Laporan Praktikum Pengendalian Proses

LAPORAN PRAKTIKUM PENGENDALIAN PROSES

DINAMIKA TANGKI

Dosen Pembimbing : Harita N. Chamidy, LRSC, MT

Disusun Oleh:

Dhea Ismarlina (091411006)

Diny Gustini (091411007)

Endah Yunita Sari (09141008)

Kelas : 2A

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2011

I. Tujuan Percobaan

Tujuan Umum ( kompetensi ) :

1. Keterampilan mengoperasikan peralatan berbasis reactor tangki berpengaduk

2. Kemampuan aplikasi pengetahuan reactor tangki berpengaduk terhadap

penyimpangan yang mungkin terjadi

3. Peningkatan kemampuan logika berbasis reactor tangki berpengaduk terhadap

hubungan-hubungan antara kecepatan putar pengaduk, ketidak idealan,

volume efektif reaktor.

Tujuan Khusus

1. Membuat kurva kalibrasi hubungan antara daya hantar listrik (DHL)

terhadap konsentrasi NaCl.

2. Memahami fenomena perbedaan respon konsentrasi Yng ditunjukkan dari

masing- masing tangki yang tersusun seri.

3. Memahami perbedaan yang terjadi dari input step dengan pulse.

II. Data dan Hasil Percobaan

Dimensi tangki

Tinggi tangki = 13 cm

Diameter luar tangki = 10 cm

Diameter dalam tangki= 9,3 cm

a. Data konsentrasi NaCl standar dan DHL

Konsentrasi NaCl (gr/lt) DHL (mS)7,000 12,1403,500 6,7301,400 2,7200,700 1,3600,350 0,6500,175 0,3000,100 0,1600,070 0,1200 (air) 0,030

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.0000.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

f(x) = 1.75986307929152 x + 0.0902911512021443R² = 0.997316607039531

Kurva DHL vs Konsentrasi

Konsentrasi NaCl (gr/lt)

DHL (

mS)

b. Pengukuran DHL larutan dalam tangki dengan pengadukan

Laju alir = 7,69 ml/s

Stirrer speed = 60 rpm

Pengukuran Naik

Waktu (menit

)DHL

Tangki – 1 Tangki - 2 Tangki - 30 0.1 0.12 0.11

1.5 4.4 1.09 0.173 8.31 3.83 0.87

4.5 10.21 6.01 2.676

10.97 8.66 5.667.5 11.53 10.01 7.469 11.83 10.72 8.61

10.5 11.76 11.32 9.4612 11.6 11.63 10.76

Perhitungan konsentrasi NaCl masing-masing tangki setiap waktu

Persamaan garis dari kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL, yaitu :

y = 1.759x + 0.090

Dengan y = DHL dan x = konsentrasi NaCl, maka:

a. Pada tangki 1

• t = 0 menit

0.1= 1.759x + 0.090

x =0.006

• t = 1,5 menit

4.4= 1.759x + 0.090

x = 2.450

• t = 3 menit

8,31 = 1.759x + 0.090

x = 4.673

• t = 4,5 menit

10,21 = 1.759x + 0.090

x = 5.753

• t = 6 menit

10,97 = 1.759x + 0.090

x = 6.185

• t = 7,5 menit

10,53 = 1.759x + 0.090

x = 6.504

• t = 9 menit

11,83 = 1.759x + 0.090

X = 6.674

• t = 10,5 menit

11,76 = 1.759x + 0.090

x = 6.634

• t = 12 menit

11,60 = 1.759x + 0.090

x = 6.543

b. Pada tangki 2

t = 0 menit

0.12= 1.759x + 0.090

x = 0.017

t = 1,5 menit

1.09 = 1.759x + 0.090

x = 0.569

t = 3 menit

3.83= 1.759x + 0.090

x = 2.126

t = 4,5 menit

6.01= 1.759x + 0.090

x =3.366

t = 6 menit

8.66= 1.759x + 0.090

x = 4.872

t = 7,5 menit

10.01= 1.759x + 0.090

x = 5.640

t = 9 menit

10.72= 1.759x + 0.090

x = 6.043

t = 10,5 menit

11.32= 1.759x + 0.090

x = 6.384

t = 12 menit

11.63= 1.759x + 0.090

x = 6.561

c. Pada tangki 3 • t = 0 menit

0.11= 14.40x + 2.476

x = 0.011

• t = 1,5 menit

0.17= 1.759x + 0.090

x = 0.045

• t = 3 menit

0.87= 1.759x + 0.090

x = 0.443

• t = 4,5 menit

2.67= 1.759x + 0.090

x = 1.467

• t = 6 menit

5.66 = 1.759x + 0.090

x = 3.167

• t = 7.5 menit

7.46= 1.759x + 0.090

x = 4.190

• t = 9 menit

8.61 = 1.759x + 0.090

x = 4.844

t = 10,5 menit

9.46= 1.759x + 0.090

x = 5.327

• t = 12 menit

10.76= 1.759x + 0.090

x = 6.066

Perhitungan harga L untuk setiap data

menggunakan rumus : C=1000K .GL

sehingga L=1000K .G

C

dengan L = daya hantar equivalen

C = konsentrasi NaCl

G = DHL

K = konstanta konduktivitas sel = 0,3

a. Pada tangki 1

t = 0 menit

L= 1000 x 0.3x 0,1

0.006

= 5000.00

t = 1,5 menit

L= 1000 x 0.3x 4,4

2.450

L = 538.72

t = 3 menit

L= 1000 x 0.3x 8,31

4.673

L = 533.48

t = 4,5 menit

L= 1000 x 0.3x 10,21

5.753

L = 532.39

t = 6 menit

L= 1000 x 0.3x 10,97

6.185

L = 532.49

t = 7,5 menit

L= 1000 x 0.3x 11,53

6.504

L = 531.85

t = 9 menit

L= 1000 x 0.3x 11,83

6.674

L = 531.75

t = 10,5 menit

L= 1000 x 0.3x 11,76

6.634

L = 531.77

t = 12 menit

L= 1000 x 0.3x 11,6

6.543

L = 531

b. Pada tangki 2

t = 0 menit

L= 1000 x 0.3x 0,12

0.017

L = 2110.80

t = 1,5 menit

L= 1000 x 0.3x 1,09

0.569

L = 575.19

t = 3 menit

L= 1000 x 0.3x 3,83

2.126

L = 540.40

t = 4,5 menit

L= 1000 x 0.3x 6,01

3.366

L = 535.72

t = 6 menit

L= 1000 x 0.3x 8,66

4.872

L = 533.24

t = 7,5 menit

L= 1000 x 0.3x10,01

5.640

L = 532.49

t = 9 menit

L= 1000 x 0.3x 10,72

6.043

L = 532.17

t = 10,5 menit

L= 1000 x 0.3x 11,32

6.384

L = 531.93

t = 12 menit

L= 1000 x 0.3x 0.06

6.561

L = 531.82

c. Pada tangki 3

t = 0 menit

L= 1000 x 0.3x 0,11

0.011

L = 2902.35

t = 1,5 menit

L= 1000 x 0.3x 0.17

0.045

L = 1121.36

t = 3 menit

L= 1000 x 0.3x 0.87

0.443

L = 588.59

t = 4,5 menit

L= 1000 x 0.3x 2.67

1.467

L = 546.11

t = 6 menit

L= 1000 x 0.3x 5,66

3.167

L = 536.23

t = 7,5 menit

L= 1000 x 0.3x7.46

4.190

L = 534.14

t = 9 menit

L= 1000 x 0.3x 8.61

4.844

L = 533.27

t = 10,5 menit

L= 1000 x 0.3x 9.46

5.327

L = 532.77

t = 12 menit

L= 1000 x 0.3x 10.76

6.066

L = 532.15

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.0000.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

6000.00

Kurva hubungan antara L terhadap konsentrasi NaCl

Tangki 1Tangki 2Tangki 3

Konsentrasi NaCl

L

Tabel hasil perhitungan konsentrasi (C) dan daya hantar equivalen (L) tiap tangki

Waktu Tangki-1 Tangki-2 Tangki-3(menit) G-1 C-1 L-1 G-2 C-2 L-2 G-3 C-3 L-3

0 0.1 0.006 5277.00 0.12 0.017 2110.80 0.11 0.011 2902.351,5 4.4 2.450 538.72 1.09 0.569 575.19 0.17 0.045 1121.363 8.31 4.673 533.48 3.83 2.126 540.40 0.87 0.443 588.59

4,5 10.21 5.753 532.39 6.01 3.366 535.72 2.67 1.467 546.116 10.97 6.185 532.07 8.66 4.872 533.24 5.66 3.167 536.23

7,5 11.53 6.504 531.85 10.01 5.640 532.49 7.46 4.190 534.149 11.83 6.674 531.75 10.72 6.043 532.17 8.61 4.844 533.27

10,5 11.76 6.634 531.77 11.32 6.384 531.93 9.46 5.327 532.7712 11.6 6.543 531.83 11.63 6.561 531.82 10.76 6.066 532.15

Kurva hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap DHL

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.0000

2

4

6

8

10

12

14

f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999963R² = 1


Tangki 1Linear (Tangki 1)

Konsentrasi (gr/lt)

DHL

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.0000

2

4

6

8

10

12

14

f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999981R² = 1



Konsentrasi (gr/lt)

DHL

0.000 2.000 4.000 6.0000

2

4

6

8

10

12

f(x) = 1.759 x + 0.089999999999999R² = 1



Konsentrasi (gr/lt)

DHL

Dinamika reaktor tangki

a) Kurva antara konsentrasi vs waktu percobaan dengan pengadukan

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

Kurva konsentrasi vs waktu percobaan


Waktu (menit)

Kons

entr

asi (

gr/l

t)

b) Volume tangki sesungguhnya melalui perhitungan

Diameter tangki = 9,3 cm = 0,093 m

Tinggi tangki = 13 cm = 0,13 m

Volume tangki = A x h

= 1/4πd2x h

= ¼ x 3,14 x 0,0932x 0,13

= 8,826x10-4m3

c) konsentrasi NaCl sebagi fungsi waktu (untuk umpan pulse)

Ci = Co (1 – e-t/τ) tidak dilakukan.

Pengukuran Turun

Perhitungan konsentrasi NaCl masing-masing tangki setiap waktu

Persamaan garis dari kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL, yaitu :

y = 1.759x + 0.090

Dengan y = DHL dan x = konsentrasi NaCl, maka:

d. Pada tangki 1

t = 0 menit

11.73= 1.759x + 0.090

x =6,617

t = 1,5 menit

6.89 = 1.759x + 0.090

x =3,866

t = 3 menit

4.46 = 1.759x + 0.090

x = 2,484

t = 4,5 menit

2.30 = 1.759x + 0.090

x = 1,256

t = 6 menit

1.09 = 1.759x + 0.090

x = 0,569

t = 7,5 menit

0.63 = 1.759x + 0.090

x = 0,307

0.34 = 1.759x + 0.090

X = 0,142

t = 10,5 menit

0.18 = 1.759x + 0.090

x = 0,051

t = 12 menit

0.16= 1.759x + 0.090

x = 0,034

e. Pada tangki 2

t = 0 menit

11.74= 1.759x + 0.090

x = 6,623

t = 1,5 menit

10.44 = 1.759x + 0.090

x = 5,884

t = 3 menit

8.37= 1.759x + 0.090

x = 4,707

t = 4,5 menit

5.55= 1.759x + 0.090

x =3,104

t = 6 menit

3.40= 1.759x + 0.090

x = 1,882

t = 7,5 menit

2.01= 1.759x + 0.090

x = 1,092

t = 9 menit

1.11= 1.759x + 0.090

x = 0,580

t = 10,5 menit

0.66= 1.759x + 0.090

x = 0,324

t = 12 menit

0.33= 1.759x + 0.090

x = 0,250

f. Pada tangki 3

t = 0 menit

11.09= 14.40x + 2.476

x = 6,254

t = 1,5 menit

10.14= 1.759x + 0.090

x = 5,713

t = 3 menit

10.28= 1.759x + 0.090

x = 5,793

t = 4,5 menit

8.14= 1.759x + 0.090

x = 4,576

t = 6 menit

6.08= 1.759x + 0.090

x = 3,405

t = 7.5 menit

4.15= 1.759x + 0.090

x = 2,308

t = 9 menit

2.81 = 1.759x + 0.090

x = 1,546

t = 10,5 menit

1.79= 1.759x + 0.090

x = 0,966

t = 12 menit

1.40= 1.759x + 0.090

x = 0,745

Perhitungan harga L untuk setiap data

menggunakan rumus : C=1000K .GL

sehingga L=1000K .G

C

dengan L = daya hantar equivalen

C = konsentrasi NaCl

G = DHL

K = konstanta konduktivitas sel = 0,3

a. Pada tangki 1

t = 0 menit

L= 1000 x 0.3x 11.73

6,617

L = 531,780

t = 1,5 menit

L= 1000 x 0.3x 6.89

3,866

L = 534,684

t = 3 menit

L= 1000 x 0.3x 4.46

2,484

L = 538,568

t = 4,5 menit

L= 1000 x 0.3x 2.30

1,256

L = 549,190

t = 6 menit

L= 1000 x 0.3x 1.09

0,569

L = 575,193

t = 7,5 menit

L= 1000 x 0.3x 0.63

0,307

L = 615,650

t = 9 menit

L= 1000 x 0.3x 0.34

0,142

L = 717,672

t = 10,5 menit

L= 1000 x 0.3x 0.18

0,051

L = 1055,400

t = 12 menit

L= 1000 x 0.3x 0.15

0,034

L = 1319,25

b. Pada Tangki 2

t = 0 menit

L= 1000 x 0.3x 11.74

6,623

L = 531,777

t = 1,5 menit

L= 1000 x 0.3x 10.44

5,884

L = 532,289

t = 3 menit

L= 1000 x 0.3x 2.37

4,707

L = 533,436

t = 4,5 menit

L= 1000 x 0.3x 5.55

3,104

L = 536,398

t = 6 menit

L= 1000 x 0.3x 3.40

1,882

L =542,048t = 7,5 menit

L= 1000 x 0.3x 2.01

1,092

L = 552,436

t = 9 menit

L= 1000 x 0.3x 1.11

0,580

L = 574,262

t = 10,5 menit

L= 1000 x 0.3x 0.66

0,324

L = 611,021

t = 12 menit

L= 1000 x 0.3x 0.53

0,250

L = 635,639

c. Pada tangki 3

t = 0 menit

L= 1000 x 0.3x 11.09

6,254

L = 532,018

t = 1,5 menit

L= 1000 x 0.3x 10.14

5,713

L = 532,426

t = 3 menit

L= 1000 x 0.3x 10.28

5,793

L = 532,361

t = 4,5 menit

L= 1000 x 0.3x 8.14

4,576

L = 533,600

t = 6 menit

L= 1000 x 0.3x 6.08

3,405

L = 535,629

t = 7,5 menit

L= 1000 x 0.3x 4.15

2,308

L =539,398

t = 9 menit

L= 1000 x 0.3x 2.81

1,546

L =545,161

t = 10,5 menit

L= 1000 x 0.3x 1.79

0,966

L = 555,637

t = 12 menit

L= 1000 x 0.3x 1.40

0,745

L = 563,954

Kurva hubungan antara L terhadap konsentrasi NaCl

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000500.000600.000700.000800.000900.000

1000.0001100.0001200.0001300.0001400.000

Kurva Konsentrasi NaCl vs L


Konsentrasi NaCl

L

Tabel hasil perhitungan konsentrasi (C) dan daya hantar equivalen (L) tiap tangki

Waktu (menit)

Tangki-1 Tangki-2 Tangki-3G-1 C-1 L-1 G-2 C-2 L-2 G-3 C-3 L-3

0 11,73 6,617 531,780 11,74 6,623 531,777 11,09 6,254 532,0181,5 6,89 3,866 534,684 10,44 5,884 532,289 10,14 5,713 532,4263 4,46 2,484 538,568 8,37 4,707 533,436 10,28 5,793 532,361

4,5 2,3 1,256 549,190 5,55 3,104 536,398 8,14 4,576 533,6006 1,09 0,569 575,193 3,4 1,882 542,048 6,08 3,405 535,629

7,5 0,63 0,307 615,650 2,01 1,092 552,436 4,15 2,308 539,3989 0,34 0,142 717,672 1,11 0,580 574,262 2,81 1,546 545,161

10,5 0,18 0,051 1055,400 0,66 0,324 611,021 1,79 0,966 555,63712 0,15 0,034 1319,250 0,53 0,250 635,639 1,4 0,745 563,954


0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.0000

2

4

6

8

10

12

14

f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999994R² = 1

Kurva Konsentrasi NaCl vs DHL


Konsentrasi NaCl

DHL

Tangki 1

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.0000

2

4

6

8

10

12

14

f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999999R² = 1



Konsentrasi NaCl

DH

L

Tangki 2

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.0000

2

4

6

8

10

12

f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999999R² = 1



Konsentrasi NaCl

DH

L

Tangki 3

Dinamika reaktor tangki

Kurva antara konsentrasi vs waktu percobaan

0 2 4 6 8 10 12 140.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

Kurva Waktu vs Konsentrasi NaCl


Waktu ( menit )

Kons

entr

asi N

aCL (

gr/

lt)

Laporan Praktikum Pengendalian Proses

Documents