BAB V NERACA MASSA DAN ENERGI
Penentuan kapasitas peralatan pabrik serta kebutuhan energi suatu pabrik, diperlukan perhitungan terhadap neraca massa dan neraca energi yang masuk dan
keluar dari suatu peralatan. Kedua neraca ini sangat diperlukan dalam penentuan spesifikasi setiap peralatan proses. Jumlah panas yang dibutuhkan sesuai dengan
jumlah massa yang diproses. Demikian juga ukuran peralatan ditentukan oleh jumlah massa yang harus ditangani.
5.1 Neraca Massa
Neraca massa merupakan penerapan dari pada prinsip kekekalan massa pada satuan proses. Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa ”massa tidak dapat
diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat dirubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”. Perubahan dapat terjadi bila terjadi perubahan energi, tetapi
dalam reaksi kimia perubahan massa kecil sekali sehingga prinsip kekekalan massa dapat diberlakukan. Hukum kekekalan massa tidak berlaku pada reaksi-
reaksi fusi dan fisi dimana perubahan massa jauh lebih besar dari pada reaksi kimia biasa.
5.1.1 Persamaan Neraca Massa
Dalam penentuan neraca massa dari suatu sistem atau peralatan diperlukan adanya batasan-batasan dari sistem yang ditinjau. Perhitungan neraca massa pada
sistem kontinyu dianggap dalam keadaan tunak steady state. Aliran proses yang mempunyai lebih dari satu komponen, perhitungan neraca masanya dilakukan
pada masing-masing komponen disamping perhitungan neraca massa total. Persamaan umum untuk setiap sistem proses yang terjadi dapat ditulis :
Massa keluar = massa masuk + generasi – konsumsi – akumulasi 5.1 Untuk proses steady state dan tidak terjadi reaksi kimia maka akumulasi,
generasi dan konsumsi adalah nol. Sehingga persamaan neraca massanya dapat dituliskan :
Massa keluar = Massa masuk 5.2
V-1
5.1.2 Langkah-langkah Pembuatan Neraca Massa
Menurut Himmeblau 2004 langkah-langkah yang ditempuh dalam pembuatan neraca massa adalah sebagai berikut :
1. Menggambarkan diagram proses dengan aliran-aliran yang diperlukan; 2. Menuliskan besaran, data yang diketahui, dan data yang diperlukan pada
diagram tersebut; 3. Memeriksa apakah ada komposisi atau massa pada setiap aliran yang
langsung dapat diketahui atau dihitung; 4. Menetapkan dasar perhitungan, semua perhitungan bahan atau komponen
harus didasarkan pada dasar yang sama; 5. Jumlah besaran yang diketahui harus dihitung tidak boleh melebihi jumlah
persamaan neraca bahan independen yang ada; 6. Jika jumlah persamaan neraca massa bahan yang diketahui melebihi, perlu
dipilih persamaan-persamaan yang digunakan untuk menyelesaikan persoalan;
7. Membuat persamaan sesuai dengan jumlah yang tidak diketahui; 8. Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan yang belum diketahui.
Disamping itu juga dikenal cara perhitungan neraca massa menurut Reklaitis 1983, yaitu dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Menggambarkan diagram proses dengan aliran-aliran yang diperlukan; 2. Menuliskan besaran, data yang diketahui, dan data yang diperlukan dalam
diagram tersebut; 3. Menentukan derajat kebebasan atau degree of freedom dari masing-masing
proses dan proses secara keseluruhan; 4. Menyusun persamaan untuk menyelesaikan persoalan;
5. Menyelesaikan persamaan yang dimulai dari proses yang derajat
kebebasannya sama dengan 0 nol; 6.
Selanjutnya disusun tabel derajat kebebasan yang baru untuk menyelesaikan persamaan yang derajat kebebasannya sama dengan nol, begitu seterusnya
sehingga semua persamaan dapat diselesaikan.
5.2 Neraca Energi
