Sistem Reaksi, Pemisahan dan Recycle
Sistem Reaksi, Pemisahan dan Recycle
untuk Proses Batch
untuk Proses Batch
Oleh :
Oleh :
M
Mu
uh
ha
am
mm
ma
ad
d S
Su
ulltth
ho
on
n S
Siire
reg
ga
ar
r
((115
50
07
7112
23
36
63
36
6))
N
Niia
a A
Ad
dh
ha
arriia
an
ntti
i
((115
50
07
7112
23
36
68
82
2))
Z
A.
A. REAKT
REAKTOR
OR BA
BATCH
TCH
U
Un
nttu
uk
k rreeaak
ktto
or
r b
baattcch
h,
, eem
mp
paat
t ffaak
ktto
or
r u
uttaam
ma
a y
yaan
ng
g
mempengaruhi kinerja reaktor batch adalah:
mempengaruhi kinerja reaktor batch adalah:
Pola kontak
Pola kontak
Kondisi Operasi
Kondisi Operasi
Pengadukan
Pengadukan
1. Pola Aliran
1. Pola Aliran
Jenis operasi untuk reaktor agitated batch dan semibatch
Jenis operasi untuk reaktor agitated batch dan semibatch
Misalnya, untuk reaksi paralel :
Misalnya, untuk reaksi paralel :
Untuk meminimalkan pembentukan poduk samping yang tidak diinginkan,
Untuk meminimalkan pembentukan poduk samping yang tidak diinginkan,
ra
rasi
sio
o la
laju
ju re
reak
aksi
si da
dala
lam
m Pe
Pers
rsam
amaa
aan
n 14
14.2
.2 ha
haru
rus
s di
dim
min
inim
imal
alka
kan.
n. De
Deng
ngan
an
demikian:
demikian:
••aa
22>
> aa
11dan b
dan b
22>
> b
b
11.
. Ko
Kons
nsen
entr
tras
asi
i ke
kedua
dua um
umpa
pan
n har
harus
us di
dimi
minim
nimal
alkan
kan da
dan
n
ma
masi
sing
ng-m
-mas
asin
ing
g di
dita
tamb
mbah
ahkan
kan sec
secar
ara
a pro
progr
gres
esif
if se
sebag
bagai
ai has
hasil
il re
reak
aksi
si.
. Pr
Pra-
a- pengenceran umpan mungkin dipertimbangkan.
pengenceran umpan mungkin dipertimbangkan.
••aa
22>
> aa
11dan b
dan b
22<b
<b
11.
. Ko
Kons
nsen
entr
tras
asi
i FE
FEED
ED 1
1 ha
haru
rus
s di
dim
min
inim
imal
alka
kan
n de
deng
ngan
an
mengumpankan FEED2 pada permulaan batch dan menambahkan FEED1
mengumpankan FEED2 pada permulaan batch dan menambahkan FEED1
secara progresif saat
secara progresif saat reaksi berlangsung. Pra-peng
reaksi berlangsung. Pra-pengencera
enceran
n FEED1 mungkin
FEED1 mungkin
dipertimbangkan.
dipertimbangkan.
••aa
22<a
<a
11d
daan
n b
b
22>
> b
b
11.
. Ko
Kons
nsen
entr
tras
asi
i FE
FEED
ED2
2 ha
haru
rus
s di
dim
min
inim
imal
alka
kan
n de
deng
ngan
an
mengumpankan FEED1 pada permulaan batch dan menambahkan FEED1
mengumpankan FEED1 pada permulaan batch dan menambahkan FEED1
secara progresif saat
secara progresif saat reaksi berlangsung. Pra-peng
reaksi berlangsung. Pra-pengencera
enceran
n FEED2 mungkin
FEED2 mungkin
dipertimbangkan.
dipertimbangkan.
••a2 <a
a2 <a
11dan b
dan b
22<b
<b
11. Konsentrasi FEED1 dan FEED2 harus dimaksimalkan
. Konsentrasi FEED1 dan FEED2 harus dimaksimalkan
dengan penambahan cepat dan pencampuran.
Namun,
Namun, perlu
perlu dicatat
dicatat bahwa
bahwa ada
ada banyak
banyak hal
hal
ya
yang
ng pe
perlu
rlu di
dipe
pert
rtim
imba
bang
ngka
kan
n ke
ketik
tika
a me
memi
mili
lih
h
peralatan pe
peralatan pencampuran d
ncampuran dan pola penc
an pola pencampuran,
ampuran,
selain untuk memaksimalkan hasil, selektivitas
selain untuk memaksimalkan hasil, selektivitas
atau konversi. Ini terutama terjadi pada reaksi
atau konversi. Ini terutama terjadi pada reaksi
mu
multi
ltifa
fase
se.
. De
Deng
ngan
an de
demi
miki
kian
an,
, de
desa
sain
in re
reak
akto
tor
r
batch
batch dapat
dapat didasarkan
didasarkan pada
pada optimalisasi
optimalisasi
temporal superstructur.
Te
Tem
mp
po
orra
al S
l Sup
upe
errstr
structur
ucture
e
untuk
untuk
We
Well
ll--M
Miixxe
ed
d B
Ba
attch R
ch Re
ea
act
cto
or
r
Menggambarkan superstruktur untuk fasa tunggal reaktor batch atau
Menggambarkan superstruktur untuk fasa tunggal reaktor batch atau
semibatch yang melibatkan dua umpan.
semibatch yang melibatkan dua umpan.
D
Dal
alam
am se
seti
tiap
ap iin
nte
terv
rval
al wa
wakt
ktu,
u, rrea
eak
kto
tor
r b
bat
atcch
h da
dapa
pat
t di
dim
mo
ode
dellka
kan
n
menggunakan Persamaan 5.39
menggunakan Persamaan 5.39
JJiik
ka
a iin
ntteerrv
vaal
l w
waak
kttu
u ssiin
ng
gk
kaatt,
, m
maak
ka
a m
mo
od
deel
l m
miix
xeed
d--ffllo
ow
w b
biissaa
memp
Te
Tem
mp
po
orra
al S
l Sup
upe
errstr
structur
ucture
e
untuk Reaktor
untuk Reaktor
B
Ba
attch We
ch Well-
ll-M
Miixxe
ed
d
Multifasa
2. Kondisi operasi
2. Kondisi operasi
Co
Contntoh oh 2.2.1 1 PePertrtimimbabangngkakan n lalagi gi rereakaksi si klklororininasasi i dadalalam m CoContntoh oh 7.7.3. 3. InInii me
merurupapakakan n prprososes es kokontntininueue. . DiDiasasumumsiksikan an didilaklakukukan an dadalam lam momode de babatctch h ataatauu semibatch. model reaktor akan digunakan sama seperti pada Contoh 7.3. Umpan semibatch. model reaktor akan digunakan sama seperti pada Contoh 7.3. Umpan ca
cair ir asasam am bbuutatannooic ic adadalalah ah 1313,3 ,3 kkmmolol. . AsAsam am bbututananooik ik ddan an kklolorrin in titingngkakatt penambahan
penambahan dan dan profil profil suhu suhu perlu perlu dioptimalkan dioptimalkan secara secara bersamaan bersamaan melalui melalui batch,batch, dan waktu batch dioptimalkan. Reaksi berlangsung pada 10 bar. Bagian atas dan dan waktu batch dioptimalkan. Reaksi berlangsung pada 10 bar. Bagian atas dan batas
batas suhu suhu yang yang lebih lebih rendah rendah adalah adalah 5050◦◦C dan 150C dan 150◦◦C masing-masing. AsumsikanC masing-masing. Asumsikan
bejana
bejana reaktor reaktor tercampur tercampur sempurna sempurna dan dan berasumsi berasumsi bahwa bahwa operasi operasi batch batch dapatdapat dimodelkan sebagai serangkaian aliran campuran reaktor. Tujuannya adalah untuk dimodelkan sebagai serangkaian aliran campuran reaktor. Tujuannya adalah untuk mem
memaksaksimaimalkalkan n hashasil il dardarii αα-m-monoonochlchloroorobubutantanoic oic aciacid d dendengan gan asaasam m butbutanoanoic.ic. Di
Dipeperlurlukakan n sosoftftwaware re khkhususus us ununtutuk k memelaklakukukan an peperhrhititunungagan, n, dadalam lam kakasusus s ininii menggunakan simulated annealing. Solusi yang diberikan pada Contoh 7.3, dapat menggunakan simulated annealing. Solusi yang diberikan pada Contoh 7.3, dapat disimpulkan bahwa r2 / r1 = k3CLCl2. Agar selektivitas reaksi meningkat, CLCl2 disimpulkan bahwa r2 / r1 = k3CLCl2. Agar selektivitas reaksi meningkat, CLCl2 harus diminimalkan.
Cara yang paling mudah untuk mengoperasikan proses semacam ini adalah Cara yang paling mudah untuk mengoperasikan proses semacam ini adalah untuk mempertahankan laju penambahan klorin konstan dan konstan suhu. untuk mempertahankan laju penambahan klorin konstan dan konstan suhu. Namun,
Namun, baik baik nilai nilai klorin klorin tetap tetap Tingkat Tingkat penambahan penambahan dan dan suhu suhu tetap tetap harusharus diopt
dioptimalkanimalkan. . Suhu Suhu sistem sistem reakreaksi si diperdiperbolehbolehkan kan bervbervariasi ariasi dalam rentangdalam rentang suhu yang diatur, tetapi tetap konstan di seluruh siklus batch. Waktu batch suhu yang diatur, tetapi tetap konstan di seluruh siklus batch. Waktu batch di
dibabagi gi memenjnjadadi i dudua a pupululuh h wawaktktu u inintertervaval, l, memeskskipipun un inini i peperlrlu u didipepeririksksaa ke
kembmbalali i ununtutuk k mememamaststikikan an babahwhwa a jujumlmlah ah yayang ng leblebih ih bebesasar r tidtidak ak akakanan mem
memberberikaikan n penpengargaruh uh yanyang g berberbedbeda a secsecara ara sigsignifnifikaikan. n. Itu Itu hashasil il optoptimaimall dalam kondis
dalam kondisi i seperseperti ti itu adalah 85,8%. itu adalah 85,8%. Dalam hal Dalam hal batch operasbatch operasi, i, stratestrategi inigi ini memiliki manfaat, dengan batch waktu siklus pada 0,98 jam. Optimasi ini memiliki manfaat, dengan batch waktu siklus pada 0,98 jam. Optimasi ini mendukung suhu tinggi, dengan reaktor yang beroperasi secara isotermal mendukung suhu tinggi, dengan reaktor yang beroperasi secara isotermal pada batas atas 150
3. Pengadukan
3. Pengadukan
Se
Seleklektivtivitaitas s sisiststem em dadapapat t didipepengngararuhuhi i ololeh eh agagitaitasi si keketiktika a rereakaksi si yayang ng bebersrsaiaingng dil
dilibaibatkatkan n yanyang g menmenghaghasilksilkan an proproduk duk samsampinpingangan. . MisMisalnalnya, ya, perperhatihatikan kan reareaksiksinyanya sistem:
sistem:
FEED1 + FEED2 −−− → PRODUCT FEED1 + FEED2 −−− → PRODUCT
PRODUK + FEED2 −−− → BYPRODUCT (2.4 PRODUK + FEED2 −−− → BYPRODUCT (2.4))
Di
Dimamana na pepencncamampupuraran n titidadak k sesempmpururnana, , mamaka ka babagigian an yayang ng kekelelebibihhan an FEFEEDED22 me
mengnghahasilsilkakan n BYBYPRPRODODUCUCT T yayang ng beberlrlebebihihanan. . BaBagigian an yayang ng rerendndah ah di di FEFEEDED22 memberikan nilai yang lebih rendah untuk PRODUK dan BYPRODUCT. Ini berarti memberikan nilai yang lebih rendah untuk PRODUK dan BYPRODUCT. Ini berarti bahwa
bahwa pencampuran pencampuran tidak tidak sempurna sempurna dapat dapat menghasilkan menghasilkan BYPRODUCTBYPRODUCT. . SeringkaliSeringkali kinetika reaksi tidak diketahui ketika dicoba untuk mendesain reaktor batch.
kinetika reaksi tidak diketahui ketika dicoba untuk mendesain reaktor batch. Ad
Ada a dudua a skskalala a pepencncamampupuraran, n, yayaitu itu : : pepercrcamampupuraran n memelallalui ui alalirairan n bubulk lk didisesebubutt m
macacrorommixixining. g. PPerercacammppururan an ppadada a titingngkakat t mmololekekululer er mmelelalalui ui didifufusi si ddisisebebuutt micromixing. Tingkat micromixing tergantung pada kondisi operasi, viskositas dan micromixing. Tingkat micromixing tergantung pada kondisi operasi, viskositas dan ni
nilalai i didisisipapasi si enenerergigi. . JiJika ka titingngkakat t didisisipapasi si enenerergi gi ddarari i agagititatator or di di zozona na rreaeaksksii dipertahankan konstan, produk distribusi untuk kondisi operasi yang sama seharusnya dipertahankan konstan, produk distribusi untuk kondisi operasi yang sama seharusnya tidak bergantung dari scale.
Fungsi pengaduk adalah:
Fungsi pengaduk adalah:
a)
a) Pe
Penc
ncam
ampur
puran
an
b)
b) Menggabungkan Suspensi
Menggabungkan Suspensi
padat
padat
c)
c) Dis
Disper
persi
si dua
dua fas
fase
e cai
cair
r
d)
d) Di
Disp
spers
ersi
i ga
gass
e)
e) Per
Perpin
pindah
dahan
an pan
panas.
as.
4.
4. Pem
Pemili
ilihan
han Pel
Pelaru
arut,
t, tuj
tujuan
uan::
a) Memu
a) Memungk
ngkin
inka
kan
n re
reaks
aksi
i da
dan
n tr
tran
ansf
sfer
er
massa;
massa;
b)
b) Memodifikasi
Memodifikasi
jalur
jalur
reaksi
reaksi
dan
dan
bertindak sebagai heat sink;
bertindak sebagai heat sink;
c)
c) Kontro
Kontrol suh
l suhu te
u tempat pel
mpat pelarut
arut
menguap dari reaktor
menguap dari reaktor
dikondensasikan dan dikembalikan
dikondensasikan dan dikembalikan
ke reaktor;
ke reaktor;
d) Memung
d) Memungkin
kinkan
kan tra
transfe
nsfer
r mat
materi
erial
al ke
ke
unit lain.
Ada beberapa hal yang perlu
Ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan pelarut:dipertimbangkan dalam pemilihan pelarut: a)
a) Rentang Rentang yang besar yang besar antara titik antara titik leleh dan leleh dan didih didih yang diinginyang diinginkan;kan; b)
b) VViskositasnya harus memungkiskositasnya harus memungkinkan untuk dilakukan peninkan untuk dilakukan pencampuran;campuran; c)
c) PelPelaruarut t haharus mudah direcrus mudah direcovover er untuntuk uk diddidaur ulang (mis.aur ulang (mis.tidtidak ak ada azeotrada azeotropop jika digunakan distilasi, panas laten rendah, dll.);
jika digunakan distilasi, panas laten rendah, dll.); d)
d) TTitik itik diddidih ih yanyang g renrendah dah dapdapat at menmenimbimbulkulkan an masmasalah alah linlingkugkungangan n melmelalualuii pelepasan senyawa organik yang
pelepasan senyawa organik yang mudah menguap yang mudah menguap yang menciptakan masalahmenciptakan masalah lingkungan;
lingkungan; e)
e) Pelarut harus Pelarut harus dibuang dibuang dengan mudengan mudah, jika dah, jika terbentuk limbah terbentuk limbah (misalnya pelaru(misalnya pelarutt terklorinasi harus dihindari);
terklorinasi harus dihindari); f)
f) Efek padEfek pada reaksi (pa reaksi (polaritolaritas pelaruas pelarut, jenis ikatt, jenis ikatan, berpan, berpengarengaruh paduh pada laju reaksia laju reaksi,, energi aktivasi, ekuilibrium, perubahan mekanisme reaksi).
Proses Pemisahan Batch
Proses Pemisahan Batch
1. Distilasi Batch1. Distilasi Batch Dis
Distilatilasi si batbatch ch memmemilikiliki i sejsejumlumlah ah keukeuntuntungangan n bila bila dibdibandandingingkakan n dendengan gan disdistilatilasisi kontinue :
kontinue : a)
a) PePeraralatlatan an yanyang g sasama ma dadapapat t didigugunanakakan n ununtutuk k memempmproroseses s babanynyak ak umumpapan n yayangng berbeda dan menghasilkan pro
berbeda dan menghasilkan produk yang berbeda.duk yang berbeda. b)
b) Ada fleksibilitas untuk memenuhi spesifikasi proAda fleksibilitas untuk memenuhi spesifikasi produk yang berbeda.duk yang berbeda. c)
c) Satu kolom disSatu kolom distilasi dapat memistilasi dapat memisahkan campahkan campuran multiuran multikompkomponen menjonen menjadi produadi produk k yang relatif murni.
yang relatif murni.
Kekurangan distilasi batch adalah : Kekurangan distilasi batch adalah : a)
a) Produk dProduk dengan kemengan kemurnian tinggi urnian tinggi memerlukan konmemerlukan kontrol yang trol yang cermat terhadap cermat terhadap kolomkolom karena keadaan dinamisnya.
karena keadaan dinamisnya. b)
b) Campuran terkena suhu tinggi uCampuran terkena suhu tinggi untuk waktu yang lama.ntuk waktu yang lama. c)
B. KRISTALISASI BATCH
B. KRISTALISASI BATCH
D
Du
ua
a ttu
ujju
uaan
n u
uttaam
ma
a d
daallaam
m k
krriissttaalliissaassi
i aad
daallaah
h u
un
nttu
uk
k
m
meem
maak
kssiim
maallk
kaan
n u
uk
ku
urraan
n k
krriissttaal
l rraattaa--rraatta
a d
daan
n u
un
nttu
uk
k
meminimalkan koefisien variasi ukuran kristal. Kristalisasi
meminimalkan koefisien variasi ukuran kristal. Kristalisasi
mem
memili
iliki
ki keu
keuntu
ntungan
ngan yait
yaitu
u me
mengh
nghasi
asilka
lkan
n pro
produk
duk deng
dengan
an
kemurnian tinggi dan bisa lebih efektif daripada distilasi
kemurnian tinggi dan bisa lebih efektif daripada distilasi
dari pemisahan bahan yang sensitif terhadap panas.
Pengaduk merupakan key component dari desain kristalisasi dan
Pengaduk merupakan key component dari desain kristalisasi dan
diperlukan untuk:
diperlukan untuk:
a) Mencegah tingkat kejenuhan berlebihan;
a) Mencegah tingkat kejenuhan berlebihan;
b)
b) Memberikan
Memberikan kontrol
kontrol suhu
suhu yang
yang memadai
memadai di
di seluruh
seluruh vessel
vessel
untuk pendinginan kristalisasi;
untuk pendinginan kristalisasi;
c) Memberikan laju transfer panas yang cukup untuk evaporasi
c) Memberikan laju transfer panas yang cukup untuk evaporasi
jika kristalisasi evaporatif digunakan;
jika kristalisasi evaporatif digunakan;
d)
d) Me
Menj
njag
aga
a kr
kris
ista
tal
l ag
agar
ar ti
tidak
dak me
mene
nemp
mpel
el pa
pada
da ba
bagi
gian
an bo
bott
ttom
om
dari crystallizer untuk mempertahankan crystall growth dan
dari crystallizer untuk mempertahankan crystall growth dan
variasi koefisien yang kecil dari ukuran kristal.
C.
C. FIL
FILTRASI
TRASI BA
BATCH
TCH
Filtrasi batch melibatkan pemisahan padatan tersuspensi dari
Filtrasi batch melibatkan pemisahan padatan tersuspensi dari
slurry cairan terkait. Itu produk yang dibutuhkan bisa berupa
slurry cairan terkait. Itu produk yang dibutuhkan bisa berupa
partikel
partikel padat
padat atau
atau filtrat
filtrat cair
cair.
. Dalam
Dalam filtrasi
filtrasi batch,
batch, media
media
filter menyajikan resistensi awal terhadap aliran fluida yang
filter menyajikan resistensi awal terhadap aliran fluida yang
akan berubah menjadi partikel
akan berubah menjadi partikel yang kemudian akan disimpan.
yang kemudian akan disimpan.
Driving force yang digunakan dalam
Driving force yang digunakan dalam filtrasi batch:
filtrasi batch:
a) Gravitasi
a) Gravitasi
b) V
b) Vakum
akum
c) Tekanan
c) Tekanan
d) Sentrifugal
d) Sentrifugal
LOGO LOGO Ga Gantntt t chcharart t a adadalalah h sesejejeninis s gragrafifik k b baattaanng g yyaanng g ddiigguunnaakkaan n uunnttuuk k me mennununjujukkkkan an tatahahap-p-tatahahap p papadada p prroossees s sseerrtta a jjaaddwwaal l ddaan n wwaakkttuu pe pellaakksasananaaannnynyaa, , seseppeertrti i wwaakkttuu
dimulainya proses tersebut dan juga
dimulainya proses tersebut dan juga
bat
batas as wawaktktu u yayang ng digdigununakakan an untuntuk uk
m meennyyeelleessaaiikkaan n pprroossees s yyaanng g bersangkutan. bersangkutan.
Gantt Charts
Gantt Charts
sk
sk
ip
ip
os
os
Pemompaan
Pemompaan material
material
umpan
umpan menggunakan
menggunakan
pompa
pompa
Material
Material dipanaskan
dipanaskan pada
pada
penukar
penukar panas
panas
Pengisian
Pengisian reaktor
reaktor batch
batch
Pemanasan
Pemanasan di
di dalam
dalam
reaktor
reaktor melalui
melalui jaket
jaket
reaktor
reaktor
Pendinginan
Pendinginan melalui
melalui jaket
jaket
reaktor
reaktor
Pengeluaran
Pengeluaran produk
produk
reaktor
reaktor menggunakan
menggunakan
pompa
pompa
Pemisahan
Pemisahan dalam
dalam distilasi
distilasi
batch
batch
Produk
Produk atas
atas dan
dan residu
residu
dikirim
dikirim ke
ke penyimpanan
penyimpanan
masing
LOGO LOGO 1 1 2 2
LOGO LOGO
proses
proses batchbatch hanya hanya dimulai setelah proses dimulai setelah proses
batch
batch sebelumnya telahsebelumnya telah selesai
selesai sepenuhnyasepenuhnya..
proses
proses batchbatch berikutnyaberikutnya dimulai segera setelah dimulai segera setelah peralatan yang sesuai peralatan yang sesuai tersedia
tersedia
Proses batch pada Proses batch pada tahap A dilakukan tahap A dilakukan secara paralel agar secara paralel agar pemanfaatan peralatan pemanfaatan peralatan pada tahap B dan C pada tahap B dan C menjadi lebih baik menjadi lebih baik
menggunakan menggunakan
intermediate storage intermediate storage didi mana material tahap A mana material tahap A dikirim ke penyimpanan dikirim ke penyimpanan
Ja
LOGO LOGO
Produksi bergantian
Produksi bergantian
antara produk 1
antara produk 1
dan 2.
dan 2.
prosesproses batchbatch berikutnyaberikutnya dimulai segera setelah dimulai segera setelah peralatan yang sesuai peralatan yang sesuai tersedia
tersedia
Jika terdapat
Jika terdapat hold-uphold-up
maka waktu siklus maka waktu siklus dapat berkurang dapat berkurang Penggunaan Penggunaan penyimpanan lanjutan penyimpanan lanjutan dengan cara ini
dengan cara ini
mengurangi waktu siklus mengurangi waktu siklus
Ja
LOGO LOGO
Proses dilakukan pada Proses dilakukan pada tahap A terlebih dahulu, tahap A terlebih dahulu, setelah selesai semua setelah selesai semua tahap A kemudian tahap A kemudian dilanjutkan ke tahap B dilanjutkan ke tahap B
Proses dilakukan secara Proses dilakukan secara bergantian antara
bergantian antara
produk 1 dan 2 sehingga produk 1 dan 2 sehingga memungkinkan waktu memungkinkan waktu siklus berkurang siklus berkurang
kesp
kesp
LOGO LOGO
Jika tahap pembersihan Jika tahap pembersihan peralatan dilakukan peralatan dilakukan maka meningkatkan maka meningkatkan waktu siklus dan waktu siklus dan
makespan
makespan kedua produk kedua produk tersebut
tersebut
dapat menghasilkan dapat menghasilkan sejumlah limbah yang sejumlah limbah yang besar dari proses yang besar dari proses yang dapat menimbulkan dapat menimbulkan masalah lingkungan masalah lingkungan yang signifikan. yang signifikan.
Pem
Pembe
bers
rsih
ihan
an
Per
Peral
alata
ata
da
dan
n Tr
Trans
ansfer
fer
Material
LOGO LOGO
Jika material dipindahkan dari satu tahap ke Jika material dipindahkan dari satu tahap ke tahap lainnya, maka pengosongan satu langkah tahap lainnya, maka pengosongan satu langkah dan pengisian langkah berikutnya dapat
dan pengisian langkah berikutnya dapat dilakukan secara bersamaan,
dilakukan secara bersamaan,
Waktu Transfer Material
Waktu Transfer Material
Sintesis Reaksi dan Sistem Pemisahan untuk Proses Batch
Sintesis Reaksi dan Sistem Pemisahan untuk Proses Batch
•
•
P
Pert
ertim
imba
bang
ngan
an
ba
baga
gaim
iman
ana
a
me
mens
nsin
in
te
tesi
sis
s
re
reak
aksi
si
da
dan
n
si
sist
stem
em
pemisahan
pemisahan
untuk
untuk
proses
proses
batch.
batch.
Asumsikan
Asumsikan
terlebih
terlebih
dahulu
dahulu
bahwa proses
bahwa proses dalam keadaan kontinyu, Apabila diawal proses
dalam keadaan kontinyu, Apabila diawal proses
lebih memilih proses batch dari pada proses kontinyu, maka
lebih memilih proses batch dari pada proses kontinyu, maka
sel
seluruh
uruh
lan
langka
gkah-l
h-l
ang
angkah
kah
pros
proses
es
ko
ko
nti
ntiny
nyu
u
dig
digant
ant
i
i
men
men
jad
jadi
i
langkah-langkah proses batch.
langkah-langkah proses batch.
•
•
Perbedaan yang signifikan antara proses batch dan kontinyu
Perbedaan yang signifikan antara proses batch dan kontinyu
b
bi
is
sa
a
d
di
il
li
ih
ha
at
t
b
be
er
rd
da
as
sa
ar
rk
ka
an
n
si
s
in
nt
te
es
si
is
s
r
re
ea
ak
ks
si
i
d
da
an
n
s
si
is
st
te
em
m
pemisahanny
pemisahannya.
a.
•
•
Di
Dima
mana
na
pr
pros
oses
es
ko
ko
nt
ntin
in
yu
yu
me
meli
liba
batk
tkan
an
ko
ko
ne
ne
ksi
ks
i
ruan
ruan
g
g
pa
pada
da
langkah-langkah pemrosesannya, begitu juga dengan proses
langkah-langkah pemrosesannya, begitu juga dengan proses
batch yang melibatkan koneksi ruang pada langkah-langkah
batch yang melibatkan koneksi ruang pada langkah-langkah
pemrosesan,
pemrosesan,
namun
namun
proses
proses
batch
batch
juga
juga
memiliki
memiliki
koneksi
koneksi
waktu
waktu
dimana
dimana
koneksi
koneksi
waktu
waktu
ini
ini
dapat
dapat
menggantikan
menggantikan
koneksi r
Pertimbangan jadwal produksi
Pertimbangan jadwal produksi
yang berurutan pada Gambar
yang berurutan pada Gambar
1
14
4.
.1
16
6a
a.
.
A
Ap
pa
ab
bi
ila
la
L
La
an
ngk
gk
a
ah
h
B
B
d
da
an
n
L
La
an
ng
gk
ka
ah
h
C
C
d
da
ap
pa
at
t
d
di
il
la
ak
ku
uk
ka
an
n
d
da
al
la
am
m
p
pe
er
ra
al
la
at
ta
an
n
yang sama seperti Langkah A.
yang sama seperti Langkah A.
Maka hanya ada satu peralatan
Maka hanya ada satu peralatan
y
ya
an
ng
g
d
di
ib
bu
ut
tu
uh
hk
ka
an
n
d
da
ar
ri
i
t
ti
iga
ga
peralatan tersebut, dan jadwal
peralatan tersebut, dan jadwal
p
pr
ro
od
du
uk
ks
si
i
y
ya
an
ng
g
d
di
ig
gu
un
na
ak
ka
an
n
s
se
es
su
ua
ai
i
d
de
en
nga
gan
n
d
di
it
tu
un
nj
ju
uk
kk
ka
an
n
pa
pada
da
Ga
Gamb
mbar
ar
14
14.1
.16a
6a
.
.
Ha
Ha
l
l
in
ini
i
akan mengurangi biaya modal
akan mengurangi biaya modal
p
pe
er
ra
al
la
at
ta
an
n.
.
D
Da
an
n
j
ju
ug
ga
a
a
ak
ka
an
n
m
me
em
mb
be
er
ri
ik
ka
an
n
k
ke
eu
un
nt
tu
un
ng
ga
an
n
dalam hal
Sebelum langkah-langkah digabung menjadi
Sebelum langkah-langkah digabung menjadi
ssa
attu
u p
pe
erra
alla
atta
an
n,
, h
ha
aru
rus
s d
dip
ipa
assttiik
ka
an
n b
ba
ah
hw
wa
a
peralatan
peralatan tersebut
tersebut cocok
cocok untuk
untuk berbagai
berbagai
keperluan dalam hal fungsi, ukuran, bahan
keperluan dalam hal fungsi, ukuran, bahan
k
kon
onst
struk
ruksi
si da
dan
n ra
rattin
ing
g ttek
ekan
anan
an.
. Da
Dan
n ju
juga
ga,,
jje
ella
as
s
b
ba
ah
hw
wa
a
p
pe
en
ng
gg
ga
ab
bu
un
ng
ga
an
n
a
ak
ka
an
n
mempengaruhi jadwal produksi dan jadwal
mempengaruhi jadwal produksi dan jadwal
te
ters
rse
ebu
but
t ha
harus
rus di
dipe
perti
rtimb
mban
angk
gkan
an k
kem
emba
ballii
saat
Un
Un
tu
tu
k
k
da
da
la
la
m
m
ha
ha
l
l
re
re
cy
cy
c
c
le
le
,
,
pr
pr
os
os
es
es
ba
ba
t
t
ch
ch
sa
sa
ng
ng
at
at
su
su
l
l
it
it
un
un
t
t
uk
uk
m
m
e
e
l
l
a
a
k
k
u
u
k
k
a
a
n
n
r
r
e
e
c
c
y
y
c
c
l
l
e
e
k
k
a
a
r
r
e
e
n
n
a
a
k
k
o
o
n
n
e
e
k
k
s
s
i
i
w
w
a
a
k
k
t
t
u
u
t
t
i
i
d
d
a
a
k
k
d
d
a
a
p
p
a
a
t
t
dilakukan pada proses yang melibatkan recycle. Karena proses
dilakukan pada proses yang melibatkan recycle. Karena proses
yang ber
yang ber
beda
beda
terja
terja
di dalam
di dalam
pada per
pada per
iode wa
iode wa
ktu yang be
ktu yang be
rbeda.
rbeda.
T
T
et
et
ap
ap
i
i
ji
ji
ka
ka
ad
ad
an
an
ya
ya
pe
pe
ng
ng
gu
gu
na
na
an
an
pe
pe
ny
ny
im
im
pa
pa
na
na
n
n
pa
pa
da
da
pr
pr
os
os
es
es
batch,
batch,
maka
maka
memungkinkan
memungkinkan
recycle
recycle
dapat
dapat
dilakukan.
dilakukan.
Dapat
Dapat
dilih
dilih
at
at
pada
pada
conto
conto
h
h
14.2
14.2
•
•
B
B
u
u
t
t
a
a
d
d
i
i
e
e
n
n
a
a
s
s
u
u
l
l
f
f
o
o
n
n
(
(
a
a
t
t
a
a
u
u
3
3
-
-
s
s
u
u
l
l
f
f
o
o
l
l
e
e
n
n
e
e
)
)
a
a
d
d
a
a
l
l
a
a
h
h
z
z
a
a
t
t
y
y
a
a
n
n
g
g
digunakan untuk produksi pelarut yang dapat dihasilkan dari
digunakan untuk produksi pelarut yang dapat dihasilkan dari
butadiena dan sulfur dioksida sesuai dengan reaksi :
Ini
Ini ada
adala
lah
h rea
reaksi
ksi eks
eksote
otermi
rmis,
s, rev
revers
ersibe
ibel,
l, hom
homoge
ogen
n
y
yaan
ng
g tteerrjjaad
di
i d
daallaam
m ffaasse
e ccaaiir
r ttu
un
ng
gg
gaall.
. U
Um
mp
paan
n
butadiena
butadiena cair
cair mengandung
mengandung 0,5%
0,5% n-butana
n-butana sebagai
sebagai
pengotor
pengotor. Sulfur dioksida
. Sulfur dioksida berupa se
berupa senyawa murni.
nyawa murni.
Rasio mol sulfur dioksida yang menjadi butadiena
Rasio mol sulfur dioksida yang menjadi butadiena
harus di atas 1 untuk mencegah reaksi polimerisasi
harus di atas 1 untuk mencegah reaksi polimerisasi
ya
yang
ng ti
tida
dak
k di
diin
ingi
gin
nka
kan.
n. Su
Suhu
hu da
dala
lam
m pr
pros
osees
s ha
haru
russ
d
diijjaag
ga
a d
di
i aattaas
s 6
65
5
ooC
C un
untu
tuk
k me
menc
nceg
egah
ah kr
kris
ista
talis
lisas
asii
butadiena dan untuk me
butadiena dan untuk mencegah dek
ncegah dekomposisi. Produk
omposisi. Produk
harus mengandung kurang dari 0,5% berat butadiena
harus mengandung kurang dari 0,5% berat butadiena
dan kurang dari 0,3% berat sulfur
S
So
ol
lu
us
si
i
b
bi
is
sa
a
d
di
il
li
ih
ha
at
t
p
pa
ad
da
a
g
ga
am
mb
ba
ar
r
1
14
4.
.2
21
1,
,
J
Je
en
ni
is
s
p
pe
er
ra
al
la
at
ta
an
n
y
ya
an
ng
g
diilustrasikan pada Gambar 14.21 lebih umum untuk operasi batch
diilustrasikan pada Gambar 14.21 lebih umum untuk operasi batch
da
dari
ripa
pada
da
ko
kont
ntin
inyu.
yu.
co
cont
ntoh
oh,
,
ev
evap
apor
orat
ator
or
ad
adal
alah
ah
tan
tangki
gki
yan
yang
g
di
diad
aduk
uk
dengan mantel pemanas. Pada instalasi yang kontinyu, desain yang
dengan mantel pemanas. Pada instalasi yang kontinyu, desain yang
lebih rumit dengan pemanasan tubular pada beberapa tipe kemungkin
lebih rumit dengan pemanasan tubular pada beberapa tipe kemungkin
akan digunakan pada beberapa tahap.
akan digunakan pada beberapa tahap.
Se
Seka
kara
rang
ng
pe
pert
rtim
imba
bang
ngka
kan
n
ba
baga
gaim
iman
ana
a
un
untuk
tuk
me
mend
ndau
aur
r
ul
ulan
ang
g
ba
baha
han
n
u
um
mp
pa
an
n
y
ya
an
ng
g
b
be
el
lu
um
m
d
di
ik
ko
on
nv
ve
er
rs
si
i
k
ke
e
r
re
ea
ak
kt
to
or
r
.
.
Ga
G
am
mb
ba
ar
r
1
14
4.
.2
22
2a
a
m
me
en
nu
un
nj
ju
uk
kk
ka
an
n
d
da
au
ur
r
u
ul
la
an
ng
g
u
un
nt
tu
uk
k
m
ma
at
te
er
ri
ia
al
l
u
um
mp
pa
an
n
y
ya
an
ng
g
b
be
el
lu
um
m
terkonversi. Daur ulang dari evaporator ke reaktor kemungkinan bisa
terkonversi. Daur ulang dari evaporator ke reaktor kemungkinan bisa
di
dilak
lak
uka
ukan
n
di
dima
mana
na
ev
evap
apora
orato
tor
r
haru
ha
rus
s
me
mengg
nggun
unak
akan
an
se
sebu
buah
ah
po
pomp
mpa
a
um
umpa
pa
n.
n.
Ji
Jika
ka
ti
tida
da
k
k
di
dila
la
ku
kuka
ka
n,
n,
da
daur
ur
ul
ulan
ang
g
ua
uap
p
ak
akan
an
m
mem
embu
butu
tuhk
hkan
an
kompresor. Stripper bekerja pada tekanan yang lebih rendah untuk
kompresor. Stripper bekerja pada tekanan yang lebih rendah untuk
memungkinkan material yang belum ditukar dapat dilucuti. Dengan
memungkinkan material yang belum ditukar dapat dilucuti. Dengan
demikian, daur ulang dari stripper memerlukan kompresor. Kemudian
demikian, daur ulang dari stripper memerlukan kompresor. Kemudian
dikondensasikan dan diumpankan kembali
Secara Umum utilitas dapat ditingkatkan dengan,
Secara Umum utilitas dapat ditingkatkan dengan,
•
•
M
M
e
e
n
n
g
g
g
g
a
a
b
b
u
u
n
n
g
g
k
k
a
a
n
n
l
l
e
e
b
b
i
i
h
h
d
d
a
a
r
r
i
i
s
s
a
a
t
t
u
u
o
o
p
p
e
e
r
r
a
a
s
s
i
i
k
k
e
e
d
d
a
a
l
l
a
a
m
m
s
s
a
a
t
t
u
u
peralatan.Opera
peralatan.Opera
si
si
ini
ini
diusahakan
diusahakan
tidak
tidak
dibatasi
dibatasi
waktu
waktu
siklus
siklus
nya.
nya.
•
•
Ov
Ov
er
er
la
la
pp
pp
in
in
g
g
ba
ba
tc
tc
h,
h,
ya
ya
it
it
u
u
le
le
bi
bi
h
h
da
da
ri
ri
sa
sa
tu
tu
ba
ba
tc
tc
h
h
pa
pa
da
da
ta
ta
ha
ha
p
p
pengolahan
pengolahan
yang berbeda
yang berbeda
berada di pa
berada di pa
brik pada wak
brik pada wak
tu tertentu
tu tertentu
•
•
Me
Me
n
n
gg
gg
u
u
na
na
ka
ka
n
n
op
op
e
e
ra
ra
s
s
i
i
pa
pa
ra
ra
le
le
l
l
ke
ke
la
la
ng
ng
k
k
a
a
h-
h-
la
la
ng
ng
k
k
a
a
h,
h,
y
y
an
an
g
g
membatasi waktu siklus batch
membatasi waktu siklus batch
•
•
Memperkenalkan beberapa operasi secara seri ke waktu siklus
Memperkenalkan beberapa operasi secara seri ke waktu siklus
batch
batch
•
•
Me
Me
ni
ni
ng
ng
ka
ka
tk
tk
an
an
uk
uk
ur
ur
an
an
pe
pe
ra
ra
la
la
ta
ta
n
n
da
da
la
la
m
m
wa
wa
kt
kt
u
u
si
si
kl
kl
us
us
ba
ba
tc
tc
h
h
untuk mengurangi dead.
untuk mengurangi dead.
•
•
Me
Me
ng
ng
ur
ur
an
an
gi
gi
uk
uk
ur
ur
an
an
pe
pe
ra
ra
la
la
ta
ta
n
n
un
un
tu
tu
k
k
me
me
na
na
mb
mb
ah
ah
wa
wa
kt
kt
u
u
ya
ya
ng
ng
diperlukan dan mengurangi dead time.
diperlukan dan mengurangi dead time.
•
Ukuran Batch dapat bervariasi salah satu variasi dari batch
Ukuran Batch dapat bervariasi salah satu variasi dari batch
ad
adal
alah
ah si
sikl
klus
us wa
wakt
ktu,
u, se
seca
cara
ra ke
kese
selu
luru
ruha
han
n va
vari
rias
asi
i te
ters
rseb
ebut
ut
adalah :
adalah :
•
•
Ukuran batch
Ukuran batch
•
•
Waktu siklus batch
Waktu siklus batch
•
•
Jumlah unit batch secara p
Jumlah unit
batch secara parallel
arallel
•
•
Jumlah unit batch secara seri
Jumlah unit
batch secara seri
•
•
Ukuran peralatan
Ukuran peralatan
•
•
