Alat Industri Kimia Sella (autosaved).docx

ALAT INDUSTRI KIMIA

Sella Rahmawati

KIMIA INDUSTRI SMK NEGERI 3 BANJARBARU

Maret 2019

1

KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat dan hidayah-Nya saya dapat menyelesaikan tugas. Saya mengucapkan terima kasih kepada guru selaku pembimbing.Sehingga saya dapat menyusun semuanya disini. Saya menyadari bahwa ini masih banyak kekurangannya, maka dari itu saya mohon bimbingannya bila terdapat kekeliruan dalam penulisan ini, Baik dari materi maupun dari penulisannya yang lain. Saya mengharapkan kritik dan saran dari pembaca agar penulisan berikutnya menjadi lebih baik. Akhir kata, saya berharap semoga semua ini bisa bermanfaat khususnya bagi saya sendiri dan umumnya bagi pembaca. DAFTAR ISI KATA PENGANTAR…................................................................................................................2 DAFTAR ISI...................................................................................................................................2 BAB I ALAT PENGALIR FLUIDA (POMPA DANKOMPRESOR)......................................................................................................................3 BAB II ALAT PENGALIR ZAT PADAT (CONVEYOR)........................................................................8 BAB III PERALATAN PROSES PEMBESARAN....................................................................................15 BAB IV ALAT PEREAKSI (REAKTOR) .................................................................................................16 PENUTUP KESIMPULAN..............................................................................................................................22

BAB I

2

POMPA DAN KOMPRESOR

Pompa Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu cairan(fluida) dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut. Kenaikan tekanan cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan pengaliran. Hambatan-hambatan pengaliran itu dapat berupa perbedaan tekanan, perbedaan ketinggian atau hambatan gesek. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran. Pompa dapat di kelompokan dengan beberapa kriteria, salah satunya sistem klasifikasi pompa berdasarkan pada bagaimana energi ditambahkan pada fluida yang dipompa dan secara garis besar dapat dibagi menjadi: 2. Pompa perpindahan positif (positive displacement pump) yaitu pompa yang bekerja menghisap zat cair, kemudian menekan zat cair tersebut, selanjutnya zat cair dikeluarkan melalui katup atau lubang keluar. Pada pompa ini fluida yang dihisap sama dengan fluida yang dikeluarkan. Pompa langkah positif terbagi atas pompa reciprocating, pompa diafragma dan pompa rotari Penjelasan dari masing-masing pompa adalah sebagai berikut: a.Pompa reciprocating

Pompa reciprocating adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak pompa diubah menjadi energi aliran dari zat cair yang dipindahkan dengan menggunakan elemen yang bergerak bolak-balik di dalam sebuah silinder. Elemen yang bergerak bolak-balik itu dapat berupa Torak atau plunyer. Pompa reciprocating biasanya digunakan untuk memindahkan fluida kental dan

3

digunakan pada sumur minyak. Contoh dari pompa reciprocating adalah pompa Torak, pompa plunyer dan pompa diapraghma. b.Pompa rotari Pompa rotari adalah pompa perpindahan positif dimana energi ditransmisikan dari mesin penggerak ke cairan dengan menggunakan elemen yang berputar di dalam rumah (casing). Pada waktu elemen berputar, di dalam rumah pompa berbentuk ruangan yang mula-mula volumenya berkurang (pada sisi tekan). Karena putaran elemen tersebut konstan maka aliran zat cair yang dihasilkan hampir merata. Pompa rotari banyak digunakan pada pemompaan cairan yang viskositasnya lebih tinggi dari air. Contoh dari pompa rotari adalah pompa gear, pompa lube, pompa screw dan pompa baling- baling. Pompa rotodinamik (rotodynamic pump atau non positive displacement pump) Dimana energi yang ditambahkan pada fluida kerja di dalam pompa secara kontinyu dinaikkan kecepatannya, kemudian dilakukan penurunan kecepatan fluida di bagian lain dalam pompa untuk mendapatkan energi tekan. Pompa Rotodinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut beroperasi yaitu impeler yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida. Penjelasan dari masing-masing pompa adalah sebagai berikut: a.Pompa sentrifugal

yaitu pompa yang prinsip kerjanya merubah energi mekanik dalam bentuk kerja poros menjadi energi tekanan fluida. b.Pompa peripheral

4

dan pompa spesial merupakan pompa dengan efek khusus dan digunakan untuk kondisi yang khusus pula di lokasi industri. Pada program praktik Instalasi Pompa dan Kompresor, jenis pompa yang digunakan yaitu pompa sentrifugal. Pompa Sentrifugal Pada pompa sentrifugal, energi penggerak dari luar diberikan kepada poros yang kemudian digunakan untuk menggerakkan baling-baling yang disebut impeller. Impeller memutar cairan yang masuk ke dalam pompa sehingga mengakibatkan energi tekanan dan energi kinetik cairan bertambah. Cairan akan terlempar ke luar akibat gaya sentrifugal yang ditimbulkan gerakan impeler. Cairan yang keluar dari impeller ditampung oleh saluran berbentuk volut (spiral) di keliling impeller dan disalurkan ke luar pompa melalui difuser. Di dalam difuser ini sebagian energi kecepatan akan diubah menjadi energi tekanan. Prinsip Kerja Pompa sentrifugal Prinsip dasar pompa sentrifugal adalah sebagai berikut:  Gaya sentrifugal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida ke sisi luar sehingga kecepatan fluida meningkat  Kecepatan fluida yang tinggi diubah oleh casing pompa (volute atau diffuser) menjadi tekanan head .  Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam hal jet pump oleh tekanan buatan  Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada kecepatan tinggi.  Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Kompresor Kompresor merupakan mesin untuk menaikkan tekanan udara dengan cara memampatkan gas atau udara yang kerjanya didapat dari poros. Kompresor biasanya bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor bekerja pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfir maka kompresor disebut sebagai penguat (booster), dan jika kompresor bekerja dibawah tekanan

5

atmosfir maka disebut pompa vakum. Gas mempunyai kemampuan besar untuk menyimpan energi persatuan volume dengan menaikkan tekanannya, namun ada hal-hal yang harus diperhatikan yaitu : kenaikan temperatur pada pemampatan, pendinginan pada pemuaian, dan kebocoran yang mudah terjadi. Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement kompresor dan Dynamic kompresor (Turbo). Positive Displacement kompresor, terdiri atas Reciprocating dan Rotari. Sedangkan Dynamic kompresor (turbo) terdiri atas Centrifugal, axial dan ejector

Kompresor Piston / Torak

Pada program praktik Instalasi Pompa dan Kompresor, jenis kompresor yang digunakan yaitu kompresor torak. Kompresor Torak (bolak-balik) terdiri dari 3 jenis yaitu : • Kompresor Torak Aksi Tunggal. Kompresor Torak dengan hanya mempunyai satu silinder, dengan gerakan torak yang bolak balik di dalamnya. • Kompresor Torak Aksi Ganda. Kompresor Torak dengan mempunyai jumlah silinder lebih dari satu, dibuat dengan maksud untuk memperoleh kapasitas yang lebih besar atau tekanan yang lebih besar. • Kompresor Diafragma. Kompresor diafragma ini termasuk ke dalam jenis kompresor torak. Penempatan torak dipisahkan dengan ruangan penyedotan oleh sebuah diafragma. Kompresor jenis ini banyak digunakan dalam industri bahan makanan, industri farmasi dan kimia. Prinsip kerja dari kompresor ini ialah dengan cara mengatur katup masukan udara dan diisap oleh torak yang gerakannya naik turun sesuai dengan bentuk katup. Kompresor torak atau kompresor bolakbalik pada dasarnya adalah mengubah gerakan bolak- balik Torak. Gerakan ini diperoleh dengan menggunakan poros engkol dan batang penggerak yang menghasilkan gerak bolak-balik pada torak. Gerakan torak akan menghisap udara ke dalam silinder dan memampatkannya.Langkah kerja kompresor torak hampir sama dengan konsep kerja motor torak.

6

Langkah Kerja Kompresor Torak: Urutan proses kompresor torak adalah berikut. Langkah pertama adalah langkah hisap, torak bergerak ke bawah oleh tarikan engkol. Di dalam ruang silinder tekanan menjadi vakum di bawah 1 atmosfir, katup hisap terbuka karena perbedaan tekanan dan udara terhisap ke dalam ruang diatas torak. Kemudian torak bergerak keatas, katup hisap tertutup dan udara dimampatkan. Karena tekanan udara, katup keluar menjadi terbuka. Secara lengkap langkahlangkah kerjannya adalah sebagai berikut 1. Langkah Hisap Poros engkol berputar, torak bergerak dari TMA ke TMB. Kevakuman terjadi pada ruangan di dalam silinder, sehingga katub hisap terbuka oleh adanya perbedaan tekanan dan udara terhisap masuk ke dalam silinder 2. Langkah Kompresi Langkah kompresi terjadi saat torak bergerak TMB ke TMA, katup hiasap dan katup keluar tertutup sehingga udara dimampatkan di dalam silinder. 3. Langkah Keluar Bila torak meneruskan gerakannya ke TMA, tekanan di dalam silinder akan naik sehingga katup keluar oleh tekanan udara sehingga udara keluar memasuki tangki penyimpanan udara. Kompresor Torak Kerja Ganda Kompresor torak kerja ganda proses kerjanya tidak berbeda dengan kerja tunggal. Pada kerja ganda, setiap gerakan terjadi sekaligus langkah penghisapan dan pengkompresian. Dengan kerja ganda, kerja kompresor menjadi lebih efisien dan udara yang disimpan lebih banyak. Prinsip Kerja Kompresor Torak Kerja Ganda Pada saat torak bergerak kekanan maka terjadi pemampatan udara pada sisi sebelah kanan dan katub keluar sebelah kanan terbuka. Pada saat itu juga terjadi kevakuman pada ruang disebelah kiri torak, sehingga katub masuk terbuka dan udara dari saringan akan masuk ke ruang disebelah kiri torak. Setelah itu torak akan bergerak kekiri dan terjadi pemampatan udara pada sisi sebelah kiri torak dan katub keluar sebelah kiri akan terbuka. Pada saat yang sama juga terjadi kevakuman pada ruang disebelah kanan torak, sehingga katub masuk sebelah kanan terbuka dan udara dari saringan akan masuk ke ruang disebelah kanan dari torak Dengan kerja ganda, kerja kompresor menjadi lebih efesien

7

BAB II ALAT PENGALIR ZAT PADAT (CONVEYOR) Alat Pengalir Zat Padat Di dalam industri, bahan-bahan yang digunakan tidak jarang merupakan bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat transportasi khusus untuk mengangkut bahanbahan tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan. Salah satu jenis alat pengangkut yang sering digunakan adalah conveyor yang berfungsi untuk mengangkut bahan -bahan industri yang berbentuk padat. Pemilihan alat transportasi (conveying equipment) material padatan antara lain tergantung pada : Kapasitas material yang ditangani Jarak perpindahan material Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi Ukuran, bentuk dan sifat material Harga peralatan tersebut. Jenis-jenis alat transportasi zat padat adalah sebagai berikut : 1.B e l t Conveyor Belt conveyor pada dasarnya merupakan peralatan yang terdiri dari sabuk yang tahan terhadap pengangkutan benda padat. Sabuk yang digunakan pada belt conveyor ini dapat dibuat dari berbagai jenis bahan misalnya dari karet, plastik, kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan yang akan diangkut. Untuk mengangkut bahan -bahan yang panas, sabuk yang digunakan terbuat dari logam yang tahan terhadap panas. Karakteristik belt conveyor adalah sebagai berikut :  Jarak tempuh dapat bermil-mil.  Kecepatan s/d 5,08 m/detik = 1000 ft/menit.  Kapasitas s/d 4539 metric ton/jam = 5000 ton/jam.  Kemiringan : maksimum 30 derajat, biasanya 18-20 derajat  Bahan yang ditransfer tidak mengalami pengecilan ukuran.  Sederhana, paling banyak digunakan.  Sudut naik (elevasi) terbatas.  Tidak baik untuk mengangkut bahan yang mudah terbawa angin.  Baik untuk mengangkut tepung, granular, gumpalan

8

2 . C h a i n Conveyor Chain conveyor pada dasarnya adalah alat yang menggunakan rantai sebagai alat bantu untuk menggerakkan material. Chain conveyor dapat dibagi atas beberapa jenis conveyor, yaitu : Scraper Conveyor Apron Conveyor Bucket Conveyor Bucket Elevator a.Scraper Conveyor Scraper conveyor merupakan konveyor yang sederhana dan paling murah diantara jenis-jenis conveyor lainnya. Conveyor jenis ini dapat digunakan dengan kemiringan yang besar. Conveyor jenis ini digunakan untuk mengangkut material-material ringan yang tidak mudah rusak, seperti : abu, kayu dan kepingan.

Karakteristik dari scaper conveyor:  Dapat beroperasi dengan kemiringan sampat 45°.  Mempunyai kecepatan maksimum 150 ft/m.  Kapasitas pengangkutan hingga 360 ton/jam.  Harganya murah.

9

b.Apron Conveyor Apron Conveyor digunakan untuk variasi yang lebih luas dan untuk beban yang lebih berat dengan jarak yang pendek. Apron Conveyor yang sederhana terdiri dari dua rantai yang dibuat dari mata rantai yang dapat ditempa dan ditanggalkan dengan alat tambahan A. Palang kayu dipasang pada alat tambahan A diantara rantai dengan seluruh tumpuan dari tarikan conveyor. Untuk bahan yang berat dan pengangkutan yang lama dapat ditambahkan roda (roller) pada alat tambahan A. Selain digunakan roller, palang kayu dapat juga digantikan dengan plat baja untuk mengangkut bahan yang berat. Karakteristik dan apron conveyor: Dapat beroperasi dengan kemiringan hingga 25°. Kapasitas pcngangkutan hingga 100 ton/jam. Kecepatan maksimum 100 ft/m. Dapat digunakan untuk bahan yang kasar, berminyak maupun yang besar. Perawatan murah. c.Bucket Conveyor Bucket Conveyor sebenarnya merupakan bentuk yang menyerupai conveyor apron yang dalam. Karakteristik dari bucket conveyor : Bucket terbuat dari baja Bucket digerakkan dengan rantai Biaya relatif murah. Rangkaian sederhana. Dapat digunakan untuk mengangkut bahan bentuk bongkahan. Kecepatan sampai dengan 100 ft/m. Kapasitas kecil 100 ton/jam

10

d.Bucket Elevator Secara umum bucket elevator terdiri dari timba-timba (bucket ) yang dibawa oleh rantai atau sabuk yang bergerak. Timba-timba yang digunakan memiliki beberapa bentuk sesuai dengan fungsinya masing-masing. Bentuk - bentuk dari timba-timba dapat dibagi atas : a.Minneapolis Type Bentuk ini hampir dipakai di seluruh dunia. Dipergunakan untuk mengangkut butiran dan material kering yang sudah lumat. b.Buckets for Wet or Sticky Materials Bucket yang lebih datar dan dipergunakan untuk mengangkut material yang cenderung lengket. c.Stamped Steel Bucket for Crushed Rock Dipergunakan untuk mengangkut bongkahan -bongkahan besar dan material yang berat.

11

3.Screw Conveyor Jenis konveyor yang paling tepat untuk mengangkut bahan padat berbentuk halus atau bubur adalah konveyor sekrup (Screw conveyor ). Alat ini pada dasarnya terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi suatu sumbu sehingga bentuknya mirip sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight. Macam-macam flight adalah: 1.Sectional flight 2.Helicoid flight 3.Special flight, terbagi : cast iron flight ribbon flight cut flight Konveyor berfiight section (Gambar 2.6-a) dibuat dari pisau-pisau pendek yang disatukan -tiap pisau berpilin satu putaran penuh- dengan cara disimpul tepat pada tiap ujung sebuah pisau dengan paku keling sehingga akhirnya akan membentuk sebuah pilinan yang panjang. Sebuah helicoid flight, bentuknya seperti pita panjang yang berpilin mengelilingi suatu poros (Gambar 2.6-b). Untuk membentuk suatu konveyor, flight-flight itu disatukan dengan cara dilas tepat pada poros yang bersesuaian dengan pilinan berikutnya. Flight khusus digunakan dimana suhu dan tingkat kerusakan tinggi adalah flight cast iron. Flight-flight ini disusun sehingga membentuk sebuah konveyor (Gambar 2.6-c). Untuk bahan yang lengket, digunakan ribbon flight (Gambar 2.6-d). Untuk mengaduk digunakan cut flight (Gambar 2.6-e). Flight pengaduk ini dibuat dari flight biasa, yaitu dengan cara memotong-motong flight biasa lalu membelokkan potongannya ke berbagai arah. Untuk mendapatkan konveyor panjang yang lebih sederhana dan murah, biasanya konveyor tersebut itu disusun dari konveyor-konveyor pendek. Sepasang konveyor pendek disatukan dengan sebuah penahan yang disebut hanger dan disesuaikan pasangan pilinannya.

12

Tiap konveyor pendek mempunyai standar tertentu sehingga dapat dipasang dengan konveyor pendek lainnya, yaitu dengan cara memasukkan salah satu poros sebuah konveyor ke lubang yang terdapat pada poros konveyor yang satunya lagi





Screw conveyor secara keseluruhan  Screw Conveyor Coupling Screw Conveyor :a Sectional ; b. Helicoid; c. Cast Iron; d. Riboon ; e. Cut Flight

4.Pneumatic Conveyor Konveyor yang digunakan unluk mcngangkul bahan yang ringan atau berbentuk bongkahan kecil adalah konvenyor aliran udara (pneumatic conveyor ). Pada jenis konveyor ini bahan dalam bentuk suspensi diangkut oleh aliran udara. Pada konveyor ini banyak alat dipakai, antara lain:  Sebuah pompa atau kipas angin untuk menghasilkan aliran udara.  Sebuah cyclone untuk memisahkan partikel-partikel besar.  Sebuah kotak penyaring (bag filter) untuk menyaring debu. sebuah pompa cycloida akan menghasilkan kehampaan yang sedang dan sedotannya dihubungkan dengan sistem pengangkulan. Bahan -bahan akan terhisap naik melalui selang yang dapat dipindah-pindahkan ujungnya. Kemudian, aliran udara yang mengangkut bahan padat dalam bentuk suspensi akan menuju siklon dan selanjutnya menuju ke pompa. Jika bahan-bahan ini

13

mengandung debu, debu ini tentunya akan merusak pompa dan debu ini juga akan membahayakan jika dibuang ke udara, dengan kala lain debu adalah produk yang tidak diinginkan. Karenanya, sebuah kotak penyaring ditempatkan diantara siklon dan pompa. Jenis konveyor ini terutama digunakan untuk mengangkut bahan yang kebersihannya harus tetap terjaga baik (seperti biji-bijian, bahan-bahan lumat seperti soda abu, dan lain-lain) supaya keadaannya tetap baik dan tidak mengandung zat-zat beracun seperti timbal dan arsen. Konveyor ini juga dapat dipakai untuk mengangkut bahan-bahan yang berbentuk bongkahan kecil seperti chip kayu, bit pulp kering, dan bahan lainnya yang sejenis. Kadang-kadang juga digunakan bila jalan yang dilalui bahan berkelok-kelok atau jika bahan harus diangkat dan lain-lain hal yang pada tipe konveyor lainnya menyebabkan biaya pengoperasian lebih tinggi. Kecepatan aliran udara pada kecepatan rendah adalah 3000-7500 fpm dan pada kecepatan tinggi adalah 1000020000 fpm. Sedangkan jumlah udara yang digunakan untuk mengangkut tiap ton bahan per jam adalah 50-200 cfm, tergantung pada keadaan dan berat bahan,jarak dan kemiringan pengangkutan, dan lain-lain

14

BAB III PERALATAN PROSES PEMBESARAN PROSES PEMBESARAN

Proses pembesaran (size enlargement) adalah suatu pekerjaan untuk mengubah benda yang berukuran kecil menjadi benda yang berukuran lebih besar. Sebagai contoh misalnya dari serbuk menjadi butir-butir kecil atau dari butir-butir kecil menjadi tablet dan sebagainya. Proses pembesaran dapat diklasifikasikan sebagai berikut : Flokulasi (Flocculation) Fusi (Fusion) : Aglomerisasi, Nodulasi Pengompakkan (Compacting) : Briket, Pelet, Tablet, Granulasi Kadang-kadang ukuran linear juga dimasukkan ke dalam proses pembesaran. misalnya pembuatan barang-barang plastik dengan jalan mencetak butir-butir pasir, atau dari butir-butir pasir itu dibuat benang plastik yang panjang dan sebagainya. Proses ini dinamakan pencetakan (molding) dan ekstrusi (Extrusi)

15

BAB IV ALAT PEREAKSI (REAKTOR)

Reaktor adalah suatu alat proses tempat dimana terjadinya suatu reaksi berlangsung,baik itu reaksi kimia atau reaksi nuklir dan bukan secara fisika. Reaktor kimia adalah segalatempat terjadinya reaksi kimia, baik dalam ukuran kecil seperti tabung reaksi sampai ukuranyang besar seperti reaktor skala industry. Reaktor CSTR beroperasi pada kondisi steady statedan mudah dalam controltemperatur, tetapi waktu tinggal reaktan dalam reaktor ditentukanoleh laju alir dari umpan yang masuk atau keluar, maka waktu tinggal sangat terbatassehingga sulit mencapai konversi reaktan pervolume reaktor yang tinggi karena dibutuhkanreaktor dengan volume yang sangat besar (Smith, 1981).Reaktor adalah jantung dari proses kimia. Reaktor adalah suatu tempat proses dimanabahan-bahan diubah menjadi produk, dan perancangan reaktor untuk industri kimia harusmengikuti keperluan:1.Faktor kimia : reaksi kimia.2.Faktor transfer panas.3.Faktor transfer massa.4.Faktor keselamatan (Coulson, 1983).Continuous Stirred Tank Reactor adalah reaktor yang dirancang untuk mempelajariproses-proses penting dalam ilmu kimia. Reaktor jenis ini merupakan salah satu dari 3 tipereaktor yang bisa bersifat interchangeablepada unit service reaktor. Reaksi dimonitor olehprobekonduktivitas dari larutan yang berubah dengan konversi dari reaktan menjadi produk.Artinya ini merupakan proses titrasi yang tidak akurat dan tidak efisien dimana ini digunakanuntuk memonitor perkembangan reaksi yang tidak begitu penting. Reaksi yang terjadi adalahreaksi safonifikasietil asetat dengan menggunakan NaOH yang dilakukan pada kondisitekanan dan temperatur yang aman (Tim Dosen Teknik Kimia, 2009). Reaktor adalah suatu alat proses tempat di mana terjadinya suatu reaksi berlangsung, baik itu reaksi kimia atau nuklir dan bukan secara fisika. Dengan terjadinya reaksi inilah suatu bahan berubah ke bentuk bahan lainnya, perubahannya ada yang terjadi secara spontan alias terjadi dengan sendirinya atau bisa juga butuh bantuan energi seperti panas (contoh energi yang paling umum). Perubahan yang dimaksud adalah perubahan kimia, jadi terjadi perubahan bahan bukan fase misalnya dari air menjadi uap yang merupakan reaksi fisika.

16

Dalam teknik kimia, Reaktor kimia adalah suatu bejana tempat berlangsungnya reaksi kimia. Rancangan dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia. Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakan efisiensi kinerja reaktor, sehingga didapatkan hasil produk dibandingkan masukan (input) yang besar dengan biaya yang minimum, baik itu biaya modal maupun operasi. Tentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya operasi biasanya termasuk besarnya energi yang akan diberikan atau diambil, harga bahan baku, upah operator, dll. Perubahan energi dalam suatu reaktor kimia bisa karena adanya suatu pemanasan atau pendinginan, penambahan atau pengurangan tekanan, gaya gesekan (pengaduk dan cairan), dll. Berikut ini merupakan macam-macam reaktor: 1. Reaktor Batch a. Reaktor Semi Batch 2. Reaktor Konyinyu a. CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) b. PFR (Plug Flow Reaktor) c. PBR (Packed Bed Reaktor) 3. Bio Reaktor Diatas merupakan macam-macam reaktor,. dan untuk pengertiannya yaitu sebagai berikut: 1. Reaktor Batch Reaktor Batch merupakan raktor yang menghasilkan produk dengan basis tiap satuan batch. Dalam satu kali proses batch, reaktan dikonversi menjadi produk dalam waktu tertentu hingga kesetimbangan tercapai atau reaktan habis bereaksi. Dalam reaktor batch, konversi (X) berubah setiap saat sebagai fungsi waktu hingga kesetimbangan tercapai atau reaktan habis bereaksi dalam satu batch. a. Dalam reaktor Batch, terdapat juga reaktor semibatch. Reaktor Semi Batch merupakan jenis reaktor yang digunakan untuk meningkatkan selektivitas reaksi fase cair. Sebagai contoh, dua reaksi simultan berikut ini: Reaksi pertama menghasilkan produk D A+B è D Kecepatan reaksinya: rD = kC2ACB Reaksi kedua menghasilkan produk U A+B è U Kecepatan reaksinya: rU = kUCAC2B Selektivitas (S D/U) = kD.C^2A.CB / kU.CA.C^2B = kD.CA / kU.CB

17

Selektivitas merupakan angka yang menunjukkan seberapa besar reaksi membentuk produk yang kita inginkan (D) dibandingkan produk yang tidak kita inginkan (U), yaitu dengan menjaga konsentrasi A tetap tinggi dan konsentrasi B rendah, dengan begitu maka dapat meningkatkan pembentukan produk D dan menurunkan pembentukan produk U. 2. Reaktor Kontinyu Reaktor kontinyu merupakan reaktor yang beroperasi secara terus-meneru dimana reaktan akan terus mengalir dan diikuti reaksi disepanjang reaktor. Semakin besar/panjang ukuran reaktor maka kesempatan reaktan untuk bereaksi akan semakin besar karena waktu reaksinya lebih lama. Dengan kata lain, waktu tinggal berbanding lurus dengan volume reaktor, sehingga dapat dikatakan konversi (X) merupakan fungsi volume reaktor. Ada beberapa macam reaktor yang masuk kedalam reaktor kontinyu, yaitu: Reaktor CSTR, PFR dan PBR. Berikut akan penulis jelaskan definisi dari macam-macam reaktor kontinyu. a. CSTR (Continuous Stirred Tank Reaktor) Reaktor CSTR yaitu reaktor yang dapat digunakan untuk reaksi homogen dimana suhu, konsentrasi dan kecepatan reaksi diantara zat-zat yang bereaksi sama di semua posisi reaktor atau dapat dikatakan konsentrasi dan kecepatan reaksi bukan fungsi waktu dan posisi dalam reaktor. b. PFR (Plug-Flow Reactor) Reaktor PFR merupakan reaktor jenis kontinyu yang berbentuk pipa, sehingga di sepanjang reaktor terjadi perubahan konsentrasi, suhu dan kecepatan reaksi baik arah axial maupun radial. Reaktan masuk kemudian mengalir disepanjang reaktor dan bereaksi sehingga konversi meningkat dengan meningkatnya panjang reaktor. c. PBR (Packed-Bed Reaktor) Reaktor PBR merupakan reaktor tubular yang didalamnya terdapat partikel katalis. Pada dasarnya persamaan neraca massa PBR sama dengan neraca massa PFR, hanya perhitungan pada berat katalisnya (w) yang berbeda. 3. Bioreaktor Dari yang paling sederhana sampai yang paling kompleks, proses biologis dapat digolongkan sebagai fermentasi, proses fisiologis dasar dan tindakan hidup entitas. Selanjutnya fermentasi dapat dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu: 1. mereka dipromosikan dan dikatalisasi oleh mikroganisme atau mikroba (ragi, bakteri, ganggang, jamur dan protozoa), 2. mereka dipromosikan oleh enzim (bahan kimia yang diproduksi oleh mikroganisme). Secara umum fermentasi adalah reaksi dimana bahan baku organik diubah menjadi produk oleh aksi mikroba atau oleh aksi enzim didalam sebuah tempat yang disebut bioreaktor atau fermentor. Berdasarkan Bentuknya Reaktor Alir Pipa Reaktor alir pipa desebut ideal jika zat-zat pereaksi dan hasil reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh pemampang pipa. Di reaktor komposisi , suhu dan tekanan diseluruh penampang reaktor selalu sama. Perbedaan komposisi, suhu dan tekanan hanya terjadi di sepanjang dinding reaktor. Reaktor jenis ini banyak digunakan

18

dalam industri dengan zat pereaksi atau reaktan berupa fase gas atau cair dengan kapasitas produksi yang cukup besar. Reaktor tangki ideal adalah bila pengadukan sempurna, sehingga komposisi dan suhu di dalam reaktor setiap saat selalu uniform. Dapat di pakai untuk proses batch, semi baatch dan proses alir Reaktor Batch Reaktor batch adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan dan stoikiometri.Reaktor ini biasanya sangat cocok untuk pokduksi berkapasitas kecil. Reaktor alir ada dua jenis yaitu: Reaktor Alir Tangki Berpengaduk Reaktor Alir Tangki Berpengaduk ( RATB ) merupakan reaktor yang paling sering dijumpai dalam industri kimia. Pada industri berskala besar pengoperasian reaktor alir tangki berpengaduk meliputi tiga tahap yaitu pengisian reaktor tinggi overflow, kondisi kontinyu dan kontinyu steady state. Evaluasi variabel-variabel operasi sangat mudah dilakukan pada kondisi steady state. Reaktor Alir Tangki Berpengaduk ( RATB ) ini dipanaskan baik menggunakan sistim tertutup di dalam tangki atau jaket yang mengelilingi tangki. Pada tangki pencampur yang digunakan pada reaktor kimia, dua fluida atau lebih direaksikan bersama untuk menghasilkan suatu fluida yang berbeda dari fluida sebelumnya. Reaksi ini terjadi pada temperatur tertentu yang harus dipertahankan tetap besarnya atau konstans agar dapat dihasilkan temperatur dan jenis fluida keluaran yang diinginkan. Reaktor Alir Pipa Reaktor alir pipa desebut ideal jika zat-zat pereaksi dan hasil reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh pemampang pipa. Di reaktor komposisi , suhu dan tekanan diseluruh penampang reaktor selalu sama. Perbedaan komposisi, suhu dan tekanan hanya terjadi di sepanjang dinding reaktor. Reaktor jenis ini banyak digunakan dalam industri dengan zat pereaksi atau reaktan berupa fase gas atau cair dengan kapasitas produksi yang cukup besar. Reaktor Semi Batch Para reaktor batch semi mungkin adalah jenis yang palingsering reaktor dalam industri kimia,terutama di cabang kimia halus, di laboratorium kimia organik dan dalam proses bioteknologi. Motivasi untuk Menggunakan Semi-Batch Reaktor 1. Kontrol konsentrasi reaktan untuk meningkatkan selektivitas reaksi. 2. Penambahan reaksi sedikit demi sedikit untuk mengontrol istribusi komposisi produk (e.g polimerisasi). 3. Kontrol produksi panas reaksi (reaksi eksoterm). 4. Hindari toksisitas substrat untuk memproduksi organisme atau enzim yang terisolasi. 5. Penghapusan produk untuk meningkatkan konversi dan selektivitas. 6. Hindari akumulasi memberi reaksi terhadap dekomposisi termal. 7. Simulasikan produksi berkelanjutan terutama untuk skala kecil. Dalam kontras yang mengejutkan, reaktor batch semi adalah yang paling dibahas dalam kimia dan biokimia industri. Alasan utama bagiperbedaan ini adalah kesulitan dalam mendapatkan solusi analitis dari persamaan diferensial yang menggambarkan suatu jenis reaktor. Selain itu, di reaktor semi-batch segalanya biasanya bervariasi, konsentrasi, suhu dan volume. Metodologi

19

yang kami gunakan dalam Tentu saja, bagaimanapun, memberikan pendekatan yang lurus ke depan untuk solusi dari masalah ini. mulai dari bahan dasar dan menyeimbangkan energi,solusi dari persamaan diferensial yang mengatur mudah diperoleh denganintegrasi numerik, misalnya menggunakan BerkeleyMadonna. Alat tersebutjuga memungkinkan lurus ke depan optimasi profil makan. Berdasarkan Keadan Operasinya Reaktor Isotermal Reaktor Isotermal adalah jika umpan atau fluida yang masuk dan tercampur dalam reaktor maka aliran fluida yang keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama Reaktor Adiabatis Reaktor Adiabatis adalah tidak ada perpindahan panas antara reactor dengan sekelilingnya. Ditinjau dari segi operasionalnya, reactor adiabatic yang paling sederhana, cukup dengan menyekat reactor, sehingga tidak ada panas yang hilang ke sekelilingnya. Reaktor Fixed Bed Reaktor Fixed Bed adalah reaktor dengan menggunakan katalis padat yang diam dan zat pereaksi berfase gas. Butiran-butiran katalisator yang biasa dipakai dalam reaktor fixed bed adalah katalisator yang berlubang di bagian tengah, karena luas permukaan persatuan berat lebih besar jika dibandingkan dengan butiran katalisator berbentuk silinder, dan aliran gas lebih lancar. Reaktor Fluidized Bed Reaktor Fluidzed Bed adalah jenis reaktor kimia yang dapat digunakan untuk mereaksikan bahan dalam keadaan banyak fasa. Reaktor jenis ini menggunakan fluida (cairan atau gas) yang dialirkan melalui katalis padatan (biasanya berbentuk butiran-butiran kecil) dengan kecepatan yang cukup sehingga katalis akan terolak sedemikian rupa dan akhirnya katalis tersebut dapat dianalogikan sebagai fluida juga Bubble Tank.Bubble Tank adalah jenis reaktor kimia yang dapat digunakan untuk mereaksikan bahan dalam keadaan banyak fasa. Reaktor jenis ini menggunakan fluida (cairan atau gas) yang dialirkan melalui katalis padatan (biasanya berbentuk butiran-butiran kecil) dengan kecepatan yang cukup sehingga katalis akan terolak sedemikian rupa dan akhirnya katalis tersebut dapat dianalogikan sebagai fluida juga. Agitate Tank Agitate Tank adalah digunakan untuk menyediakan reservoir penyimpanan untuk batch campuran dari mixer kecepatan geser tinggi. Tiiga fungsi utama dari Agitate Tank : 1.Persamaan gelembung udara terjebak selama proses pencampuran. 2.Agitate bertindk sebagai reservoir penyimpanan untuk batch campuran yang memungkinkan kelangsungan penyediaan dipertahankan untuk pompa. 3.Agitate dari dayung khusus bebentuk menjaga campuran dalam suspensi sebelum pemompaan. Spray Tower Spray Tower adalah perangkat kontrol terutama digunakan untuk pengkondisian gas ( pendingin dan pelembab ) atau untuk tahap pertama atau penghapus partikel gas. Mereka juga digunakan di banyak gas cerombnong desulfurisasi sistem untuk mngurangi penumpukan plugging dan skala oleh polutan. Beberapa ubahan yang memengaruhi rancangan reaktor: Waktu tinggal Volum (V) Temperatur (T)

20

Tekanan (P) Konsentrasi senyawa (C1, C2, C3, ...,Cn Koefisien perpindahan panas (h, U), dll. Adapun beberapa jenis reaktor sebagai brikut: 1.RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk) RATB dikenal juga sebagai RTIK (Reaktor Tangki Ideal Kontinu). Di RATB, satu atau lebih reaktan masuk ke dalam suatu bejana berpengaduk dan bersamaan dengan itu sejumlah yang sama (produk) dikeluarkan dari reaktor. Pengaduk dirancang sehingga campuran teraduk dengan sempurna dan diharapkan reaksi berlangsung secara optimal. Waktu tinggal dapat diketahui dengan membagi volum reaktor dengan kecepatan volumetrik cairan yang masuk reaktor. Dengan perhitungan kinetika kimia, konversi suatu reaktor dapat diketahui. Beberapa hal penting mengenai RATB: Reaktor berlangsung secara steady-state, sehingga jumlah yang masuk setara dengan jumlah yang ke luar reaktor jika tidak tentu reaktor akan berkurang atau bertambah isinya. Perhitungan RATB mengasumsikan pengadukan terjadi secara sempurna sehingga semua titik dalam reaktor memiliki komposisi yang sama. Dengan asumsi ini, komposisi keluar reaktor selalu sama dengan bahan di dalam reaktor. Seringkali, untuk menghemat digunakan banyak reaktor yang disusun secara seri daripada menggunakan reaktor tunggal yang besar. Sehingga reaktor yang di belakang akan memiliki komposisi produk yang lebih besar dibanding di depannya. Dapat dilihat, bahwa dengan jumlah RATB kecil yang tak terbatas model perhitungan akan menyerupai perhitungan untuk RAP. 2.RAP (Reaktor Alir Pipa) RAP dikenal juga sebagai RAS (Reaktor aliran Sumbat). Dalam RAP, satu atau lebih reaktan dipompa ke dalam suatu pipa. Biasanya reaksi yang menggunakan RAP adalah reaksi fase gas. Reaksi kimia berlangsung sepanjang pipa sehingga semakin panjang pipa konversi akan semakin tinggi. Namun tidak semudah ini menaikkan konversi, dalam RAP konversi terjadi secara gradien, 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. Artinya, untuk mencapai konversi 100% panjang pipa yang dibutuhkan adalah tak terh 3.Reaktor Semi-Batch Reaktor jenis berlangsung secara batch dan kontinyu secara bersamaan. Contoh paling sederhana misalnya tangki fermentor, ragi dimasukkan sekali ke dalam tangki (secara batch) namun CO2 yang dihasilkannya dikeluarkan secara kontinyu. Contoh lainnya adalah klorinasi, suatu reaksi cair-gas, gas digelembungkan secara kontinyu dari dasar tangki agar bereaksi dengan cairan di tangki yang diam (batch).

21

PENUTUP KESIMPULAN 1.Dapat disimpulkan bahwa dalam pegetahuan ini kita tahu alat-alat pengalir fluida seperti pompa dan kompresor dalam proses industry kimia.selain megenal alatnya kita juga tahu langkah langkah kerja,jenis alat maupun macam-macam alat nya. 2.Pada bab II yaitu alat pengalir zat padat seperti conveyor yang berfungsi untuk mengalirkan zat padat tertentu. 3.Dalam peralatan proes pembesaran dapat di klasifikasikan yaitu flokulasi,fusi dan pengompakkan 4.Alat pereaksi (reactor) ada berbagai macam yang biasanya digunakan oleh perusahaanperusahaan untung pengadukkan Sekian dari yang saya sampaikan apabila ada kekeliruan,ataupun hal-hal yang kurang, Terima kasih.

22