6 - Dasar-Dasar Neraca Massa [PDF]

Citation preview

PENGENALAN TEKNIK KIMIA DASAR-DASAR NERACA MASA



Neraca Massa (Material) ▪ Menghitung semua massa dalam suatu proses kimia. ▪ Tujuan perhitungan neraca massa: o Untuk memonitor efisiensi proses operasi o Membuat perhitungan desain dan pengembangan suatu proses, contoh: jumlah yang diperlukan, ukuran peralatan, jumlah peralatan yang akan digunakan



Jenis-jenis satuan Pemroses ▪ Pencampuran ▪ Pemisahan / Distilasi ▪ Penyaringan / Filtrasi ▪ Pengeringan Langsung (Direct Heating) ▪ Pengeringan tak langsung (carrier gas) ▪ Penguapan ▪ Penyerapan ▪ Ekstraksi (cair-cair) ▪ Pengurangan kadar air (dehumidifier), pengurangan pelarut desolvenizer ▪ Pemisahan aliran (divider / splitter) ▪ Pereaksian (dalam reaktor)



Contoh: Pemisahan / Distilasi Distilat (produk atas)



Feed (umpan) •



•



Terdiri dari komponen yang mudah menguap (A) dan tidak mudah menguap (B) memiliki titik didih yang berbeda



• Sebagian besar terdiri dari komponen A • Masih terdapat sedikit komponen (B), umumnya < 10%



• Terdiri dari Komponen B • Masih terdapat sedikit komponen (A), Residu umumnya < 10% (produk bawah)



Contoh: Pencampuran Umpan A



Umpan B



Pencampur / Mixer



Produk C



▪ Aliran massa dapat berupa padatan, cairan, maupun gas ▪ Aliran masuk dua (minimal) atau lebih ▪ Aliran keluar hanya satu, yaitu campuran dari aliran yang masuk



Contoh: Pengeringan langsung Pelarut (contoh:air), S



Padatan basah, W



Pengering



Padatan kering, D



▪ Pelarut keluar dari proses sebagai uap dan bebas padatan ▪ Padatan yang keluar proses mungkin saja masih mengandung pelarut dalam jumlah yang kecil (kadar lebih rendah dibandingkan pada saat masuk ke pengering) ▪ Umpan dapat berupa padatan basah, bubur, atau cairan



Contoh: Pengeringan tak langsung Aliran gas keluar, E



Aliran gas umpan, F



Pengering Padatan basah, S



Padatan kering, D



▪ Pelarut berubah dari fasa cair menjadi gas ▪ Aliran gas dan padatan secara counter-current (berlawanan arah) ▪ Gas keluar lebih banyak dari gas masuk, karena membawa uap pelarut



Klasifikasi Proses – Berdasarkan kejadian 1.Proses Batch 2.Proses Kontinyu 3.Proses Semi-batch



Klasifikasi Proses – Berdasarkan aliran SECARA UMUM Aliran Masuk



SISTEM PEMROSES



Aliran Keluar



SISTEM TUNGGAL Aliran Masuk



SISTEM JAMAK (MULTIPLE)



Aliran Keluar



ALAT PEMROSES



Aliran masuk



P1



P2 P3



Aliran keluar



Klasifikasi Proses – Berdasarkan kejadian Berdasarkan kejadian: 1.Proses Batch : Pemasukan reaktan dan pengeluaran hasil dilakukan dalam selang waktu tertentu/ tidak terus menerus. Contoh : Pemanasan air dengan koil pada teko.



Klasifikasi Proses 2. Proses Kontinyu : Pemasukan bahan dan pengeluaran produk dilakukan secara terus menerus/ berkesinambungan dengan laju tertentu. Contoh : Mengalirkan umpan ke kolom distilasi dengan laju tetap dan mengambil produk dari puncak dan dasar kolom dengan laju tetap pula. massa masuk (kontinyu)



massa keluar (kontinyu)



Klasifikasi Proses 3. Proses Semi-Batch : Proses yang berlangsung tidak secara batch dan kontinyu. Contoh : leaching (pelindian) massa masuk (kontinyu)



massa keluar (tidak kontinyu)



Klasifikasi Proses – Berdasarkan Keadaan • Berdasarkan keadaan (perubahan variable proses) 1.Proses steady state : Semua aliran di dalam sistem mempunyai laju, komposisi, massa dan suhu yang tetap atau tidak berubah terhadap waktu. Sehingga pada keadaan ini jumlah akumulasi di dalam sistem tetap. 2.Proses unsteady state (transient) : Terjadi perubahan dalam sistem terhadap waktu. Baik berupa perubahan laju, komposisi, massa maupun suhu. Karena adanya perubahan laju maka terdapat perubahan akumulasi di dalam sistem sehingga akumulasi massa harus diperhitungkan.



Hukum Konversi Masa Bila tidak ada akumulasi atau penghilangan (pengurangan) massa dalam suatu sistem (steady state), maka:



Total massa yang masuk ke dalam sistem = total massa yang meninggalkan sistem atau total massa pada saat start (awal) = total massa akhir



Contoh neraca massa sederhana Proses Pencampuran Batch 200 kg larutan methanol-air (40 %berat/berat) dicampurkan dengan 100 kg larutan methanol air (70 %berat/berat) dalam suatu unit pencampuran (batch mixer). Berapa jumlah dan komposisi methanol-akhir ? Total berat = total massa (berat) pencampuran = (200 + 100) kg = 300 kg Berat metanol awal = (40% x 200) kg+ (70% x 100) kg = (80 + 70) kg = 150 kg Berat akhir methanol = berat awal methanol = 150 kg Komposisi methanol akhir dalam campuran: (150/300) x 100 = 50 % by wt.



Contoh persoalan neraca massa kompleks Pembuatan gula



• Berapa banyak air yang dihilangkan didalam evaporator (lb/jam atau kg/jam) ? • Berapa besar fraksi massa komponen-komponen dalam arus buangan G • Berapa besar laju masukan tebu kedalam unit (lb/jam atau kg/jam) ?



Diagram Alir Proses • Diagram Alir Proses adalah gambaran visual yang menunjukkan semua aliran bahan-bahan baik yang masuk alat maupun yang keluar, disertai data-data komposisi dari campuran bahan-bahan aliran. • Gambaran ini bisa bersifat kualitatif dan kuantitatif. • Suatu unit proses dapat digambarkan dalam sebuah kotak atau simbol alat, dan garis panah yang menunjukkan arah aliran bahan. • Arus dalam diagram alir harus diberi label yang menunjukkan: ➢Variabel proses yang diketahui ➢Permisalan variabel yang akan dicari dengan sImbol variabel. • Diagram alir berfungsi sebagai papan hitung untuk menyelesaikan masalah neraca, baik neraca massa maupun neraca panas.



Diagram alir proses • Cara memberi label pada arus : 1. Tulis nilai dan satuan semua variabel yang diketahui di arus dalam gambar. • Narasi: gas berisi 21% mol O2 dan 79% N2 pada suhu 320 oC dan 1,4 atm mengalir dengan kecepatan 400 gmol/jam. • Diagram alir :



Diagram alir proses Contoh lain:



Satuan mol Satuan lbm 2.Tandai dengan simbol untuk variabel yang akan dicari.



Scaling Diagram Alir dan Basis Perhitungan • Jika 1 kg benzene (ChH6) dicampur dengan 1 kg toluene (C7H8). Output dari proses sederhana ini adalah 2 kg campuran dengan 50 % wt benzene.



• Jika massa setiap arus dikalikan dengan faktor tertentu, sistem akan tetap seimbang baik nilai maupun konversi satuan. (komposisi tetap 50% benzene) • Prosedur mengganti nilai laju alir setiap arus dimana komposisinya tetap sama dinamakan scaling diagram alir. Scaling up jika nilai akhir lebih tinggi dan scaling down jika lebih rendah



Scaling Diagram Alir dan Basis Perhitungan



• Jika laju alir adalah 𝒏ሶ 𝟏 ingin kita scaling menjadi 𝒏ሶ 𝟐 , kita bisa scaling semua arus 𝒏ሶ 𝟐 dengan cara mengalikan dengan ሶ . 𝒏𝟏



Scaling Diagram Alir dan Basis Perhitungan Contoh



• Campuran 60 % mol A dan 40 % mol B dipisahkan menjadi dua fraksi. Dimana diagram alir dari proses tersebut adalah sbb.



• Jika diinginkan mencapai pemisahan yang sama dengan laju alir 1250 lb-mol/jam. Ubah Skala diagram alir tersebut.



Scaling Diagram Alir dan Basis Perhitungan (n2/n1)



Persamaan Neraca Umum min



SATUAN PEMROSES



mout



𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 − 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 + 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑒𝑛𝑡𝑢𝑘 − 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑠𝑖 = (akumulasi) Masuk ke dalam sistem



Keluar dari sistem



Terbentuk dalam sistem



Terkonsumsi dalam sistem



Terakumulasi dalam sistem



Persamaan Umum Neraca Massa



min 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐦𝐚𝐬𝐮𝐤 𝐤𝐞 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



SATUAN PEMROSES



mout



𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐤𝐞𝐥𝐮𝐚𝐫 𝐭𝐞𝐫𝐮𝐫𝐚𝐢 𝐭𝐞𝐫𝐛𝐞𝐧𝐭𝐮𝐤 − − + 𝐝𝐚𝐫𝐢 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



Reaksi: umpan → produk



=



𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐛𝐞𝐫𝐚𝐝𝐚 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



akumulasi



BASIS: (a) Total massa ; (b) total mol ; (c) massa senyawa kimia; (d) massa unsur atom ; (e) mol atom ; atau (f) volume



Persamaan Umum Neraca Massa ▪ Jika tidak ada material terbentuk di dalam sistem, maka : 𝐚𝐤𝐮𝐦𝐮𝐥𝐚𝐬𝐢 =



𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐦𝐚𝐬𝐮𝐤 𝐤𝐞𝐥𝐮𝐚𝐫 − 𝐤𝐞 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐝𝐚𝐫𝐢 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



▪ Jika tidak ada akumulasi, maka 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐦𝐚𝐬𝐮𝐤 𝐤𝐞 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



=



𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐤𝐞𝐥𝐮𝐚𝐫 𝐝𝐚𝐫𝐢 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



Scaling Diagram Alir dan Basis Perhitungan



min 𝐋𝐚𝐣𝐮 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐦𝐚𝐬𝐮𝐤 𝐤𝐞 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



SATUAN PEMROSES



𝐋𝐚𝐣𝐮 𝐋𝐚𝐣𝐮 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 − 𝐤𝐞𝐥𝐮𝐚𝐫 − 𝐭𝐞𝐫𝐮𝐫𝐚𝐢 𝐝𝐚𝐫𝐢 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



mout



𝐋𝐚𝐣𝐮 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 + 𝐭𝐞𝐫𝐛𝐞𝐧𝐭𝐮𝐤 = 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



Reaksi: umpan → produk



𝐋𝐚𝐣𝐮 𝐩𝐞𝐫 − 𝐭𝐚𝐦𝐛𝐚𝐡𝐚𝐧 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚 𝐝𝐚𝐥𝐚𝐦 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦



Contoh persamaan neraca umum Setiap tahun 50.000 orang (P) pindah ke dalam kota, 75.000 orang ke luar kota, 22.000 bayi lahir, dan 19.000 orang meninggal. Tulis neraca populasi pada kota tersebut! Penyelesaian: input – output + terbentuk – terkonsumsi = akumulasi 50.000 P/th – 75.000 P/th + 22.000 P/th – 19.000 P/th = A P/th A = - 22.000 P/th



→ Setiap tahun populasi dalam kota berkurang 22.000 orang



Perhitungan Neraca Massa 1. Neraca massa total 2. Neraca massa komponen Setiap tahun, ada 7.500 orang yang datang ke kota Jakarta kemudian menetap yang terdiri dari 4.000 laki-laki dan 3.500 perempuan, ada yang pindah keuar kota 5.000 orang (1.000 orang laki-laki dan 4.000 orang wanita, ada 2.000 bayi lahir terdiri dari 500 orang laki laki dan 1.500 orang perempuan, 1.900 orang meninggal dunia yang terdiri dari 1.000 orang laki-laki dan 900 orang perempuan



Dapat dituliskan 3 persamaan neraca 1. Neraca massa total 2. Neraca massa komponen 1 (laki-laki) 3. Neraca massa komponen 2 (perempuan)



Perhitungan Neraca Massa 1. Neraca massa total (laki-laki + perempuan) 𝟕. 𝟓𝟎𝟎 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟓. 𝟎𝟎𝟎 − 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟏. 𝟗𝟎𝟎 − 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟐. 𝟎𝟎𝟎 + 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



=



𝑳𝒂𝒋𝒖 𝒑𝒆𝒓𝒕𝒂𝒎𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏 𝒑𝒆𝒏𝒅𝒖𝒅𝒖𝒌 𝑱𝒌𝒕 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



=



𝑳𝒂𝒋𝒖 𝒑𝒆𝒓𝒕𝒂𝒎𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏 𝒍𝒂𝒌𝒊 − 𝒍𝒂𝒌𝒊 𝑱𝒌𝒕 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



=



𝑳𝒂𝒋𝒖 𝒑𝒆𝒓𝒕𝒂𝒎𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏 𝒑𝒆𝒓𝒆𝒎𝒑𝒖𝒂𝒏 𝑱𝒌𝒕 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



2. Neraca massa laki-laki 𝟒. 𝟎𝟎𝟎 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟏. 𝟎𝟎𝟎 − 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟏. 𝟎𝟎𝟎 − 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟓𝟎𝟎 + 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



3. Neraca massa perempuan 𝟑. 𝟓𝟎𝟎 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟒. 𝟎𝟎𝟎 − 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟗𝟎𝟎 − 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟏. 𝟓𝟎𝟎 + 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



Keadaan Tunak variabel proses tidak berubah terhadap waktu 1. Total penduduk Jakarta 𝟕. 𝟓𝟎𝟎 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟓. 𝟎𝟎𝟎 − 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟏. 𝟗𝟎𝟎 − 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



𝟐. 𝟎𝟎𝟎 + 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉 𝟐. 𝟔𝟎𝟎 + 𝒐𝒓𝒂𝒏𝒈 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



=



𝑳𝒂𝒋𝒖 𝒑𝒆𝒓𝒕𝒂𝒎𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏 𝒑𝒆𝒏𝒅𝒖𝒅𝒖𝒌 𝑱𝒌𝒕 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



=



𝑳𝒂𝒋𝒖 𝒑𝒆𝒓𝒕𝒂𝒎𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏 𝒑𝒆𝒏𝒅𝒖𝒅𝒖𝒌 𝑱𝒌𝒕 𝒑𝒆𝒓 𝒕𝒉



Penduduk jakarta bertambah → tidak tunak Pada keadaan tunak → penduduk Jakarta tidak bertambah



Tipe Neraca Massa Ada dua tipe neraca massa • Neraca Diferensial (differencial balances) : Dinyatakan dalam LAJU. Mempunyai satuan, satuan kuantitas/waktu. Contoh: orang/tahun, gSO2/dtk, barrel/hari, dsb) Biasanya untuk proses kontinyu • Neraca Integral (Integral balances) : Dinyatakan dalam JUMLAH; Mempunyai satuan berupa kuantitas. Contoh: orang, gSO2, barrel, dsb) Biasanya untuk proses batch.



Menyederhanakan Persamaan Neraca Massa • Jika menyatakan Neraca Massa Total → Generation (terbentuk) = 0 dan Consumption (terkonsumsi) = 0 • Jika tidak ada reaksi kimia yang terlibat → Generation = 0 dan Consumption = 0 (karena tidak adanya pembentukan zat ataupun reaksi kimia yang menggunakan zat tersebut).



• Jika sistem dalam kondisi steady state → accumulation = 0 baik untuk Neraca Massa Total maupun Komponen.



Neraca Massa non-Reaksi Kimia • Pada kesetimbangan materi tanpa reaksi kimia (Generation = 0 dan Consumption = 0), maka rumus umum yang digunakan adalah : Input – output = akumulasi



Contoh sederhana Proses Kontinyu, Steady State Neraca massa dalam proses distilasi kontinyu Seribu kg/jam campuran Benzena (B) dan Toluena (T), dengan komposisi 50 % massa Benzena, dipisahkan dengan distilasi menjadi dua fraksi. Laju alir massa Benzena di puncak kolom sebesar 450 kg B/jam dan Toluena di dasar kolom 475 kg T/jam. Operasi dilakukan dalam kondisi steady-state. Hitunglah laju alir komponen yang tidak diketahui di arus produk.



Neraca Massa non-Reaksi Kimia (Proses Kontinyu, Steady State) Gambar diagram alir proses



Menyelesaian Persamaan Neraca massa 



























Gambar bagan proses yang digunakan untuk menjelaskan proses secara sederhana. Digambarkan sebagai kotak yang dilengkapi anak panah untuk menunjukkan aliran masuk atau aliran keluar Tuliskan semua nilai dan satuan dari variabel yang ada di aliran tersebut Kuantitas/jumlah variabel yang belum diketahui, dituliskan menggunakan symbol (contoh: x untuk fraksi) Tentukan basis Tuliskan neraca massa secara umum (berdasarkan fraksi massa atau mol) Selesaikan persamaan (basis harus konsisten)



Analisis Derajat Kebebasan • Degree of freedom atau Derajat Kebebasan (DK) adalah suatu ukuran yang dapat memberikan indikasi apakah persamaan neraca bahan dapat diselesaikan atau tidak. • Pada saat melakukan Analisis DK, gambar dan berikanlah seluruh label dalam diagram alir. Hitung variabel yang tidak diketahui dan persamaan independent yang berhubungan. nDK = nunknown – nind.Eq



• Jika nDK = 0 →Bisa diselesaikan • Jika nDK > 0 →Beberapa variabel harus dispesifikan. Jika tidak bias, tidak bias diselesaikan. • Jika nDK < 0 →Diagram alir bisa jadi belum diberikan label sempurna, bias terjadi hubungan yang tidak konsisten.



Menggambarkan Diagram Alir Proses Udara dialirkan ke dalam pengering dengan laju alir 40 m3/jam, terdiri dari 21% V O2 dan 79% V N2. W = 40 m3/jam xO2 = 21% V xN2 = 79% V



Pengering



Menggambarkan Diagram Alir Proses 200 kg/jam larutan yang terdiri dari 40% berat H2SO4 dan 60% berat air (H2O) dicampur dengan 300 kg/jam larutan yang terdiri dari 50% berat HNO3 dan 50% berat H2O. Hitung fraksi berat ketiga komponen hasil pencampuran



W1 = 200 kg/jam xH2SO4 = 40% b xHNO3 = 0%



xH2O = 60%



Pencampur W2 = 300 kg/jam xH2SO4 = 0% b xHNO3 = 50%



xH2O = 50%



W3 = ?



xH2SO4 = ? xHNO3 = ? xH2O = ?



Menggambarkan Diagram Alir Proses 200 kmol/jam larutan yang terdiri dari 30% mol benzena (B), 30% mol toluena (T) dan 40% mol xilena (X) didistilasi menghasilkan distilat yang terdiri dari 60% B, 15% T dan 25% X. Produk bawah terdiri dari 10% mol B, 45% mol T dan 45% mol X. Semua komposisi dalam % mol Gambarkan diagram alir proses tersebut



WF = 200 kg/jam xB = 30% mol xT = 30% xX = 40%



Distiler



WD = ? xB = 60% mol xT = 15% xX = 25% WR = ? xB = 10% mol xT = 45% xX = 45%



Persamaan Neraca Massa Keseluruhan WF xBF xTF xXF



= 200 kmol/jam = 0,3 Distiler = 0,3 = 0,4



1. NM total:



W F = W D + WR



2. NMK B :



xBF WF = xBD WD + xBR WR



3. NMK T :



xTF WF = xTD WD + xTR WR



4. NMK X :



xXF WF = xXD WD + xXR WR



WD xBD xTD xXD



=? = 0,4 = 0,15 = 0,25



WR xBR xTR xXR



=? = 0,1 = 0,45 = 0,45



Neraca massa komponen



Contoh soal neraca massa 300 kmol/jam larutan yang terdiri dari 30% benzena (B), 30% toluena (T) dan 40% xilena (X) didistilasi menghasilkan distilat yang terdiri dari 60% B, 15% T dan 25% X. Semua komposisi dalam % mol. Laju alir produk bawah 2 kali laju alir produk atas. Gambarkan diagram alir proses tersebut dan selesaikan persamaan neraca massanya! WD = ? xBD = 0,6 WF = 300 kg/jam xTD = 0,15 xBF = 0,3 xXD = 0,25 Distiler xTF = 0,3 xXF = 0,4 W =2W R



xBR = ? xTR = ? xXR = ?



D



Contoh soal neraca massa WF = 300 kg/jam xB = 0,3 xT = 0,3 xX = 0,4



Distiler



WD = ? xB = 0,6 xT = 0,15 xX = 0,25



WR = 2 W D xB = ? xT = ? xX = ?



1. NM total:



WF = WD + WR



2. NMK B :



xBF WF = xBD WD + xBR WR



0,3 WF = 0,6 WD + xBR WR



3. NMK T :



xTF WF = xTD WD + xTR WR



0,3 WF = 0,15 WD + xTR WR



4. NMK X :



xXF WF = xXD WD + xXR WR



0,4WF = 0,25 WD + xXR WR



300 = WD + WR



Contoh soal neraca massa 300 = WD + WR



300 = WD + 2 WD



0,3 WF = 0,6 WD + xBR WR



0,3 (300) = 0,60 WD + xBR (2 WD)



0,3 WF = 0,15 WD + xTR WR



0,3 (300) = 0,15 WD + xTR (2 WD) 0,4 (300) = 0,25 WD + xXR (2 WD)



0,4WF = 0,25 WD + xXR WR



WR = 2 W D xBR + xTR + xXR = 1



300 = 3WD



90 = 0,60 WD + 2 xBR WD 90 = 0,15 WD + 2 xTR WD 120 = 0,25 WD + 2 (1 - xBR – xTR) WD



Contoh soal neraca massa 300 = 3WD 90 = 0,40 WD + 2 xBR WD 90 = 0,15 WD + 2 xTR WD 120 = 0,25 WD + 2 (1 - xBR – xTR) WD



WD = 100 90 = 0,60 (100) + 200 xBR



90 = 40 + 200 xBR



90 = 0,15 (100) + 200 xTR



90 = 150 + 200 xTR



120 = 0,25 (100) + 200 (1 – xBR – xTR)



Contoh soal neraca massa (proses batch) Dua campuran metanol-air berada dalam Erlenmeyer terpisah. Campuran pertama berisi 40 wt % methanol dan yang kedua berisi 70 wt % methanol. Apabila 200 g campuran pertama dikombinasikan dengan 150 g campuran yang kedua, berapa berat dan komposisi produk



Contoh soal neraca massa (proses batch)