Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Semua kristaliser dioperasikan dengan adanya pen- campuran, baik dengan menggunakan pengaduk atau dengan dengan cara sirkulasi. Kristaliser MSMPR (mixed.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Semua kristaliser dioperasikan dengan adanya pen- campuran, baik dengan menggunakan pengaduk atau dengan dengan cara sirkulasi. Kristaliser MSMPR (mixed."— Transcript presentasi:

1

2 Semua kristaliser dioperasikan dengan adanya pen- campuran, baik dengan menggunakan pengaduk atau dengan dengan cara sirkulasi. Kristaliser MSMPR (mixed suspension mixed product removal) adalah kristaliser yang dioperasikan seperti reaktor alir berpengaduk, sehingga sering juga disebut CSTC (continuous stirred tank crystallizer). Serangkaian CSTC yang dioperasikan secara seri disebut CSTC battery.

3 (b)Multistage battery with overall residence time (a)The single stage CSTC

4 NERACA POPULASI Density populasi kristal, n (jumlah kristal per unit ukuran per unit volume sistem) didefinisikan sebagai: dengan  N adalah jumlah kristal dalam rentang ukuran  L per unit volume. Nilai n tergantung pada nilai L dalam rentang dL, atau dengan kata lain, n merupakan fungsi dari L. (1)

5 Jumlah kristal dalam rentang ukuran L 1 sampai L 2 dapat diturunkan dari persamaan (1): (2) (1) Akhirnya jumlah kristal dalam rentang ukuran L 1 sampai L 2 dapat dapat dinyatakan dengan:

6 Aplikasi neraca populasi dapat didemonstrasikan dalam kristaliser MSMPR dengan asumsi: 1.Operasi steady-state. 2.Tidak ada kristal dalam aliran umpan. 3.Semua kristal memiliki bentuk yang sama, yaitu dengan dimensi linier L. 4.Tidak ada kristal yang patah. 5.Kecepatan pertumbuhan kristal tidak tergantung pada ukuran kristal.

7 Kristaliser MSMPR kontinyu

8 Neraca populasi (input = output) dalam sebuah sistem dengan volume V dalam interval waktu  t dan rentang ukuran  L = L 2 – L 1 adalah denganQ: laju alir umpan dan pengeluaran G: Kecepatan pertumbuhan kristal (dL/dt) : density populasi rata-rata (3)

9 Untuk  L  0, maka (4)

10 Jika kecepatan pertumbuhan kristal tidak tergantung pada ukuran kristal (hukum  L), maka Jika pers. ini dimasukkan ke pers. sebelumnya, maka (5)

11 (6) Jika  = V/Q, yaitu waktu tinggal rata-rata dalam kristaliser, maka:

12 Jika diintegralkan: dengan x adalah rasio ukuran kristal (L) dengan pe- nambahan ukuran kristal selama  (G  ): (7) (8)

13 Plot log n vs. L akan menghasilkan garis lurus dengan slope = – 1/G  dan intercept = ln n 0. Jadi jika waktu tinggal rata-rata  diketahui, maka kecepatan pertumbuhan kristal, G, dapat dihitung.

14

15 Density polpulasi berukuran nol atau konsentrasi kristal berukuran nol (inti kristal) adalah: (9) Kecepatan nukleasi, B 0, dapat dinyatakan sebagai: (10)

16 Jumlah kristal per unit volume: (11) Total massa kristal per unit volume: Dengan  : volume shape factor  c : density kristal (12)

17 Jumlah kristal per unit massa: (13) Massa kristal per unit volume dengan panjang < L atau dengan waktu tinggal tak berdimensi < x adalah: Integral di ruas kanan:

18 Jika dimasukkan ke persamaan di atas: (14) Distribusi massa kumulatif: (15)

19 Distribusi massa diferensial: (16) Plot d  m /dx versus x mencapai maksimum pada x = 3 Ukuran kristal pada kondisi ini disebut predominant size atau modal size (L D ): (17)

20 Median size dari distribusi massa didefinisikan sebagai ukuran kristal tengah (50% dari produk kristaliser MSMPR berukuran lebih besar dan 50% lebih kecil daripada median size) Dengan trial diperoleh nilai x = 3,672 (18)

21 median modal

22 Setiap butir kristal tentu berasal dari inti kristal. Oleh karena itu kecepatan nukleasi dapat dihitung berdasar- kan kecepatan produksi massa kristal total (M’). Jika jumlah kristal per unit massa dinyatakan dengan: Maka kecepatan nukleasi adalah: (19) (20)

23 CONTOH Analisis data distribusi ukuran dari sebuah CSTC Data distribusi diferensial yang diperoleh dari sebuah CSTC: wL (mm)w w 0,020,3400,100,7000,101,400 0,050,4300,130,8200,091,650 0,060,4900,131,0100,041,980 0,080,5800,131,1600,032,370 Volumetric shape factor is  = 0,866, density = 1.5 g/mL, dan waktu tinggal rata-rata = 2,0 jam. Perkirakan kecepatan pertumbuhan kristal G dan kecepatan nukleasi B 0.

24 PENYELESAIAN Jumlah kristal dengan ukuran < L per unit massa Jika persamaan (1) digabung dengan persamaan (7): (a) (b) Integrasi persamaan (b) dari L = 0 sampai L = L: (c)

25 Jumlah kristal dengan ukuran < L per unit massa dapat dihitung menggunakan persamaan (a):

26 Hubungan antara N dan L dinyatakan dengan persamaan (c): Menurut pers. (c), ada 2 bilangan anu, yaitu G dan n 0. Kita memiliki satu set data N i dand L i. Kedua bilangan anu diperoleh dengan cara regresi: G = mm/hr n 0 = nuclei/mm 4 =  nuclei/m 4 Sehingga: B 0 = G n 0 =  10 9 nuclei/m 4 hr

27 CONTOH SOAL Kristalisasi dalam kristaliser MSMPR dengan ukuran kristal dominan Kristal asam sitrat monohidrat dalam sebuah MSMPR pada 30  C dengan ukuran kristal dominan L D = 0.833mm (20 mesh). Density kristal 1.54 g/mL, volume shape factor  = 1 dan kelarutannya 39.0 wt %. Rasio supersaturasi yang digunakan C/C 0 = Kecepatan pertumbuhan kristal, G = 4  m/s. Jika kecepatan produksi kristal = 15 kg/jam, hitung kecepatan nukleasi dan gambar distribusi massa diferensial dari kristal yang dihasilkan.

28 PENYELESAIAN Hubungan antara ukuran dominan dengan besaran lain:

29 Untuk kecepatan produksi 15 kg/jam: (20) Kecepatan nukleasi dihitung dengan persamaan (20): = 2,595  nuklei/m 3 jam

30 Dengan: Maka: Distribusi massa diferensial dinyatakan dalam pers. (16): (28)

31


Download ppt "Semua kristaliser dioperasikan dengan adanya pen- campuran, baik dengan menggunakan pengaduk atau dengan dengan cara sirkulasi. Kristaliser MSMPR (mixed."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google