Batch reactor adalah reaktor kimia yang digunakan untuk produksi berkapasitas kecil, seperti pelarutan padatan dan pencampuran produk. Reaktor ini memiliki harga konstruksi yang rendah dan dapat digunakan untuk berbagai fungsi, meskipun skala produksinya kecil dan biaya buruhnya tinggi.
1. BATCH REACTOR
Oleh :
Kelompok V
RIA DEWI AGUSTIANI
DIAH AYU RETNOWATI
NOOR WAHIDAYANTI
VERAWATI HUMARDANI
TEJO WACHYUDI
KRISMITRO
2. PENDAHULUAN
Dalam teknik kimia, Reaktor adalah suatu jantung dari
suatu proses kimia. Reaktor kimia merupakan suatu
bejana tempat berlangsungnya reaksi kimia. Rancangan
dari reaktor ini tergantung dari banyak variabel yang
dapat dipelajari di teknik kimia, yaitu :
● Waktu tinggal
● Volume (V)
● Temperatur (T)
● Tekanan (P)
● Konsentrasi senyawa (C1, C2, C3, ...,Cn)
● Koefisien perpindahan panas (h, U)
3. Perancangan suatu reaktor kimia harus mengutamakan
efisiensi kinerja reaktor, sehingga didapatkan hasil
produk dibandingkan masukan (input) yang besar dengan
biaya yang minimum, baik itu biaya modal maupun
operasi. Tentu saja faktor keselamatan pun tidak boleh
dikesampingkan. Biaya operasi biasanya termasuk
besarnya energi yang akan diberikan atau diambil, harga
bahan baku, upah operator, dll.
4. Pengertian dan Penggunaan
Batch Reactor
• Pengertian Batch Reactor
Batch Reactor adalah tempat terjadinya suatu
reaksi kimia tunggal, yaitu reaksi yang berlangsung
dengan hanya satu persamaan laju reaksi yang
berpasangan dengan persamaan kesetimbangan dan
stoikiometri.
5. • Penggunaan Batch Reactor
Reaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakan
untuk produksi berkapasitas kecil misalnya dalam
proses pelarutan padatan, pencampuran produk, reaksi
kimia, Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi cair-
cair, polimerisasi, farmasi dan fermentasi.
6. Beberapa ketetapan menggunakan reaktor
tipe Batch :
● Selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan
temperatur
● Pengadukan dilakukan dengan sempurna,
konsentrasi di semua titik dalam reaktor adalah
sama atau homogen pada waktu yang sama
● Reaktor ideal
9. Konstruksi Batch Reactor
Batch reactor bisa tersusun oleh sebuah tangki
dengan pengaduk serta sistem pendingin atau pemanas
yang menyatu dengan reaktor. Tangki ini memiliki
ukuran yang bervariasi mulai dari < 1 L sampai > 15.000
L tergantung kebutuhan.
Batch reactor biasanya terbuat dari baja, stainless
steel atau baja berlapis kaca.
10. Padatan dan cairan yang akan masuk reaktor biasanya
melalui sambungan yang terdapat pada tutup atas
reaktor. Untuk uap dan gas yang keluar reaktor
biasanya juga melalui bagian atas, sedangkan untuk
cairan keluar melalui bagian bawah.
11. Reaktor batch di desain untuk beroperasi dalam
proses unsteady – state, banyak reaktor batch
menunjukkan perilaku nonlinier yang dimiliki oleh
pasangan reaksi kinetika dan temperatur reaktor,
dimana lebar jarak temperatur berlebih, dengan kata
lain reaksi berjalan eksotermis memproduksi panas
berlebih sehingga harus dihilangkan dengan sistem
pendinginan. Sirkulasi pompa untuk pendingan
bertujuan meminimalkan waktu tinggal agar tetap
konstan.
12. Misalkan : A + B P
Neraca massa untuk komponen A adalah :
• Amasuk = Akeluar + Aterakumulasi + Ayang bereaksi
• FAi = FAC + (dNA/dt) + (-rA)(V)
• FAi = FAC = 0, karena tidak ada reaktan yang masuk
atau keluar
− 1 dN A
− rA =
V dt
13. Pada batch reaktor volume tetap
Mole A setelah reaksi berlangsung selama waktu t sebanding
dengan konsentrasi A yang tersisa dalam larutan di kali dengan
volume.
NA (mole) = CA . V (mole/volume) x (volume)
Bentuk differensialnya :
dN A d ( C AV )
=
dt dt
dN A V .dC A C A .dV
= +
dt dt dt
14. Karena volume tetap maka perubahan volume dV=0
dN A (V )dC A
=
dt dt
Sehingga :
− 1 dN A − dC A
− rA = =
V dt dt
Persamaan di atas merupakan persamaan dasar.
Contoh soal ……………………
15. Kelebihan dan Kelemahan
Batch Reactor
• Kelebihan
1. Ongkos atau harga instrumentasi rendah.
2. Penggunaannya fleksibel, artinya dapat dihentikan
secara mudah dan cepat kapan saja
diinginkan.
3. Penggunaan yang multifungsi.
4. Reaktor ini dapat digunakan untuk reaksi yang
menggunakan campuran kuat dan beracun.
5. Mudah dibersihkan.
6. Dapat menangani reaksi dalam fase gas, cair dan
cair-padat.
16. Kesimpulan
Batch reactor merupakan salah satu jenis reaktor
yang digunakan untuk produksi berkapasitas kecil,
misalnya dalam proses pelarutan padatan,
pencampuran produk, dan lain-lain. Reaktor ini
dapat digunakan multifungsi selain itu juga
mempunyaai harga konstruksi yang rendah
sehingga lebih ekonomis,karena berkapasitas kecil
maka skala produksinya juga kecil.
17. • Kelemahan
1. Biaya buruh dan handling tinggi.
2. Kadang-kadang waktu shut downnya besar, yaitu
waktu untuk mengosongkan, membersihkan dan
mengisi kembali.
3. Pengendalian kualitas dari produk jelek atau
susah.
4. Skala produksi yang kecil.
18. DAFTAR PUSTAKA
Coulson. J. M and Ricardson. J. F., 1983, Chemical Engineering Vol 6.,
University College Of Swansea, Pergamon Press, New York.
http;//id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_kimia
http://www.engin.umich.edu/~cre/asyLearn/bits/batch/index.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Batch_reactor
Levenspiel, Octave, 1962, Chemical Reaction Engineering 2nd ed., John Wiley
and Sons Inc., New York.
Seborg, D.E, dkk, 2004, Process Dynamic and Control 2nd ed., John Wiley
and Sons Inc., New York.
