Reactor

Di dalam teknik kimia, reaktor kimia adalah alat dirancang untuk berisi reaksi kimia. Perancangan suatu bahan kimia reaktor berhadapan dengan berbagai aspek teknik kimia. Insinyur kimia mendisain reaktor untuk memaksimalkan net present value untuk suatu reaksi Para perancang memastikan bahwa reaksi menghasilkan efisiensi yang paling tinggi ke arah produk keluaran yang diinginkan, memproduksi hasil produk yang banyak sementara membutuhkan  sedikit uang untuk membeli bahan dan beroperasi. Biaya operasi normal meliputi masukan energi, perpindahan energi, bahan baku, tenaga kerja, dan lain lain. Perubahan energi berbentuk dalam wujud pemanasan atau pendinginan, memompa untuk meningkatkan tekanan, frictional pressure loss ( seperti pressure drop pada suatu pipa  siku 90^o atau suatu lempeng orifis dan lain lain.

Ada dua jenis Rektor:

• Reaktor tangki
• Reaktor pipa

Kedua-duanya dapat digunakan sebagai reaktor batch atau reaktor kontinu. Biasanya, reaktor beroperasi dalam keadaan steady state, tetapi kadang juga dioperasikan di dalam suatu kondisi unsteady.

Ada tiga model dasar utama dari reaktor kimia :

• Batch reactor model ( batch),
• Continous stirred-tank reactor model ( CSTR)
• Plug flow reactor model ( PFR).

Variabel – variabel meliputi:

• Residence time (τ)
• Volume ( V)
• Temperatur ( T)
• Tekanan  ( P)
• Konsentrasi jenis bahan kimia ( C1, C2, C3,… Cn)
• Heat transfer coefficients ( h, U)

 

Pemilihan reaktor yang tepat dengan tujuan :

1. Mendapatkan keuntungan yang besar

2. Biaya produksi yang murah

3. Modal kecil/volume reactor minimum

4. Operasinya sederhana dan murah

5. Keselamatan kerja terjamin

6. Polusi terhadap sekelilingnya dijaga sekecil-

kecilnya

 

Jenis-jenis Reaktor

Jenis-jenis Reaktor Berdasarkan Bentuknya

1. Reaktor Tangki Ideal

Dikatakan reaktor tangki ideal apabila pengadukan        dalam reaktor terjadi secara sempurna, sehingga suhu dan komposisi dalam reaktor uniform. Rektor tangki dapat dipakai secara batch, semibatch, dan kontinyu.

 

2. Reaktor Pipa Ideal

Sebuah reaktor alir pipa disebut ideal jika zat pereaksi berupa gas atau cairan mengalir didalam pipa dengan arah sejajar dengan  sumbu pipa. Pola aliran zat alir dalam pipa datar dan dianggap tidak ada diffusi-  axial maupun pencampuran balik

Jenis-Jenis Reaktor Berdasarkan Prosesnya

Klasifikasi reaktor berdasarkan prosesnya dibagi menjadi :

1. Reaktor Batch

Reaktor batch adalah reaktor dimana tidak  terjadinya aliran masuk atau aliran keluar selama proses biasanya digunakan untuk mereaksikan fase cair dan berkapasitas kecil.

2. Reaktor Alir Semi-Batch

Reactor semibatch atau semi alir biasanya berbentuk  tangki yang berpengaduk. Cara operasinya dengan jalan  memasukan sebagian zat pereaksi atau salah satu zat pereaksi kedalam reaktor sedangkan zat pereaksi yang lain atau sisanya dimasukan secara kontinyu kedalam reactor

 

3. Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (CSTR)

Reaktor alir tangki berpengaduk hampir sama  dengan reaktor batch tetapi umpan dan produk mengalir secara kontinyu dan pada reaktor CSTR dilengkapi dengan alat penambahan zat pereaksi dan pengambilan produk secara kontinyu

 

Gambar 1.1 Macam-macam reactor

 

Jenis-Jenis Reaktor Berdasarkan Operasinya

1. Reaktor Isotermal

Reactor yang disebut beroperasi secara isotermal jika umpan yang masuk ke reactor, campuran dalam reactor dan lairan yang keluar dari reactor selalu uniform dan suhunya sama dan keadaan awal secara oprasionil sulit dilaksanakan sebab perpindahan panas yang terjadi harus selalu dapat mengimbangi panas reaksi yang terjadi (untuk reaksi exsoterm) arau panas diperlukan untuk reaksi endoterm.

 

 

 

2. Reaktor Adiabatis

Reactor yang disebut beroperasi secara  adiabatic, jika 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.