Reaktor Isotermal

Reaktor adalah suatu alat proses tempat di mana terjadinya suatu reaksi berlangsung,baik dalam ukuran kecil seperti tabung reaksi sampai ukuran yang besar seperti reaktor skala industri

a.       Tujuan pemilihan reaktor adalah :

• Mendapat keuntungan yang besar

• Biaya produksi rendah

• Modal kecil/volume reaktor minimum

• Operasinya sederhana dan murah

• Keselamatan kerja terjamin

• Polusi terhadap sekelilingnya (lingkungan) dijaga sekecilkecilnya

b.      Pemilihan jenis reaktor dipengaruhi oleh :

• Fase zat pereaksi dan hasil reaksi

• Tipe reaksi dan persamaan kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi samping

• Kapasitas produksi  

• Harga alat (reactor) dan biaya instalasinya

• Kemampuan reactor untuk menyediakan luas permukaan yang cukup untuk perpindahan panas

c.       Jenis – jenis Reaktor

·         Jenis reaktor berdasarkan keadaan operasinya

1. Reaktor isotermal. Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran yang keluar dari reaktor selalu seragam dan bersuhu sama.

2. Reaktor adiabatis. Dikatakan adiabatis jika tidak ada perpindahan panas antara reaktor dan sekelilingnya.Jika reaksinya eksotermis, maka panas yang terjadi karena reaksi dapat dipakai untuk menaikkan suhu campuran di reaktor. ( K naik dan –rA besar sehingga waktu reaksi menjadi lebih pendek). 3. Reaktor Non-Adiabatis

·         Berdasarkan Bentuknya :

1. Reaktor Tangki : Dikatakan reaktor tangki ideal jika pengadukannya sempurna,sehingga komposisi dan suhu di dalamreaktor setiap saat uniform. Dapat di pakai untuk proses batch, semi batch dan proses alir

2.Reaktor Alir pipa : Biasanya digunakan tanpa pengaduk sehingga disebut reaktor alir pipa. Dikatakan ideal jika zat pereaksi yang berupa gas atau cairan, mengalir di dalam pipa dengan arah sejajar sumbu pipa.

·         Klasifikasi reaktor berdasarkan Fase :

1. Reaktor homogen : Reactant, product dan/atau katalis berada pada phase yang sama (single phase)

2.Reaktor heterogen : Reactant, product dan/atau katalis beradapada phase yang berbeda (two or more phases).

·         Berdasarkan prosesnya:

1.Sistem batch : • Memiliki pengaduk yang berisi reactant • Tidak ada aliran inlet atau outlet selama operasi Penggunaan Batch Reactor • Reaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakan • untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam • proses pelarutan padatan, pencampuran produk, reaksi • kimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi caircair, • polimerisasi, farmasi dan fermentasi.

2..Sistem semi batch Biasanya berbentuk tangki yang berpengaduk. Cara operasinya dengan jalan memasukkan sebagian zat pereaksi ke dalam reaktor, sedangkan zat pereaksi yang lain atau sisanya dimasukkan secara kontinu ke dalam reaktor. Ada material masuk selama operasi tanpaq dipindahkan  Reactant (massa) yang masuk bisa dihentikan danq product bisa dipindahkan selama operasi waktu tertentu.  Tidak beroperasi secara steady stateq

3.  Sistem kontinyu  mempunyai aliran masukan dan keluaran (inlet/outlet) yang terdiri dari campuran homogen/heterogen . Reaksi kontinue di operasikan pada kondisi steady. Dimana arus aliran masuk sama dengan arus aliran keluar . Reaktor kontinyu dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu : 1. Reaktor AlirTangki Berpengaduk (RATB) atau Continous Stirred Tank Reaktor (CSTR) 2. Reaktor Alir Pipa (RAP) atu Plug Flow Reaktor (PFR)

                               I.            PENGERTIAN REAKTOR ISOTERMAL

Reaktor isothermal adalah reaktor proses yang terjadi pada keadaan suhu yang tidak berubah selama berlangsungnya proses tersebut. Umumnya berkaitan dengan perubahan fasa. Semisal pencairan dan penguapan.

Pada perubahan isothermal suhu dipertahankan agar konstan(tetap).Hal ini dilakukan dengan menempatkan silinder yang dihubungkandengan sumber air pada suhu yang di inginkan .Silinder mempunyai dinding yang tipis yang terbuat dari bahan yang dapat menghantarkan panas,misalnya tembaga, sehingga panas dengan mudah mengalir secara bolak-balik antara sumber air dan gas.Sumber air cukup besar dengan suhu yang tidak dapat dipengaruhi oleh jumlah perubahan panas dan gas.Selama ekspansi isothermal, panas mengalir ke gas untuk menjaga suhu agar konstan (ingat, suhu gas menurun jika panas terhalangi untuk mengalir ke gas selama ekspansi terjadi).sistem yang mengikuti keadaan isotherm terjadi dari keadaan awal A ke keadaan Akhir B’.

                            II.            KEGUNANAN REAKTOR ISOTERMAL

Reaktor isothermal digunakan untuk mempertahankan suhu agar tetap (konstan ) sesuai suhu yang di inginkan.

                         III.            KARAKTERISTIK REAKTOR ISO TERMAL

Dikatakan isotermal jika umpan yang masuk, campuran dalam reaktor, aliran yang keluar dari reaktor selalu  seragam dan bersuhu sama.

                         IV.            APLIKASI INDUSTRI REAKTOR ISOTERMAL

Pembuatan Etil Asetat dilakukan dengan proses esterifikasi pada suhu              100 ºC dan tekanan 1,5 atm menggunakan reaktor alir tangki berpengaduk. Reaksi berjalan pada kondisi isothermal dan adiabatis. Hasil dari reaktor dialirkan ke dekanter untuk memisahkan fraksi berat sisa proses di reaktor dan fraksi ringan yang merupakan produk utama, fraksi ringan dengan kemurnian 97% diumpankan ke menara distilasi I untuk dimurnikan menjadi 99%. Hasil bawah menara distilasi I adalah hasil samping, berupa air sedangkan hasil atas merupakan produk utama etil asetat. Fraksi berat dekanter diumpankan ke menara distilasi II untuk  memisahkan larutan dengan senyawa dominan asam asetat sebagai hasil bawah menara distilasi. Hasil bawah tersebut akan direcycle menuju pipa pengumpan reaktor dan sebagian dipurging menuju unit pengolahan lanjut. Hasil atas dari menara distilasi II akan diumpankan menuju menara distilasi III untuk memisahkan larutan dengan senyawa dominan etanol sebagai hasil atas menara distilasi. Hasil atas tersebut akan direcycle menuju pipa pengumpan reaktor. Sedangkan hasil bawah berupa larutan dengan senyawa dominan air akan dialirkan menuju unit pengolahan lanjut.