Kinetika Kimia Kinetika Reaksi .1 Tumbukan collisions
29 Secara umum laju reaksi bertambah dengan naiknya temperatur.
Pengamatan empiris menunjukkan bahwa reaksi mempunyai konstanta laju yang mentaati persamaan Arrhenius Atkins, 1996:
Untuk kebanyakan reaksi ternyata grafik antara ln k terhadap 1T menghasilkan garis lurus. Persamaan Arrhenius sering dituliskan sebagai:
A disebut faktor praeksponensial atau frekuensi tumbukan dan Ea merupakan energi pengaktifan atau energi aktivasi. Energi aktivasi merupakan
energi minimum yang harus dimiliki reaktan untuk berlangsungnya proses, sedangkan faktor praeksponensial ditafsirkan sebagai fraksi tumbukan yang
mempunyai cukup energi untuk menghasilkan reaksi. Secara bersamaan keduanya disebut parameter Arrhenius reaksi Atkins, 1996. Secara garis besar reaksi
secara keseluruhan dari reaksi trasnesterifikasi dapat dituliskan sebagai nerikut persamaan 14:
TG + 3CH3OH
⇔
3CH3COOR + GL ..............................[10] Karena reaksi yang berlangsung merupakan reaksi bolak-balik dan mengikuti
reaksi orde pertama , konstanta reaksi k ke arah kanan berdasarkan k
1
dan ke arah kiri berdasarkan k
2
sehingga reaksi mengikuti pseudo orde pertrama k’. Kalau dimisalkan reaksi 11 dengan reaksi yang dituliskan sebagai berikut
persamaan 15 Ln k = ln A – EaRT ………...………………………………………..…..…..[12]
k = A e
– EaRT
………...…………………………………………...……..……[13]
k
r
TG + 3 CH
3
OH 3 CH
3
COOR + GL ………………………….……[14] k
l
k
r
A + B D + C …………………...…………………………..…[15]
k
l
30 Laju reaksi pengurangan reaktan A adalah :
- dC
A
dt = k
r
C
A
- k
l
C
A
= k
r
- k
l
C
A
= k ’ C
A
dC
A
C
A
= k ’ dt ln C
A
= k’ t , batas integrasi C
A
dan C
Ao
, C
Ao
adalah konsentrasi awal C
A
C
A
C
A o
= e
- k ’ t
C
A
= C
A o
e
- k ’ t
Untuk jumlah masa metil ester asam lemak D ekivalen dengan : C
D
= 3 C
A o
- C
A
C
D
= 3 C
A o
- C
A o
e
- k ’ t
C
D
= 3 C
A o
1- e
- k ’ t
C
Me
= 3 C awal TG 1- e
- k ’ t
..................................................................[16] Me adalah konsentrasi metil ester, dan sehingga jumlah mol metil ester yang
terbentuk 3 kali mol awal TG dikalikan 1- e
- k ’ t
2.3. Static-mixer 2.3.1 Profil Turbulensi Fluida dalam Static-mixer
Static-mixer merupakan rangkaian elemen untuk pencampuran yang
diletakkan dalam sebuah pipa dan menggunakan energi dari aliran untuk menciptakan pencampuran antara dua atau lebih fluida Oldshue, 1983; Paul et al.,
2003. Static-mixer merupakan satu jenis mixer yang mempunyai kehilangan tekanan yang sangat rendah di samping memberikan efek getaran yang sangat
rendah sehingga dikenal sebagai motionless mixer. Dalam operasionalnya input tenaga listrik static-mixer yang diperlukan cukup rendah dibandingkan dengan
jenis mixer lainnya. Static-mixer dapat diaplikasikan untuk mencampur fluida yang mempunyai viskositas rendah, viskositas tinggi, material berserat fibrous
materials dan untuk keperluan proses blending Odlshue, 1983; Paul, 2003.
Dalam operasinya
static-mixer ditempatkan dalam pipa dan pada kedua
ujung pipa dibuat flens. Struktur bagian dalam static-mixer bersifat rigid dan dihubungkan dengan cara pengelasan dengan housing atau bisa juga dilepas
31 removable. Umumnya panjang static-mixer mencapai 10 inci dengan diameter
1 inci dengan bahan yang beerasal dari metil, fiberglass, atau polyester FRP. Dalam operasinya static-mixer berada dalam posisi tidak bergerak stationary
dan proses mixing terjadi dari proses aliran yang melalui mixer. Static-mixer terdiri dari beberapa elemen atau beberapa seri pitch yang berulang basic flight
unit sepanjang ruang static-mixer mixing chamber Paul, 2003
. . Nomenclature
static-mixer sejauh ini belum seragam dan referensi tentang static-mixer banyak
berasal dari beberapa buku manual produsen static-mixer. Static-mixer
bisa mengintensifkan proses fisik dan kimia dan menciptakan aliran turbulensi untuk meningkatkan efektifitas mixing. Mekanisme
pencampuran fluida yang dihasilkannya terdiri dari: 1 pembagian dividing, 2 pembelokkan, 3 pemutaran rotating, 4 penghubungan channelling.
Pencampuran tersebut bisa meningkatkan homogenitas dan mencegah sedimentasi. Mekanisme pengadukan ini juga menghasilkan getaran yang
minimal motionless mixer serta memberikan kehilangan tekanan yang minimal low pressure loss.
Static-mixer dikendalikan oleh auxiliary equipment seperti as, speed reducer, dan motor listrik Oldshue, 1983.
Mekanisme aliran dalam static-mixer adalah pada tahap awal fluida dipecah dalam elemen pertama, dan aliran channel yang dihasilkan kemudian
diputar 180
o
. Setiap channel dipecah kembali dan diputar 180
o
dalam arah yang berlawanan. Posisi elemen diatur sedemikian rupa sehingga membentuk sudut
90
o
. Proses pembagian division, pemutaran rotation, dan pengaliran flow yang terjadi secara reversal akan meningkat dengan bertambahnya jumlah
perputaran travel selama melalui ruang pencampuran mixing chamber. Menurut Oldshoe 1983 jumlah lapisan yang terbentuk ekivalen dengan 2 kali
lipat jumlah elemen yang ada. Pada Gambar 10 a disajikan profil aliran dalam static-mixer
.