kuning hingga coklat tua dan warna akan semakin gelap selama peningkatan suhu Broadhurst, 2002. Selama proses pemanasan fruktosa akan terlebih
dahulu terdekomposisi, kumudian glukosa, dan diakhiri oleh sukrosa. Reaksi maillard merupakan reaksi pencoklatan nonenzimatik yang melibatkan asam
amino dan gugus karbonil terutama gula pereduksi. Reaksi maillard tidak membutuhkan suhu yang tinggi, namun laju reaksi akan meningkat tajam pada
suhu yang tinggi dan menyebabkan pencoklatan semakin cepat terjadi Mathur, 1975.
D. Reaktor Venturi Bersirkulasi RVB
RVB merupakan sistem reaktor yang menggunakan venturi sebagai pendistribusi fase gas ke dalam fase cair. RVB tersusun dari tangki, sistem
sirkulasi cairan, dan venturi atau ejektor sebagai distributor gas. Skema RVB dapat dilihat pada Gambar 1.
tangki
Gambar 1. Skema RVB Reaktor merupakan rancangan yang sederhana, dan untuk mengalirkan
fase gas ke dalam reaktor tidak membutuhkan alat kompresi yang berlebihan
15
karena fase gas terhisap dan terdispersi oleh laju jet cairan yang tinggi melalui venturi atau ejektor Duveen, 1998.
RVB merupakan sistem aliran jet dua fasa, yaitu fasa gas dan fasa cair Atay, 1986. RVB memiliki disain yang sederhana dan tidak membutuhkan
energi tambahan untuk mendispersikan gas, seperti blower untuk mengalirkan gas dan motor untuk memutar pengaduk Mandal et al., 2005.
Pipa venturi merupakan pipa pendek yang terdiri dari tiga bagian. Bagian pertama disebut confuser, berbentuk kerucut terpotong yang luas
penampangnya mengecil dengan tajam. Bagian kedua berbentuk silinder pendek yang sering disebut leher. Bagian ketiga disebut diffuser, berbentuk
kerucut terpotong yang luas penampangnya membesar secara halus. Bentuk pipa venturi disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Pipa venturi RVB merupakan sistem reaktor yang sesuai untuk reaksi gas-cair yang
sangat cepat. Pada reaksi gas-cair yang sangat cepat, biasanya perpindahan massa pada antar muka gas-cair sebagai tahap pengendali reaksi. Reaksi gas-
cair yang cepat membutuhkan luas antar muka gas-cair dan koefisien perpindahan massa yang setinggi-tingginya agar laju perpindahan massa dapat
dimaksimalkan. RVB mampu menghasilkan luas antar muka gas-cair yang besar.
Geometri venturi menghasilkan laju geser shear rate yang tinggi sehingga dapat meningkatkan perpindahan massa dengan menghasilkan gelembung-
gelembung gas berukuran kecil. Dengan demikian RVB direkomendasikan untuk proses di mana perpindahan massa pada antarmuka gas-cair merupakan
tahap pengendali proses.
16
Pada RVB, cairan dialirkan melewati sebuah nosel pada ejektor venturi, kondisi ini mengikuti prinsip persamaan Bernaulli yang menyebabkan
penurunan tekanan bahkan menjadi vakum di daerah aliran dengan laju jet. Adanya perbedaan tekanan mengakibatkan terjadinya difusi gas dari tekanan
tinggi menuju tekanan rendah McCabe et al., 1985 dan gas terabsorbsi ke dalam cairan Mandal et al., 2005. Prinsip kerja dalam venturi dalam
mendispersikan gas dijelaskan melalui Gambar 3.
Gambar 3. Prinsip kerja venturi Nosel
Gas
Difuser Aliran cairan
Aliran gelembung
Leher ejektor Aliran jet
Leher ejekto r
Prinsip kerja venturi dalam mendispersikan gas dijelaskan sebagai berikut : cairan yang keluar melalui nosel ejektor akan dipercepat menjadi jet
yang menyebabkan momentum cairan memasuki leher ejektor atau tabung pencampuran. Gas dan cairan bercampur secara intensif di dalam leher
ejektor, dimana gas terdispersi dengan baik sebagai gelembung-gelembung yang sangat kecil. Campuran gas-cairan mengalir meninggalkan ejektor dan
masuk ke dalam tangki. Dispersi sekunder terjadi dalam cairan yang berada di dalam tangki. Dispersi gas yang terjadi dalam ejektor maupun tangki
menghasilkan intensitas kontak antar muka yang tinggi sehingga
17
meningkatkan laju perpindahan massa Cramers et al, 1992; Shirsat et al., 2003
RVB mempunyai dua sistem sirkulasi. Pertama, sirkulasi cairan oleh pompa. Kedua, sirkulasi gas yang disebabkan oleh efek venturi. Gas yang
tidak terperangkap oleh cairan akan terpisah dari cairan dan terkumpul pada headspace
tangki kemudian tersedot oleh venturi atau ejektor. Sirkulasi gas internal ini memberikan efektifitas yang tinggi terhadap pemanfaatan gas
Duveen, 1998. Pada sistem RVB, ejektor merupakan alat pendispersi utama. Laju
geser shear rate yang tinggi akibat geometri ejektor dapat menghasilkan gelembung-gelembung gas yang sangat kecil. Laju gas dan cairan menentukan
laju geser fluida yang mengalir dalam ejektor. Dengan demikian laju gas dan cairan sangat berpengaruh terhadap absorpsi gas oleh cairan Cramers et al.,
1992 . Ada empat rejim aliran yang dapat terjadi di dalam ejektor, keempat rejim aliran tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
gelembung slug
anular jet
Gambar 4. Rejim aliran dalam ejektor
18
Aliran gelembung terjadi pada laju gas rendah dan laju cairan tinggi, dispersi gas terjadi di dalam leher ejektor. Aliran slug terjadi pada laju gas
rendah dan laju cairan rendah, dispersi gas terjadi dalam leher ejektor. Aliran anular terjadi pada saat laju gas tinggi dan cairan rendah, disebut anular karena
terbentuk anulus dalam leher ejektor oleh fase cair dan fase gas mengalir dalam sumbu ejektor. Aliran jet terjadi pada laju gas dan cairan yang tinggi,
dispersi fase gas atau pencampuran terjadi dalam difuser Cramers et al., 1992.
E. Gas Entrainment
