UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA

(1)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

Kode Dokumen RPS/TK-UMJ/III-

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS)

MATA KULIAH (MK) KODE RUMPUN MK (RMK) SKS SMT TGL OTORISASI

Operasi Perpindahan Massa dan Panas KIM028 Ilmu Teknik 3 4 30 Agustus 2017

OTORISASI

PENGEMBANG RPS KOORDINATOR RMK KETUA PROGRAM STUDI (PRODI)

Alvika Meta Sari, ST.,MChemEng. Ir. Athiek Sri Redjeki, MT. Nurul Hidayati Fithriyah, ST, MSc, PhD

CAPAIAN PEMBELAJARAN (CP)

CP – PRODI

1. Bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa dengan menginternalisasi nilai Tauhid dalam kehidupan sehingga mampu menunjukkan sikap religius (S1).

2. Menunjukkan sikap bertanggungjawab atas pekerjaan di bidang keahlian Teknik Kimia secara mandiri (S9).

3. Menguasai konsep teoritis dan mengaplikasikan pengetahuan matematika, ilmu kimia dan sains-sains lain yang terkait, fisika dan/atau biologi dalam perancangan, analisis, dan pengendalian proses, serta penelitian dan pengembangan produk (P1).

4. Mampu menerapkan pemikiran logis, kritis, sistematis, dan inovatif dalam konteks pengembangan atau implementasi ilmu pengetahuan dan teknologi yang memperhatikan dan menerapkan nilai humaniora yang sesuai dengan bidang keahlian Teknik Kimia (U1).

5. Mampu menunjukkan kinerja mandiri, bermutu, dan terukur (U2).

6. Mampu mengambil keputusan secara tepat dalam konteks penyelesaian masalah di bidang keahlian Teknik Kimia, berdasarkan hasil analisis informasi dan data (U5).

7. Mampu bertanggungjawab atas pencapaian hasil kerja kelompok dan melakukan supervisi dan evaluasi terhadap penyelesaian pekerjaan yang ditugaskan kepada pekerja yang berada di bawah tanggungjawabnya (U7).

8. Mampu untuk merancang, menganalisis, mengendalikan, dan mengembangkan suatu sistem, komponen, proses, serta produk industri untuk memenuhi suatu kebutuhan, dengan memperhatikan standar-standar keteknikan dan kendala-kendala yang realistis (K1).

9. Mampu untuk mengidentifikasi, memformulasi, dan menyelesaikan masalah - masalah kerekayasaan secara prosedural (K3). 10. Mampu untuk berkomunikasi secara efektif (K5).

(2)

1. M1 : Mahasiswa mampu menjelaskan prinsip filtrasi dan operasi perpindahan panas ( U5, K5)

2. M2 : Mampu menguasai konsep dan mengaplikasikan konsep operasi perpindahan massa dan panas (P1, U1, K3)

3. M3 : Mampu memanfaatkan dasar neraca massa, neraca panas, operasi perpindahan massa dan panas dalam menyelesaikan permasalahan dan mengambil keputusan dalam penyelesaian masalah yang terkait dengan Operasi Teknik Kimia (U1, U2, U5, K1, K3, K5)

4. M4 : Mampu menyelesaikan tugas Operasi Teknik Kimia yang berkaitan dengan perpindahan massa dan panas dengan secara mandiri, jujur (S1, S9, U2, K5)

5. M5 : Mampu menganalisis dan menyelesaikan masalah dengan memanfaatkan Operasi Perpindahan Massa dan Panas (U7, K3) DESKRIPSI

SINGKAT MK

Mahasiswa mempelajari tentang : pengantar, konsep operasi dan alat filtrasi, konsep dan alat operasi perpindahan panas (heat exchanger, evaporasi, humidifikasi dan pengeringan).

BAHAN KAJIAN/ POKOK

BAHASAN

1. Pengantar filtrasi : Aliran fluida melalui media porous, Porositas, Derajat kebolaan

2. FILTRASI : Prinsip operasi filtrasi, Macam – macam filter, Konsep pemilihan filter, energi friksi, Perhitungan filtrasi pada tekanan tetap, Perhitungan filtrasi pada laju tetap

3. OPERASI PERPINDAHAN PANAS : Perpindahan panas konduksi, konveksi dan radiasi, Konduktivitas panas, Perpindahan panas pada dinding datar dan dinding komposit, silinder serta silinder komposit

4. ALAT PENUKAR PANAS : Macam – macam alat penukar panas, Perhitungan LTMD, Pemilihan alat penukar panas, Perhitungan overall heat transfer, film koefisien, Koefisien hantaran panas

5. EVAPORASI : Perbedaan evaporator dengan alat penukar panas lainya, Tipe – tipe evaporator, Pemilihan evaporator, Evaporasi single effect, Evaporasi triple effect, Neraca massa dan nereaca panas evaporasi single dan multiple

6. KRISTALISASI : proses kristalisasi, alat kristalisasi, perhitungan kristalisasi

7. HUMIDIFIKASI : Pengertian humidifikasi, Macam – macam kelembapan, Alat humidifikasi, Perhitungan operasi humidifikasi

8. DEHUMIDIFIKASI : Pengertian dehumidifikasi, Alat dehumidifikasi, Perhitungan operasi dehumidifikasi

9. OPERASI PENGERINGAN : Pengertian Pengeringan, Alat Pengeringan, Pemilihan alat drying, Neraca massa dan neraca panas proses pengeringan

PUSTAKA

UTAMA

1. Bancher and Banchero, “Introduction to Chemical Engineering”, Asian Standart Edition, John Wiley and Sons, New York, 1955

2. Brown, G.G., “Unit Operations”, Modern Asia Editions, John Wiley and Sons, New York, 1978

3. Kern, D.Q., “Process Heat Transfer”

4. Mc.Cabe, W/L Smith, J.C., and Harriot,P., ”Unit Operations of Chemical Engineering”, Fourth Editions, McGraw-hill International Editions

PENDUKUNG

1. Larian, M.G., “Fundamentals of Chemical Engineering Operations”, Maruzen Asia Editions, LTD Tokyo, japan, 1950

(3)

MEDIA PEMBELAJARAN 1.Infokus 2.Buku referensi 3. Bahan Ajar DOSEN PENGAMPU

1. Dr. Ir. Ismiyati, MT. (Kelas A)

2. Alvika Meta Sari, ST., MChemEng. (Kelas B) 3. Alvika Meta Sari, ST., MChemEng. (Kelas C) MATA KULIAH

PRASYARAT

1.Azas Teknik Kimia I 2. Azas teknik Kimia II Pekan

ke-

Sub-CPMK (kemampuan akhir tiap tahapan

belajar)

Indikator Penilaian Kriteria & Bentuk Penilaian Metode Pembelajaran [Estimasi Waktu] Materi Pembelajaran [Pustaka] Bobot Penilaian (%) (1) ₍₂₎ ₍₃₎ ₍₄₎ ₍₅₎ ₍₆₎ ₍₇₎ 1 Mahasiswa dapat : - Menjelaskan dan menyelesaikan hukum – hukum aliran fluida melalui media porous.[C2, A2] - Menghitung dan menyelesaikan perhitungan tentang porositas, derajat kebolaan, rugi friksi

[C3, A2]

• Ketepatan

menjelaskan tenta ng hukum – hukum aliran fluida melalui media porous;

• Ketepatan menghitung

porositas, derajat kebolaan, rugi friksi

Kriteria: Ketepatan dan penguasaan Bentuk non-test:

• Soal tentang porositas

• Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(2x50"}]

•Tugas-1: menghitung

porositas, derajat kebolaan, rugi friksi. [BT+BM:(l+l}x(1x60"}] • Tugas-2:

mengumpulkan tabel dan grafik tentang porositas, derajad kebolaan dan rugi friksi

[BT+BM:(l+l}x(3x30"}}

BAB I Pengantar filtrasi :

- Aliran fluida melalui media porous. - Porositas - Derajat kebolaan - Energi friksi [1,4] 2 Mahasiswa diangap berhasil bila dapat : - Menjelaskan prinsip operasi filtrasi [C2] - Mendiskusikan perbedaan masing – masing filter.[A2] - Memilih dan menunjukkan filter atas daya dorong ”driving force” [C3, A3]

• Ketepatan

menjelaskan tenta ng prinsip operasi filtrasi; • Ketepatan menjelaskan perbedaan masing – masing filter.

• Ketepatan

Mengklasifikasikan filter atas daya dorong ”driving force”;

• Tu lisan maka lah macam2 alat filter

•Tugas-3membuat rangkuman macam – macam filter dan cara kerjanya.

[BT+BM:(l+l}x(1x60"}] • Tugas-4:

mengumpulkan

BAB II. FILTRASI :

- Prinsip operasi filtrasi - Macam – macam filter

- Konsep pemilihan filter [2,4]

(4)

rangkuman klasifikasi macam – macam filter

.[BT+BM:(l+l}x(2x60"}}

3

Mahasiswa diangap berhasil bila dapat :

- Memilih perbedaan operasi filtrasi pada tekanan tetap dan laju/ kecepatan tetap

- Mneghitung proses filtrasi pada tekanan dan laju/ kecepatan tetap [C3, A3]

• Ketepatan

menjelaskan tenta ng perbedaan operasi filtrasi pada tekanan konstan dan kecepatan konstan;

• Ketepatan menghitung kecepatan filtrasi pada

operasi filtrasi pada tekanan konstan dan kecepatan konstan;

• Soal perhitungan filtrasi pada tekanan tetap dan laju tetap

•Tugas-5 : menghitung

persamaan filtrasi pada tekanan tetap dan laju tetap.

- Perhitungan filtrasi pada tekanan tetap

- Perhitungan filtrasi pada laju tetap

4

- Menunjukkan perbedaan perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi.

- Menentukan

konduktivitas panas pada dinding datar dan dinding komposit, t.

- Menghitung panas pada dinding data dan, dinding komposit. [C3, A3]

• Ketepatan menjelaskan tenta ng mekanisme perpindahan panas secara kondukis, konveksi dan radiasi;

• Ketepatan menentukan konduktivitas panas pada dinding datar dan dinding komposit,

• Ketepatan

menghitung perpindahan panas pada dinding datar dan dinding komposit,

• Ketepatan menghitung perpindahan panas pada

edges dan corner

• Soal perhitungan konduktivitas panas dan perpindahan panas pada

dinding datar dan dinding komposit

•Tugas-6 : menghitung

Konduktivitas panas dan perpindahan panas pada dinding datar dan dinding komposit.

BAB III PROSES HANTARAN PANAS :

- Perpindahan panas secara konduksi - Konduktivitas panas

pada dinding datar, dan dinding komposit.

- Perpindahan panas pada dinding datar dan dinding komposit.

5

- Menghitung panas pada edges dan corner

- Menentukan

konduktivitas panas pada silinder dan silinder komposit.

• Ketepatan menentukan konduktivitas panas pada silinder dan silinder komposit; • Ketepatan menghitung perpindahan Kriteria: Ketepatan dan penguasaan Bentuk non-test: • Soal perhitungan konduktivitas panas dan perpindahan panas pada edges, corner, silinder dan

- •Tugas-7 :

menghitung

Perpindahan panas pada silinder komposit

PROSES HANTARAN PANAS :

- Perpindahan panas pada edges dan corner - Konduktivitas panas

pada silinder dan silinder komposit.

(5)

- Menghitung panas pada silinder dan silinder komposit. [C3, A3]

panas pada silinder dan silinder komposit;

silinder komposit _. - Perpindahan panas pada silinder dan silinder komposit

6

- Memilih alat penukar panas

- Menghitung LMTD [C3, A3]

• Ketepatan memilih jenis alat penukar panas dan arah aliran; • Ketepatan menghitung LMTD; Kriteria: Ketepatan dan penguasaan Bentuk non-test: • Soal pemilihan berbagai jenis alat penukar kalor • Soal perhitungan LMTD berbagai jenis alat

penukar kalor

- •Tugas-8 : memilih alat penukar kalor berdasarkan operasi yang diinginkan .

BAB IV. ALAT PENUKAR PANAS :

- Macam – macam alat penukar panas

- Perhitungan LTMD

- Pemilihan alat penukar panas

7

- Menghitung overall heat transfer, film koefisien, koefisien hantaran panas [C3, A3]

• Ketepatan

menghitung overall heat transfer, film koeffisien dan koefisien hantaran panas;

• Soal penghitungan overall heat transfer, film koefisien, koefisien hantaran panas • Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(3x50"}] - •Tugas-9 : menghitung

overall heat transfer, film koefisien

- Koefisien hantaran panas

.

- Perhitungan overall heat transfer, film koefisien

- Koefisien hantaran panas

8 Ujian Tengah Semester

9

- Menjelaskan perbedaan evaporator dengan alat penukar panas lainnya

- Memilih tipe evaporator yang cocok untuk kondisi tertentu

- Membedakan dan memilih macam – single atau multiple effect

[C3, A3]

- •Ketepatan

menjelaskan perbedaan evaporator dengan alat penukar panas lainnya

;

• Ketepatan memilih tipe evaporator yang cocok untuk kondisi tertentu; • Ketepatan memilih evaporator single atau multi effect;

• Soal pemilihan alat evaporator • Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(3x50"}] - •Tugas-10 : soal pemilihan alat evaporator BAB V EVAPORASI : - Perbedaan evaporator dengan alat penukar panas lainya

- Tipe – tipe evaporator - Pemilihan evaporator - Evaporasi single effect

(6)

10

- Menghitung neraca massa dan panas evaporasi single maupun multiple effect. [C3, A3]

• Ketepatan menghitung neraca massa dan panas evaporasi single maupun multieffect ;

• soal perhitungan neraca massa dan panas multi effect evaporator

• Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(3x50"}] - •Tugas-11 : soal perhitungan evaporator multi effect

- Neraca massa dan nereaca panas evaporasi single dan multiple

11

Mahasiswa dianggap berhasil bila dapat:

- Menjelaskan prinsip kristalisasi

- Menghitung Neraca massa, neraca panas, dan laju nukleasi [C3, A3] • Ketepatan menjelaskan prinsip kristalisasi • Ketepatan menghitung neraca massa, neraca panas, fisiensi kristalisas laju nukleasi dan laju pertumbuhan

• soal perhitungan kristalisasi (neraca massa, neraca panas dan laju nukleasi) • Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(3x50"}] - •Tugas-12 : soal perhitungan kristalisasi

BAB VI. KRISTALISASI :

- Prinsip kristalisasi

- Alat kristalisasi

- Perhitungan kristalisasi (neraca massa, neraca panas dan laju nukleasi)

12

- Menjelaskan prinsip humidifikasi - Membaca grafik kelembapan - Menghitung operasi humidifikasi [C3, A3] • Ketepatan menjelaskan proses humidifikasi • Ketepatan membaca grafil kelembapan • Ketepatan menghitung udara keluar, panas dan volume dalam proses humidifikasi Kriteria: Ketepatan dan penguasaan Bentuk non-test: • soal perhitungan humidifikasi • Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(3x50"}] - •Tugas-12 : soal perhitungan humidifikasi

BAB VII HUMIDIFIKASI :

- Pengertian humidifikasi - Mekanisme interaksi gas

dan zat cair

- Alat humidifikasi - Humidifikasi adiabatik - Perhitungan operasi humidifikasi 13 Mahasiswa diangap berhasil bila dapat :

- Memilih alat dehumidifikasi - Menghitung operasi dehumidifikasi [C3, A3] • Ketepatan menjelaskan proses dehumidifikasi • Ketepatan menghitung proses dehumidifikasi Kriteria: Ketepatan dan penguasaan Bentuk non-test: • soal perhitungan dehumidifikasi • Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(3x50"}] - •Tugas-12 : soal perhitungan dehumidifikasi BAB VIII DEHUMIDIFIKASI : - Pengertian dehumidifikasi - Alat dehumidifikasi - Perhitungan operasi

(7)

dehumidifikasi

14

- Memilih alat pengering

- Menjelaskan prinsip pengeringan - Perpindahan massa di dalam pengering [C3, A3] • Ketepatan menjelaskan proses pengeringan • Ketepatan memilih alatt pengeringan Kriteria: Ketepatan dan penguasaan Bentuk non-test:

• soal pemilihan alat pengeringan • Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(3x50"}] - •Tugas-13 : soal pemilihan alat pengeringan BAB IX OPERASI PENGERINGAN : - Klasifikasi Pengering

- Cara penanganan zat padat dalam pengering

- Prinsip pengeringan

- Perpindahan massa di dalam pengering - Pemilihan alat drying

15

Mahasiswa diangap berhasil bila dapat : Menghitung kecepatan massa udara, koefisien perpindahan kalor, laju dan waktu pengerngan [C3, A3] • Ketepatan menjelaskan mekanisme pengeringan: sirkulasi silang • Ketepatan

menghitung laju dan waktu pengeringangn Kriteria: Ketepatan dan penguasaan Bentuk non-test: • soal pengeringan • Kul ia h & Diskusi, [TM: 1x(3x50"}] - •Tugas-12 : soal perhitungan pengeringan - Mekanisme pengeringan : pengeringan sirkulasi silang

- kecepatan massa udara, koefisien perpindahan kalor, laju dan waktu pengeringan

16 Ujian Akhir Semester

Catatan: 1. 2. 3.