NERACA MASSA UNIT BANYAK & ALIRAN KOMPLEKS
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
NERACA MASSA UNIT BANYAK & ALIRAN KOMPLEKS
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 Diktat_NME_trans_03.pdf
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 PROSESMixing 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 PROSESMixing 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
Related Documents
