Catatan Kuliah Transport Fenomena

Pengantar

• Pentingnya mempelajari transport fenomena dalam teknologi proses.
• Teknik kimia mempelajari perubahan bahan baku menjadi produk.

Definisi Teknik Kimia

• Teknik Kimia: Ilmu yang mempelajari proses perubahan bahan baku (raw material) menjadi produk.
• Proses dapat dibagi menjadi tiga kategori:
  • Proses Kimia: Struktur kimia bahan baku dan produk berbeda (contoh: CH4 menjadi CO2).
  • Proses Fisika: Tidak ada perubahan struktur kimia (contoh: air berubah dari cair menjadi uap).
  • Proses Hayati: Memanfaatkan enzim dari mikroorganisme (contoh: proses bio).

Proses dalam Pabrik

• Proses perubahan bahan baku menjadi produk terjadi di pabrik (chemical plant).
• Contoh proses tanpa reaksi kimia: Pembuatan gula dari tebu (proses fisika).
• Pabrik dapat melaksanakan ketiga proses sekaligus: fisika, kimia, dan hayati.

Unit Operasi

• Proses dalam pabrik terdiri dari kumpulan proses kecil disebut unit operasi.
• Contoh unit operasi:
  • Pemindahan fluida (menggunakan pompa).
  • Reaksi dalam reaktor.
  • Pemurnian (distilasi, adsorpsi, ekstraksi).

Desain Alat

• Setiap unit operasi terkait dengan alat tertentu:
  • Pompa untuk pemindahan fluida.
  • Reaktor untuk reaksi kimia.
  • Kolom untuk distilasi.
• Desain alat mencakup:
  • Ukuran dan spesifikasi pompa (daya, kapasitas).
  • Diameter dan tinggi tangki.

Operasi Pabrik

• Setelah alat ada, kegiatan operasional melibatkan:
  • Optimasi kondisi alat.
  • Monitoring dan pengendalian kinerja.

Neraca Massa

• Konsep neraca massa penting untuk perhitungan:
  • Mengenai input dan output material.
  • Menghitung aliran massa, komposisi, temperatur, dan tekanan.

Transport Fenomena

• Transport fenomena: Mempelajari distribusi variabel pada sistem yang heterogen:
  • Variabel yang diperhatikan: kecepatan, temperatur, konsentrasi.
  • Tiga jenis perpindahan: momentum, panas, dan massa.

Gradien

• Definisi gradien: Perbedaan nilai variabel terhadap jarak.
• Pentingnya gradien dalam perhitungan:
  • Momentum: Perpindahan dipengaruhi kecepatan.
  • Panas: Perpindahan dipengaruhi temperatur.
  • Massa: Perpindahan dipengaruhi konsentrasi.

Metode Perhitungan

• Pendekatan mikroskopis (persamaan diferensial) dan makroskopis (persamaan aljabar).
• Pentingnya memahami persamaan dan hukum dasar (contoh: hukum Newton, neraca energi).

Aplikasi Transport Fenomena

• Diterapkan di berbagai bidang:
  • Kimia, petrokimia, biomedik, otomotif, pangan, lingkungan, dan olahraga.
• Contoh aplikasi dalam desain alat:
  • Menghindari hotspot dalam reaktor.
  • Meningkatkan distribusi temperatur.

Penutup

• Rangkuman pentingnya transport fenomena dalam proses kimia.
• Pertanyaan dari mahasiswa dan diskusi lebih lanjut tentang metode perhitungan.