Nama : Rhoma Dhianah NPM : 3335150032 Kelompok : A-4
1. Sebuah rangkaian sistem pemroses yang terdiri atas umpan berupa A murni dengan laju 100 kmol/jam. 80% dari A dan 40% dari B dalam alur 2 di daur ulang. Perbandingan mol A terhadap mol B dalam alur 1 adalah 5:1. Tentukan laju alir mol komponen A dan B pada setiap alur?
Diketahui :
Feed (A murni) Komponen A Komponen B Perbandingan mol
Ditanya : Jawab :
= 100 kmol/jam = 80% = 40%
=
Laju alir mol komponen A dan B setiap alur ?
Mula-mula tentukan jumlah komponen dan ubah dalam bentuk persamaan seperti berikut : Neraca Massa di Mixer (Alur 1) = + = + 100
− = … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . () = − = … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . … … . . ()
Nama : Rhoma Dhianah NPM : 3335150032 Kelompok : A-4
Neraca Massa di Reaktor (Alur 2) − =
− − = … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … () + = + − = … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … … … () Neraca Massa Output + =
+ − = … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … () + = + − = … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … () Neraca Massa pada Kondisi Tertentu = 0.8
− . = … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . () = 0.4 − . = … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . () = 5 − = … … … . … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . () Selanjutnya, ubah persamaan diatas kedalam bentuk matriks seperti berikut ini. 1 0 1 0 0 0 0 0 1
0 1 0 1 0 0 0 0 -5
0 0 -1 0 0 0 -1 0 0 0 -1 0 -1 0 1 0 -1 0 -0.8 0 1 0 -0.4 0 0 0 0
0 -1 0 0 0 1 0 1 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 -1 1 0 0 0 0 0
=
100 0 0 0 0 0 0 0 0
Nama : Rhoma Dhianah NPM : 3335150032 Kelompok : A-4
A
C
B
Pada soal ini nilai C yang akan dicari. Matriks diatas jika ditulis pada persamaan linier akan berbentuk : × = Sehingga untuk mencari nilai C menggunakan rumus yaitu,
= ( ) × Kemudian, matriks dan rumus diatas dimasukkan kedalam M-F ile seperti berikut.
Terakhir, klik Run dan hasil nilai C akan muncul pada layar Command Window seperti gambar berikut.
Nama : Rhoma Dhianah NPM : 3335150032 Kelompok : A-4
Dari hasil perhitungan menggunakan MATLAB dapat diketahui bahwa laju alir pada :
Alur 1 Komponen A Komponen B
= 227.2727 / = 45.4545 /
Alur 2 Komponen A Komponen B
= 159.0909 / = 113.6364 /
Alur 3 Komponen A Komponen B
= 127.2727 / = 45.4545 /
Alur 4 Komponen A Komponen B
= 31.8182 / = 68.1818 /
Reaksi →
= 68.1818 /
Nama : Rhoma Dhianah NPM : 3335150032 Kelompok : A-4
2. Sejumlah 100 kg/jam campuran gas metana (80%-berat) dan CO2 diumpankan ke dalam sebuah kolom absorber. Campuran gas ini dikontakkan dengan 100 kg/jam larutan MDEA yang mengandung 97%-berat MDEA dan 3%-berat CO2. Gas bersih yang keluar dari bagian atas kolom hanya mengandung 8%-berat CO2, dan larutan MDEA yang keluar dari bagian bawah kolom mengandung 0,5%-berat metana. Tentukan komposisi CO2 dan MDEA di bottom product?
Diketahui : NC = ? XC,CH4 = 0.92 XC,CO2 = 0.08
NM = 100 kg/jam XM,MDEV = 0.97 XM,CO2 = 0.03
NF = 100 kg/jam XF,CH4 = 0,8 XF,CO2 = 0.2
Ditanya Jawab
NB = ? XB,CH4 = 0.005 XB,CO2 = a XB,MDEV = (1-a-0.005) = (0.995-a)
: komposisi CO2 dan MDEA di bottom product? :
Mula-mula tentukan jumlah komponen dan ubah dalam bentuk persamaan seperti berikut : Neraca Massa Total + = +
100 + 100 = + = + … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … … … () = − … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … () Neraca Massa Komposisi CH4 × , = × , + × ,
100 × 0.8
= × 0.92 + × 0.005
Nama : Rhoma Dhianah NPM : 3335150032 Kelompok : A-4
= . + . … … … … … … … … … … … … … … … ( ) Substitusi persamaan (a) ke persamaan (2) : 80 = × 0.92 + × 0.005 80 = (200 − ) × 0.92 + × 0.005 80 = 184 − 0.92 + 0.005 0.915 = 104 = . Nilai NB yang didapat selanjutnya disubstitusi ke persamaan (a) dan didapat nilai NC : = 200 − = 200 − 113.66 = . Neraca Massa Komposisi MDEV × , = × ,
100 × 0.97
= 113.66 × ,
= . , … … … … … … … … … … … … … … … ( )
Neraca Massa Komposisi CO2 × , + × , = × , + × ,
100 × 0.2 + 100 × 0.03 = × 0.08 + 113.66 × , 20 + 3
= 0.08
+ 113.66,
= .
+ ., … … … … … … ( )
Selanjutnya, ubah persamaan diatas (persamaan 1,2,3 dan 4) kedalam bentuk matriks seperti berikut ini. 1 1 1 1 200 0.005 0.92 0 0 80 = 0 0 0 113.66 , 97
0
0.08
113.66 A
0
,
23
C
B
Pada soal ini nilai C yang akan dicari. Matriks diatas jika ditulis pada persamaan linier akan berbentuk : × = Sehingga untuk mencari nilai C menggunakan rumus yaitu,
Nama : Rhoma Dhianah NPM : 3335150032 Kelompok : A-4
= ( ) × Kemudian, matriks dan rumus diatas dimasukkan kedalam M-F ile seperti berikut.
Terakhir, klik Run dan hasil nilai C akan muncul pada layar Command Window seperti gambar berikut.
Nama : Rhoma Dhianah NPM : 3335150032 Kelompok : A-4
Dari hasil perhitungan menggunakan MATLAB dapat diketahui bahwa komposisi di bottom product untuk :
,
, (komposisi MDEV) = 0.8534 = 85.34%
(komposisi CO2)
= 0.1416 = 14.16%
