Reaktor Kimia

(1)

Reaktor kimia

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Belum Diperiksa Belum Diperiksa

Dalam

Dalam teknik kimia,teknik kimia, Reaktor kimiaReaktor kimia adalah suatuadalah suatu bejanabejana tempat berlangsungnyatempat berlangsungnya reaksi kimia.reaksi kimia. RancanganRancangan dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia. Perancangan suatu dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia. Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakan

reaktor kimia harus mengutamakan efisiensiefisiensi kinerja reaktor, sehingga didapatkankinerja reaktor, sehingga didapatkan hasil

hasil produkproduk dibandingkan masukan (input) yang besar dengan biaya yang minimum, baik itudibandingkan masukan (input) yang besar dengan biaya yang minimum, baik itu biayabiaya modal

modal maupunmaupun operasi.operasi. Tentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya operasiTentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya operasi biasanya termasuk besarnya

biasanya termasuk besarnya energiyenergiyang akan diberikan atau diambil, hargaang akan diberikan atau diambil, harga bahan baku,bahan baku, upahupah operator,operator, dll. Perubahan energi dalam suatu reaktor kimia bisa karena adanya suatu

dll. Perubahan energi dalam suatu reaktor kimia bisa karena adanya suatu pemanasanpemanasan atauatau pendinginan,pendinginan, penambahan atau pengurangan

penambahan atau pengurangan tekanan,tekanan, gaya gesekangaya gesekan (pengaduk(pengaduk dan cairan), dll.dan cairan), dll.

Daftar isi Daftar isi [sembunyikan] [sembunyikan] 1 Gambaran Umum 1 Gambaran Umum 2 Jenis 2 Jenis o

o 2.1 RATB (Reaktor Alir Tangki 2.1 RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)Berpengaduk)

o

o 2.2 RAP (Reaktor Alir Pipa)2.2 RAP (Reaktor Alir Pipa)

o

o 2.3 Reaktor Semi-Batch2.3 Reaktor Semi-Batch

3 Lihat pula 3 Lihat pula 4 Pranala luar 4 Pranala luar

[sunting]

Gambaran Umum

Ada dua jenis utama reaktor kimia: Ada dua jenis utama reaktor kimia:



 Reaktor tangki atau bejanaReaktor tangki atau bejana 

 Reaktor pipaReaktor pipa

Kedua jenis reaktor dapat dioperasikan secara

Kedua jenis reaktor dapat dioperasikan secara kontinyukontinyu maupunmaupun partaian/partaian/batchbatch. Biasanya, reaktor . Biasanya, reaktor beroperasi dalam keadaan

beroperasi dalam keadaan ajegajeg namun kadang-kadang bisa juga beroperasi secaranamun kadang-kadang bisa juga beroperasi secara transien.transien. BiasanyaBiasanya keadaan reaktor yang transien adalah ketika reaktor pertama kali dioperasikan (mis: setelah perbaikan keadaan reaktor yang transien adalah ketika reaktor pertama kali dioperasikan (mis: setelah perbaikan atau pembelian baru) di mana

atau pembelian baru) di mana komponenkomponen produk masih berubah terhadap waktu. Biasanya bahan yangproduk masih berubah terhadap waktu. Biasanya bahan yang direaksikan dalam reaktor kimia adalah

direaksikan dalam reaktor kimia adalah cairancairan dandan gas,gas, namun kadang-kadang ada juganamun kadang-kadang ada juga padatanpadatan yangyang diikutkan dalam reaksi (mis:

diikutkan dalam reaksi (mis: katalisator,katalisator, regent,regent, inert)inert). Tentu saja perlakuan terhadap bahan yang akan. Tentu saja perlakuan terhadap bahan yang akan direaksikan akan berbeda.

direaksikan akan berbeda.

Ada tiga tipe pendekatan utama yang digunakan dalam pengoperasian reaktor: Ada tiga tipe pendekatan utama yang digunakan dalam pengoperasian reaktor:



(2)

 Model Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) atau dikenal juga sebagai RTIK (Reaktor Tangki Ideal

Kontinu)

 Model Reaktor Alir Pipa (RAP) atau dikenal juga sebagai RAS (Reaktor aliran Sumbat)

Lebih jauh lagi, reaktor dengan katalisator (padatan) membutuhkan pendekatan yang terpisah dari ketiga model tersebut dikarenakan banyaknya asumsi sehingga menyebabkan tiga model perhitungan di atas tidak lagi akurat.

Beberapa ubahan yang memengaruhi rancangan reaktor:

 Waktu tinggal  Volum (V)  Temperatur (T)  Tekanan (P)

 Konsentrasi senyawa (C₁, C₂, C₃, ...,C_n  Koefisien perpindahan panas (h, U), dll

[sunting]

Jenis

[sunting]

RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)

Bagian dalam suatu RATB.

RATB dikenal juga sebagai RTIK (Reaktor Tangki Ideal Kontinu). Di RATB, satu atau lebih reaktan masuk ke dalam suatu bejana berpengaduk dan bersamaan dengan itu sejumlah yang sama (produk) dikeluarkan dari reaktor. Pengaduk dirancang sehingga campuran teraduk dengan sempurna dan diharapkan reaksi berlangsung secara optimal. Waktu tinggal dapat diketahui dengan membagi volum reaktor dengan kecepatan volumetrik cairan yang masuk reaktor. Dengan perhitungan kinetika reaksi, konversi suatu reaktor dapat diketahui.

(3)

 Reaktor berlangsung secara ajeg, sehingga jumlah yang masuk setara dengan jumlah yang ke luar

reaktor jika tidak tentu reaktor akan berkurang atau bertambah isinya.

 Perhitungan RATB mengasumsikan pengadukan terjadi secara sempurna sehingga semua titik dalam

reaktor memiliki komposisi yang sama. Dengan asumsi ini, komposisi keluar reaktor selalu sama dengan bahan di dalam reaktor.

 Seringkali, untuk menghemat digunakan banyak reaktor yang disusun secara seri daripada

menggunakan reaktor tunggal yang besar. Sehingga reaktor yang di belakang akan memiliki komposisi produk yang lebih besar dibanding di depannya.

 Dapat dilihat, bahwa dengan jumlah RATB kec il yang tak terbatas model perhitungan akan

menyerupai perhitungan untuk RAP. [sunting]

RAP (Reaktor Alir Pipa)

RAP dikenal juga sebagai RAS (Reaktor aliran Sumbat). Dalam RAP, satu atau lebih reaktan dipompa ke dalam suatu pipa. Biasanya reaksi yang menggunakan RAP adalah reaksi fase gas.

Reaksi kimia berlangsung sepanjang pipa sehingga semakin panjang pipa konversi akan semakin tinggi. Namun tidak semudah ini menaikkan konversi, dalam RAP konversi terjadi secara gradien, pada awalnya kecepatan reaksi berlangsung secara cepat namun setelah panjang pipa tertentu jumlah reaktan akan berkurang dan kecepatan reaksi berlangsung lebih lambat dan akan makin lambat seiring panjangnya pipa. Artinya, untuk mencapai konversi 100% panjang pipa yang dibutuhkan adalah tak terhingga.

Beberapa hal penting mengenai RAP:

 Perhitungan dalam model RAP mengasumsikan tidak terjadi penc ampuran, dan reaktan bergerak

secara aksial bukan radial.

 Katalisator dapat dimasukkan melalui titik yang berbeda dari titik masukan, diharapkan reaksi lebih

optimal dan terjadi penghematan.

 Biasanya, RAP memiliki konversi yang lebih besar dibanding RATB dalam volum yang sama. Artinya,

dengan waktu tinggal yang sama RAP memberikan hasil yang lebih besar dibanding RATB. [sunting]

Reaktor Semi-Batch

Reaktor jenis berlangsung secara batch dan kontinyu secara bersamaan. Contoh paling sederhana misalnya tangki fermentor, ragi dimasukkan sekali ke dalam tangki (secara batch) namun CO2 yang

dihasilkannya dikeluarkan secara kontinyu. Contoh lainnya adalah klorinasi, suatu reaksi cair-gas, gas digelembungkan secara kontinyu dari dasar tangki agar bereaksi dengan cairan di tangki yang diam (batch). test

(4)

macam-macam reaktor

Posted on 11/14/2011

Dalam teknik kimia,Reaktor kimiaadalah suatu bejana tempat berlangsungnya reaksi kimia. Rancangan dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang dapat dipelajari di teknik kimia. Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakan efisiensi kinerja reaktor, sehingga didapatkan

hasil produk dibandingkan masukan (input) yang besar dengan biaya yang minimum, baik itu biaya modal maupun operasi. Tentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh dikesampingkan. Biaya operasi biasanya termasuk besarnyaenergi yang akan diberikan atau diambil, harga bahan baku, upah operator, dll.

Perubahan energi dalam suatu reaktor kimia bisa karena adanya suatu pemanasan atau pendinginan, penambahan atau pengurangan tekanan, gaya gesekan (pengadukdan cairan), dll.

Gambaran U

Ada dua jenis utama reaktor kimia:

 Reaktor tangki atau bejana  Reaktor pipa

Kedua jenis reaktor dapat dioperasikan secara kontinyu maupun partaian/batch. Biasanya, reaktor beroperasi dalam keadaan ajeg namun kadang-kadang bisa juga beroperasi secara transien. Biasanya

keadaan reaktor yang transien adalah ketika reaktor pertama kali dioperasikan (mis: setelah perbaikan atau pembelian baru) di mana komponen produk masih berubah terhadap waktu. Biasanya bahan yang

direaksikan dalam reaktor kimia adalah cairan dan gas, namun kadang-kadang ada juga padatan yang diikutkan dalam reaksi (mis: katalisator, regent, inert). Tentu saja perlakuan terhadap bahan yang akan direaksikan akan berbeda.

Ada tiga tipe pendekatan utama yang digunakan dalam pengoperasian reaktor:

 Model reaktor batch

 Model Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) atau dikenal juga sebagai RTIK (Reaktor Tangki Ideal Kontinu)

 Model Reaktor Alir Pipa (RAP) atau dikenal juga sebagai RAS (Reaktor aliran Sumbat)

Lebih jauh lagi, reaktor dengan katalisator (padatan) membutuhkan pendekatan yang terpisah dari ketiga model tersebut dikarenakan banyaknya asumsi sehingga menyebabkan tiga model perhitungan di atas tidak lagi akurat.

Beberapa ubahan yang memengaruhi rancangan reaktor:

 Waktu tinggal  Volum (V)

(5)

 Temperatur (T)  Tekanan (P)

 Konsentrasi senyawa (C1, C2, C3, …,Cn

 Koefisien perpindahan panas (h, U), dll

R A T B ( R E A K T O R A L I R T A N G K I B E R P E N G A D U K )

RATB dikenal juga sebagai RTIK (Reaktor Tangki Ideal Kontinu). Di RATB, satu atau lebih reaktan masuk ke dalam suatu bejana berpengaduk dan bersamaan dengan itu sejumlah yang sama (produk) dikeluarkan dari reaktor. Pengaduk dirancang sehingga campuran teraduk dengan sempurna dan diharapkan reaksi berlangsung secara optimal. Waktu tinggal dapat diketahui dengan membagi volum reaktor dengan kecepatan volumetrik cairan yang masuk reaktor. Dengan perhitungan kinetika

reaksi, konversi suatu reaktor dapat diketahui. Beberapa hal penting mengenai RATB:

 Reaktor berlangsung secara ajeg, sehingga jumlah yang masuk setara dengan jumlah yang ke luar reaktor jika tidak tentu reaktor akan berkurang atau bertambah isinya.  Perhitungan RATB mengasumsikan pengadukan terjadi secara sempurna sehingga

semua titik dalam reaktor memiliki komposisi yang sama. Dengan asumsi ini, komposisi keluar reaktor selalu sama dengan bahan di dalam reaktor.

 Seringkali, untuk menghemat digunakan banyak reaktor yang disusun secara seri daripada menggunakan reaktor tunggal yang besar. Sehingga reaktor yang di belakang akan memiliki komposisi produk yang lebih besar dibanding di depannya.

 Dapat dilihat, bahwa dengan jumlah RATB kecil yang tak terbatas model perhitungan akan menyerupai perhitungan untuk RAP.

contoh kasus rekator kontinyu

ada reaksi antara KOH dan propil asetat yang direaksikan dalam suatu rekator kontinyu. Reaksi ini dibiarkan selama selang waktu tertentu. Lalu ambillah beberap ml volume larutan campuran tersebut. Larutan kemudian dititrasi dengan Asam sulfat. Untuk mengetahui konsentrasi basa sisa (yaitu konsentrasi basa yang tidak bereaksi dengan propil asetat), yaitu menggunakan perhitungan matematis. Perhitungan ini

sering dikenal dengan nama Runge kutta. Karean dihitung secara matematis/teori, maka konsentrasi ini dianggap pada kondisi ideal. Dimana kondisi pada semua bagian reaktor(semua titik ) berada pada keadaan homogen. Kondisi ideal tidak akan berubah dari waktu ke waktu, pada suhu dan tekanan tertentu. Sehingga bisa dijadikan acuan.

contoh kasus yang lain adalah

Tahap pelaksanaan percobaan 1.

(6)

mataram, Yogyakarta 2.

Air baku dari bak penampung dialirkan kedalam kolom bak secara gravitasi dengan kecepatan konstan.

3.

Air dibiarkan mengalir terus – menerus dengan arah aliran dari atas ke bawah.

4.

Effluent hasil penyaringan diambil, kemudian diukur kadar warna dan TDS.

R A P ( R E A K T O R A L I R P I P A )

RAP dikenal juga sebagai RAS (Reaktor aliran Sumbat). Dalam RAP, satu atau reaktan d ipompa ke dalam suatu pipa. Biasanya reaksi yang menggunakan RAP adalah reaks ifasa gas.

Reaksi kimia berlangsung sepanjang pipa sehingga semakin panjang pipa konversi akan semakin tinggi. Namun tidak semudah ini menaikkan konversi, dalam RAP konversi terjadi secara gradien, pada awalnya

kecepatan reaksi berlangsung secara cepat namun setelah panjang pipa tertentu jumlah reaktan akan

berkurang dan kecepatan reaksi berlangsung lebih lambat dan akan makin lambat seiring panjangnya pipa. Artinya, untuk mencapai konversi 100% panjang pipa yang dibutuhkan adalah tak terhingga.

Beberapa hal penting mengenai RAP:

 Perhitungan dalam model RAP mengasumsikan tidak terjadi pencampuran, dan reaktan bergerak secara aksial bukan radial.

 Katalisator dapat dimasukkan melalui titik yang berbeda dari titik masukan, diharapkan reaksi lebih optimal dan terjadi penghematan.

 Biasanya, RAP memiliki konversi yang lebih besar dibanding RATB dalam volum yang sama. Artinya, dengan waktu tinggal yang sama RAP memberikan hasil yang lebih besar dibanding RATB.

R E A K T O R S E M I - B A T C H

Reaktor jenis berlangsung secara batch dan kontinyu secara bersamaan. Contoh paling sederhana misalnya tangki fermentor, ragi dimasukkan sekali ke dalam tangki (secara batch) namun CO2yang dihasilkannya

dikeluarkan secara kontinyu. Contoh lainnya adalahklorinasi, suatu reaksi cair-gas, gas digelembungkan secara kontinyu dari dasar tangki agar bereaksi dengan cairan di tangki yang diam (batch).

(7)

Reaktor Kimia

Reaktor kimia adalah sebuah alat industri kimia , dimana terjadi reaksi bahan mentah menjadi hasil jadi yang lebih berharga.

Tujuan pemilihan reaktor adalah : 1. Mendapat keuntungan yang besar 2. Biaya produksi rendah

3. Modal kecil/volume reaktor minimum 4. Operasinya sederhana dan murah 5. Keselamatan kerja terjamin

6. Polusi terhadap sekelilingnya (lingkungan) dijaga sekecil-kecilnya Pemilihan jenis reaktor dipengaruhi oleh :

1. Fase zat pereaksi dan hasil reaksi

2. Tipe reaksi dan persamaan kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi samping 3. Kapasitas produksi

4. Harga alat (reactor) dan biaya instalasinya

5. Kemampuan reactor untuk menyediakan luas permukaan yang cukup untuk p erpindahan panas Jenis-jenis reactor

A. Berdasarkan bentuknya 1. Reaktor tangki

Dikatakan reaktor tangki ideal bila pengadukannya sempurna, sehingga komposisi dan suhu didalam reaktor setiap saat selalu uniform. Dapat dipakai untuk proses batch, semi batch, dan proses alir. 2. Reaktor pipa

Biasanya digunakan tanpa pengaduk sehingga disebut Reaktor Alir Pipa. Dikatakan ideal bila zat pereaksi yang berupa gas atau cairan, mengalir didalam p ipa dengan arah sejajar sumbu pipa. B. Berdasarkan prosesnya

1. Reaktor Batch

Biasanya untuk reaksi fase cair

Digunakan pada kapasitas produksi yang kecil Keuntungan reactor batch:

- Lebih murah dibanding reactor alir - Lebih mudah pengoperasiannya - Lebih mudah dikontrol

Kerugian reactor batch:

- Tidak begitu baik untuk reaksi fase gas (mudah terjadi kebocoran pada lubang pengaduk) - Waktu yang dibutuhkan lama, tidak produktif (untuk pengisian, pemanasan zat pereaksi, pendinginan zat hasil, pembersihan reactor, waktu reaksi)

2. Reaktor Alir (Continous Flow) Ada 2 jenis:

a. RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk) Keuntungan:

(8)

Suhu dan komposisi campuran dalam rerraktor sama

Volume reactor besar, maka waktu tinggal juga besar, berarti zat pereaksi lebih lama bereaksi di reactor.

Kerugian:

Tidak effisien untuk reaksi fase gas dan reaksi yang bertekanan tinggi. Kecepatan perpindahan panas lebih rendah dibanding RAP

Untuk menghasilkan konversi yang sama, volume yang dibutuhkan RATB lebih besar dari RAP. b. RAP

Dikatakan ideal jika zat pereaksi dan hasil reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh penampang pipa.

Keuntungan :

Memberikan volume yang lebih kecil daripada RATB, untuk konversi yang sama Kerugian:

1. Harga alat dan biaya instalasi tinggi.

2. Memerlukan waktu untuk mencapai kondisi steady state.

3. Untuk reaksi eksotermis kadang-kadang terjadi "Hot Spot" (bagian ya ng suhunya sangat tinggi) pada tempat pemasukan . Dapat menyebabkan kerusakan pada dinding reactor

3. Reaktor semi batch

Biasanya berbentuk tangki berpengaduk

C. Jenis reaktor berdasarkan keadaan operasinya 1. Reaktor isotermal.

Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran yang keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama.

2. Reaktor adiabatis.

Dikatakan adiabatis jika tidak ada perpindahan pan as antara reaktor dan sekelilingnya.

Jika reaksinya eksotermis, maka panas yang terjadi karena reaksi dapat dipakai untuk menaikkan suhu campuran di reaktor. ( K naik dan -rA besar sehingga waktu reaksi menjadi lebih pendek). 3. Reaktor Non-Adiabatis

D. Reaktor Gas Cair dengan Katalis Padat 1. Packed/Fixed bed reaktor (PBR).

Terdiri dari satu pipa/lebih berisi tumpukan katalis stasioner dan dioperasikan vertikal. Biasanya dioperasikan secara adiabatis.

2. Fluidized bed reaktor (FBR)

• Reaktor dimana katalisnya terangkat oleh aliran gas reaktan. • Operasinya: isotermal.

• Perbedaan dengan Fixed bed: pada Fluidized bed jumlah katalis lebih sedikit dan katalis bergerak sesuai kecepatan aliran gas yang masuk serta FBR memberikan luas permukaan yang le bih besar dari PBR

(9)

E. Fluid-fluid reaktor

Biasa digunakan untuk reaksi gas-cair dan cair-cair. 1. Bubble Tank.

2. Agitate Tank 3. Spray Tower

Pertimbangan dalam pemilihan fluid-fluid reaktor.

1. Untuk gas yang sukar larut (Kl <) sehingga transfer massa kecil maka Kl harus diperbesar .Jenis spray tower tidak sesuai karena kg besar pada Spray Tower

2. Jika lapisan cairan yang dominan, berarti tahanan dilapisan cairan kecil maka Kl harus diperbesar » jenis spray tower tidak sesuai.

3. Jika lapisan gas yang mengendalikan (maka Kg <) » jenis bubble tank dihindari.

4. Untuk gas yang mudah larut dalam air » jenis bubble tank dihindari.

Untuk pendekatan perhitungan reaktor pada umumnya ada 2 (didapat dari situsnya wikipedia), yaitu :

1. Reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) atau continous stired tank react or (CSTR) 2. Reaktor alir pipa (RAP) atau plug flow reaktor (PFR)

-Reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) atau continous stired tank reactor ( CSTR)

Reaktor ini biasa disebut dengan reaktor tangki ideal berpengaduk, kenapa disebut seperti itu? karena dalam reaktor ini, umpan masuk sama dengan produk keluar, kalau tidak sama t entu jumlah dalam tangki (bejana) tersebut akan bertambah atau berkurang. Dan itu berpengaruh dalam kestabilitasan jumlah produk, yaa sederhananya bisa diasumsikan bahwa ada yang tidak beres dalam reaktor

tersebut. hehehe (dan ini sangat berpengaruh dalam perhitungan)

Hmm biasanya, pada reaktor model seperti ini, pengadukan dianggap rata di semua bagian, sehingga komposisi produk yang keluar sama dengan komposisi bahan yang ada di dalam r eaktor. Gimana kawan? udah lumayan ngerti kan? kalo belum, berarti harus banyak2 baca referensi lagi, oke. Untuk mendapatkan hasil konversi yang maksimal (tergantung banyak hal sih), biasanya model seperti ini menggunakan banyak reaktor, dan disusun secara seri. Dengan adanya reaktor yang disusun seperti ini memungkinkan konversi ke produk menjadi lebih besar dibandingkan dengan menggunakan reaktor tunggal.

- Reaktor alir pipa

Biasanya penggunaan model seperti ini digunakan untuk reaktan berfase gas, dan perlu kawan- kawan ketahui, reaksi kimia tersebut terjadi sepanjang pipa, ja di semakin panjang pipa maka konversinya juga semakin tinggi. Hmm tapi tidak segampang itu mengasumsikannya kawan. dalam suatu reaksi

terdapat titik optimum, artinya kita perlu mengetahui tentunya dengan menganilisis, di mana titik optimum itu berada, sehingga tidak membuang2 energi, karena pada treaktor jenis ini, konversinya terjadi secara gradien (ngerti kan secara gradien) d i mana pada saat awal kecepatan reaksinya cepat namun seiring panjang pipa (melewati titik optimum) jumlah reaktan tersebut akan berkurang dan

(10)

kecepatan reaksinya pun akan semakin lambat. Wah...wah... tambah sulit ya, atau emang saya yang tidak bisa menuliskannya dengan baik. ya udah saya akan berusaha agar pembahasannya lebih komprehensif.

(11)

Residence Time ( Waktu Tinggal )

Residen

ce

Time

( Waktu Tinggal )

Residence time adalah lamanya waktu elemen kimia tinggal dalam suatu kolom

lautan atau waktu dimana zat tertentu, tetap berada dalam kompartemen tertentu dari siklus

biogeochemical. Residence time air di sungai beberapa hari, sedangkan di danau-danau yang

besar rentang waktu tinggal hingga beberapa dekade. Waktu tinggal rata-rata sebuah elemen

tertentu adalah menghabiskan air laut dalam larutan antara waktu yang pertama

masuk (pemasukan) dan waktu tersebut akan hilang dari laut (pengeluaran). Karena lautan

itu bersifat steadystate (tetap) sehingga dilautan terjadi siklus hidrologi pada unsur-unsur

kimia yang terkandung di laut.

Residence time merupakan suatu konsep yang berguna secara luas untuk

mengungkapkan seberapa cepat sesuatu yang bergerak, melalui suatu sistem dalam

kesetimbangan. Residence time adalah waktu rata-rata untuk menghabiskan suatu zat dalam

ruang wilayah tertentu, seperti reservoir.Misalnya, waktu tinggal air yang disimpan di

dalam tanah, sebagai bagian dar isiklus air yaitu sekitar 10.000 tahun. Metode yang umum

untuk menentukan tempat tinggal adalah untuk menghitung berapa lama waktu yang

diperlukan untuk suatu wilayah ruang, untuk menjadi penuh dengan ses uatu zat

Residence time merupakan nilai dari total massa terlarut dalam lautan berbanding

terbalik dengan laju pemasukan atau pengeluaran. Dalam oseanografi kimia, residence

time (t) dari setiap elemen mengungkapkan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk

menambah jumlah elemen ke laut yang sama dengan jumlah elemen di laut pada kondisi yang

mapan. t adalah Rata-rata Konsentrasi di laut dikalikan dengan Volume laut dibagi Input per

tahun, dimana volume laut (1,37 × 10

21

L) (http:// id.wikipedia.org/wiki/Residence time).

Dalam reaksi kimia, kediaman waktu dianggap sebagai waktu rata-rata untuk

pengolahan pakan dalam satu volume reaktor tertentu, diukur pada kondisi tertentu ini juga

dikenal sebagai ruang waktu dan dilambangkan oleh

τ

.

Hal ini terkait dengan volume dan volumetrik laju aliran v dalam hubungan

matematis adalah :

. .

τjuga berkaitan dengan kecepatan ruang s, yang merupakan jumlah volume reaktor pakan diperlakukan per satuan waktu pada syarat-syarat tertentu.Residence time tidak hanya berkaitan dengan waktu tinggal hidrolik tapi juga waktu tinggal bakteri. Memiliki simbol Г (tau). Ini adalah kebalikan dari nilai eigen yang berasal dari metode saldo massa. Baik ruang

(12)

waktu dan ruang kecepatan adalah ukuran kinerja yang memadai untuk aliran campuran reaktor dan reaktor aliran plug (http:// id.wikipedia.org/wiki/Residence time).

Untuk polutan misalnya debu dari gunung berapi letusan, residence timedapat berkisar dari beberapa minggu di bawah troposfir untuk beberapa tahun di atas stratosfer, sebelum presipitasi. Untuk molekul air rata-rata keseluruhan diyakini 9-10 hari.

Lamanya residence time suatu unsur dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : 1. Jumlah elemen di laut

2. Fluks

3. Besarnya molekul-molekul zat terlarut 4. proses fisika

namun biasanya residence time lebih diseringkan oleh faktor metebolisme biota-biota yang ada di lingkungan (faktor biologi).

Distribusi pada waktu tinggal (RTD)

dari reaktor kimia adalah fungsi distribusi

probabilitas yang menggambarkan jumlah

waktu

sebuahfluida elemen

bisa

menghabiskan

waktu

di

dalam

reaktor. Insinyur kimiamenggunakan RTD

Residence Time Distribution

untuk ciri pencampuran dan mengalir di

dalam reaktor dan untuk membandingkan

perilaku nyata reaktor model ideal

mereka. Hal ini bermanfaat, tidak hanya

untuk mengatasi masalah reaktor yang

sudah ada, tetapi dalam memperkirakan

hasil dari suatu reaksi dan merancang

reaktor masa depan. Konsep ini pertama

(13)

kali diusulkan oleh MacMullin dan Weber

pada tahun 1935, tapi tidak digunakan

secara

luas

sampai PV

Danckwerts menganalisis sejumlah RTDs

penting di 1953.

Teori distribusi waktu tinggal dimulai dengan tiga asumsi, yaitu : 1. Reaktor berada pada keadaan tunak

2. Transport pada inlet dan outlet terjadi hanya oleh advection, dan 3. Fluida mampat.



Residence Time Distribution in CSTR's

Dalam CSTRs, pola aliran plug tidak ideal atau dicampur aliran tetapi cenderung

untuk melibatkan backmixing dan penyaluran cairan dan stagnasi keberadaan zona dalam

reaktor. Dalam skala-up, adalah mungkin untuk menentukan kinerja reaktor dengan

kuantifikasi "non-idealistis" dari aliran. Hal ini dilakukan dengan mengevaluasi fungsi

distribusi umur keluar E, juga disebut sebagai distribusi waktu tinggal, atau RTD.

Waktu tinggal distribusi yang ditentukan oleh waktu pemodelan transportasi

tergantung dari spesies pelacak apung netral. Konsentrasi pelacak di reaktor keluar itu

dipantau dari waktu ke waktu. The CFD hasilnya dapat benchmarked terhadap pabrik

percontohan dan kemudian digunakan untuk model ditingkatkan, kapasitas produksi reaktor.



RTDs ideal dan nyata reaktor

Waktu kediaman distribusi suatu reaktor dapat digunakan untuk membandingkan perilaku dengan dua reaktor ideal model plug-aliran reaktor danterus-menerus mengaduk tangki reaktor (CSTR), atau dicampur aliran reaktor. Karakteristik ini penting untuk menghitung kinerja suatu reaksi yang diketahui kinetika.



MENENTUKAN RTD COBA-COBA

Distribusi Residence time diukur dengan memperkenalkan non-reaktif ke sistem pelacak pada inlet. Konsentrasi pelacak akan berubah sesuai dengan fungsi yang diketahui dan tanggapan ditemukan dengan mengukur konsentrasi pelacak di outlet. Pelacak yang dipilih tidak boleh mengubah karakteristik fisik dari fluida (setara kerapatan, sama viskositas) dan pengenalan pelacak tidak boleh mengubah kondisi hidrodinamik. Secara umum, perubahan dalam konsentrasi pelacak, entah akan menjadi sebuah pulsa atau langkah. Fungsi lain yang

(14)

memungkinkan, tetapi mereka memerlukan lebih banyak perhitungan untukdeconvolute yang RTD kurva, E (t).

