Reaktor Aliran Steker/Plug Flow Reactor

Tube flow reactor dimodelkan reactor aliran steker. Yang datang molar Fa nol sebesar mol/menit. Yang keluar Fa.

Sebuah plug yang bergerak di dalam reactor tidak bereaksi dengan material. Secara sederhana, serupa dengan batch reactor yang bergerak dalam waktu tertentu. Persamaan plug flow reactor sama dengan persamaan batch reactor. Dengan kata lain, plug flow reactor SERUPA/MIRIP dengan batch reactor. Semua molekul memiliki waktu reaksi yang sama.

Ini penting kala dibandingkan dengan CSTR Reactor. Dalam CSTR, molekul tidak memiliki waktu yang sama di dalam reactor. Kita menggunakan V (volume) = 0 sebagai independent variable di input. Outputnya adalah V = Vt, dimana Vt adalah volume dalam reactor. Asumsi: tidak ada radial gradients dalam kecepatan, konsentrasi, maupun temperature.

Akibat ketiadaan radial gradient, seluruh sisi dalam reactor akan memiliki nilai yang sama dalam tingkat kehilangan. Ini kontras dengan laminar reactor, dimana ditepi lebih banyak kehilangan daripada di tengah.

Differensial Volume untuk reaksi: Fa masuk -> Fa keluar (Fa = laju aliran)

Akumulasi = Masuk – Keluar + Dihasilkan reaksi

Saat “steady state”:

0 = masuk – keluar + (tingkat reaksi * perbedaan volume)

Tingkat reaksi diukur per volume.

Disederhanakan menjadi:

Perubahan mol/perubahan volume = tingkat reaksi = - konstanta * konsentrasi A dipangkat n, kita tidak menulisnya:

Laju aliran volume*(differensial konsentrasi/differensial volume)

Kenapa? Ingat bahwa laju aliran = laju aliran volume dikali differensial konsentrasi, dimana laju aliran adalah mol/min, sementara volume dikali differensial konsentrasi adalah liter/mol dikali mol/min.

Laju aliran volume berubah mengikuti suhu, tekanan, mol.

 

Ada beberapa alternative penulisan:

dif laju aliran/(div W*Ay) = konstanta

dif laju aliran/dif W = Ra ‘ karena mol/(min*cat*kilogram)

catatan:

dT/dV, dP/dV

Kapan memakai Plug Flow Reactor?

1.      Jumlah zat besar

2.      Berkelanjutan dalam kondisi “steady-state”

3.      Mudah dilakukan perawatan

4.      Biasanya mengandung katalis

Yang harus diperhatikan apa saja?

1.      Penyampuran zat jelek, bisa diakali dengan penyampuran statik

2.      Titik panas: kala aliran semakin cepat, membuat potensi terjadinya thermal runaway karena kenaikan suhu. Bisa diakali dengan menggunakan diameter kecil, serta shell and tube system

Ini hanyalah gambaran umum dari Plug Flow Reactor.