320 likes | 871 Views
Transfer Panas dalam Pembuatan Sediaan Farmasi. Nuryanti Laboratorium Farmasetika FKIK Unsoed. Oven Pengering. Pengertian panas & transfer panas. Panas adalah energi yang dipindahkan dari suatu objek ke objek lainnya karena perbedaan temperatur objek itu sendiri .
E N D
Transfer PanasdalamPembuatanSediaanFarmasi Nuryanti Laboratorium Farmasetika FKIK Unsoed
Pengertianpanas & transfer panas • Panasadalahenergi yang dipindahkandarisuatuobjekkeobjeklainnyakarenaperbedaantemperaturobjekitusendiri. • Transfer panas: perpindahan/transfer suatuenergidarisuatubagiankebagian yang lain karenaadanyaperbedaantemperatur • Example: • Pengeringangranulpadaprosesgranulasibasah • Pemekatanekstrakcairmenjadiektrakkentaldalamcawanpenguapdenganpenangas • Penguapansolvendenga evaporator
3 tahapansimultanprosespengengeringandgnpemanasan • Tahap 1: proses transfer energidarisumberluarkedalam material yang mengandung air/solvent organik • Tahap 2: Fasetransformasidari air/solvent daribentukcairmenjadibentukuap • Tahap 3: transfer uapdari material keluardarialatpengering/material yang dikeringkan
Mekanisme transfer panas • Konveksi • Konduksi • Radiasi
1. Konduksi • Adalahproses transfer panas yang terjadidarisatubagiankebagianlainnyadalamsatu “body” atausatu “body” ke “body” lain karenakontaklangsung/kontakfisikdengansumberpanas (direct physical contact) • Konduksiterjadijikaterdapatperbedaantemperatur
Kecepatan transfer panas • dQ = kA T1 – T2 dt L • Q = kA (T1 – T2/L). t dQ/dt = kecepatan transfer panaspersatuanwaktu (Joule/detik) Q = Energi yang ditransfer K = Konduktifitastermal (j/s.m.oC) A = Luas area (cm2) T = temperatur (oC) L = jarak (m)
Persamaan Fourier • Qk = -kA(dT/dx) • Qk = kecepatan transfer energidenganmekanismekonduksipersatuanwaktu (kalori/detik) • K = konduktivitastermaldari medium transfer (k/s.m.oC) • A = area transfer (cm2) • dT/dx = gradientemperatur (oC/cm)
ContohSoal • Duabuah plat besi yang dihubungkandengansuatubesi yang diisolasisepanjang 10 m denganlebar 2 m2, panasbesi ke-1 500 oC & panasbesi ke-2 25 oC.Berapaenergiygditransferdalam 40 detikjikadiketahuikonduktivitas (k) besiadalah 14 j/s.m.oC
Jawaban • Q = kA (T1 – T2/L). T • Q = 14 .2. (500 – 25/10 . 40 • Q = 5,32 . 104 J
2. Konveksi • Adalahproses transfer panasdarisatu point ke point yang lain darisuatucairan/gas karenapencampuransatubagiancairandenganbagiancairan yang lain
Kecepatan transfer panas(Isaac Newton) • qc = hcA (T∞ - Ts) • qc = kecepatan transfer energidenganmekanismekonveksipersatuanwaktu (kalori/detik) • A = area transfer (cm2) • T∞ = temperaturcairan (oC) • Ts = temperatursolid surface (oC)
3. Radiasi • Adalahproses transfer energipanasantaraduabagian “body” yang terpisahtidaksalingberhubungansatusama lain denganbantuangelombangelektomagnetis yang bergerakmelaluisuaturuangkosong
PersamaanStefan-Boltzman • Banyaknyaenergi yang dapatdiradiasikan • H = eσAT4 • e = emisifitas (0-1) • σ = konstanta Stefan-Boltzman 5,67 x 10-8 (J/(s.m2.k4) • A = luas area objek • T = temperatur (kelvin)
ContohSoal • Berapabanyakenergi yang dapatdiradiasikanolehsebuahobjek yang memilikiemesifitas 0,8 dgnluas 5 m2dantemperatur 200o K selama 10 menit ?
Jawaban T = 10 mnt x 60 det = 600 det Q = H . T = (0,8) (5,67 x 10-8 ) (5) (200)4 (600) = 8,5 . 106 J
Contohsoal 2 • Berapabanyakenergidptdiradiasikandrtubuhmanusia? • Temperaturtubuh = 37 oC (37 + 273 = 310 K) • Perkiraanluas area tubuh = 1,5 m2 • Emisifitastubuh = 0,70
Jawaban H = eσAT4 = (0,70) (5,67 x 10-8 ) (1,5) (310)4 = 550 J
Untukmenaikkantemperatur air sebanyak 500 ml drtemperaturkamarsehinggamencapaititikdidihdibutuhkanpanas 160 KJ • Jika air dipanaskan, panas yang diabsorbsidigunakanuntukmengubah air mjduap • Titikdidih: temperaturdimanatekananuap air = tekananatmosfer • Panaslatenpenguapan (latent heat of evaporation): Jikatitikdidihsudahtercapai, pamanasanlebihlanjutmenyebabkanpenguapantanpapeningkatansuhu
Kalori: jumlahkalori yang dibutuhkanuntukmenaikkan 1 gram air sebesar 1oC • Kilokalori : jumlah ml kaloriyaggdibutuhkanuntukmenaikkan 1 kg air sebesar 1oC
Efektekanan (effect of pressure) • Jikatekananditurunkanmakatitikdidihakanlebihrendah • Padatekanan 760 mmHg (1 atm), makatitikdidih air adalah 100oC. • If tekananditurunkanmenjadi 700 mmHg, makatitikdidih air 97,7oC • Temperatur air diatas 100oC akanterjadijikapemanasandalamsuatusistem yang tertutupkarrnatekananakannaik