Neraca Massa Tanpa Reaksi Dengan Recycle [PDF]

Citation preview

NERACA MASSA TANPA REAKSI DENGAN RECYCLE ZULHAQ DAHRI SIQHNY S.T., M.T.



2020



PENGERTIAN RECYCLE



Sebuah sistem yang mempunyai satu atau lebih aliran yang kembali ke awal aliran



Konsep Menyusun Persamaan F2



Konsep Penyusunan Persamaan



F1



Mixing Point



F3



➔ F1 + F2 = F3



Konsentrasi pada F1, F2 dan F3 tidak sama F3 = Feed F1 = Fresh Feed



Aplikasi Sistem dengan Recycle Tanpa Reaksi Kimia



Tujuan Sistem Recycle



Contoh: Neraca Massa Pada Kolom Distilasi



Suatu kolom distilasi akan dipakai untuk memisahkan 10.000 kg/jam campuran 50 % Benzena dan 50 % Toluena. Produk yang keluar dari kondensor dari bagian atas kolom mengandung 95% benzena dan dari bawah mengandung 96 % Toluena. Flowrate aliran masuk kondensor 8000 kg/jam sebagian produk dikembalikan lagi ke kolom sebagai reflux dan sisanya ditarik sebagai produk. Tentukan rasio jumlah yang direflux dan produk distilat (R/D).



1. Buat Neraca Overall 2. Buat Neraca Benzen Overall 3. Buat neraca disekitar reflux



V



condensor



R



0,5 B 0,5 T Neraca Overall 10.000 = D + W W = 10.000 – D (1) Neraca Benzen Overall 0,5x10.000 = 0,95D + 0,04W 5000 = 0,95D + 0,04W (2)



Distilasi



10.000 kg/jam



D kg 0,95 B 0,05 T



Subtitusi pers (1) ke (2) 5000 = 0,95D + 0,04(10000-D) D = 5055 W kg Subtitusi nilai D ke pers (1) 0,04 B W = 10.000 – 5055 = 4945 0,96 T



V



Condensor



R



Dkg



10.000 kg/jam



Neraca Total Sekitar Reflux 8000= 5055 + R R = 2945



Rasio R/D = 2945/5055 =0,58



Distilasi



0,5 B 0,5 T



0,95 B 0,05 T



W kg 0,04 B 0,96 T



Evaporator-Kristaliser



W kg/jam H2O



FF kg/jam xF solid



F



EVAPORATOR



R kg/jam xR solid



K kg/jam xK solid



KRISTALIZER/ CENTRIFUGE



P kg/jam xP FC (1- xP ) solution



Note: di dalam solution terdapat padatan dan air



Contoh soal Pada EvaporatorKristalizer



Fresh Feed (FF) sebanyak 10.000lb/jam dari 40% larutan encer NaOH. Aliran FF bergabung dengan filtrat yang direcycle dari unit kristalizer, dan diumpankan ke evaporator dimana sebagian air dipisahkan sehingga larutan NaOH menjadi 50% yang kemudian diumpankan ke dalam unit krystallizer. Kristalizer menghasilkan filter cake yang berupa 95% NaOH crystals dan 5% larutan, larutan tsb terdiri dari 45% NaOH. Filtrate mengandung 45% NaOH. • Tentukan flow rate air yang diuapkan dari evaporator. • Tentukan laju recycle • Asumsi dengan laju produksi yang sama tetapi filtrat tidak direcycle. Berapa total laju umpan 40% NaOH, dengan asumsi aliran keluar evaporator tetap mengandung 50% NaOH.



W lb/jam H2O F, 10.000 lb/j



EVAPORATOR 40 % wt NaOH



G lb/jam 50 % wt NaOH



R lb/jam Filtrat 45 % wt NaOH



Neraca massa Overall NaOH (0.4)(10,000) = [0.95 + (0.45) (O.O5)]P P=4113 lb Neraca massa Overall H2O (0.6)(10,000) = W + [ (0.55) (O.O5)]P; subtitusi nilai P W=5887 lb Total NaOH pada produk = [0.95 + (0.45) (O.O5)]4113 = 4000 lb



KRISTALIZER/ CENTRIFUGE



P lb/jam 95%wt FC 5 % wt solution (45 % wt NaOH)



Basis: 1 jam operasi Maka: FF NaOH = 10.000 lb



Neraca Massa Pada Unit Kristalizer Komponen NaOH: 0,5 G = 4000 + 0,45 R



Komponen H2O: 0,5G = 113 + 0,55 R Dengan 2 persamaan di atas didapat: R = 38.870 lb



Diagram Alir Tanpa Recycle W lb/jam H2O F



lb/j



EVAPORATOR



40 % wt NaOH



G lb/jam 50 % wt NaOH



KRISTALIZER/ CENTRIFUGE



H lb/jam



Filtrat 45 % wt NaOH



Basis : P = 4113 lb (sama 1 jam) operasi (Dari perhitungan sebelumnya)



P lb/jam 95%wt FC 5 % wt solution (45 % wt NaOH)



W lb/jam H2O F



lb/j



EVAPORATOR



40 % wt NaOH



G lb/jam 50 % wt NaOH



KRISTALIZER/ CENTRIFUGE H lb/jam



P lb/jam 95%wt FC 5 % wt solution (45 % wt NaOH)



Filtrat 45 % wt NaOH



Neraca Massa Pada Unit Kristalizer Komponen NaOH: 0,5 G = [(0,95)+(0,05)(0,45)](4113) + 0,45 H Komponen H2O: 0,5G = [(0,05)(0,55)(4113)+0,55H Dengan 2 persamaan di atas didapat: H = 38.870 lb



Neraca Overall NaOH 0,4F = 0,45(38.870)+4000 F = 53.730 lb Kesimpulan?



TERIMAKASIH