Topic outline

  • General


  • 1. Besaran, satuan, dimensi dan analisa dimensi

    • Latihan 1. Besaran, satuan dan dimensi Forum

      1. Sebuah orifice meter digunakan untuk mengukur kecepatan alir fluida dalam pipa. Kecepatan alir dihubungkan dengan penurunan tekanan menggunakan persamaan berbentuk : u = c √(∆p/ρ)

        dengan : u = kecepatan linier aliran fluida

          Dp = penurunan tekanan

          r = densitas fluida

          c = konstanta

      Tentukan satuan untuk konstanta c!

      2. Konduktivitas termal suatu logam cair dapat dinyatakan dalam persamaan empiris

        k = A exp (B/T)

      Bila k [=] J/s.m.K

              A dan B adalah konstanta.

      Bagaimanakah satuan untuk A dan B?


    • Tugas individu 1 Assignment

      Pada proses mixing suatu campuran cairan  dalam tangki tanpa bafel, besarnya daya impeller (Power impeller, P, J/s) dipengaruhi oleh diameter impeller (D, m), kecepatan putar impeller, rps, rotasi per sekon (N, 1/s), sifat fisis campuran berupa densitas (ρ, kg/m3) dan viskositas (μ, kg/m.s) dan percepatan gravitasi (g, m/s2).
      Buatlah suatu analisis dimensi untuk mendapatkan hubungan variabel-variabel tersebut dalam bentuk bilangan tidak berdimensi.

  • 2. Variabel proses

  • 3. Konsep gas ideal dan neraca massa

    • Tugas individu 2. Konsep neraca massa Assignment

      1. Suatu aliran umpan sebesar 1000 mol/jam memiliki komposisi sbb : 20% propan, 30% isobutan, 20% isopentan dan 30% n-pentan.  Aliran tsb dipisahkan dengan distilasi. Aliran distilat terdiri atas semua propan dari umpan dan 80% isopentan pada umpan. Distilat mengandung 40% isobutan. Aliran bawah diinginkan mengandung semua n-pentan dari umpan. Hitunglah laju alir dan komposisi aliran bawah dan distilat !

      2. Proses distilasi-ekstraktif dilakukan dalam suatu kolom distilasi dengan menambahkan benzena murni. Konsentrasi alkohol dalam umpan sebesar 40%. Distilasi menghasilkan alkohol murni sebagai bottom product, sedangkan distilat memiliki komposisi 24% air, 75% benzen dan sisanya alkohol. Tentukan banyaknya benzen yang harus ditambahkan untuk menghasilkan 1000 kg/jam alkohol murni!

    • Konsep neraca massa Forum

      Gas alam terdiri atas 85% mol CH4, 4% C2H6, 2% C3H8, 3% C4H10, 3% C5H12 dan sisanya senyawa C6 atau lebih. Gas alam diolah menjadi LNG dan LPG, dan sisanya digunakan sebagai bahan bakar pabrik. Komposisi LNG adalah 95% mol CH4, sisanya C2H6 dan C3H8. Komposisi LPG adalah 45% mol C3H8, 53% C4H10 dan C5H12. Jika tersedia gas alam sebanyak 1000 mol hitunglah jumlah LNG dan LPG yang akan diperoleh, dan lengkapi komposisi tiap aliran !

  • 4. Neraca massa sistem sekali lintas (once through)

    • Kuis 1. Assignment

      1.      Suatu industri  memisahkan campuran a dan b menggunakan distilasi. Umpan menara distilasi 1 berisi 50% A dan 50% B (% berat). Diinginkan distilat (hasil atas) menara distilasi 1 berisi 90% A.  Sedangkan bottom (hasil bawah menara distilasi) 1 ini dicampur dengan fluida yang berisi 30% A dan 70% B.   Campuran tersebut diumpankan ke manara distilasi 2, sehingga diperoleh distilat berisi 60% B.  Jika kecepatan umpan distilasi 1 adalah 100kg/j, distilat menara distilasi 1 adalah 49 kg/j, fluida yang dicampur dengan botom distilasi 1 adalah 30 kg/j, serta distilat menara distilasi 2 adalah 30 kg/j, tentukan semua kecepatan arus dan komposisi arus lainnya.

       

      2. Adhesive cair, yang digunakan untuk merekatkan papan berlaminasi, terdiri atas campuran polimer dan pelarutnya.  Pemasok adhesive mendapat pesanan berupa 3000 kg adhesive yang berisi 13% polimer (%berat).  Pemasok memiliki stok :

      - 500 kg adhesive 10%.

      - Larutan 20% adhesive yang sangat melimpah.

      - Pelarut murni.

            jika pemasok ingin menggunakan semua stok yang ada, tentukan kebutuhan masing-masing larutan ( adhesive 10% digunakan semua).

       

      3.  Pemekatan larutan gula di suatu pabrik gula dijalankan dalam 2 langkah. Pertama, larutan gula 10% diumpankan ke evaporator 1 yang menghasilkan larutan gula 18%.  Larutan hasil evaporator 1 ini diumpankan ke evaporator 2 sehingga dihasilkan larutan gula 50%. Tentukan :

      a.      Laju air yang teruapkan dari masing-masing evaporator.

      b.      Laju larutan yang diumpankan ke evaporator 2.

      c.      Laju produk yang dihasilkan.

       


  • 5. Neraca massa dengan arus kompleks tanpa reaksi kimia

  • 6. UTS

  • 7. Neraca massa dengan reaksi kimia

    • Stoikiometri Forum

      1. Suatu reaktor digunakan untuk mengoksidasi SO2 menjadi SO3. Udara umpan berlebihan 20% dan konversi SO2 hanya 90%. Tentukan komposisi gas hasil reaktor.

      2. Sintesis metanol dilakukan dengan umpan yang terdiri atas CO 20%, CO2 8%,  H2 68% dan inert 4%. Reaksi yang terjadi :

        1. CO + 2 H2 à CH3OH

         2. CO2 + 3H2 à CH3OH + H2O

         Konversi CO 30% dan konversi H2 35%. Bagaimana komposisi keluar reaktor?


    • Reaksi pembakaran Forum

      Mahasiswa dengan NIM ganjil silakan mengerjakan nomor 1, dan NIM genap mengerjakan nomor 2.

  • 8. Neraca massa dengan reaksi kimia dan arus kompleks

    • Kuis 2 Assignment

      1. Dalam suatu proses pembuatan amonia dengan  proses Haber-Bosch, gas nitrogen dan hidrogen diumpankan ke dalam reaktor dengan perbandingan mol N2/H2 = 1/3. Konversi perpass terhadap N2 sebesar 25%. Terdapat sejumlah 5% gas Argon sebagai impuritas, tiap 100 mol N2 umpan reaktor. Produk keluar reaktor dipisahkan secara kondensasi dengan asumsi amonia terpisah sempurna sebagai produk. Gas-gas sisa reaksi bergabung dengan gas fresh feed untuk di-recycle ke dalam reaktor. Untuk menghindari terjadinya akumulasi gas argon dalam reaktor, sebagian fraksi recycle dibuang (purging) dengan perbandingan recycle/purge = 4/1.

      a.      Tuliskan reaksi yang terjadi dalam reaktor !

      b.      Gambarkan blok diagram singkat proses tersebut lengkap dengan komposisi gas pada tiap arus !

      c.      Hitung komposisi gas yang harus diumpankan di fresh feed !

      d.       Hitung konversi overall !

      e.       Tuliskan komposisi arus-arus dalam bentuk tabel !


  • 9. Neraca energi

    • Tugas individu 3 Assignment

      Steam yang dihasilkan pada suatu boiler dipergunakan untuk memanaskan benzena cair pada suatu  HE (Heat Exchanger/alat penuar panas). Benzene masuk HE pada suhu 85 oC dan keluar pada suhu 135 oC . Steam masuk HE berupa saturated steam 5 bar dan keluar HE pada kondisi cair jenuh pada tekanan yang sama. Untuk setiap 100 kg steam, tentukan jumlah benzene yang dapat dipanaskan.
      Cp benzena dapat dilihat pada Tabel B.2 dan Saturated steam Table pada Tabel B.6 Appendix Buku Felder & Rousseau

    • Latihan Forum

      Reaksi  4NH3(g) + 5O2  (g)   -->  4NO(g)  + 6H2O dijalankan dalam suatu reaktor. NH3 dan udara diumpankan pada suhu 750 OC. Sejumlah 90% NH3 bereaksi membentuk NO. Umpan O2 sebanyak 2,4 kali umpan NH3 (dalam mol). Jika suhu keluar reaktor tidak boleh melebihi 920 oC, berapa panas yang dihasilkan dari reaksi tersebut? Gambarkan skema perhitungan neraca panas seperti pada contoh di slide sebelumnya.

      gas

      ΔHf298, kal/mol

      Cp, a+bT, cal/mol.K

      NH3

      -10960

      6,7 + 0,006T

      O2

      0

      8,3 + 0,0002T

      NO

      21600

      8,05 + 0,0002T

      H2O

      -57800

      7,2 + 0,003T

      N2

      0

      8,5 + 0,0001T


    • Tugas individu 4 Assignment
      Reaksi  4NH3(g) + 5O2  (g) ---> 4NO(g)  + 6H2O dijalankan dalam suatu reaktor. NH3 dan udara diumpankan pada suhu 750 OC. Sejumlah 90% NH3 bereaksi membentuk NO. Umpan O2 sebanyak 2,4 kali umpan NH3 (dalam mol). Jika suhu keluar reaktor tidak boleh melebihi 920 oC, berapa panas yang dihasilkan dari reaksi tersebut?
      Gambarkan skema perhiungan neraca panasnya lebih dulu.


      gas

      ΔHf298, kal/mol

      Cp, a+bT, cal/mol.K

      NH3

      -10960

      6,7 + 0,006T

      O2

      0

      8,3 + 0,0002T

      NO

      21600

      8,05 + 0,0002T

      H2O

      -57800

      7,2 + 0,003T

      N2

      0

      8,5 + 0,0001T

    • Tugas individu 5 Assignment

      Utk mhs no NIM ganjil, kerjakan soal no 1. NIM genap kerjakan soal no 2.

      1. Elpiji (40% propana dan 60% butana) dibakar dengan udara. Pembakaran dilakukan secara stoikiometrik dan sempurna. Elpiji dan udara masuk pembakaran pada 25 oC, sedang gas hasil pembakaran keluar pada 900 oC.  Tentukan panas yang dikeluarkan dari 100 mol elpiji yang dibakar.

      Diketahui ΔHfo senyawa
      ¡C3H8 (g)= -103,8 kJ/mol
      ¡C4H10 (g)= -124,7 kJ/mol
      ¡H2O (g) = -241,83 kJ/mol
      ¡CO2 (g) = -393,5 kJ/mol
      —Kapasitas panas senyawa
      ¡C3H8 (g) = 0,068 kJ/mol.K
      ¡C4H10 (g) = 0,0923 kJ/mol.K
      ¡N2 (g) = 0,029  kJ/mol.K
      ¡O2 (g) = 0,0291 kJ/mol.K
      ¡H2O (g) = 0,03346 kJ/mol.K
      ¡CO2 (g) = 0,03611 kJ/mol.K

      2.  Dalam desain awal suatu boiler, metana pada 25 oC dibakar sempurna dengan menggunakan udara 20% berlebih yang masuk dengan suhu sama.  Kecepatan umpan metana 450 kmol/jam. Gas panas hasil pembakaran keluar dapur pada suhu 300 oC dan dibuang ke atmosfer. Panas yang diperoleh (Q) digunakan untuk membuat steam superheated pada tekanan 17 bar dan suhu 250 oC.

      a. Hitung komposisi gas keluar dapur

      b. Hitung kapasitas panas rata-rata gas buang

      c. Hitung panas yang diperoleh (Q)

      d. Hitung kecepatan produksi steam

      Data :

      Kapasitas panas

      N2 (g) = 0,029  kJ/mol.K

      O2 (g) = 0,0291 kJ/mol.K

      H2O (g) = 0,03346 kJ/mol.Klatihan

      CO2 (g) = 0,03611 kJ/mol.K

      CH4 (g) = 0,0431 kJ/mol.K

      Panas pembakaran standar metana (g) = -890,6 kJ/mol


  • UAS

    • Topic 11

      • Topic 12

        • Topic 13

          • Topic 14