Macam macam Reaktor kimia Macam Macam R

Macam macam Reaktor kimia

Macam - Macam Reaktor
Reaktor terbagi menjadi 2 yaitu :
1.
Reaktor kimia, tidak ada perubahan massa selama
reaksi dan hanya berubah dari satu bahan ke bahan lain.
2.
Reaktor nuklir, ada perubahan massa yang berubah jadi
energi yang sangat besar.
"The reactor is divided into 2 are :
1.
Chemical reactor, there is no change in mass during
reaction and only change from first material to another.
2.
Nuclear reactor, there are mass change into enormous
energy"
Reaktor kimia berdasarkan prosesnya ada 3 yaitu :
1.
Reaktor Batch, tidak ada massa masuk dan keluar
selama reaksi. Jadi bahan dimasukkan, direaksikan beberapa waktu

/ hari (residence time) dan dikeluarkan sebagai produk dan selama
proses tidak ada umpan-produk mengalir. Contoh : fermentasi
pembuatan alkohol.
Batch
Reactor

Umumnya digunakan :
·
Fase cair
·
Skala proses yang kecil
·
Mencoba proses baru yang belum sepenuhnya
dikembangkan
·
Memproduksi produk yang mahal
·
Proses-proses yang sulit diubah menjadi proses
kontinyu
·

Jika bahan atau hasilnya perlu pembersihan
·
Proses memerlukan waktu lama
"Chemical reactor is based on process there are 3 such as :
1.
Batch reactor, there is no mass in and out materials
during reaction. So materials are entered, be reacted in several
periods / days (residence time) and out as product and during

reaction, there is no feed-product flow. Example : the manufacture
of alcoholic fermentation."
Commonly used :
·
Liquid phase
·
Small scale processes
·
Try new process does not fully developed
·
Producing expensive product

·
Process which difficult to change to continuous
process
·
If the material or result need cleaning
·
The process takes a long time"
Keuntungannya :
·
Lebih murah
·
Lebih mudah pengoperasian dan pengontrolan
(penambahan bahan per volume)
Kerugiannya :
·
Pengendalian suhu bermasalah
·
Lebih banyak pekerja, karena diperlukan utk
pengawasan kondisi & prosedur yg berubah terus dari awal sampai
akhir

·
Tidak baik utk fase gas, karena rentan bocor pada
masukan pengaduknya
·
Tidak efektif utk skala besar karena waktu yang lama
(tidak produktif)
"Advantages :
·
Cheaper
·
Easier operation and controlling (addition material
per volume)
Disadvantages :
·
Have problem in controlling temperature
·
Many labour, because need to monitoring the
fluctuative of condition and procedure from start to finish.
·
No good for gas phase, because easy leaking at input

mixer
·
Uneffective to large scale because have a long time
(unproductive)"

2. Reaktor Kontinyu, proses umpan dan produk mengalir secara
terus-menerus.
Keuntungannya :
·
Alat lebih kecil dan murah
·
Bahan yg diolah lebih sedikit shg resiko kerusakan
bahan lebih kecil
·
Kondisi operasi lebih seragam
·
Produk seragam
·
Pengurangan biaya per satuan produksi, karena
proses dalam kapasitas kecil2

·
Biaya operasi & investasi rendah
·
Pengendalian kondisi operasi yang mudah
"2. Continuous reactor, process of feed and product flows
continuously.
Advantages :
·
Instrument smaller and cheaper
·
The material is treated less so risk to damage of
material become smaller
·
More uniform operating condition
·
Uniform product
·
Cost reduction per unit production, because process
in small capacity
·

Low operation cost and investment
·
Easy of control operating condition"
Ada 2 reaktor kontinyu :
·
Mixed Flow Reactor (MFR), reaktor tangki
berpengaduk dimana umpan masuk, diproses beberapa waktu
(residence time) lalu produk keluar. Biasanya reaktor jenis ini
disusun paralel sehingga mempunyai kapasitas yang besar dan
efisien waktu.
MF
R

Keuntungannya :

·
Suhu & campuran dalam reaktor sama (homogen)
karena pengadukan
·
Pengontrolan suhu mudah sehingga kondisi operasi

yang isotermal bisa terpenuhi
Kerugiannya :
·
Untuk volume yg sama konversi lebih rendah
daripada PFR
·
Tidak baik utk fase gas karena rentan bocor
"There are 2 continuous reactors such as :
·
MFR, continuous stirred tank reactor which feed
input, be processed several time (residence time) and output as
product. Usually this reactor is arranged parallel so have large
capacity and time efficient.
Advantages :
·
Temperature and mixture in the reactor is
homogeneous because mixing
·
Easy of control temperature so that ishotermal
operating condition can be completed

Disadvantages :
·
For same volume have lower conversion than PFR
·
No good for gas phase due to easy leaking"
·
Plug Flow Reactor (PFR), reaktor alir pipa, dimana
umpan masuk pada masukan pipa, terjadi reaksi sepanjang pipa
lalu keluar. Konversi semakin lama semakin tinggi di sepanjang
pipa. Contoh petrokimia, pertamina
Umumnya digunakan :
·
Fase gas dengan tekanan dan suhu tinggi
Keuntungannya :
·
Konversi yg cukup tinggi dibanding MFR
·
Waktu yg relatif lebih singkat
Kerugiannya :
·

Perawatan yang mahal
·
Memerlukan waktu utk kondisi steady state
"PFR, pipe flow reactor where feed input in entry pipe and
occur reaction along pipeline then output as product. Conversion
longer will higher along pipeline. Examples petrochemical,
pertamina

Commonly is used : gas phase with high pressure and temperature
Advantages :
·
Higher conversion than MFR
·
Shorter time than MFR
Disadvantages :
·
The treatment is expensive
·
Requires time for steady state condition"
3. Reaktor semi-batch

Macam-macam reaktor lainnya adalah :
1.
Packed Bed Reactor (PBR) atau Fixed Bed Reactor
- Terdri dari satu atau lebih tubes packed dengan partikel katalis,
beroperasi pada posisi vertikal
- Beroperasi adiabatis
Keuntungannya :
·
Biaya operasi dan perawatan murah dibanding FBR
·
Bisa digunakan di suhu dan tekanan tinggi
·
Bisa dioperasikan dengan waktu tinggal yang
bervariasi
Kerugiannya :
·
Sulit dalam penjagaan distribusi aliran yg seragam
·
Bed yg kecil lebih efektif karena internal area yang
besar tapi pressure drop tinggi
·
Regenerasi bed sulit dilakukan karena cenderung
permanen
"The other kinds of reactor are :
1.
PBR
- The consist of one or more tubes is packed with catalyst particles,
operates in vertical position
- Operates adiabatic

Advantages :
·
Operating and maintenance cost are cheaper than
FBR
·
Can be used in high pressure and temperature
·
Can be operated with varying residence time
Disadvantages :
·
Difficult treatment uniform flow distribution
·
Smaller bed more effective because large internal
area but high pressure drop
·
Regeneration of bed is difficult done because it is
tend permanent"
2. Fluidized Bed Reactor (FBR)
- Reaktor dg bed terangkat oleh gas reaktan
- Fungsi utk memprediksikan penurunan
pencampuran di dalam reaktor
- Jumlah bed lebih sedikit daripada PBR

konversi

pada

- Luas permukaan lebih besar daripada PBR
- Beroperasi isotermal
Keuntungannya :
·
Suhu konstan shg mudah dikontrol
·
Regenerasi bed yg mudah
·
Reaksinya memiliki efek panas yang tinggi
Kekurangannya :
·
Bisa menyebabkan keausan dinding reaktor karena
gerakan bed yg terus-menerus bergesekan dg dinding
·
Karena bergerak terus-menerus dan antar bed
bergesekan, bisa menyebabkan partikel bed mengecil dan terikut
keluar sbg produk. Sehingga perlu ditambahkan cyclone separator.
"2. FBR
- Reactor with bed is lifted by reactant gas
- Function to predict reduction of conversion mixing in the reactor

- Number of bed less than PBR
- Surface area is larger than PBR
- Operates is isothermal
Advantages :
·
Constant temperature so easy to control
·
Regeneration of bed is an easier
·
Reaction have hight thermal effect
Disadvantages :
·
Can reason reduce of reactor wall because continue
bed movement rubbing to the wall
·
Due to continuous movement and between bed
rubbing, can cause bed particle decrease and be streamed out as
product. So need to be added cyclone separator"
3. Spray Tower
Alat yang digunakan utk absorbsi gas, terdiri dari tower kosong
dan satu set nozzle utk menyemprotkan cairan.
4. Packed Column
5. Bubble Tank

Jenis – Jenis Reaktor
Berdasarkan Bentuknya

Reaktor Alir Pipa
Reaktor alir pipa desebut ideal jika zat-zat pereaksi dan hasil
reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh
pemampang pipa. Di reaktor komposisi , suhu dan tekanan
diseluruh penampang reaktor selalu sama. Perbedaan komposisi,
suhu dan tekanan hanya terjadi di sepanjang dinding reaktor.
Reaktor jenis ini banyak digunakan dalam industri dengan zat
pereaksi atau reaktan berupa fase gas atau cair dengan kapasitas
produksi yang cukup besar.

Reaktor tangki ideal adalah bila pengadukan sempurna,
sehingga komposisi dan suhu di dalam reaktor setiap saat selalu
uniform. Dapat di pakai untuk proses batch, semi baatch dan
proses alir
Reaktor Batch
Reaktor batch adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia
tunggal, yaitu reaksi berlangsung dengan hanya satu persamaan
laju reaksi yang berpasangan dengan persamaan kesetimbangan
dan stoikiometri.Reaktor ini biasanya sangat cocok untuk pokduksi
berkapasitas kecil.

Reaktor alir ada dua jenis yaitu:
Reaktor Alir Tangki Berpengaduk
Reaktor Alir Tangki Berpengaduk ( RATB ) merupakan reaktor
yang paling sering dijumpai dalam industri kimia. Pada industri
berskala besar pengoperasian reaktor alir tangki berpengaduk
meliputi tiga tahap yaitu pengisian reaktor tinggi overflow, kondisi
kontinyu dan kontinyu steady state. Evaluasi variabel-variabel
operasi sangat mudah dilakukan pada kondisi steady state.
Reaktor Alir Tangki Berpengaduk ( RATB ) ini dipanaskan baik
menggunakan sistim tertutup di dalam tangki atau jaket yang
mengelilingi tangki. Pada tangki pencampur yang digunakan pada
reaktor kimia, dua fluida atau lebih direaksikan bersama untuk
menghasilkan suatu fluida yang berbeda dari fluida sebelumnya.
Reaksi ini terjadi pada temperatur tertentu yang harus
dipertahankan tetap besarnya atau konstans agar dapat dihasilkan
temperatur dan jenis fluida keluaran yang diinginkan.
Reaktor Alir Pipa
Reaktor alir pipa desebut ideal jika zat-zat pereaksi dan hasil
reaksi mengalir dengan kecepatan yang sama diseluruh
pemampang pipa. Di reaktor komposisi , suhu dan tekanan
diseluruh penampang reaktor selalu sama. Perbedaan komposisi,
suhu dan tekanan hanya terjadi di sepanjang dinding reaktor.
Reaktor jenis ini banyak digunakan dalam industri dengan zat

pereaksi atau reaktan berupa fase gas atau cair dengan kapasitas
produksi yang cukup besar.
Reaktor Semi Batch
Para reaktor batch semi mungkin adalah jenis yang
palingsering reaktor dalam industri kimia,terutama di cabang kimia
halus, di
laboratorium kimia
organik dan
dalam proses
bioteknologi.
Motivasi untuk Menggunakan Semi-Batch Reaktor
1. Kontrol konsentrasi reaktan untuk meningkatkan selektivitas
reaksi.
2. Penambahan reaksi sedikit demi sedikit untuk mengontrol
istribusi komposisi produk (e.g polimerisasi).
3. Kontrol produksi panas reaksi (reaksi eksoterm).
4. Hindari toksisitas substrat
untuk memproduksi organisme atau
enzim yang terisolasi.
5. Penghapusan produk untuk meningkatkan konversi dan
selektivitas.
6. Hindari akumulasi memberi reaksi terhadap dekomposisi
termal.
kecil.

7. Simulasikan produksi berkelanjutan terutama untuk skala

Dalam kontras
yang mengejutkan, reaktor
batch semi adalah yang paling dibahas dalam kimia dan biokimia
industri. Alasan utama bagiperbedaan ini adalah kesulitan dalam
mendapatkan solusi
analitis dari
persamaan
diferensial yang
menggambarkan suatu jenis reaktor. Selain itu, di reaktor semibatch segalanya
biasanya bervariasi, konsentrasi,
suhu dan
volume. Metodologi yang kami gunakan dalam
Tentu saja, bagaimanapun, memberikan pendekatan yang lurus ke
depan untuk solusi dari masalah ini. mulai dari bahan dasar
dan menyeimbangkan energi,solusi
dari persamaan

diferensial yang
mengatur mudah
diperoleh
denganintegrasi numerik, misalnya menggunakan BerkeleyMadonn
a. Alat
tersebutjuga
memungkinkan lurus
ke
depan
optimasi profil makan.

Berdasarkan Keadan Operasinya
Reaktor Isotermal
Reaktor Isotermal adalah jika umpan atau fluida yang masuk dan
tercampur dalam reaktor maka aliran fluida yang keluar dari
reaktor selalu seragam dan bersuhu sama
Reaktor Adiabatis
Reaktor Adiabatis adalah tidak ada perpindahan panas antara
reactor dengan sekelilingnya. Ditinjau dari segi operasionalnya,
reactor adiabatic yang paling sederhana, cukup dengan menyekat
reactor, sehingga tidak ada panas yang hilang ke sekelilingnya.
Reaktor Fixed Bed
Reaktor Fixed Bed adalah reaktor dengan menggunakan katalis
padat yang diam dan zat pereaksi berfase gas. Butiran-butiran
katalisator yang biasa dipakai dalam reaktor fixed bed adalah
katalisator yang berlubang di bagian tengah, karena luas
permukaan persatuan berat lebih besar jika dibandingkan dengan
butiran katalisator berbentuk silinder, dan aliran gas lebih lancar.
Reaktor Fluidized Bed
Reaktor Fluidzed Bed adalah jenis reaktor kimia yang dapat
digunakan untuk mereaksikan bahan dalam keadaan banyak fasa.
Reaktor jenis ini menggunakan fluida (cairan atau gas) yang
dialirkan melalui katalis padatan (biasanya berbentuk butiranbutiran kecil) dengan kecepatan yang cukup sehingga katalis akan
terolak sedemikian rupa dan akhirnya katalis tersebut dapat
dianalogikan sebagai fluida juga
Bubble Tank
Bubble Tank adalah jenis reaktor kimia yang dapat digunakan
untuk mereaksikan bahan dalam keadaan banyak fasa. Reaktor
jenis ini menggunakan fluida (cairan atau gas) yang dialirkan

melalui katalis padatan (biasanya berbentuk butiran-butiran kecil)
dengan kecepatan yang cukup sehingga katalis akan terolak
sedemikian rupa dan akhirnya katalis tersebut dapat dianalogikan
sebagai fluida juga.
Agitate Tank
Agitate Tank adalah digunakan untuk menyediakan reservoir
penyimpanan untuk batch campuran dari mixer kecepatan geser
tinggi.
Tiiga fungsi utama dari Agitate Tank :
1.
Persamaan
gelembung
udara
terjebak
selama
proses
pencampuran.
2.
Agitate bertindk sebagai reservoir penyimpanan untuk batch
campuran
yang
memungkinkan
kelangsungan
penyediaan
dipertahankan untuk pompa.
3.
Agitate dari dayung khusus bebentuk menjaga campuran dalam
suspensi sebelum pemompaan.
Spray Tower
Spray Tower adalah perangkat kontrol terutama digunakan
untuk pengkondisian gas ( pendingin dan pelembab ) atau untuk
tahap pertama atau penghapus partikel gas. Mereka juga
digunakan di banyak gas cerombnong desulfurisasi sistem untuk
mngurangi penumpukan plugging dan skala oleh polutan