode Pulse Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
0.92
10
1.54
15
2.07
20
2.68
55
3.28
120
3.86
125
4.45
175
5.08
235
5.7
280
6.31
225
6.89
30
7.46
30
8.05
10
8.62
10
9.16
10
9.75
5
10.34
5
10.88
5
11.42
5
11.98
5
A.5.2 Metode Step Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
0.91
5
1.9
5
2.65
5
3.39
5
4.21
10
4.83
10
5.68
10
6.31
15
6.9
20
7.54
20
8.18
30
8.75
35
9.35
45
10.06
90
10.68
135
11.41
150
12.02
180
12.63
200
13.25
210
13.86
210
14.56
250
15.21
260
15.8
260
16.46
260
17.3
260
18.13
260
18.9
260
19.44
260
20.19
260
LAMPIRAN B PENGOLAHAN DATA B.1
METODE PULSE B.1.1 Perhitungan Space Time (τ)
a) Aliran Laminer
⁄ b) Aliran Transisi
⁄ c) Aliran Turbulen
⁄ B.1.2 Perhitungan Luas di Bawah Kurva
a) Aliran Laminer Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
2
t.C
t .C
1.14
5
5.7
6.498
1.74
145
252.3
439.002
2.45
245
600.25
1470.613
3.07
230
706.1
2167.727
3.58
215
769.7
2755.526
4.13
295
1218.35
5031.786
4.66
175
815.5
3800.23
5.19
215
1115.85
5791.262
5.7
145
826.5
4711.05
6.2
145
899
5573.8
6.58
90
592.2
3896.676
7.01
20
140.2
982.802
7.61
20
152.2
1158.242
8.12
20
162.4
1318.688
8.57
20
171.4
1468.898
9.04
20
180.8
1634.432
9.55
20
191
1824.05
10.1
20
202
2040.2
10.58
20
211.6
2238.728
11.08
15
166.2
1841.496
t.C
t .C
b) Aliran Transisi Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
2
0.83
20
16.6
13.778
1.65
20
33
54.45
2.44
20
48.8
119.072
3.18
20
63.6
202.248
3.75
20
75
281.25
4.46
100
446
1989.16
5.18
140
725.2
3756.536
5.86
125
732.5
4292.45
6.55
125
818.75
5362.813
7.15
120
858
6134.7
7.77
190
1476.3
11470.85
8.52
70
596.4
5081.328
9.19
40
367.6
3378.244
9.87
50
493.5
4870.845
10.48
35
366.8
3844.064
11.21
30
336.3
3769.923
11.86
20
237.2
2813.192
12.51
15
187.65
2347.502
13.2
15
198
2613.6
13.79
15
206.85
2852.462
c) Aliran Turbulen Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
t.C
t2.C
0.92
10
9.2
8.464
1.54
15
23.1
35.574
2.07
20
41.4
85.698
2.68
55
147.4
395.032
3.28
120
393.6
1291.008
3.86
125
482.5
1862.45
4.45
175
778.75
3465.438
5.08
235
1193.8
6064.504
5.7
280
1596
9097.2
6.31
225
1419.75
8958.623
6.89
30
206.7
1424.163
7.46
30
223.8
1669.548
8.05
10
80.5
648.025
8.62
10
86.2
743.044
9.16
10
91.6
839.056
9.75
5
48.75
475.3125
10.34
5
51.7
534.578
10.88
5
54.4
591.872
11.42
5
57.1
652.082
11.98
5
59.9
717.602
B.1.3 Perhitungan RTD
∫ ∫ a) Aliran Laminer
b) Aliran Transisi
c) Aliran Turbulen
B.1.4 Perhitungan Variansi
∫ ∫ a) Aliran Laminer
b) Aliran Transisi
c) Aliran Turbulen
B.1.5 Perhitungan Volume Efektif
a) Aliran Laminer
⁄ b) Aliran Transisi
⁄ c) Aliran Turbulen
⁄
B.1.6 Perhitungan Dispersion Number
[] a) Aliran Laminer
[ ] b) Aliran Transisi
[ ] c) Aliran Turbulen
[ ] B.2
METODE STEP B.2.1 Perhitungan Space Time (τ)
a) Aliran Laminer
⁄ b) Aliran Transisi
⁄ c) Aliran Turbulen
⁄
B.1.2 Perhitungan Luas di Bawah Kurva
a) Aliran Laminer Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
t.C
0.9
5
4.5
1.48
10
14.8
1.98
15
29.7
2.57
20
51.4
3.17
30
95.1
3.81
100
381
4.4
125
550
5.06
135
683.1
5.8
155
899
6.38
180
1148.4
6.96
205
1426.8
7.79
210
1635.9
8.56
210
1797.6
9.18
210
1927.8
9.83
210
2064.3
10.41
210
2186.1
11.07
210
2324.7
11.72
210
2461.2
12.43
210
2610.3
13.39
210
2811.9
b) Aliran Transisi Waktu, t (s) 1.13
Konsentrasi, C (ppm) 10
t.C 11.3
1.67
10
16.7
2.32
10
23.2
2.87
10
28.7
3.44
15
51.6
4.07
15
61.05
4.74
15
71.1
5.33
30
159.9
5.93
55
326.15
6.56
90
590.4
7.11
110
782.1
7.68
145
1113.6
8.4
205
1722
9.03
210
1896.3
9.66
225
2173.5
10.25
250
2562.5
10.86
280
3040.8
11.4
300
3420
12.02
300
3606
12.68
300
3804
13.25
300
3975
14.02
300
4206
14.86
300
4458
c) Aliran Turbulen Waktu, t (s)
Konsentrasi, C (ppm)
t.C
0.91
5
4.55
1.9
5
9.5
2.65
5
13.25
3.39
5
16.95
4.21
10
42.1
4.83
10
48.3
5.68
10
56.8
6.31
15
94.65
6.9
20
138
7.54
20
150.8
8.18
30
245.4
8.75
35
306.25
9.35
45
420.75
10.06
90
905.4
10.68
135
1441.8
11.41
150
1711.5
12.02
180
2163.6
12.63
200
2526
13.25
210
2782.5
13.86
210
2910.6
14.56
250
3640
15.21
260
3954.6
15.8
260
4108
16.46
260
4279.6
17.3
260
4498
18.13
260
4713.8
18.9
260
4914
19.44
260
5054.4
20.19
260
5249.4
B.1.3 Perhitungan RTD
a) Aliran Laminer
̅̅
b) Aliran Transisi
̅̅
c) Aliran Turbulen
̅̅
B.1.4 Perhitungan Volume Efektif Reaktor
a) Aliran Laminer
⁄ b) Aliran Transisi
⁄ c) Aliran Turbulen
⁄
