Soal dan Pembahasan Neraca Massa - Azas Teknik Kimia 4 (Distiliasi dan Drying)
March 22, 2020
Soal 1 : Neraca Massa 1 unit tanpa reksi
Campuran propana dan pentana diumpankan kedalam unit distilasi dengan komposisi 90% dan 10% (fraksi mol) secara berturut-turut. Bila diinginkan produk propana dengan konsentrasi 99% dan dari unit distilasi tersebut, tentukanlah berapa laju alir umpan dalam kg/jam. Laju alir produk propana adalah 150 kg/jam dan perolehan propana 90% (Perbandingan Mol Propana dalam produk propana terhadap Mol Propana dalam Umpan)
Referensi:
JAWABAN
Seluruh fraksi yang diketahui adalah dalam fraksi mol, sedangkan laju alir produk propana diketahui dalam laju alir massa (kg/jam). Mula-mula, kita ubah terlebih dahulu laju alir produk propana menjadi laju alir molar (mol/jam) sebagai berikut:
Mr Propana = 44 gram/mol
Mr Pentana = 72 gram/mol
Seluruh fraksi yang diketahui adalah dalam fraksi mol, sedangkan laju alir produk propana diketahui dalam laju alir massa (kg/jam). Mula-mula, kita ubah terlebih dahulu laju alir produk propana menjadi laju alir molar (mol/jam) sebagai berikut:
Mr Propana = 44 gram/mol
Mr Pentana = 72 gram/mol
Kemudian, dari nilai perolehan propana, bisa kita hitung sebagai berikut
Sehingga didapat nilai laju alir mol umpan (F1)
Laju alir umpan tersebut masih dalam kmol/jam, perlu dikonversi dahulu menjadi kg/jam
Soal 2 : Neraca Massa 1 unit tanpa reksi
Sebuah mesin pengering pupuk digunakan untuk mengeringkan pupuk basah yang masih mengandung moisture 30% massa (wet basis) menjadi 5% air.
Tentukanlah:
(a) Kandungan air dalam pupuk sebelum masuk mesin pengering dalam basis kering (dry basis)
(b) Laju alir pupuk kering yang keluar mesin dan laju penguapan air bila laju alir pupuk basah adalah 100 kg/jam (wet basis)
Tentukanlah:
(a) Kandungan air dalam pupuk sebelum masuk mesin pengering dalam basis kering (dry basis)
(b) Laju alir pupuk kering yang keluar mesin dan laju penguapan air bila laju alir pupuk basah adalah 100 kg/jam (wet basis)
JAWABAN
(a) Kandungan air dalam pupuk sebelum masuk mesin pengering dalam basis kering (dry basis)?
Dengan menggunakan basis 100 kg pupuk basah, maka dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut:
Dalam Pupuk Basah (F1)
Kandungan air = 30% x 100 kg = 30 kg
Kandungan pupuk = 100 - 30 kg = 70 kg
Kadar air dry basis adalah perbandingan antara berat air dalam pupuk terhadap berat keringnya (tanpa air)
Maka, dalam dry basis, kandungan air dalam pupuk basah (F1) adalah :
(b) Laju alir pupuk kering yang keluar mesin dan laju penguapan air bila laju alir pupuk basah adalah 100 kg/jam (wet basis)
Neraca Pupuk
Asumsi tidak ada pupuk yang menguap dan terbawa aliran air
Maka Laju alir pupuk kering yang keluar mesin adalah 73,68 kg/jam
Sedangkan untuk laju penguapan air dapat dihitung sebagai berikut dengan menggunakan neraca massa Overall
Neraca Overall
Sehingga laju penguapan air (F2) adalah sebesar 26,32 kg/jam.
(a) Kandungan air dalam pupuk sebelum masuk mesin pengering dalam basis kering (dry basis)?
Dengan menggunakan basis 100 kg pupuk basah, maka dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut:
Dalam Pupuk Basah (F1)
Kandungan air = 30% x 100 kg = 30 kg
Kandungan pupuk = 100 - 30 kg = 70 kg
Kadar air dry basis adalah perbandingan antara berat air dalam pupuk terhadap berat keringnya (tanpa air)
Maka, dalam dry basis, kandungan air dalam pupuk basah (F1) adalah :
(b) Laju alir pupuk kering yang keluar mesin dan laju penguapan air bila laju alir pupuk basah adalah 100 kg/jam (wet basis)
Neraca Pupuk
Asumsi tidak ada pupuk yang menguap dan terbawa aliran air
Maka Laju alir pupuk kering yang keluar mesin adalah 73,68 kg/jam
Sedangkan untuk laju penguapan air dapat dihitung sebagai berikut dengan menggunakan neraca massa Overall
Neraca Overall
[1] Elementary Principles of Chemical Processes, Felder and Rousseau
0 comments