Diktat Material Balance

5/19/2018 Diktat Material Balance

1/12

1

BAB I

MATERIAL BALANCE

Material balance adalah perhitungan aliran material dalam suatu sistem. Dalam

perhitungan material balance diklasifikasikan menjadi :

1. Proses yang melibatkan reaksi kimia

2. Proses yang tidak melibatkan reaksi kimia

Proses proses tersebut dapat dihitung dengan cara steady state atau dengan cara

unsteady state. Beberapa terminologi yang perlu diperhatikan dalam perhitungan

material balance ini adalah :

1. System boundary

2. Open system (atau flow system)

3. Closed system (batch system)

Yang dimaksud dengan system boundary adalah batasan dimana system tersebut

bekerja. Sedangkan untuk open system adalah system yang bekerja dengan

melibatkan kondisi lingkungannya, seperti : turunnya temperatur minyak yang

mengalir di suatu pipa.


2/12

2

Berdasarkan gambar diatas, maka material balance sistem diatas dapat dituliskan

dalam persamaan matematika sederhana sebagai berikut :

.....(1)

Beberapa peristilahan dalam perhitungan material balance ini adalah :

1. Total mass

2. Total mole

3. Mass of a chemical compound

4. Mass of an atomic species

5. Moles of a chemical compound

6. Moles of an atomic species

7. Volume

Akumulasi disini adalah perubahan massa atau mole yang terjadi di dalam suatu

proses yang berdasarkan perubahan waktu. Pada persamaan (1), jika tidak

melibatkan akumulasi yang mana dikenal dengan perhitungan steady state, maka

persamaan (1) menjadi :

....(2)


3/12

3

Contoh perhitungan pada Kolom Distilasi berikut ini :

Pada perhitungan problem diatas terdapat dua prosedure perhitungan, yaitu :

1. Perhitungan neraca massa over all

2. Perhitungan neraca massa komponen


4/12

4

BAB II

MATERIAL BALANCE MULTIPLE SUBSYSTEM

Material balance multiple subsytem (MBMS) adalah perhitungan material balance

yang melibatkan lebih dari satu peralatan. Pada perhitungan MBMS ini juga terdapat

dua prosedure perhitungan, yaitu :

1. Perhitungan neraca massa over all

2. Perhitungan neraca massa komponen

Pada gambar diatas, neraca massa over all adalah material balance yang dihitung

dalam suatu keseluruhan sistem, mulai dari input (masuk sistem) sampai keluar

sistem (output). Tahapan perhitungan untuk material balance MBMS ini adalah

sebagai berikut :

1. Hitung total jumlah material yang masuk dan yang keluar sistem

2. Hitung komponen komponen yang masuk dan yang keluar sistem3. Hitung total jumlah material yang masuk dan yang keluar di setiap alat

4. Hitung komponen komponen yang masuk dan yang keluar di setiap alat

5. Menyelesaikan persamaan


5/12

5

Contoh Perhitungan pada kasus berikut :


6/12

6

BAB III

RECYCLE, BYPASS, dan PURGE

Recycle stream adalah produk yang keluar dari sistem dan sebagian produk tersebut

dikembalikan lagi ke sistem.

III.1 Recycle Sistem Tanpa Reaksi Kimia

Untuk memahami proses recycle ini, maka perhatikan contoh kasus berikut ini :


7/12

7

III.2 Recycle Sistem Dengan Reaksi Kimia

Untuk memahami proses recycle ini, maka perhatikan contoh kasus berikut ini :

Ada dua basis konversi dalam proses ini, yaitu :

Persamaan yang berlaku untuk proses yang melibatkan reaksi kimia adalah :


8/12

8

Berikut contoh perhitungan recycle dengan reaksi kimia :

III.3 Bypass dan Purge

Bypass adalah seperti gambar berikut ini :


9/12

9

Sedangkan untuk proses Purge adalah seperti gambar berikut ini :

Untuk memahami proses bypass, dapat dilihat pada contoh berikut :


10/12

10

Sedangkan untuk memahami proses purge, dapat dilihat pada contoh berikut :

Untuk menghasilkan methanol, digunakan reaksi : CO + 2H2----------- CH3OH


11/12

11

BAB IV

MATERIAL BALANCE DI KOLOM ABSORBER

Dalam proses absorpsi gas, dimana gas yang masih mengandung solvent akan

dibersihkan dengan menggunakan solvent (pelarut) yang sesuai di dalam suatu

kolom yang disebut dengan kolom absorber. Secara prinsip, pada proses ini terjadi

perpindahan massa, dimana massa dari solvnet yang terkandung didalam gas

diambil/diserap oleh solvent penyerap (pelarut). Secara skematis, proses ini dapat

digambarkan sebagai berikut :

Gambar 4.1 : proses absorbsi gas counter current

A

b

s

o

r

b

e

r

S

t

r

i

p

e

r

Gambar 4.2 : proses

absorbsi co-current


12/12

12

Umumnya di industri menggunakan susunan absorbsi counter current seperti pada

gambar4.1, sehingga bila digambarkan secara grafik sebagai berikut :

Documents

Diktat Material Balance