380 likes | 833 Views
ATK I PROSES DAN VARIABEL PROSES. ASEP MUHAMAD SAMSUDIN, S.T.,M.T. Proses.
E N D
ATK I PROSES DAN VARIABEL PROSES ASEP MUHAMAD SAMSUDIN, S.T.,M.T.
Proses • PROSESadalahrangkaiandarisejumlahkegiatan (operasi) yang salingterikatsatudengan yang lain, membentuksistempengerjaansedemikianhinggabahanbakudapat diolah, dirubah/dikonversi menjadi produk baik secara fisika mupun kimia. • Bahan yang masuk ke sistem dinamakqn input atau umpan (feed) dan yang keluar disebut output atau produk (product) • Dalam proses ada beberapa variabel yang perlu diperhatikan baik untuk perancangan, operasi, maupun modifikasi proses. input output umpan produk
Massa dan Volume • Densitas (density) adalahrasiomassaper satuan volume, sepertimisalnya kg/m3ataulb/ft3. • Densitaszatcairdanpadattidakberubahsignifikanpadapengaruhtekanantapiberubahterhadapsuhu. Misalnyadensitas air pada 0oC sebesar 0,999868 g/cm3, 1,00000 g/cm3 pada 3,98oC danmenurunpada 100oC menjadi 0,95838 g/cm3. • Densitasdigunakansebagaifaktorkonversi yang berkaitandenganmassadan volume dalamsuatuzat. • Contoh, densitas carbon tetrachloride adalah 1,595 gr/cm3, Massa dari 20 cm3 CCl4adalah 20 cm3CCl4 x 1,595 gr/cm3 = 31,9 gram. Volume 6,02 lbm CCl4 adalah
Massa dan Volume • Berat jenis (specific gravity)adalahrasiodensitas () suatuzatterhadapdensitasreferensi (reff) padakondisispesifik. • Referensi yang umumnyadigunakanuntukpadatdancairadalahair padasuhu4oC.Sedangkanreferensiuntuk gas umumnyaudara. • H2O = 1.000 g/cm3 = 1000 kg/m3= 62,43 lbm/ft3 • Supayatepatsaatmenyatakanberatjenis, nyatakanpadasuhuberapasetiapdensitasditetapkan. • Dapatdiartikan : beratjenisketikalarutanpadasuhu 20oC danzatreferensi air pada 4oC adalah 0,73
Massa dan Volume • Satuan densitas lain yang jugadigunakandiantaranyaderajat Baume (oBe), derajatAPI (oAPI), danderajatTwaddell (oTw) yang biasanyadigunakan di industri petroleum. Atau
Massa dan Volume Contoh • Hitungdensitas mercury dalamlbm/ft3jika SG mercury 13,546 danhitung volume dalam ft3jikamassasebesar 215 kg. Jawab
Massa dan Volume • Jikadibromopentana (DBP) mempunyaiberatjenis 1,57, berapakahdensitasnyadalam (a) g/cm3, (b) lbm/ft3dan (c) kg/m3 Jawab
Massa dan Volume • Volume spesifik (specific volume) adalahkebalikandaridensitas, yaitu volume per satuanmassaatausatuanjumlahmateri. • Satuan-satuannyadapatberupaft3/lbmassa, ft3/lbmol, cm3/g, m3/kg ataurasio yang sejenis.
LajuAlir (Flow rate) • LajuAlir (Flow rate) adalahlaju/kecepatandimana material diangkut/dipindahkanmelaluisaluran proses. • LajuAlir (Flow rate) dapatdinyatakandalamlajualirmassa (mass flow rate) ataulajualir volume (volumetric flow rate) • lajualirmassa (mass flow rate) dinyatakandalammassa/waktu. Satuanyaantara lain kg/jam, lb/jam dll. • lajualir volume (volumetric flow rate) dinyatakandalamvolume/waktu. Satuanyaantara lain m3/jam, ft3/jam dll. • Alat yang digunakanuntukmengukurlaju air dinamakanFlowmeter. Ada duajenis flowmeter yang seringdipergunakanyaiturotameterdanorifice meter
BeratMolekuldanMol • Berat Atom (Atomic Weight) suatuunsuradalahmassasuatu atom berdasarkanskala yang menetapkanbahwasebuahmassaadalah 12 tepatuntuk isotope karbon12C. • BeratMolekul (Molecular Weight) suatusenyawaadalahjumlahberat atom dari atom-atom yang menyusunsuatusenyawa. • Mol (g-mol) adalahjumlahsuatuzatdimanamassadalam gram yang ekuivalendenganberatmolekulnya. • MenurutKomiteInternasional 1969 padaberatdanpengukuranMoladalahbanyaknyasuatuzat yang mengandungunsurdasarsebanyak atom yang terdapatdalam 0.012 kg karbon 12.
BeratMolekuldanMol • Rumus umumuntukmenentukanmol • Satuanmolbisadalambentukgram-mol (g-mol), kg-mol (kmol), lb-mol, ton-moldll. • Satuanberatmolekul bias dalamg/mol, kg/kmolataulbm/lb-mol.
BeratMolekuldanMol Contoh 1 Jikasebuah ember berisi 2 lbNaOH (BM = 40). Berapa • Lb-molNaOHterdapat di dalamnya? • g-molNaOHterdapat di dalamnya? Jawaban
BeratMolekuldanMol Contoh 2 Untuk 100 g CO2berapakah ? • mol CO2 • lb-molCO2 • mol C • mol O • mol O2 • gram O • gram O2 • Jumlahmolekul CO2
Fraksi Massa, FraksiMoldan BM rata-rata • Arus proses umumnyaterdiridaribanyakkomponen. Untukmenyatakankomposisidalamsebuahcampuranmenggunakanfraksimassa (mass fraction) danfraksimol (mole fraction).
Fraksi Massa, FraksiMoldan BM rata-rata Contoh Larutan yang mengandung 15% A berat (xA = 0.15) dan 20 mol % B (yB = 0.20). Hitunglah • Berat A dalam 175 g larutan • LajuAlirmassa A padaarus yang mengalirdenganlajualir 53 lbm/h
Fraksi Massa, FraksiMoldan BM rata-rata • Lajualir molar B padaarus yang mengalirdenganlajualir 1000 mol/menit • Lajualir total larutanjikalajualir molar sebesar 28 kmolB/s • Beratlarutan yang mengandung 300 lbm A
Fraksi Massa, FraksiMoldan BM rata-rata Contoh • Campuran gas mempunyaikomposisimassadibawahini. • Berapakahkomposisimol-nya?
Fraksi Massa, FraksiMoldan BM rata-rata Jawaban • Tentukanbasisnya, misal basis sebesar 100 g
Fraksi Massa, FraksiMoldan BM rata-rata • Berat molekul rata-rata (average molecular weight)campuran(kg/kmol, lb/lbmol, dll) adalahperbandinganantaramassacampuranterhadapjumlahmolpadaseluruhkomponen.
Fraksi Massa, FraksiMoldan BM rata-rata Contoh • Hitungberatmolekul rata-rata udaradarikomposisimol (79% N2, 21% O2) dandarikomposisiberat (76,7% N2, 23,3% O2) Jawab • darikomposisimol (79% N2, 21% O2)
Fraksi Massa, FraksiMoldan BM rata-rata • Dari komposisiberat (76,7% N2, 23,3% O2)
Konsentrasi • Konsentrasi (concentration) berartijumlahbeberapazatterlarut per jumlahtertentupelarutataularutandalamsebuahcampuran yang terdiridariduaataulebihkomponen. • Konsentrasimassa (mass concentration) komponendalamcampuranadalahmassakomponen per satuan volume campuran (kg/m3, lbm/ft3, , ppm, ppb). • Konsentrasi molar (molar concentration) kompenendalamcampuranadalahjumlahmolkomponenper satuan volume campuran (kmol/m3, lb-mol/ft3, ,ppm, ppb). • Molaritaslarutanadalahhargakonsentrasi molar solute dinyatakandalammol/L larutan.
Konsentrasi Contoh 0.5 molar larutanasamsulfatmengalirmelalui unit proses denganlaju 1.25 m3/min. Beratjenislarutan 1,03. Hitunglah • Konsentrasimassa H2SO4dalam kg/m3 • LajualirmassaH2SO4dalamkg/s • FraksimassaH2SO4
Konsentrasi 1 2 3
TekananFluidadanTekananHidrostatik • Tekanan (pressure) adalahperbandinganantaragayaterhadapsatuanluas. • Satuantekanan N/m2 atau Pascal, dyne/cm2, lbf/in2atau psi • Tekananhidrostatik (hydrostatic) adalahtekananpadabagianbawahdarikolom air static (tidakbergerak) yang didessakanpadalempengpenyegel • Tekananabsolut Pabs= Pterukur + Patm
TekananFluidadanTekananHidrostatik • Pengukurantekananfluida • Elastic- element methods : bourdon tubes, bellows, and diaphragms • Liquid-coloumn methods : manometers • Electrical methods : strain gauges, piezoresistivetransducers and piezoelectric transducers
Suhu • Suhu (Temperature) darisebuahbendaadalahpengukurankeadaantermalnya yang dianggapdalamreferensikekuatannyauntukmemindahkanpanaskebenda lain. • 4Pengukuransuhu : derajatFahrenheit, Celsius (skalarelatif), Rankine dan Kelvin (skalaabsolut)
Suhu • Persamaanhubunganantarskalasuhumengacupada T(oB) = a.T(oA) + b • Kita bisamenggunaknperbandinganuntukmencaribesarnyaadanb. Contoh TentukanhubunganpersamaanoFdanoC
Suhu • Jawab