Suatu besaran yang diukur atau dihitung harusmemiliki nilai (value) dan satuan

5 ….. 1000 …..

Dimensi : property yang dapat diukur panjang, waktu, massa, temperatur, dll. Satuan : cara mengekspresikan dimensi

berdasarkan konvensi meter atau feet untuk panjang jam atau detik untuk waktu

gram atau pound untuk massa

Suatu besaran yang terukur dapat dinyatakan dalam satuan yang sesuai,

misalnya massa bisa dinyatakan dalam gr atau kg Untuk mengubah suatu besaran yang dinyatakan dalam

suatu satuan menjadi satuan lain yang ekivalen : kalikanlah dengan faktor konversi (rasio nilai yang baru terhadap nilai yang lama)

Contoh 1 : 100 gr + 1 kg = ? massa100 gr 1 kg + 1 kg = 1,1 kg

1000 gr 100 gr + 1 kg 1000 gr = 1100 gr

1 kg

Contoh 2 : Mengubah 400 in3/hari menjadi cm3/mnt400 in3 (2,54 cm)3 1 hari 1 jam = 4,56 cm3

hari (1 in)3 24 jam 60 mnt mnt

Bukan hanya nilai yang dipangkatkan, tetapi satuan pun mengalami pemangkatan

Cara pengerjaan di atas dimensional equation

Base units : merupakan satuan untuk dimensi massa, panjang, waktu, temperatur, arus listrik, dan intensitas cahaya

Multiple units : merupakan bentuk multiple atau fraksi dari base units, misalnyamenit dan jam base unit detik

km dan cm base unit meter Derived units : merupakan satuan yang dapat diperoleh

melalui 2 cara (a) mengalikan dan membagikan base units atau multiple units (cm2, ft/mnt, kg.m/det2, dll.) compound units (b) ekivalen dari compound units (1 erg = 1 g.cm/det2)

SI System AE SystemCGS System

Suatu persamaan yang valid :dimensinya pastilah homogen konsisten dalam menggunakan dimensiContoh : V = V0 + g.t

(m/det) = (m/det) + (m/det2).(det)Latihan :Persamaan: D(ft) = 3.t(det) + 4 Konstanta 3 dan 4 satuan ??

dimensi ???

Turunkanlah persamaan dimana jarak dinyatakan dalam m dan waktu dalam menit?D(ft) = D’(m) 3,2808 ft = 3,28 D’

1 mt(det) = t’(mnt) 60 det = 60 t’

1 mnt Substitusi ke persamaan awal:

3,28 D’ = (3)(60t’) + 4Kedua suku dibagi 3,28 diperoleh:

D’(m) = 55 t’ (mnt) + 1,22 satuan dari konstanta 55 dan 1,22 ??

Merupakan suatu bilangan murni (2; 1,3; 2100) atau kombinasi perkalian variabel yang tidak

menghasilkan dimensi

Dimensionless group, mis. NRe = D(cm) V(cm/det) ρ(gr/cm3) µ(gr/cm.det) Eksponen, mis. 2 dalam X2

Fungsi, mis. log, exp ~ e, sin Argumen di dalam fungsi, mis. X dalam sin XContoh : k(mol/cm3.det) = 1,2 105 exp(-20.000/1,987T)

20.000 dalam kal/mol dan T dalam K, satuan dari 1,2 105 dan 1,987

=

Massa dan Volume Komposisi Kimia

Temperatur Tekanan

Proses suatu operasi atau rangkaian operasi yang menyebabkan perubahan fisika atau kimia dari suatu senyawa atau campuran senyawa

Material yang memasuki suatu proses disebut input atau umpan, sedangkan material yang meninggalkan proses disebut output atau produk

Masing-masing peralatan proses (process unit) dilengkapi dengan alur proses (masuk dan keluar) yang tdd. material yang memasuki dan meninggalkan peralatan

Dalam suatu proses kontinu terdapat aliran material dari satu titik ke titik lain yang dinyatakan dalam laju alir material.

Laju alir suatu proses dapat dinyatakan dalam laju alir massa (massa/waktu) atau laju alir volume (volume/waktu)

Hubungan massa dan volume Densitas: massa per satuan volume

ρ = m/V Volume spesifik: volume per satuan massa

v =1/ρ

-

Specific gravity: rasio densitas ρ terhadap densitas ρref pada suatu kondisi tertentu

SG = ρ / ρref

Untuk cairan dan padatan, senyawa referens yang digunakan adalah air pada 4 oC:

ρref (H2O, 4 oC) = 1,00 gr/cm3

= 1000 kg/m3

= 62,43 lbm/ft3

MOL Jumlah dari suatu substansi yang terkandung

sebanyak wujud elementer yang ada dari atom-atom dalam 0,012 kg karbon 12

1 mol ~ 6,023.1023 molekul Dalam sistem SI, mol gmol

AE, mol lbmol Konversi mol ke massa

gmol = massa dalam gr berat molekul

lbmol = massa dalam lb berat molekul

Satuan berat molekul = gr/gmol = lb/lbmol

Berat Atom (Atomic Weigth) suatu Elemen

massa atom berdasarkan pada skala yang menetapkan massa dari 12C (isotop karbon 12 yang intinya mempunyai 6 proton dan 6 neutron) adalah12

Berat Molekul (Molecular Weigth) suatu Senyawa

jumlah dari berat atom dari atom-atom penyusun molekulnya

H2O terdiri dari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen,

maka berat molekulnya = 2(1) + 1(16) = 18

Berat molekul dapat digunakan untuk mengkonversi laju alir massa ke laju alir mol suatu senyawa

Komposisi suatu campuran dapat dinyatakan dalam bentuk fraksi

Fraksi Massa A, wA = massa A

massa total

Fraksi Mol A, xA = mol A

mol total

Total fraksi = 1, total persen = 100

Σ wA = 1 Σ xA = 1

Persen massa A = 100.wA, persen mol A = 100.xA

Contoh: Suatu campuran gas mempunyai komposisi massa sbb.: 16% O2, 4% CO, 17% CO2, dan 63% N2. Tentukanlah komposisinya dalam mol.

Basis : 100 gr campuran gasNO2 = 0,16 gr O2 100 gr total 1 mol O2 = 0,500 mol

gr total 32 gr O2

Analog: NCO = 0,04(100)/28 = 0,143 mol

NCO2 = 0,17(100)/44 = 0,386 mol

NN2 = 0,63(100)/28 = 2,250 mol

Ntotal = 3,279 mol

Berat molekul rata-rata

M = Σ xi.Mi = x1.M1 + x2.M2 + …..

1/M = Σ xi /Mi = x1/M1 + x2/M2 + …..

Latihan : Hitunglah berat molekul rata-rata dari udara

berdasarkan (1) komposisi mol: 79% N2 dan sisanya

O2 (2) komposisi massa: 76,7% N2 dan sisanya O2.

Hitunglah berat molekul rata-rata dari CPKO dan asam lemak

KonsentrasiKonsetrasi massa suatu komponen dari suatu campuran

atau larutan adalah massa dari komponen tersebut per satuan volume campuran

Analog: konsentrasi molMolaritas suatu larutan = nilai dari konsentrasi mol zat

terlarut (solute)2M larutan A = 2 mol A / liter larutanKonsentrasi komponen dalam suatu campuran atau

larutan dapat digunakan sebagai faktor konversi yang untuk menghubungkan massa (atau mol) komponen terhadap volume

Contoh: 0,5M larutan encer asam sulfat (H2SO4) mengalir dengan laju 1,25 m3/mnt. SG larutan adalah 1,03. Hitunglah (1) konsentrasi massa dalam kg/m3, (2) laju alir masa dalam kg/det, dan (3) fraksi massa H2SO4.

c = 0,5 mol H2SO4 98 gr 1 kg 103 liter =49 kgH2SO4 liter mol 103gr 1 m3 m3

q = 1,25 m3 49 kg H2SO4 1 mnt = 1 kg H2SO4

mnt m3 60 det det ρlarutan = 1,03(1000 kg/m3) = 1.030 kg/m3

Q = 1,25 m3 lar 1.030 kg 1 mnt= 21,46 kg

mnt m3 lar 60 det det wH2SO4 = q/Q = 0,048

Part per Million (ppm) dan Part per Billion (ppb):digunakan untuk menyatakan konsentrasi trace spesies dalam campuran fluida.dapat berupa rasio massa (biasanya untuk cairan) rasio mol (biasanya untuk gas)menyatakan seberapa banyak (gram, mol) senyawa tersebut terdapat untuk setiap million atau biilion (gram, mol) campuran

ppmi = fraksi . 106

ppbi = fraksi . 109

Contoh:kandungan CO dan CO2 yang tersisa dalam H2 maksimum 20 ppm untuk campuran gas keluaran PSAAsumsi: digunakan basis mol (untuk gas), berarti untuk setiap sejuta mol campuran gas keluaran PSA, maksimum terdapat 20 mol CO dan 20 mol CO2, atau fraksi mol CO dan CO2 dalam campuran gas keluaran PSA adalah masing-masing 20.10-6

Maxwell:Temperatur dari suatu benda merupakan suatu ukuran kondisi termalnya sehubungan dengan kemampuan benda tersebut untuk menghantarkan panas kepada benda lain

Skala Temperatur biasanya dinyatakan berdasarkan fenomena fisik air berupa pembekuan (titik beku Tf) dan pendidihan (titik didih Tb) yang terjadi pada tekanan 1 atm

Skala Celcius: Tf dinyatakan bernilai 0 oC dan Tb dinyatakan bernilai 100 oC. Absolute zero (temperatur terendah yang dapat dicapai secara teoritis) pada skala ini jatuh pada -273,15 oC.

Skala Fahrenheit: Tf dinyatakan bernilai 32 oF dan Tb dinyatakan bernilai 212 oF. Absolute zero jatuh pada -459,67 oF.

Skala Kelvin dan Rankine didefinisikan sedemikian rupa sehingga absolute zero dinyatakan bernilai 0 dan ukurannya sama dengan derajat Celcius (untuk Kelvin) dan Fahrenheit (untuk Rankine)

Hubungan Konversi Temperatur :

T(K) = T(oC) + 273,15

T(oR) = T(oF) + 459,67

T(oR) = 1,8T(K)

T(oF) = 1,8T(oC) + 32

Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luasBeberapa pengertian: Tekanan Atmosferik : tekanan udara dan

atmosfer yang mengelilingi kita yang nilainya berubah dari waktu ke waktu

Tekanan Barometrik : sama dengan tekanan atmosferik yang terukur oleh barometer

Tekanan Absolut : pengukuran tekanan yang merujuk (referred) pada kondisi complete vacuum atau zero pressure

Tekanan Gauge : tekanan yang dinyatakan sebagai besaran yang terukur di atas tekanan atmosferik

Vacuum : suatu cara untuk menyatakan tekanan yang terukur berada di bawah tekanan atmosferik

Satandard Atmosphere didefinisikan sebagai tekanan yang ekivalen dengan 1 atm pada 0 oC

1,000 atmosfer (atm)33,91 feet of water (ft H2O)

14,7 pounds per square inch absolute (psia)29,92 inches of mercury (in.Hg)760,0 milimeters of mercury (mm.Hg)

1,013.105 pascal (Pa) atau newtons per square meter (N/m2)

SistemState

Hukum Kekekalan

Sistem Sebagian atau keseluruhan dari suatu proses yang ditetapkan untuk dianalisis

Batasan Sistem (Boundary System)Klasifikasi:6. Sistem Tertutup (Closed/Batch): tidak ada aliran

masuk dan keluar batasan sistem selama selang waktu tertentu

7. Sistem Terbuka (Open/Flow/Continuous): terdapat aliran masuk dan keluar batasan sistem secara kontinu

8. Sistem Semibatch/Semicontinuous

Oil Pretreatment and Splitting

Glycerin-Water Treatment

Glycerin-Water Evaporation

Glycerin Distillation and

Bleaching

Fatty Acid Fractionation

and Distillation

Fatty Alcohol Fractionation

and Distillation

Fatty Alcohol Synthesis

Hydrogen Production

Klasifikasi: Steady state : bila seluruh variabel proses (laju

alir, komposisi, T, P) tidak berubah terhadap waktu

Unsteady state (transient/dynamic): bila ada variabel proses (laju alir, komposisi, T, P) yang nilainya berubah terhadap waktu

Batch & Semibatch transientContinuous steady/transient

start-up

Prinsip Dasar :

massa dan energi total dari suatu sistem bersifat kekal

dasar perhitungan neraca massa dan energi

Interpolasi Data

mendapatkan data di antara data diskrit

Misalkan data yang dimiliki adalah (x1, y1) dan (x2, y2),

dan ingin ditentukan berapa nilai y pada saat x:

x1 y1

x ?

x2 y2

Maka: y = y1 + x – x1 (y2 - y1)

x2 – x1