Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

Neraca Massa Aliran Kompleks

Unduh sebagai pptx, pdf, atau txt
Unduh sebagai pptx, pdf, atau txt
Anda di halaman 1dari 25

ATK I

NERACA MASSA UNIT BANYAK &


ALIRAN KOMPLEKS
ASEP MUHAMAD SAMSUDIN, S.T.,M.T.
Batasan Sistem

 Sistem unit proses : A. Sistem Overall, C & E. Sistem 1 Unit proses


 Sistem pada titik pertemuan (mixing point) : B
 Sistem pada titik percabangan (splitting point) : D
Contoh 1

Diagram alir dari sistem dua unit proses dengan aliran kontinyu
dan steady state

Tentukan laju alir dan komposisi yang belum diketahui untuk


arus 1, 2 dan 3 !
Penyelesaian

1. Masukan variabel yang diketahui, notasikan variabel yang belum


diketahui dan batasi sistem.

2. Lakukan analisis derajat kebebasan.


Penyelesaian

Analisis derajat kebebasan


 Sistem overall : 2 nunknown (m3, x3) – 2 neq (2 komp.) = 0 DK
m3, x3 bisa dihitung
 Mixing point : 4 nunknown (m1, x1, m2, x2) – 2 neq (2 komp.) = 2 DK
 Unit 1 : 2 nunknown (m1, x1) – 2 neq (2 komp.) = 0 DK
m1, x1 bisa dihitung
 Unit 2 : 2 nunknown (m2, x2) – 2 neq (2 komp.) = 0 DK
m2, x2 bisa dihitung
 Mixing point : 2 nunknown (m2, x2) – 2 neq (2 komp.) = 0 DK
m2, x2 bisa dihitung
Urutan perhitungan : tentukan m3, x3 dari NM overall, lalu tentukan m1, x1
di NM unit 1 dan tentukan m2, x2 dari NM di Unit 2/ Mixing point
Penyelesaian

 Neraca massa Overall

 Neraca massa A pada overall

 Neraca massa pada Unit 1

 Nerca massa A pada Unit 1


Penyelesaian

 Neraca massa pada mixing point

 Neraca massa A pada mixing point


Contoh 2 (Ekstraksi-Distilasi)

 Seratus kg campuran yang terdiri dari 50 % massa aseton dan


50 % massa air diektraksi dengan metil isobutyl keton (MIBK).
Pada ektraktor I, MIBK yang ditambahkan sebesar 100 kg
sedangkan pada ekstraktor 2, MIBK yang ditambahkan
sebesar 75 kg. Ekstrak 1 mengandung 27,5 % massa aseton.
Ekstak 2 mengandung 9% massa aseton, 88% massa MIBK dan
3% massa air. Rafinat ke 2 sebesar 431 kg dengan komposisi
5,3 % massa aseton, 1,6% massa MIBK dan 93,1 % massa air.
Gabungan Ekstrak didistilasi dengan hasil atas mempunyai
komposisi 2% massa MIBK, 1% massa air dan sisanya aseton.
 Hitunglah massa dan komposisi semua aliran.
Penyelesaian 2
Penyelesaian 2

Analisis derajat kebebasan


 Sistem overall : 4 nunk. (m5, mA6, mM6, mW6) – 3 neq (3 komp.) = 1 DK
 Ekstraktor 1 : 5 nunk. (mA2, mM2, mW2, mM1, xM1) – 3 neq (3 komp.) = 2
DK
 Ekstraktor 2 : 4 nunk. (mA2, mM2, mW2, m3,) – 3 neq (3 komp.) = 1 DK
 Mixing point : 6 nunk. (mM1, xM1, m3, mA4, mM4, mW4) – 3 neq (3
komp.) = 2 DK
 Distilasi : 7 nunk. (mA4, mM4, mW4, m5, mA6, mM6, mW6) – 3 neq (3
komp.) = 4 DK
 2 Ekstraktor : 3 nunk. (m1, xM1, m3) – 3 neq (3 komp.) = 0 DK
Penyelesaian 2

Urutan penyelesaian
 Analisis 2 Sistem Ekstraktor : Tulis NMT dan aseton, hitung mM1, m3,
tulis NM MIBK hitung xM1
 Analisis mixing point : Tulis NM aseton, MIBK dan air, hitung mA4,
mM4, mW4
 Analisis ekstraktor 1 (atau 2) : Tulis NM aseton, MIBK dan air,
hitung mA2, mM2, mW2,
Penyelesaian 2

 NM 2 Sistem Ekstraktor
Penyelesaian 2

 NM Mixing point
Penyelesaian 2

 NM Ekstraktor 1
Arus Balik (recycle) dan
Aliran Pintas (by-pass)
Arus Balik (recycle)

 Arus balik (recycle)adalah aliran percabangan output suatu


proses yang dikembalikan sebagai input proses tersebut.
 Arus balik dapat dipandang sebagai 3 sistem atau 3 unit
proses : titik percampuran (mixing point), unit proses, titik
percabangan (splitting point)
 Pada unit aliran yang dibagi 2 atau lebih aliran, komposisi
aliran pada semua cabang, sama dengan komposisi aliran
input

UNIT PROSES
Mixing Point Splitting Point
Contoh 3 (AC)

 Udara segar yang mengandung 4% mol uap air didinginkan


dan didehumidifikasi menjadi 1,7 % mol H2O. Arus udara segar
dikombinasikan dengan arus recycle dari udara yang
didehumidifikasi dan masuk pendingin. Pada AC, sejumlah air
terkondensasi dan dibuang sebagai cairan. 100 mol Air yang
terdehumidikasi yang tidak direcycle menuju ruangan.
 Hitung umpan segar (FF), mol air yang terkondensasi dan mol
udara yang direcycle.
Penyelesaian 3
Penyelesaian 3

Analisis Derajat Kebebasan


 Sistem overall : 2 nunk. (n1, n3) – 2 neq (2 komp.) = 0 DK

 Mixing point : 2 nunk. (n2, n5) – 2 neq (2 komp.) = 0 DK


 Cooler : 2 nunk. (n2, n4) – 2 neq (2 komp.) = 0 DK
 Splitting point : 2 nunk. (n5) – 1 neq (2 komp.) = 0 DK
Penyelesaian 3
Aliran Pintas (by-pass)

 Aliran pintas merupakan Aliran percabangan yang tidak


melewati unit di bawahnya.
 Arus balik dapat dipandang sebagai 3 sistem atau 3 unit
proses : titik percabangan (splitting point), unit proses, titik
percampuran (mixing point).
 Dilakukan by pass karena tuntutan spesifikasi atau karena
kapasitas unit proses.

UNIT PROSES
Mixing Point Splitting Point
Contoh 4 (Pemekatan)

 Sari jeruk segar mempunyai komposisi 12% massa padatan


terlarut dan air. Sari jeruk ini dipekatkan hingga mempunyai
komposisi 58% massa padatan setelah keluar dari evaporator.
Karena beberapa komponen ada yang hilang saat
pemekatan, untuk meningkatkan rasa dan aroma sari jeruk
pekat ditambahkan sari jeruk segar dengan aliran pintas. Sari
jeruk yang sudah dicampur mengandung 42% massa
padatan.
 Hitung jumlah produk (42% massa padatan) per 100 kg sari
buah segar dan fraksi umpan by pass per umpan segar.
Penyelesaian 4
Penyelesaian 4

Analisis derajat kebebasan


 Sistem overall : 2 nunk. (m3, m5) – 2 neq (2 komp.) = 0 DK

 Bypass : 2 nunk. (m1, m2) – 1 neq (2 komp.) = 1 DK


 Evaporator : 3 nunk. (m1, m3, m4) – 2 neq (2 komp.) = 1 DK
 Mixing point : 3 nunk. (m2, m4, m5) – 2 neq (2 komp.) = 1 DK
Penyelesaian 4

 NM S overall : 0.12 (100) = 0.42 m5 m5 = 28.6 kg produk


 NM overall : 100 = m3 + m5 m3 = 71.4 kg
 NM Mixing point : m4 + m2 = m5
m4 + m2 = 28.6 (1)
 NM S di MP : 0.58 m4 + 0.12 m2 = 0.42 m5
0.58 m4 + 0.12 m2 = 12.012 (2)
m2 = 9.95 kg m4 = 18.65 kg
 NM bypass : 100 = m1 + m2
100 = m1 + 9.95 m1 = 90.05 kg
 Bypass/umpan = m2/100 = 9.95/100 = 0.095

Anda mungkin juga menyukai