3 S Sperisa Distantina Salah satu aplikasi data keseimbangan uap-cair adalah analisis flash distillation. LASH DISILAION Alat kontak uap-cair yg paling sederhana, biasanya digunakan untuk kapasitas kecil. Digunakan untuk memisahkan komponen yg lebih volatil dalam campuran. Sistem lash Distilation: Suatu campuran berfase cair dipanaskan, kemudian tekanannya diturunkan/diekspansi menggunakan valve. etapi jika cukup rendah dan atau cukup tinggi, maka pompa dan pemanas tidak diperlukan lagi. Akibat pressure drop ini, maka akan terjadi penguapan sebagian ( partial vaporization). 2 Keterangan: a. pompa b.pemanas c. valve d.separator (drum) Oleh karenanya, fase cair tadi akan menjadi 2 fase, yaitu cair dan uap. Selanjutnya uap dan cairan ini dipisahkan dalam vessel/drum. Komponen yang lebih volatil akan banyak terdapat di fase uap. ada keadaan ini kondisi keseimbangan tercapai dan mendekati/ekivalen dengan satu stage ideal/seimbang. Artinya, arus-arus yang keluar dari alat ini dalam keadaan jenuh. berkeseimbangan dengan Yi pada dan. Oleh karenya sering dikatakan bahwa flash distillation setara dengan sebuah stage seimbang.
Ingin dicari hubungan semua variable di atas dan dimensi alat. Untuk perhitungan dimensi alat harap dipelajari sendiri ( tidak diberikan di kuliah). Ditinjau suatu system flash distillation adiabatic (drum diisolasi, sehingga tidak ada panas yang keluar atau masuk drum). NM otal di sekitar drum (lihat loop gambar) : = + L () NM komponen I di sekitar drum :. =. Yi + L. (2) Keseimbangan : Ki = f (,, i) (4) Neraca anas :. h = L. hl +. H (5) h = f (,, ) hl = f (,,, cair jenuh) H = f(,, Yi, uap jenuh) Yi =,00 =,00 Yi -,00 (6) Buktikan bahwa manipulasi persamaan, 2, dan 3 akan dihasilkan persamaan sbb. : Ki. atau, Yi = (8) Substitusi persamaan 7, 8 ke 6 diperoleh persamaan Rachford Rice yaitu : ( - Ki ) i (9) Akhirnya dapat disusun persamaan, 4, 5, dan 9 yang merupakan korelasi arus-arus di sekitar flash distillation. Derajat kebebasan dan variable perancangan ( degrees of freedom and design variable) Definisi : erancangan suatu alat pemisah dapat diselesaikan jika jumlah persamaan bebas sama dengan jumlah bilangan tak diketahui. Ni = Nv Nc Nv = jumlah total bilangan/variable tak diketahui,
Nc = jumlah total persamaan bebas, chem.. engg. ools Ni = jumlah variable perancangan = jumlah variable yang harus ditentukan siperancang. Yang termasuk Ni antara lain: a. variable intensive ( yang terlibat dalam hukum fase):. Komposisi/konsentrasi, ( total fraksi selalu =,00) 2., 3.. b. variable ekstensive : Kecepatan arus Sebuah arus dengan C (=jumlah komponen) akan mempunyai Nv : variable Jumlah Konsentrasi Suhu ekanan Kecepatan arus C C + 2 Untuk lash distilasi ada arus umpan, produk yaitu cairan dan uap, sehingga ada 3 arus. Maka : Nv = 3 ( C + 2) Jumlah persamaan bebas : Nv ersamaan NM ersamaan N Keseimbangan pers 3 C C ( 2 -) Inherent ers 4 ers 6 2C + 3 Jadi, Ni = 3 ( C + 2 ) ( 2C +3 ) = C + 3
Beberapa kasus yang sering dijumpai: a. Data diketahui : Kecepatan ( ) dan komposisi umpan (), dan drum. Dicari : L,, dan komposisinya ( dan Yi), enyelesaian: = + L () Ki = f (,, i) (4) i ( - Ki ) (9). h = L. hl +. H (5) h = f (,, ) hl = f (,,, cair jenuh) H = f(,, Yi, uap jenuh) Algoritma: data:,,, NO Hitung : Ki = f (,, i) ebak : / Cek apakah : memenuhi pers 9 Hitung, L dari pers, dan Yi Hitung : hl, H Hitung : menggunakan pers (5).
b. Data diketahui : Kecepatan dan komposisi umpan,, dan komposisi salah satu fraksi mol ( missal X = A ) Dicari :, L,, dan komposisi lainnya, enyelesaian : = + L () A Z + ( K ) Ki = f (,, i) (4) ( - Ki ) i (9) X=A. h = L. hl +. H (5) h = f (,, ) hl = f (,,, cair jenuh) H = f(,, Yi, uap jenuh) Algoritma: Data:,,, X=A ebak : Hitung : Ki = f (,, i) / menggunakan pers 7 Not Cek apakah: memenuhi pers 9 Hitung menggunakan pers 5.
c. Data diketahui :,, dan Dicari :, L, dan komposisinya, enyelesaian : Algoritma : ebak : Hitung : Ki ebak / = + L () Ki = f (,, i) (4) ( - Ki ) i (9). h = L. hl +. H (5) h = f (,, ) hl = f (,,, cair jenuh) H = f(,, Yi, uap jenuh) Cek apakah memenuhi pers 9 Not Hitung H, hl, h Not Cek apakah memenuhi pers 5. Hitung :, L,,, Yi.
d. Data diketahui :,,, / Dicari :, L, dan komposisinya. enyelsaian : = + L () Ki = f (,, i) (4) i ( - Ki ) (9). h = L. hl +. H (5) h = f (,, ) hl = f (,,, cair jenuh) H = f(,, Yi, uap jenuh) Algoritma: Data :,,, / ebak Hitung : Ki Cek apakah memenuhi persamaan 9 Hitung : L,,, Yi