View
11
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Pembimbing : Dr. Ir. Kuswandi,DEA
Disusun oleh :
Adi Kurnia 2306 100 016 Aditya Widyadhana 2306 100 021
Laboratorium Thermodinamika Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
K e s e t i m b a n g a n c a i r - c a i r s i s t e m E u g e n o l -β - c a r y o p h y l l e n e - e t a n o l - a i r
p a d a r e n t a n g t e m p e r a t u r 3 0 3 K - 3 2 3 K
Page 2
Latar Belakang
Dalam industri rokok, kosmetik, dll. Minyak atsiri harus memilki syarat tertentu yang nantinya dijadikan standart baku mutu dari minyak atsiri itu sendiri antara lain: minyak atsiri harus mampu larut dalam alkohol 60-70% dalam hal ini adalah etanol. Untuk itu diperlukan pemurnian minyak atsiri dari terpen-terpennya agar minyak atsiri dari daun cengkeh mampu larut dalam alkohol 60-70%.
Page 3
Eugenol Β-Caryophyllene Ethanol
Water
Page 4
Tinjauan Penelitian
Yang dkk (2007) melakukan eksperimen untuk memprediksikan
komposisi kesetimbangan sistem kuarterner metil isobutil keton-air-
phenol-hidroquinone. Parameter kesetimbangan yang digunakan adalah
model persamaan UNIQUAC dan NRTL.
Chen dkk (2000) melakukan eksperimen untuk memprediksikan
komposisi kesetimbangan sistem kuaterner n-hexane, n-octane, benzene,
sulfolane pada suhu 298,15K. Parameter kesetimbangan yang digunakan
adalah model persamaan NRTL
Gomis dkk (1995) melakukan eksperimen untuk memprediksikan
komposisi kesetimbangan sistem kuaterner air, asam asetat, 2-butanon dan
cyclohexane pada suhu 250C . Parameter kesetimbangan yang digunakan
adalah model persamaan UNIQUAC.
Page 5
Li dan Tamura (2005) melakukan eksperimen untuk memprediksikan komposisi
kesetimbangan sistem kuaterner air, etanol, α-pinene,β-pinene pada suhu 298.15
K. Parameter kesetimbangan yang digunakan adalah model persamaan modifikasi
UNIQUAC.
Kuswandi, dkk melakukan eksperimen untuk memprediksikan komposisi
kesetimbangan system β-Caryophyllene +Etanol+Air pada Rentang Temperatur
303-323 K . Parameter kesetimbangan yang digunakan adalah model persamaan
UNIQUAC dan NRTL.
Naryono.E dan Kuswandi melakukan eksperimen untuk mempredisiksikan
komposisi kesetimbangan system Eugenol+Etanol+Air pada Rentang Temperatur
303-333 K
Page 6
Rumusan Masalah
Page 7
Tujuan
Memperoleh data kesetimbangan cair-cair (LLE) dari eksperimen untuk sistem kuaterner, yaitu Eugenol + β-Caryophyllene + etanol + air pada rentang temperatur 303K-323K
Mengkorelasikan data yang didapatkan dengan menggunakan persamaan NRTL dan UNIQUAC
Page 8
Manfaat
Hasil dari penelitian ini dapat dipakai untuk mengembangkan proses ekstraksi terpen dari minyak cengkeh yang ke depannya dapat dijadikan acuan dalam pengembangan teknologi pengolahan minyak cengkeh dan referensi perancangan alat serta operasi ekstraksi minyak cengkeh.
Page 9
Pada kondisi kesetimbangan harga ΔG sistem mencapai minimum. Dalam
perhitungan, fungsi ΔG lebih mudah dinyatakan dalam bentuk tak berdimensi,
(ΔG/RT) karena bisa dihubungkan langsung dengan besaran tak berdimensi
energy gibbs ekses, (GE/RT) menurut hubungan:
(2.6)
Ekspresi yang menghubungkan (ΔG/RT) dengan komposisi kesetimbangan
khususnya LLE dapat dirumuskan dalam berbagai model persamaan antara
lain UNIQUAC dan NRTL.
Tinjauan Pustaka
Page 10
Persamaan Korelasi koefisien aktivitas
Model persamaan UNIQUAC (Universal Quasi Chemical), Model persamaan UNIQUAC dikemukakan oleh abrams dan prauznitz pada tahun 1975. Persamaan ini diaplikasikan pada larutan yang memilki molekul-molekul yang berbeda baik ukuran maupun bentuknya.
Rc ggg
R
i
c
ii lnlnln
j
j
j
i
ii
i
ii
i
ic
i lxx
lqz
x
ln
2lnln
j j
ij
jii
R
ssq
ln1ln
Page 11
τij = exp −𝑢𝑖𝑗
𝑅×𝑇 τji = exp −
𝑢𝑗𝑖
𝑅×𝑇
𝑙𝑖 =𝑧
2𝑟𝑖 − 𝑞𝑖 − 𝑟𝑖 − 1
𝜃𝑖 =𝑞𝑖𝑥𝑖
𝑞𝑗𝑥𝑗𝑗
∅𝑖 =𝑟𝑖𝑥𝑖
𝑟𝑗𝑥𝑗𝑗
ln 𝛾𝑖 = 𝑙𝑛∅𝑖
𝑥𝑖+
𝑧
2𝑞𝑖𝑙𝑛
𝜃𝑖
∅𝑖+ 𝑙𝑖 −
∅𝑖
𝑥𝑖 𝑥𝑗𝑗 𝑙𝑗 + 𝑞𝑖 1 − 𝑙𝑛 𝜃𝑗𝜏𝑗𝑖
𝑚𝑗=1 −
𝜃𝑗𝜏𝑗𝑖
𝜃𝑘𝜏𝑘𝑗𝑚𝑘=1
𝑚𝑗=1
Page 12
Model Persamaan NRTL (Non-Random-Two-Liquid), Persamaan NRTL di kemukakan oleh H.Renon dan J.M Prausnitz (1968). Persamaan tersebut dinyatakan dengan :
1212
1212
2121
212121
Gxx
G
Gxx
Gxx
RT
G E
2
1222
1212
2
2121
2121
2
21lnGxx
G
Gxx
Gx
2
2121
2121
2
1212
1221
2
12lnGxx
G
Gxx
Gx
Page 13
τij = 𝑔𝑖𝑗
𝑅×𝑇 τji =
𝑔𝑗𝑖
𝑅×𝑇
Gij = exp(-ατij) Gji = exp(-ατji)
ln γi = 𝜏𝑗𝑖𝐺𝑗𝑖𝑥𝑗
𝑚𝑗=1
𝐺𝑙𝑖𝑥𝑙𝑚𝑙=1
+ 𝑥𝑗𝐺𝑗𝑖
𝐺𝑙𝑗𝑥𝑙𝑚𝑙=1
𝜏𝑖𝑗 − 𝑥𝑛𝜏𝑛𝑗𝐺𝑛𝑗
𝑚𝑛=1
𝐺𝑙𝑗𝑥𝑙𝑚𝑙=1
𝑚𝑗=1
Page 14
Metodologi Penelitian
Page 15
Peralatan
Keterangan Gambar:
1. Tabung sampel
2. Baffle
3. Magnetic stirrer
4. Pengeluaran
sampel
5. Jacket pemanas
Page 16
Keterangan Gambar:
1.Termometer 6. Pompa 11. Corong Pemisah
2.Kondensor 7. Fuse Waterbath 12. Water Bath
3.Pipa Kran 8. Termokopel
4.Stirrer 9. Display
5.Equilibrium Cell 10.Termokopel
Page 17
Analisa
Sampel dianalisa memakai GC HP 5890 series II menggunakan kolom HP-5(cross linket 5% phenyl methyl siloxane) sebagai carrier gas adalah helium dengan laju alir 30 ml/menit. Temperatur oven dipertahankan 120oC selama 1 menit, selanjutnya dinaikkan secara bertahap sampai mencapai 240oC dengan kecepatan kenaikkan 10oC/menit. Temperatur ini dibiarkan stabil selama 5 menit, kemudian sampel sebesar 1 microliter diinjeksikan ke dalam kolom. Hasil kuantitatif sampel dideteksi memakai detector FID.
Page 18
Prosedur Percobaan
Pencampuran bahan kedalam equilibrium cell
Pengadukkan campuran pada temperatur konstan 303-323 K selama 2 jam
Campuran dibiarkan hingga mencapai kesetimbangan selama 20 jam kemudian dipisahkan dengan corong pemisah
Masing-masing sampel diuji komposisinya dengan analisa GC
Page 19
Bahan yang digunakan
Bahan yang digunakan
Etanol Absolut 99,99%
-Caryophillene 98%
Aquabidest
Eugenol 98%
Page 20
Variabel percobaan Temperatur 303 K, 313 K, 323K pada tekanan atmosferis
Persen berat ethanol 0%-50%
RUN Suhu(K)
% Massa
Etanol
terhadap
Air
Massa (gram)
TOTAL
(gram) Etanol air eugenol caryophyllene
1
303,313,323
50 5 5 9 1 20
2 45 4.5 5.5 9 1 20
3
4
40
35
4
3.5
6
6.5
9
9
1
1
20
20
5 25 2.5 7.5 9 1 20
6
7
15
10
1.5
1
8.5
9
9
9
1
1
20
20
8 5 0.5 9.5 9 1 20
9 0 0 10 9 1 20
Page 21
RUN
Persen massa
etanol terhadap air
(%)
zi(% mol)
z1 z2 z3 z4
1 50 0.2334 0.5964 0.1177 0.0526
2 45 0.2027 0.6330 0.1136 0.0508
3 40 0.1740 0.6672 0.1097 0.0491
4 35 0.1473 0.6991 0.1061 0.0475
5 25 0.0988 0.7571 0.0996 0.0445
6 15 0.0558 0.8084 0.0938 0.0420
7 10 0.0362 0.8319 0.0912 0.0408
8 5 0.0176 0.8541 0.0887 0.0397
9 0 0.0000 0.8751 0.0863 0.0386
Page 22
Diagram blok penentuan parameter interaksi biner model UNIQUAC
Ambil harga
uij,uji Masukan R,T,ri,qi xi dari data
eksperimen
τij = exp −𝑢𝑖𝑗
𝑅×𝑇 τji = exp −
𝑢𝑗𝑖
𝑅×𝑇
𝑙𝑖 =𝑧
2𝑟𝑖 − 𝑞𝑖 − 𝑟𝑖 − 1
𝜃𝑖 =𝑞𝑖𝑥𝑖
𝑞𝑗𝑥𝑗𝑗
∅𝑖 =𝑟𝑖𝑥𝑖
𝑟𝑗𝑥𝑗𝑗
ln 𝛾𝑖 = 𝑙𝑛∅𝑖
𝑥𝑖+
𝑧
2𝑞𝑖𝑙𝑛
𝜃𝑖
∅𝑖+ 𝑙𝑖 −
∅𝑖
𝑥𝑖 𝑥𝑗𝑗
𝑙𝑗 + 𝑞𝑖 1 − 𝑙𝑛 𝜃𝑗𝜏𝑗𝑖
𝑚
𝑗=1
− 𝜃𝑗𝜏𝑗𝑖
𝜃𝑘𝜏𝑘𝑗𝑚𝑘=1
𝑚
𝑗=1
Berdasarkan i
terhitung
Hitung xi kedua fase
Minimum
Print uij, uji
y T
𝑂𝐹 = 𝑥𝑖𝑗𝑘 − 𝑥 𝑖𝑗𝑘 2
4
𝑖=1
2
𝑗=1
𝑀
𝑘=1
Page 23
Diagram blok penentuan parameter interaksi biner model NRTL
Ambil harga ,
gij,gji
Masukan
harga R dan T
τij = 𝑔𝑖𝑗
𝑅×𝑇 τji =
𝑔𝑗𝑖
𝑅×𝑇
Gij = exp(-ατij) Gji = exp(-ατji)
xi dari data
experimen
ln γi = 𝜏𝑗𝑖𝐺𝑗𝑖𝑥𝑗
𝑚𝑗=1
𝐺𝑙𝑖𝑥𝑙𝑚𝑙=1
+ 𝑥𝑗𝐺𝑗𝑖
𝐺𝑙𝑗𝑥𝑙𝑚𝑙=1
𝜏𝑖𝑗 − 𝑥𝑛𝜏𝑛𝑗𝐺𝑛𝑗
𝑚𝑛=1
𝐺𝑙𝑗𝑥𝑙𝑚𝑙=1
𝑚𝑗=1
Berdasarkan i
terhitung
Hitung xi kedua fase
𝑂𝐹 = 𝑥𝑖𝑗𝑘 − 𝑥 𝑖𝑗𝑘 2
4
𝑖=1
2
𝑗=1
𝑀
𝑘=1
Didapatkan
gji,gji, I masing
masing
Minimum
Y
T
Page 24
Hasil Percobaan
No
sampel
%etanol
terhadap air(%)
fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
1 50 0.0092 0 0.1527 0.8381 0.2882 0.0190 0.4249 0.2679
2 40 0.0046 0 0.1439 0.8515 0.2665 0.0200 0.3167 0.3968
3 35 0.0024 0 0.1528 0.8448 0.2979 0.0243 0.2982 0.3797
4 25 0.0018 0 0.1341 0.8641 0.3314 0.0257 0.3028 0.3401
5 10 0.0012 0 0.0968 0.9020 0.2189 0.0187 0.2421 0.5203
6 0 0.0001 0 0 0.9999 0.3007 0.0274 0 0.6719
No
sampel
%etanol
terhadap air(%)
fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
1 50 0.0005 0 0.3676 0.6319 0.1422 0.0169 0.1874 0.6535
2 45 0.0011 0 0.4701 0.5288 0.1885 0.0206 0.2016 0.5893
3 35 0.0005 0 0.7310 0.2686 0.3306 0.0373 0.1793 0.4528
4 25 0.0011 0 0.1193 0.8796 0.2892 0.0308 0.0836 0.5964
5 10 0.0001 0 0.0435 0.9565 0.0019 0.0004 0.0652 0.9324
6 0 0.0001 0 0 0.9999 0.0016 0.0096 0 0.9878
Suhu 303 K
Suhu 313 K
Page 25
No
sampel
%etanol
terhadap air(%)
fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
1 50 0.0004 0 0.3556 0.6440 0.1589 0.0186 0.1300 0.6925
2 40 0.0004 0 0.4214 0.5781 0.1962 0.0200 0.0883 0.6954
3 35 0.0001 0 0.2720 0.7279 0.3926 0.0392 0.0415 0.5267
4 25 0.0001 0 0.0961 0.9038 0.3001 0.0315 0.0817 0.5867
5 10 0 0 0.0820 0.9180 0.4496 0.0470 0.0478 0.4557
6 0 0.0001 0 0 0.9999 0.5162 0.0531 0 0.4257
Suhu 323 K
Page 26
Parameter interaksi NRTL dan UNIQUAC
suhu (K) komp NRTL parameter
RMSD UNIQUAC parameter
RMSD
gij gji uij uji
303
1-2 74.7762 84.6383
0.1164
58.9228 284.5346
0.0916
1-3 0.0629 152.9515 4270.1050 4068.9418
1-4 149.2712 67.4961 41.7040 730.9369
2-3 169.2697 42.5436 1360.0510 0.1349
2-4 107.4750 174.4906 1162.5530 3193.3668
3-4 126.5016 136.5694 0.0034 0.0672
313
1-2 0.3100 727.4791
0.0927
2.0423 1.2789
0.1062
1-3 0.6831 56.7355 0.0969 0.0833
1-4 0.0029 0.0022 0.0024 0.0012
2-3 122.6748 1.0023 0.0024 1002.0663
2-4 2.6126 96.5466 0.0022 3142.5434
3-4 0.9554 9.9495 1.1214 0.1661
323
1-2 0.9841 95153.2850
0.1276
1002.0060 0.0024
0.1154
1-3 0.4732 1.3713 3142.5430 1.0022
1-4 0.0034 0.0035 0.1661 3.1319
2-3 0.0099 11.9455 0.0024 1.2775
2-4 0.0099 52.6536 0.0022 0.0631
3-4 0.0702 2.5382 1.1319 1.9984
Page 27
Parameter Secara Simultan
Komp NRTL parameter RMSD UNIQUAC parameter RMSD
gij gji uij uji
1-2 116.6867 14.4053
0.1041
786.3166 116.9571
0.0875
1-3 52.4619 68.7972 88.8051 66.4551
1-4 112.3189 10.6422 119.6105 349.8787
2-3 7.337288 153.4714 87.1750 59.0801
2-4 98.3025 222.6869 21346.71 19226.68
3-4 70.9184 67.2916 223.4177 27.0947
Page 28
Hasil prediksi kesetimbangan (NRTL)
suhu (K) fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
303
0.5347 0.0405 0.0480 0.3768 0.5468 0.0182 0.0452 0.3898
0.1892 0.0712 0.0742 0.6654 0.1903 0.0298 0.0717 0.7083
0.1669 0.0714 0.0778 0.6840 0.1682 0.0278 0.0758 0.7282
0.1169 0.0716 0.0714 0.7402 0.1180 0.0267 0.0696 0.7857
0.0352 0.0856 0.0602 0.8189 0.0352 0.0350 0.0581 0.8717
0 0.0404 0.0691 0.8905 0 0.0065 0.0684 0.9251
suhu (K) fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
313
0.4974 0.0039 0.1884 0.3103 0.4984 0.0016 0.1887 0.3113
0.1803 0.0135 0.1655 0.6406 0.1800 0.0051 0.1662 0.6487
0.2597 0.0229 0.1062 0.6112 0.2625 0.0065 0.1062 0.6249
0.0770 0.0207 0.1459 0.7564 0.0766 0.0053 0.1469 0.7712
0.0003 0.0034 0.0042 0.9921 0.0003 0.0028 0.0041 0.9928
0 0.0610 0.0327 0.9063 0 0.0597 0.0326 0.9078
suhu (K) fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
323
0.4858 0.0004 0.1866 0.3272 0.4860 0 0.1866 0.3274
0.3008 0.0008 0.1090 0.5894 0.3009 0 0.1090 0.5901
0.2558 0.0017 0.0969 0.6456 0.2560 0 0.0969 0.6471
0.1436 0.0020 0.2335 0.6209 0.1437 0 0.2339 0.6224
0.0042 0.0002 0.0096 0.9861 0.0042 0 0.0096 0.9863
0 0.0043 0.1742 0.8214 0 0 0.1747 0.8253
Page 29
Prediksi kesetimbangan UNIQUAC
suhu (K) fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
303
0.1144 0.0000 0.0296 0.8559 0.0216 0.0000 0.4892 0.4892
0.0360 0.0568 0.5161 0.3911 0.0140 0.0778 0.2896 0.6186
0.0442 0.0771 0.6169 0.2618 0.0015 0.0043 0.2668 0.7274
0.0288 0.0715 0.4745 0.4251 0.0276 0.0790 0.4208 0.4725
0.0316 0.0974 0.3225 0.5486 0.0314 0.1188 0.4806 0.3691
0.0432 0.0823 0.1805 0.6940 0.0327 0.1866 0.4881 0.2926
suhu (K) fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
313
0.0006 0.0000016 0.4071 0.5923 0.0005 0.0000016 0.3913 0.6082
0.0012 0.0000006 0.5213 0.4775 0.0012 0.0000006 0.5061 0.4927
0.0005 0.0000020 0.8118 0.1877 0.3379 0.0000010 0.5713 0.0907
0.0012 0.0000015 0.1306 0.8681 0.0018 0.0000014 0.1538 0.8444
0.0001 0.0000016 0.0462 0.9537 0.0001 0.0000016 0.0432 0.9567
0 0.0000016 0.0010 0.9990 0 0.0000016 0.0009 0.9991
suhu (K) fase atas fase bawah
x1 x2 x3 x4 x1 x2 x3 x4
323
0.0004 0.0009 0.3553 0.6435 0.0004 0.0009 0.3564 0.6423
0.0004 0.0008 0.4211 0.5777 0.0004 0.0008 0.4162 0.5826
0.0001 0.0009 0.2718 0.7273 0.0002 0.0008 0.3253 0.6737
0.0001 0.0009 0.0960 0.9031 0.0002 0.0008 0.1256 0.8734
0.0000 0.0008 0.0819 0.9173 0.4534 0.0004 0.0695 0.4766
0 0.0008 0.0008 0.9983 0 0.0008 0.0017 0.9975
Page 30
Kesimpulan
Dari eksperimen dan prediksi yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Didapatkan hasil kesetimbangan cair-cair sistem Eugenol(1) + β-Caryophyllene(2) + Etanol(3) + Air (4).
2. Secara keseluruhan berdasarkan perhitungan %RMSD secara simultan yang berkisar dari 0,0875-0,1041 lebih baik daripada %RMSD yang dihitung tiap suhu yang berkisar dari 0,0916-0,1276
» Pada suhu 303 K perhitungan untuk sistem ini lebih baik model UNIQUAC dengan RMSD 0,0916 sedangkan untuk model NRTL RMSD didapatkan 0,1164.
» Pada suhu 313 K perhitungan untuk sistem ini lebih baik model NRTL dengan RMSD 0,0927 sedangkan untuk model UNIQUAC RMSD didapatkan 0,1062.
» Pada suhu 323 K perhitungan untuk sistem ini lebih baik model UNIQUAC dengan RMSD 0,1154 sedangkan untuk model NRTL RMSD didapatkan 0,1276.
» Secara simultan didapatkan perhitungan untuk sistem ini lebih baik model UNIQUAC dengan RMSD 0,0875 sedangkan untuk model NRTL RMSD didapatkan 0,1041.
Page 31
Page 32
Data komposisi sample berdasarkan lama pengambilan sampel (sebagai dasar lamanya pengambilan sample ketika telah mencapai kesetimbangan)
No sampel Waktu (jam )
Komposisi (% area)
Eugenol Etanol Air
2a top 20 0 2,61 95,63
2c top 24 0 3,23 95,29
3a top 22 0 6,20 92.28
3c top 44 0 5,60 92.31
7a top 22 0.85 15,59 82,62
7c top 46 0.65 15,77 83.23
8a top 20 0.94 18,54 80,19
8c top 44 0,93 18,24 79,60
21a top 20 0.36 10,59 87.95
21c top 24 0.33 10,48 88.17
22 top 20 0.33 10,50 88.23
22 top 24 0.38 9.910 88.73
2b bot 20 93,57 2,37 3,57
2d bot 24 92.9 2.32 3.26
3b bot 22 92.63 4.79 1.24
3d bot 44 92.92 5.42 1.29
8b bot 20 61.11 22.32 15.64
8d bot 44 61.20 23.07 15.43
Page 33
Carrier Gas
Harus inert : N2, He, Ar, CO2
Pemilihan berdasarkan tipe detektor yang digunakan
Terdapat MS yang menyaring impurities
Untuk efisiensi kolom, sampel tidak boleh terlalu banyak dan harus masuk ke dalam kolom dalam bentuk gas
Sampel yang terlalu banyak dapat menyebabkan bond broodening dan lost of resolution
Metode injeksi yang paling umum adalah dengan menggunakan microsyringe untuk menginjeksikan sampel melalui rubber septum kedalam flash vaporizer spot pada bagian atas kolom
Temperatur sampel port biasanya 50oC dari titik didih komponen volatile paling sedikit pada sampel
Untuk packed column 10-20 microliter dan pada capilarity column 10-3 microliter
Page 34
Column
Untuk hasil yang presisi temperatur kolom harus dikontrol dalam 10o
Temperatur optimum kolom bergantung pada titik didih sampel sebagai acuan rule of thumb = temperatur sedikit diatas titik didih rata-rata sampel dalam elution time
Temperatur minimum memberikan hasil yang baik tetapi menaikkan elution time
Jika sampel mempunyai jangkauan titik didih yang besar, pengontrolan atau pemograman suhu dapat digunakan
Page 35
Detector
Different detector different type selectivity
– Non selective detector merespon semua senyawa kecuali carrier gas
– Selective Detector merespon banyak komponen yang sifat fisika dan kimia sama
– Specific Detector merespon 1 komponen saja
Concentration dependent detector tidak menghancurkan sampel
Mass flow dependent detector manghancurkan sampel
Page 36
FID (Flame Ionization Detector)
Keluaran dari kolom dicampur dengan Hidrogen kemudian dibakar. Komponen organic dibakar dalam api menghasilkan ion dari elektron yang menghasilkan listrik. Potensial listrik yang dihasilkan dikumpulkan dengan electrode collector letaknya ada diatas api.
FID
– mass sensitive bukan konsentrasi sensitive
– Keuntungannya perubahan pada flow rate mobile phase tidak mempengaruhi respon detektor
– Detector yang memiliki sensitivitas tinggi, sering digunakan
– Mudah digunakan, tetapi menghancurkan sampel
– Diletakkan dibelakang karena sifat yang menghancurkan sampel biasanya didepannya ada detektor lagi seperti TCD(Thermal Conductivity Detector)
– Sensitif H2O, CO2, SO2, CO, N karena tidak bisa diionkan/dioksidasi dengan api
Page 37
Rumus Umum NRTL :
ln γi = 𝜏𝑗𝑖𝐺𝑗𝑖𝑥𝑗
𝑚𝑗=1
𝐺𝑙𝑖𝑥𝑙𝑚𝑙=1
+ 𝑥𝑗𝐺𝑗𝑖
𝐺𝑙𝑗𝑥𝑙𝑚𝑙=1
𝜏𝑖𝑗 − 𝑥𝑛𝜏𝑛𝑗𝐺𝑛𝑗
𝑚𝑛=1
𝐺𝑙𝑗𝑥𝑙𝑚𝑙=1
𝑚𝑗=1
Penjabaran NRTL 4 komponen
𝑙𝑛𝛾1 =𝜏21𝐺21𝑥2 + 𝜏31𝐺31𝑥3 + 𝜏41𝐺41𝑥4
𝑥1 + 𝐺21𝑥2 + 𝐺31𝑥3 + 𝐺41𝑥4
+ 𝑥1
𝑥1 + 𝐺21𝑥2 + 𝐺31𝑥3 + 𝐺41𝑥4 −
𝜏21𝐺21𝑥2 + 𝜏31𝐺31𝑥3 + 𝜏41𝐺41𝑥4
𝑥1 + 𝐺21𝑥2 + 𝐺31𝑥3 + 𝐺41𝑥4
+ 𝑥2𝐺21
𝑥1𝐺12 + 𝑥2 + 𝐺32𝑥3 + 𝐺42𝑥4 𝜏12 −
𝜏12𝐺12𝑥1 + 𝜏32𝐺32𝑥3 + 𝜏42𝐺42𝑥4
𝑥1𝐺12 + 𝑥2 + 𝐺32𝑥3 + 𝐺42𝑥4
+ 𝑥3𝐺31
𝑥1𝐺13 + 𝐺23𝑥2 + 𝑥3 + 𝐺43𝑥4 𝜏13 −
𝜏13𝐺13𝑥1 + 𝜏23𝐺23𝑥2 + 𝜏43𝐺43𝑥4
𝑥1𝐺13 + 𝐺23𝑥2 + 𝑥3 + 𝐺43𝑥4
+ 𝑥4𝐺41
𝑥1𝐺14 + 𝐺24𝑥2 + 𝐺34𝑥3 + 𝑥4 𝜏14 −
𝜏14𝐺14𝑥1 + 𝜏24𝐺24𝑥2 + 𝜏34𝐺34𝑥3
𝑥1𝐺14 + 𝐺24𝑥2 + 𝐺34𝑥3 + 𝑥4
Page 38
Rumus Umum UNIQUAC
ln 𝛾𝑖 = 𝑙𝑛∅𝑖
𝑥𝑖+
𝑧
2𝑞𝑖𝑙𝑛
𝜃𝑖
∅𝑖+ 𝑙𝑖 −
∅𝑖
𝑥𝑖 𝑥𝑗𝑗 𝑙𝑗 + 𝑞𝑖 1 − 𝑙𝑛 𝜃𝑗𝜏𝑗𝑖
𝑚𝑗=1 −
𝜃𝑗𝜏𝑗𝑖
𝜃𝑘𝜏𝑘𝑗𝑚𝑘=1
𝑚𝑗=1
Penjabaran UNIQUAC 4 komponen
𝑙𝑛𝛾1 = 𝑙𝑛
∅1
𝑥1+
𝑧
2𝑞1𝑙𝑛
𝜃1
∅1+ 𝑙1 −
∅1
𝑥1
𝑙1𝑥1 + 𝑙2𝑥2 + 𝑙3𝑥3 + 𝑙4𝑥4
+ 𝑞1 1 − 𝑙𝑛 𝜃1𝜏11 + 𝜃2𝜏21 + 𝜃3𝜏31 + 𝜃4𝜏41
− 𝜃1𝜏11
𝜃1𝜏11 + 𝜃2𝜏21 + 𝜃3𝜏31 + 𝜃4𝜏41+
𝜃2𝜏21
𝜃1𝜏12 + 𝜃2𝜏22 + 𝜃3𝜏32 + 𝜃4𝜏42
+𝜃3𝜏31
𝜃1𝜏13 + 𝜃2𝜏23 + 𝜃3𝜏33 + 𝜃4𝜏43+
𝜃4𝜏41
𝜃1𝜏14 + 𝜃2𝜏24 + 𝜃3𝜏34 + 𝜃4𝜏44
Page 39
Penyimpangan hasil eksperimen dan prediksi model NRTL
% etanol terhadap air(%)
atas bawah
Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4
50 0.6606 0.0058 0.0671 0.0116 0.5210 0.0140 0.1140 0.0070
45 0.1250 0.0085 0.3547 0.0284 0.0630 0.0167 0.0862 0.0284
35 0.1700 0.0155 0.6482 0.0909 0.1598 0.0316 0.0969 0.0888
25 0.0507 0.0127 0.0253 0.1464 0.2378 0.0265 0.0104 0.1445
10 0.0001 0.0018 0.0412 0.0122 0.0018 0.0011 0.0629 0.0121
0 0.0000 0.0350 0.0189 0.0002 0.0016 0.0248 0.0187 0.0122
% etanol terhadap air(%)
atas bawah
Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4
50 0.5255 0.0595 0.1048 0.2149 0.2728 0.0818 0.4594 0.1943
40 0.1846 0.0288 0.0697 0.0040 0.0048 0.0702 0.0679 0.0637
35 0.1645 0.0286 0.0751 0.3140 0.0636 0.0722 0.0189 0.0805
25 0.1150 0.0284 0.0627 0.0150 0.1635 0.0733 0.0196 0.1853
10 0.0340 0.0144 0.0366 0.1270 0.1092 0.0650 0.0136 0.1063
0 0.0001 0.0596 0.0309 0.1086 0.4690 0.0935 0.0638 0.4512
% etanol terhadap air(%)
atas bawah
Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4
50 0.5977 0.0005 0.1349 0.0315 0.4395 0.0186 0.0909 0.0165
40 0.1919 0.0005 0.3532 0.0588 0.0039 0.0200 0.0201 0.0580
35 0.1432 0.0009 0.2188 0.0955 0.2493 0.0392 0.0117 0.1064
25 0.0875 0.0012 0.0458 0.1528 0.2125 0.0315 0.0603 0.1654
10 0.0344 0.0015 0.0035 0.2385 0.4151 0.0470 0.0306 0.2250
0 0.0000 0.0018 0.0710 0.2832 0.5162 0.0531 0.0669 0.2915
Suhu
313 K
303 K
323 K
Page 40
% etanol terhadap air(%)
atas bawah
Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4
50 0.5255 0.0595 0.1048 0.2149 0.0431 0.0818 0.4594 0.1943
40 0.1846 0.0288 0.0697 0.0040 0.0008 0.0702 0.0679 0.0637
35 0.1645 0.0286 0.0751 0.3140 0.0101 0.0722 0.0189 0.0805
25 0.1150 0.0284 0.0627 0.0150 0.0258 0.0733 0.0196 0.1853
10 0.0340 0.0144 0.0366 0.1270 0.0173 0.0650 0.0136 0.1063
0 0.0001 0.0596 0.0309 0.1086 0.0742 0.0935 0.0638 0.4512
Penyimpangan hasil eksperimen dan prediksi model UNIQUAC
% etanol terhadap air(%)
atas bawah
Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4
50 0.6454 0.0081 0.0404 0.0106 0.0800 0.0124 0.0288 0.0074
45 0.0212 0.0139 0.0512 0.0451 0.0265 0.0124 0.0301 0.0106
35 0.0230 0.0351 0.0315 0.0290 0.0489 0.0145 0.0437 0.0435
25 0.0078 0.0182 0.0120 0.1200 0.0445 0.0230 0.0115 0.0632
10 0.0143 0.0006 0.0048 0.1347 0.0020 0.0001 0.0103 0.1038
0 0.0000 0.0012 0.0000 0.1408 0.0016 0.0093 0.0002 0.1101
% etanol terhadap air(%)
atas bawah
Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4
50 0.0290 0.0011 0.3546 0.0086 0.1297 0.0180 0.1291 0.0179
40 0.0010 0.0012 0.4197 0.0168 0.1950 0.0194 0.0867 0.0423
35 0.0012 0.0019 0.2678 0.0132 0.3915 0.0382 0.0374 0.0597
25 0.0009 0.0021 0.0949 0.0323 0.0546 0.0307 0.0806 0.0641
10 0.0003 0.0023 0.0805 0.0167 0.0820 0.0461 0.0465 0.0877
0 0.0000 0.0029 0.0008 0.0002 0.0942 0.0521 0.0035 0.1051
Suhu
313 K
303 K
323 K
Page 41
Diagram blok perhitungan komposisi
Masukan data zi Trial β
1)1(
)(
ik
zif
)1/()(
xizixi
0)( f
Y
T
ki =γiα/γi
β
x iα = )1( ik
zi
Page 42
Diagram blok perhitungan komposisi
Masukan data zi Trial β
1)1(
)(
ik
zif
)1/()(
xizixi
0)( f
Y
T
ki =γiα/γi
β
x iα = )1( ik
zi
Recommended