Upload
arluky-novandy
View
192
Download
6
Embed Size (px)
DESCRIPTION
konsep material balance adalah konsep untuk menghitung jumlah massa yang masuk, terakumulasi dan yang keluar dari suatu proses, sehingga dalam penentuan loses dari suatu proses dapat ditentukan secara kwantitatif.
Citation preview
5/19/2018 Diktat Material Balance
1/12
1
BAB I
MATERIAL BALANCE
Material balance adalah perhitungan aliran material dalam suatu sistem. Dalam
perhitungan material balance diklasifikasikan menjadi :
1. Proses yang melibatkan reaksi kimia
2. Proses yang tidak melibatkan reaksi kimia
Proses proses tersebut dapat dihitung dengan cara steady state atau dengan cara
unsteady state. Beberapa terminologi yang perlu diperhatikan dalam perhitungan
material balance ini adalah :
1. System boundary
2. Open system (atau flow system)
3. Closed system (batch system)
Yang dimaksud dengan system boundary adalah batasan dimana system tersebut
bekerja. Sedangkan untuk open system adalah system yang bekerja dengan
melibatkan kondisi lingkungannya, seperti : turunnya temperatur minyak yang
mengalir di suatu pipa.
5/19/2018 Diktat Material Balance
2/12
2
Berdasarkan gambar diatas, maka material balance sistem diatas dapat dituliskan
dalam persamaan matematika sederhana sebagai berikut :
.....(1)
Beberapa peristilahan dalam perhitungan material balance ini adalah :
1. Total mass
2. Total mole
3. Mass of a chemical compound
4. Mass of an atomic species
5. Moles of a chemical compound
6. Moles of an atomic species
7. Volume
Akumulasi disini adalah perubahan massa atau mole yang terjadi di dalam suatu
proses yang berdasarkan perubahan waktu. Pada persamaan (1), jika tidak
melibatkan akumulasi yang mana dikenal dengan perhitungan steady state, maka
persamaan (1) menjadi :
....(2)
5/19/2018 Diktat Material Balance
3/12
3
Contoh perhitungan pada Kolom Distilasi berikut ini :
Pada perhitungan problem diatas terdapat dua prosedure perhitungan, yaitu :
1. Perhitungan neraca massa over all
2. Perhitungan neraca massa komponen
5/19/2018 Diktat Material Balance
4/12
4
BAB II
MATERIAL BALANCE MULTIPLE SUBSYSTEM
Material balance multiple subsytem (MBMS) adalah perhitungan material balance
yang melibatkan lebih dari satu peralatan. Pada perhitungan MBMS ini juga terdapat
dua prosedure perhitungan, yaitu :
1. Perhitungan neraca massa over all
2. Perhitungan neraca massa komponen
Pada gambar diatas, neraca massa over all adalah material balance yang dihitung
dalam suatu keseluruhan sistem, mulai dari input (masuk sistem) sampai keluar
sistem (output). Tahapan perhitungan untuk material balance MBMS ini adalah
sebagai berikut :
1. Hitung total jumlah material yang masuk dan yang keluar sistem
2. Hitung komponen komponen yang masuk dan yang keluar sistem3. Hitung total jumlah material yang masuk dan yang keluar di setiap alat
4. Hitung komponen komponen yang masuk dan yang keluar di setiap alat
5. Menyelesaikan persamaan
5/19/2018 Diktat Material Balance
5/12
5
Contoh Perhitungan pada kasus berikut :
5/19/2018 Diktat Material Balance
6/12
6
BAB III
RECYCLE, BYPASS, dan PURGE
Recycle stream adalah produk yang keluar dari sistem dan sebagian produk tersebut
dikembalikan lagi ke sistem.
III.1 Recycle Sistem Tanpa Reaksi Kimia
Untuk memahami proses recycle ini, maka perhatikan contoh kasus berikut ini :
5/19/2018 Diktat Material Balance
7/12
7
III.2 Recycle Sistem Dengan Reaksi Kimia
Untuk memahami proses recycle ini, maka perhatikan contoh kasus berikut ini :
Ada dua basis konversi dalam proses ini, yaitu :
Persamaan yang berlaku untuk proses yang melibatkan reaksi kimia adalah :
5/19/2018 Diktat Material Balance
8/12
8
Berikut contoh perhitungan recycle dengan reaksi kimia :
III.3 Bypass dan Purge
Bypass adalah seperti gambar berikut ini :
5/19/2018 Diktat Material Balance
9/12
9
Sedangkan untuk proses Purge adalah seperti gambar berikut ini :
Untuk memahami proses bypass, dapat dilihat pada contoh berikut :
5/19/2018 Diktat Material Balance
10/12
10
Sedangkan untuk memahami proses purge, dapat dilihat pada contoh berikut :
Untuk menghasilkan methanol, digunakan reaksi : CO + 2H2----------- CH3OH
5/19/2018 Diktat Material Balance
11/12
11
BAB IV
MATERIAL BALANCE DI KOLOM ABSORBER
Dalam proses absorpsi gas, dimana gas yang masih mengandung solvent akan
dibersihkan dengan menggunakan solvent (pelarut) yang sesuai di dalam suatu
kolom yang disebut dengan kolom absorber. Secara prinsip, pada proses ini terjadi
perpindahan massa, dimana massa dari solvnet yang terkandung didalam gas
diambil/diserap oleh solvent penyerap (pelarut). Secara skematis, proses ini dapat
digambarkan sebagai berikut :
Gambar 4.1 : proses absorbsi gas counter current
A
b
s
o
r
b
e
r
S
t
r
i
p
e
r
Gambar 4.2 : proses
absorbsi co-current
5/19/2018 Diktat Material Balance
12/12
12
Umumnya di industri menggunakan susunan absorbsi counter current seperti pada
gambar4.1, sehingga bila digambarkan secara grafik sebagai berikut :