Praktikum Hidrodinamika Reaktor

I. LATAR BELAKANG

Dalam industri kimia, kita akan menemui berbagai macam bentuk reaksi gas-cair dengan kecepatan reaksi yg lambat, sehingga kita juga akan dihadapkan pada berbagai macam reaktor yang berbeda- beda. Perbedaan reaktor-reaktor terletak pada struktur morfologinya dimana tiap reaktor tersebut dirancang sedemikian rupa sehingga reaktor tersebut akan memiliki kerja yang sangat spesifik. Hal ini dilakukan agar tujuan dari operasi dalam suatu reaktor optimal sehingga produk yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan. Untuk memperoleh hasil itulah diperlukan suatu pengetahuan mengenai kontak fase antara fase gas dan cair.

Hidrodinamika Reaktor adalah ilmu yang mempelajari kelakuan dinamik cairan dalam reaktor sebagai akibat dari laju alir gas masuk dan karakteristik cairannya, dalam hidrodinamika sendiri dikenal beberapa istilah diantaranya hold up, laju sirkulasi, dan koefisien transfer massa gas cair. Hold up gas menyatakan waktu tinggal gas dalam cairan yang bisa diketahui dari banyaknya perbandingan antara jumlah gas dalam reactor dibanding dengan volume reaktor total (volume cairan + volume udara). Hal ini bisa terjadi karena jika waktu tinggal gas dalam reactor lama, maka akan lebih banyak pula gelembung yg terjebak dalam reaktor sehingga menyebabkan nilai perbandingan volume cairan terhadap volume udara berubah. Yang dimaksud laju sirkulsi adalah panjang lintasan yang ditempuh cairan tiap satuan waktu. Sedangkan yang dimaksud transfer massa gas cair adalah proses perpindahan massa dari fase gas ke cairan tiap satuan panjang reaktor, luas permukaan gelambung, dan satuan waktu.

Aplikasi hidrodinamika reactor biasa digunakan pada dasar dasar perancangan reactor air lift dan reactor kolom bergelembung, dimana reactor jenis ini paling banyak digunakan alat alat pengolahan limbah yang menggunakan mikroba, reaktor gas cair dengan waktu reaksi yang lama, proses pelarutan gas dalam cairan, dll.

Karena reaktor – reaktor ini digunkan dalam cakupan yang sangat luas oleh karena itulah Hidrodinamika reaktor perlu dipelajari.

II. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari praktikum Hidrodinamika Reaktor antara lain

1. Menentukan pengaruh variabel operasi (laju alir udara, konsentrasi, ketinggian cairan) terhadap hold up
2. Menentukan pengaruh variabel operasi (laju alir udara, konsentrasi, ketinggian cairan) terhadap laju sirkulasi
3. Menentukan pengaruh variabel operasi (laju alir udara, konsentrasi, ketinggian cairan) terhadap koefisien transfer massa gas cair (Kla)

II. MANFAAT PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa :

1. Mengetahui pengaruh variabel operasi (laju alir udara, konsentrasi, ktinggian cairan) terhadap hold up
2. Mengetahui pengaruh variabel operasi (laju alir udara, konsentrasi, ketinggian cairan) terhadap laju sirkulasi
3. Mampu menghitung koefisien transfer masssa gas cair (Kla)

IV. APLIKASI HIDRODINAMIKA REAKTOR DI INDUSTRI

Sebuah kegiatan dilakukan pastilah memiliki tujuan, demikian pula praktikum hidrodinamika reactor. Tujuan lebih jauh dari praktikum ini adalah agar mahasiswa mampu menerapkan pengetahuan yang didapatnya di laboratorium untuk digunakan di lapangan. Berikut ini beberapa alat yang dasar perancangannya dan operasinya memerlukan prinsip hidrodinamika reactor.

1. Air Lift Reaktor

Jenis air lift reactor sangat banyak, hal ini karena disesuaikan dengan kondisi operasi yang diinginkan, akan tetapi konsepnya tetaplah sama.

Gambar air lift reaktor

Contoh aplikasi air lift reactor:

1. Pada pengolahan limbah secara biologi
2. Water treatment pada air minum
3. Proses produksi glukan (polisakarida yang tersusun dari monomer glukosa dengan ikatan 1,3 yang digunakan sebagai bahan baku obat kanker dan tumor) menggunakan mikroba
4. Proses produksi lakase (enzim ligninolitik yang dapat mendegradasi lignin) dengan mikroba

2. Bubble Column Reaktor

Jenis bubble colomn reactor juga sangat banyak, tapi seperti halnya air lift konsep reactor astu dengan yang lain adalah sama.

Gambar bubble colomn reactor

Aplikasi dari bubble column reactor antara lain:

1. Untuk bioreactor
2. Absorbsi polutan dengan zat tertentu (missal CO2 dengan KOH)
3. Dll.