BATCH REACTOR
PENDAHULUAN Dalam teknik kimia, Reaktor adalah suatu jantung dari suatu proses kimia. Reaktor kimia merupakan suatu bejana tempat berlangsungnya reaksi kimia. Rancangan dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia, yaitu : ● ● ● ● ● ●
Waktu tinggal Volume (V) Temperatur (T) Tekanan (P) Konsentrasi senyawa (C1, C2, C3, ...,Cn) Koefisien perpindahan panas (h, U)
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.
Pengertian dan Penggunaan Batch Reactor • Pengertian Batch Reactor Batch Reactor adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang berlangsung dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan dan stoikiometri.
• Penggunaan Batch Reactor Reaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakan untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan, pencampuran produk, reaksi kimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi caircair, polimerisasi, farmasi dan fermentasi.
Beberapa ketetapan menggunakan reaktor tipe Batch : ● Selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan temperatur ● Pengadukan dilakukan dengan sempurna, konsentrasi di semua titik dalam reaktor adalah sama atau homogen pada waktu yang sama ● Reaktor ideal
Batch Reactor
Batch Reactor with Coflux Jacket
Konstruksi Batch Reactor Batch reactor bisa tersusun oleh sebuah tangki dengan pengaduk serta sistem pendingin atau pemanas yang menyatu dengan reaktor. Tangki ini memiliki ukuran yang bervariasi mulai dari < 1 L sampai > 15.000 L tergantung kebutuhan. Batch reactor biasanya terbuat dari baja, stainless steel atau baja berlapis kaca.
Padatan dan cairan yang akan masuk reaktor biasanya melalui sambungan yang terdapat pada tutup atas reaktor. Untuk uap dan gas yang keluar reaktor biasanya juga melalui bagian atas, sedangkan untuk cairan keluar melalui bagian bawah.
Reaktor batch di desain untuk beroperasi dalam proses unsteady – state, banyak reaktor batch menunjukkan perilaku nonlinier yang dimiliki oleh pasangan reaksi kinetika dan temperatur reaktor, dimana lebar jarak temperatur berlebih, dengan kata lain reaksi berjalan eksotermis memproduksi panas berlebih sehingga harus dihilangkan dengan sistem pendinginan. Sirkulasi pompa untuk pendingan bertujuan meminimalkan waktu tinggal agar tetap konstan.
Misalkan : A + B P Neraca massa untuk komponen A adalah : • Amasuk = Akeluar + Aterakumulasi + Ayang bereaksi • FAi = FAC + (dNA/dt) + (-rA)(V) • FAi = FAo = 0, karena tidak ada reaktan yang masuk atau keluar
1dNA rA V dt
Pada batch reaktor volume tetap Mole A setelah reaksi berlangsung selama waktu t sebanding dengan konsentrasi A yang tersisa dalam larutan di kali dengan volume. NA (mole) = CA . V (mole/volume) x (volume) Bentuk differensialnya :
dN A d C AV dt dt dN A V .dC A C A .dV dt dt dt
Karena volume tetap maka perubahan volume dV=0
dN A (V )dC A dt dt Sehingga :
1dNA dCA rA V dt dt Persamaan di atas merupakan persamaan dasar. Contoh soal ……………………
Kelebihan dan Kelemahan Batch Reactor • Kelebihan 1. Ongkos atau harga instrumentasi rendah. 2. 3. 4. 5. 6.
Penggunaannya fleksibel, artinya dapat dihentikan secara mudah dan cepat kapan saja diinginkan. Penggunaan yang multifungsi. Reaktor ini dapat digunakan untuk reaksi yang menggunakan campuran kuat dan beracun. Mudah dibersihkan. Dapat menangani reaksi dalam fase gas, cair dan cair-padat.
Kesimpulan Batch reactor merupakan salah satu jenis reaktor yang digunakan untuk produksi berkapasitas kecil, misalnya dalam proses pelarutan padatan, pencampuran produk, dan lainlain. Reaktor ini dapat digunakan multifungsi selain itu juga mempunyaai harga konstruksi yang rendah sehingga lebih ekonomis,karena berkapasitas kecil maka skala produksinya juga kecil.
• Kelemahan 1.
Biaya buruh dan handling tinggi.
2.
Kadang-kadang waktu shut downnya besar, yaitu waktu untuk mengosongkan, membersihkan dan mengisi kembali. Pengendalian kualitas dari produk jelek atau susah. Skala produksi yang kecil.
3. 4.
DAFTAR PUSTAKA Coulson. J. M and Ricardson. J. F., 1983, Chemical Engineering Vol 6. , University College Of Swansea, Pergamon Press, New York. http;//id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_kimia http://www.engin.umich.edu/~cre/asyLearn/bits/batch/index.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Batch_reactor Levenspiel, Octave, 1962, Chemical Reaction Engineering 2 nd ed. , John Wiley and Sons Inc., New York. Seborg, D.E, dkk, 2004, Process Dynamic and Control 2nd ed. , John Wiley and Sons Inc., New York.
TERIMA KASIH ATAS PERHATIANNYA SEMOGA BERMANFAAT BAGI KITA SEMUA
