Download - Laporan Praktikum Pengendalian Proses
LAPORAN PRAKTIKUM PENGENDALIAN PROSES
DINAMIKA TANGKI
Dosen Pembimbing : Harita N. Chamidy, LRSC, MT
Disusun Oleh:
Dhea Ismarlina (091411006)
Diny Gustini (091411007)
Endah Yunita Sari (09141008)
Kelas : 2A
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2011
I. Tujuan Percobaan
Tujuan Umum ( kompetensi ) :
1. Keterampilan mengoperasikan peralatan berbasis reactor tangki berpengaduk
2. Kemampuan aplikasi pengetahuan reactor tangki berpengaduk terhadap
penyimpangan yang mungkin terjadi
3. Peningkatan kemampuan logika berbasis reactor tangki berpengaduk terhadap
hubungan-hubungan antara kecepatan putar pengaduk, ketidak idealan,
volume efektif reaktor.
Tujuan Khusus
1. Membuat kurva kalibrasi hubungan antara daya hantar listrik (DHL)
terhadap konsentrasi NaCl.
2. Memahami fenomena perbedaan respon konsentrasi Yng ditunjukkan dari
masing- masing tangki yang tersusun seri.
3. Memahami perbedaan yang terjadi dari input step dengan pulse.
II. Data dan Hasil Percobaan
Dimensi tangki
Tinggi tangki = 13 cm
Diameter luar tangki = 10 cm
Diameter dalam tangki= 9,3 cm
a. Data konsentrasi NaCl standar dan DHL
Konsentrasi NaCl (gr/lt) DHL (mS)7,000 12,1403,500 6,7301,400 2,7200,700 1,3600,350 0,6500,175 0,3000,100 0,1600,070 0,1200 (air) 0,030
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.0000.000
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
f(x) = 1.75986307929152 x + 0.0902911512021443R² = 0.997316607039531
Kurva DHL vs Konsentrasi
Konsentrasi NaCl (gr/lt)
DHL (
mS)
b. Pengukuran DHL larutan dalam tangki dengan pengadukan
Laju alir = 7,69 ml/s
Stirrer speed = 60 rpm
Pengukuran Naik
Waktu (menit
)DHL
Tangki – 1 Tangki - 2 Tangki - 30 0.1 0.12 0.11
1.5 4.4 1.09 0.173 8.31 3.83 0.87
4.5 10.21 6.01 2.676
10.97 8.66 5.667.5 11.53 10.01 7.469 11.83 10.72 8.61
10.5 11.76 11.32 9.4612 11.6 11.63 10.76
Perhitungan konsentrasi NaCl masing-masing tangki setiap waktu
Persamaan garis dari kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL, yaitu :
y = 1.759x + 0.090
Dengan y = DHL dan x = konsentrasi NaCl, maka:
a. Pada tangki 1
• t = 0 menit
0.1= 1.759x + 0.090
x =0.006
• t = 1,5 menit
4.4= 1.759x + 0.090
x = 2.450
• t = 3 menit
8,31 = 1.759x + 0.090
x = 4.673
• t = 4,5 menit
10,21 = 1.759x + 0.090
x = 5.753
• t = 6 menit
10,97 = 1.759x + 0.090
x = 6.185
• t = 7,5 menit
10,53 = 1.759x + 0.090
x = 6.504
• t = 9 menit
11,83 = 1.759x + 0.090
X = 6.674
• t = 10,5 menit
11,76 = 1.759x + 0.090
x = 6.634
• t = 12 menit
11,60 = 1.759x + 0.090
x = 6.543
b. Pada tangki 2
t = 0 menit
0.12= 1.759x + 0.090
x = 0.017
t = 1,5 menit
1.09 = 1.759x + 0.090
x = 0.569
t = 3 menit
3.83= 1.759x + 0.090
x = 2.126
t = 4,5 menit
6.01= 1.759x + 0.090
x =3.366
t = 6 menit
8.66= 1.759x + 0.090
x = 4.872
t = 7,5 menit
10.01= 1.759x + 0.090
x = 5.640
t = 9 menit
10.72= 1.759x + 0.090
x = 6.043
t = 10,5 menit
11.32= 1.759x + 0.090
x = 6.384
t = 12 menit
11.63= 1.759x + 0.090
x = 6.561
c. Pada tangki 3 • t = 0 menit
0.11= 14.40x + 2.476
x = 0.011
• t = 1,5 menit
0.17= 1.759x + 0.090
x = 0.045
• t = 3 menit
0.87= 1.759x + 0.090
x = 0.443
• t = 4,5 menit
2.67= 1.759x + 0.090
x = 1.467
• t = 6 menit
5.66 = 1.759x + 0.090
x = 3.167
• t = 7.5 menit
7.46= 1.759x + 0.090
x = 4.190
• t = 9 menit
8.61 = 1.759x + 0.090
x = 4.844
t = 10,5 menit
9.46= 1.759x + 0.090
x = 5.327
• t = 12 menit
10.76= 1.759x + 0.090
x = 6.066
Perhitungan harga L untuk setiap data
menggunakan rumus : C=1000K .GL
sehingga L=1000K .G
C
dengan L = daya hantar equivalen
C = konsentrasi NaCl
G = DHL
K = konstanta konduktivitas sel = 0,3
a. Pada tangki 1
t = 0 menit
L= 1000 x 0.3x 0,1
0.006
= 5000.00
t = 1,5 menit
L= 1000 x 0.3x 4,4
2.450
L = 538.72
t = 3 menit
L= 1000 x 0.3x 8,31
4.673
L = 533.48
t = 4,5 menit
L= 1000 x 0.3x 10,21
5.753
L = 532.39
t = 6 menit
L= 1000 x 0.3x 10,97
6.185
L = 532.49
t = 7,5 menit
L= 1000 x 0.3x 11,53
6.504
L = 531.85
t = 9 menit
L= 1000 x 0.3x 11,83
6.674
L = 531.75
t = 10,5 menit
L= 1000 x 0.3x 11,76
6.634
L = 531.77
t = 12 menit
L= 1000 x 0.3x 11,6
6.543
L = 531
b. Pada tangki 2
t = 0 menit
L= 1000 x 0.3x 0,12
0.017
L = 2110.80
t = 1,5 menit
L= 1000 x 0.3x 1,09
0.569
L = 575.19
t = 3 menit
L= 1000 x 0.3x 3,83
2.126
L = 540.40
t = 4,5 menit
L= 1000 x 0.3x 6,01
3.366
L = 535.72
t = 6 menit
L= 1000 x 0.3x 8,66
4.872
L = 533.24
t = 7,5 menit
L= 1000 x 0.3x10,01
5.640
L = 532.49
t = 9 menit
L= 1000 x 0.3x 10,72
6.043
L = 532.17
t = 10,5 menit
L= 1000 x 0.3x 11,32
6.384
L = 531.93
t = 12 menit
L= 1000 x 0.3x 0.06
6.561
L = 531.82
c. Pada tangki 3
t = 0 menit
L= 1000 x 0.3x 0,11
0.011
L = 2902.35
t = 1,5 menit
L= 1000 x 0.3x 0.17
0.045
L = 1121.36
t = 3 menit
L= 1000 x 0.3x 0.87
0.443
L = 588.59
t = 4,5 menit
L= 1000 x 0.3x 2.67
1.467
L = 546.11
t = 6 menit
L= 1000 x 0.3x 5,66
3.167
L = 536.23
t = 7,5 menit
L= 1000 x 0.3x7.46
4.190
L = 534.14
t = 9 menit
L= 1000 x 0.3x 8.61
4.844
L = 533.27
t = 10,5 menit
L= 1000 x 0.3x 9.46
5.327
L = 532.77
t = 12 menit
L= 1000 x 0.3x 10.76
6.066
L = 532.15
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.0000.00
1000.00
2000.00
3000.00
4000.00
5000.00
6000.00
Kurva hubungan antara L terhadap konsentrasi NaCl
Tangki 1Tangki 2Tangki 3
Konsentrasi NaCl
L
Tabel hasil perhitungan konsentrasi (C) dan daya hantar equivalen (L) tiap tangki
Waktu Tangki-1 Tangki-2 Tangki-3(menit) G-1 C-1 L-1 G-2 C-2 L-2 G-3 C-3 L-3
0 0.1 0.006 5277.00 0.12 0.017 2110.80 0.11 0.011 2902.351,5 4.4 2.450 538.72 1.09 0.569 575.19 0.17 0.045 1121.363 8.31 4.673 533.48 3.83 2.126 540.40 0.87 0.443 588.59
4,5 10.21 5.753 532.39 6.01 3.366 535.72 2.67 1.467 546.116 10.97 6.185 532.07 8.66 4.872 533.24 5.66 3.167 536.23
7,5 11.53 6.504 531.85 10.01 5.640 532.49 7.46 4.190 534.149 11.83 6.674 531.75 10.72 6.043 532.17 8.61 4.844 533.27
10,5 11.76 6.634 531.77 11.32 6.384 531.93 9.46 5.327 532.7712 11.6 6.543 531.83 11.63 6.561 531.82 10.76 6.066 532.15
Kurva hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap DHL
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.0000
2
4
6
8
10
12
14
f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999963R² = 1
Kurva hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap DHL
Tangki 1Linear (Tangki 1)
Konsentrasi (gr/lt)
DHL
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.0000
2
4
6
8
10
12
14
f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999981R² = 1
Kurva hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap DHL
Tangki 2Linear (Tangki 2)
Konsentrasi (gr/lt)
DHL
0.000 2.000 4.000 6.0000
2
4
6
8
10
12
f(x) = 1.759 x + 0.089999999999999R² = 1
Kurva hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap DHL
Tangki 3Linear (Tangki 3)
Konsentrasi (gr/lt)
DHL
Dinamika reaktor tangki
a) Kurva antara konsentrasi vs waktu percobaan dengan pengadukan
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
Kurva konsentrasi vs waktu percobaan
Tangki 1Tangki 2Tangki 3
Waktu (menit)
Kons
entr
asi (
gr/l
t)
b) Volume tangki sesungguhnya melalui perhitungan
Diameter tangki = 9,3 cm = 0,093 m
Tinggi tangki = 13 cm = 0,13 m
Volume tangki = A x h
= 1/4πd2x h
= ¼ x 3,14 x 0,0932x 0,13
= 8,826x10-4m3
c) konsentrasi NaCl sebagi fungsi waktu (untuk umpan pulse)
Ci = Co (1 – e-t/τ) tidak dilakukan.
Pengukuran Turun
Perhitungan konsentrasi NaCl masing-masing tangki setiap waktu
Persamaan garis dari kurva konsentrasi NaCl terhadap DHL, yaitu :
y = 1.759x + 0.090
Dengan y = DHL dan x = konsentrasi NaCl, maka:
d. Pada tangki 1
t = 0 menit
11.73= 1.759x + 0.090
x =6,617
t = 1,5 menit
6.89 = 1.759x + 0.090
x =3,866
t = 3 menit
4.46 = 1.759x + 0.090
x = 2,484
t = 4,5 menit
2.30 = 1.759x + 0.090
x = 1,256
t = 6 menit
1.09 = 1.759x + 0.090
x = 0,569
t = 7,5 menit
0.63 = 1.759x + 0.090
x = 0,307
0.34 = 1.759x + 0.090
X = 0,142
t = 10,5 menit
0.18 = 1.759x + 0.090
x = 0,051
t = 12 menit
0.16= 1.759x + 0.090
x = 0,034
e. Pada tangki 2
t = 0 menit
11.74= 1.759x + 0.090
x = 6,623
t = 1,5 menit
10.44 = 1.759x + 0.090
x = 5,884
t = 3 menit
8.37= 1.759x + 0.090
x = 4,707
t = 4,5 menit
5.55= 1.759x + 0.090
x =3,104
t = 6 menit
3.40= 1.759x + 0.090
x = 1,882
t = 7,5 menit
2.01= 1.759x + 0.090
x = 1,092
t = 9 menit
1.11= 1.759x + 0.090
x = 0,580
t = 10,5 menit
0.66= 1.759x + 0.090
x = 0,324
t = 12 menit
0.33= 1.759x + 0.090
x = 0,250
f. Pada tangki 3
t = 0 menit
11.09= 14.40x + 2.476
x = 6,254
t = 1,5 menit
10.14= 1.759x + 0.090
x = 5,713
t = 3 menit
10.28= 1.759x + 0.090
x = 5,793
t = 4,5 menit
8.14= 1.759x + 0.090
x = 4,576
t = 6 menit
6.08= 1.759x + 0.090
x = 3,405
t = 7.5 menit
4.15= 1.759x + 0.090
x = 2,308
t = 9 menit
2.81 = 1.759x + 0.090
x = 1,546
t = 10,5 menit
1.79= 1.759x + 0.090
x = 0,966
t = 12 menit
1.40= 1.759x + 0.090
x = 0,745
Perhitungan harga L untuk setiap data
menggunakan rumus : C=1000K .GL
sehingga L=1000K .G
C
dengan L = daya hantar equivalen
C = konsentrasi NaCl
G = DHL
K = konstanta konduktivitas sel = 0,3
a. Pada tangki 1
t = 0 menit
L= 1000 x 0.3x 11.73
6,617
L = 531,780
t = 1,5 menit
L= 1000 x 0.3x 6.89
3,866
L = 534,684
t = 3 menit
L= 1000 x 0.3x 4.46
2,484
L = 538,568
t = 4,5 menit
L= 1000 x 0.3x 2.30
1,256
L = 549,190
t = 6 menit
L= 1000 x 0.3x 1.09
0,569
L = 575,193
t = 7,5 menit
L= 1000 x 0.3x 0.63
0,307
L = 615,650
t = 9 menit
L= 1000 x 0.3x 0.34
0,142
L = 717,672
t = 10,5 menit
L= 1000 x 0.3x 0.18
0,051
L = 1055,400
t = 12 menit
L= 1000 x 0.3x 0.15
0,034
L = 1319,25
b. Pada Tangki 2
t = 0 menit
L= 1000 x 0.3x 11.74
6,623
L = 531,777
t = 1,5 menit
L= 1000 x 0.3x 10.44
5,884
L = 532,289
t = 3 menit
L= 1000 x 0.3x 2.37
4,707
L = 533,436
t = 4,5 menit
L= 1000 x 0.3x 5.55
3,104
L = 536,398
t = 6 menit
L= 1000 x 0.3x 3.40
1,882
L =542,048t = 7,5 menit
L= 1000 x 0.3x 2.01
1,092
L = 552,436
t = 9 menit
L= 1000 x 0.3x 1.11
0,580
L = 574,262
t = 10,5 menit
L= 1000 x 0.3x 0.66
0,324
L = 611,021
t = 12 menit
L= 1000 x 0.3x 0.53
0,250
L = 635,639
c. Pada tangki 3
t = 0 menit
L= 1000 x 0.3x 11.09
6,254
L = 532,018
t = 1,5 menit
L= 1000 x 0.3x 10.14
5,713
L = 532,426
t = 3 menit
L= 1000 x 0.3x 10.28
5,793
L = 532,361
t = 4,5 menit
L= 1000 x 0.3x 8.14
4,576
L = 533,600
t = 6 menit
L= 1000 x 0.3x 6.08
3,405
L = 535,629
t = 7,5 menit
L= 1000 x 0.3x 4.15
2,308
L =539,398
t = 9 menit
L= 1000 x 0.3x 2.81
1,546
L =545,161
t = 10,5 menit
L= 1000 x 0.3x 1.79
0,966
L = 555,637
t = 12 menit
L= 1000 x 0.3x 1.40
0,745
L = 563,954
Kurva hubungan antara L terhadap konsentrasi NaCl
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000500.000600.000700.000800.000900.000
1000.0001100.0001200.0001300.0001400.000
Kurva Konsentrasi NaCl vs L
Tangki 1Tangki 2Tangki 3
Konsentrasi NaCl
L
Tabel hasil perhitungan konsentrasi (C) dan daya hantar equivalen (L) tiap tangki
Waktu (menit)
Tangki-1 Tangki-2 Tangki-3G-1 C-1 L-1 G-2 C-2 L-2 G-3 C-3 L-3
0 11,73 6,617 531,780 11,74 6,623 531,777 11,09 6,254 532,0181,5 6,89 3,866 534,684 10,44 5,884 532,289 10,14 5,713 532,4263 4,46 2,484 538,568 8,37 4,707 533,436 10,28 5,793 532,361
4,5 2,3 1,256 549,190 5,55 3,104 536,398 8,14 4,576 533,6006 1,09 0,569 575,193 3,4 1,882 542,048 6,08 3,405 535,629
7,5 0,63 0,307 615,650 2,01 1,092 552,436 4,15 2,308 539,3989 0,34 0,142 717,672 1,11 0,580 574,262 2,81 1,546 545,161
10,5 0,18 0,051 1055,400 0,66 0,324 611,021 1,79 0,966 555,63712 0,15 0,034 1319,250 0,53 0,250 635,639 1,4 0,745 563,954
Kurva hubungan antara konsentrasi NaCl terhadap DHL
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.0000
2
4
6
8
10
12
14
f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999994R² = 1
Kurva Konsentrasi NaCl vs DHL
Tangki 1Linear (Tangki 1)
Konsentrasi NaCl
DHL
Tangki 1
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.0000
2
4
6
8
10
12
14
f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999999R² = 1
Kurva Konsentrasi NaCl vs DHL
Tangki 2Linear (Tangki 2)
Konsentrasi NaCl
DH
L
Tangki 2
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.0000
2
4
6
8
10
12
f(x) = 1.759 x + 0.0899999999999999R² = 1
Kurva Konsentrasi NaCl vs DHL
Tangki 3Linear (Tangki 3)
Konsentrasi NaCl
DH
L
Tangki 3
Dinamika reaktor tangki
Kurva antara konsentrasi vs waktu percobaan
0 2 4 6 8 10 12 140.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
Kurva Waktu vs Konsentrasi NaCl
Tangki 1Tangki 2Tangki 3
Waktu ( menit )
Kons
entr
asi N
aCL (
gr/
lt)