Model Pola Alir Fasa Cair Dalam Reaktor Trickle Bed Dengan Packing Karbon Aktif

Abstract

Unjuk kerja dari reaktor trickle bed tidak hanya dipengaruhioleh kinetika reaksi, melainkan juga oleh faktor perpindahan massa dan hidroninamikanya. Salah satu faktor hidrodinamika yang penting adalah pola alir dalam reaktor. Penelitian ini bertujuan mempelajari pola alir fasa cair dalam reaktortrickel bed dan memodelkan alirannya untuk berbagai kondisi operasi (laju alir gas dan laju alir cairan). Reaktor trickle bed yang digunakan dalm percobaan ini terdiri dari kolom acrylic yang berdiameter dalam 4,8. 10^-2 m dengan tinggi 7.10^-2 m dengan menggunakan packing karbon aktif granular (drata-rata = 0,476 cm). Kondisi operasinya adalah laju alir gas  antara 1,33- 2,4. 10-4 m³/s, laju alir cairan antara 1,2-2,37. 10-5 m³/s, tekanan atmosferik dan suhu kamar (29 ⁰C). Metode stimulus response digunakan untuk memperoleh distribusi waktu tinggal  dengan menggunakan laruan NaCl sebagai pelacak yang diinjeksikan secara pulse pada bagian masuk reaktor  dan konsentrasi keluar reaktor diukur dengan menggunakan konduktometer. Kurva distribusi waktu tinggal yang diperoleh  dicocokkan dengan model dispersed plug-flow dan model tanki seri, dengan bilangan disperse (D/μL) dan bilangan tanki (N) sebagai parameter model. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa distribusi  waktu tinggal sangat dipengaruhi oleh laju alir cairan dan sedikit dipengaruhi laju alir gas dalam reaktor. Kedua model menunjukkn kecocokan dengan data percobaan, namun model tanki seri lebih baik. Harga bilangan disperse (D/μL)  yang diperoleh dalam reaktor ini berkisar 0,075-0,104 dan bilangan tanki seri (N) berkisar antara 5,4-7,2; yang menunjukkan bahwa reaktor tersebut tidak berada dalam pola alir ideal (plugflow atau mixedflow). Bilangan disperse menurun secara signifikan dengan meningkatnya laju alir cairan, tetapi sedikit dengan lajualir gas.

Kata kunci : reaktor trickle bed, pola alir, disperse plug flow, tanki seri