BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Percobaan I -Run 1 Power = 0,6
Kw Xf= 30 % volum Refluks= 3 : 1 Tg= 920C T1=1:14,40Laju Boil Up 1
= 6,94 L/jam T2=1:12,46Laju Boil Up 1 = 8,02 L/jam T3=1:9,25Laju
Boil Up 1 = 10,81 L/jam Rasio air : etanol =70:30 Tabel 3.1 Data
komposisi overhead denganvariasi Laju Boil upyang berbeda Komposisi
etanol overhead ( % volum ) Komposisi bottom T1 (0C) T8 (0C) mol
etanolmol airXetXaq YADYAB
751385901,286413041,3888890,4808480,5191520,4930,507
721688911,234956521,5555560,4425560,5574440,4270,573
691888921,18351,7222220,40730,59270,5330,467
Jumlah1,3307031,6692971,4531,547
rata-rata0,4435680,5564320,484333330,515667 -Run 2 Power = 0,8 Kw
Xf= 30 % volum Refluks= 3: 1 Tg= 920C T1=1:6,21Laju Boil Up 1 =
16,10L/jam T2=1:5,37Laju Boil Up 1 = 18,62 L/jam T3=1:5,20Laju Boil
Up 1 = 19,23L/jam Rasio air : etanol =70:30 Tabel 3.2 Datakomposisi
overhead denganvariasi Laju Boil upyang berbeda Komposisi etanol
overhead ( % volum ) Komposisi bottom T1 (0C) T8 (0C) mol etanolmol
airXetXaq YAB
YBB
491291940,205826094,8888890,04040,95960,303388590,696611
481393970,222978264,8333330,0440990,9559010,195691840,804308
391695980,274434784,6666670,0555410,9444590,197919530,80208
Jumlah0,140042,859960,696999962,303
rata-rata0,046680,953320,232333320,767667
Percobaan1dilakukandenganRefluxcontrolRasioLo/R=4.Percobaan1
dilakukan dengan variasi laju boil-up yang berbeda yaitu 6,94
L/jam, 8,02 L/jam, 10,81 L/jam dan dihasilkan sesuai pada Table 3.1
sedangkan Table 3.2 dilakukan
denganvariasilajuboil-up16,10L/jam,18,62L/jam,19,23L/jam.Terlihat
bahwa pada 10 menit pertama yield yang dihasilkan dengan power 0,6
Kw adalah 63% sedangkan dengan power 0,8adalah 59%.Flowrate yang
diberikan menunjukkan jumlah feed yang diberikan,sehingga
semakinbesarflowrateyangdiberikanmakasemakinbanyakjugajumlahfeed
yang diuapkan. Semakin besarflowrateyang diberikan maka semakin
besar pula boil up rate yang dihasilkan. Darigrafik 3.1 dapat
dilihat hubungan antara power
yangcukupsignifikanterhadapkonsentrasidistilatyangdihasilkan.Hubungan
antaraq(panasyangdiperlukanuntukmenguapkan1molfeedmenjadiuap jenuh)
per panas penguapan 1 mol feed. Dengan persamaan : Q = ( Hv hL ) /
( Hv HL ) Dimana: Hv : Enthalpiuapjenuh HL : Enthalpi feed
ketikamsukkolom HL : Enthalpiliquida feed jenuh (Geankoplis, hal
666) Laju boil up berpengaruh terhadap efisiensi perolehan
komposisi etanol pada distilat. Hal ini sangat penting karena jika
laju boil up terlalu tinggi, maka butiran-butiran cairan akan
terbawa oleh uap dan akan memenuhi space antar tray. Hal ini biasa
disebut dengan flooding. Sebaliknya, jika laju boil up kecil, maka
uap tidak
dapatmengimbangilajualirliquidsehinggabutiran-butiranliquidturunmelalui
lubang-lubangpadatray.Halinibiasadisebutdenganweeping.Keadaanproses
distilasisepertidiatasakanmengakibatkanefisiensidistilasimenjadirendah
karenakontakantaraumpandengansteamtidakoptimalsehinggakomposisi
etanol yang diperoleh pun sedikit (Coulson & Richardsons,
1989). 3.2 Percobaan 2 -Run 1 Power = 0,8 Kw Xf= 30 % volum
Refluks= 2 : 1 Tg= 980C T1=1:6,47Laju Boil Up 1 = 15,45L/jam
T2=1:6,30Laju Boil Up 1 = 15,87 L/jam T3=1:6,00Laju Boil Up 1 =
16,67L/jam Rasio air : etanol =70:30 Tabel 3.3 Data komposisi
overhead denganLaju boil up0,0135 L/menit Komposisi etanol overhead
( % volum ) Komposisi bottom T1 (0C)T8 (0C) mol etanol mol
airXetXaq 13596990,0857615,2777780,015990,98401
151098990,17152250,0331670,966833 Jumlah0,0491561,950844
rata-rata0,0163850,650281
Percobaan2dilakukandenganpower0,8Kw.RefluxcontrolRasioLo/R 2:1.
Jika ditinjau dari refluks ratio padaTabel 3.3 dapat dilihat bahwa
hasilyangdiperolehdaripercobaanpadarasio3:1komposisietanolyangdiperolehpada
overheadlebihkecil.Halinisesuaidenganliteratur(Treyball,1981),dimana
semakinbesarrefluksrasioyangdigunakanmakakomposisietanolyang
diperolehakansemakinbesarpula.Darisinidapatditentukanhubunganantara
rasiorefluksdengankomposisietanolpadadestilatyaitubahwarasiorefluks
berbanding lurus terhadap komposisi fraksi ringan pada destilat.
Padaakhirnyadenganbesarnyajumlahstageteoritismakasemakinbesar
pulaefesiensikolomyangdihasilkan.Jadidapatdisimpulkanbahwaefesiensi
kolom berbanding lurus dengan besarnya rasio refluks yang diatur.
BAB IV KESIMPULAN 1.Percobaan 1 dilakukan dengan Reflux control
Rasio Lo/R =4. run 1 dilakukan dengan variasi laju boil-up yang
berbeda yaitu 6,94 L/jam, 8,02 L/jam, 10,81
L/jam,sedangkanrun2denganvariasilajuboil-up16,10L/jam,18,62
L/jam,19,23L/jam.Terlihatbahwapada10menitpertamayieldyang
dihasilkandenganpower0,6Kwadalah63%sedangkandenganpower 0,8adalah
59%.2.Semakinbesarflowrateyangdiberikanmakasemakinbanyakjugajumlah
feedyangdiuapkan.Semakinbesarflowrateyangdiberikanmakasemakin besar
pula boil up rate yang dihasilkan. 3.Besarnya jumlah stage teoritis
maka semakin besar pula efesiensi kolom yang dihasilkan. LAMPIRAN A
CONTOH PERHITUNGAN 1.Menentukan Jumlah Tray Teoritis menggunakan
persamaan Fenske -Run 1 Power = 0,6 Kw Xf= 30 % volum Refluks= 1 :
4 Tg= 920C T1=1:14,40Laju Boil Up 1 = 6,94 L/jam T2=1:12,46Laju
Boil Up 1 = 8,02 L/jam T3=1:9,25Laju Boil Up 1 = 10,81 L/jam Rasio
air : etanol =70:30 Tabel 1. Data Hasil Percobaan NoKomposisi
Etanol Overhead (% vol) Komposisi Etanol Bottom (% vol) T1 ( 0C )
T8 ( 0C ) 175138590 272168891 369188892 Penyelesaian A). DISTILAT
Volume larutan= 100 ml Volume etanol= 30% x 100 ml = 30 ml Volume
air= (volume larutan volume air)= (100 30) ml = 70 ml
molmlmlgrethanol BMethanol volethanol molethanol51456 , 04630 789 ,
0.=== molmlmlgrair BMair volaquades molair888 , 31870 1.=== 1168 ,
0888 , 3 51456 , 051456 , 0) (=+=+=air mol ethanol molethanol molX
distilat di ethanol mol f raksiD A 8832 , 0 1168 , 0 1) ( 1 ) (= =
=D A D BX X distilat di air mol fraksi B). BOTTOM Volume larutan =
100 ml Volume etanol = 17 % x 100 ml = 17 ml Volume air = (volume
larutan volume air)= (100 17) ml = 83 ml LAMPIRAN BTUGAS 1.
Menghitungjumlah plate teoritisdenganpersamaanFenske Percobaan 1,
Run 1 Komposisi Overhead TVAVBnAnBXAXBYAYB
75,772281,2349571,5555560,4425560,5574440,630160,36984
76,968321,1663481,7777780,3961610,6038390,611510,38849
77,462381,0634352,1111110,3349880,6650120,588020,41198
rata-rata0,3912350,6087650,6098970,39010333 Komposisi Bottom
TVAVBnAnBXAXBYAYB
89,816840,2744354,6666670,0555410,9444590,339440,66056
80,114860,240134,7777780,0478550,9521450,319320,68068
78,610900,17152250,0331670,9668330,258630,74137
rata-rata0,0455210,9544790,3057970,694203 ( ) ( )( ) ( )BD BDAD
ADDX YX Y= o ( ) ( )( ) ( )BB BBAB ABBX YX Y= o ( )B D avo o o =(
)( )775 , 133 , 4 log0555 , 09445 , 0557 , 0443 ,
0logloglog1=((
|.|
\||.|
\|=(((
||.|
\|||.|
\|= +avBABDBAXXXXno n = 1,775 1 = 0,775= 1 stage Efisiensi
Kolom=% 12,5 % 10081% 100Aktual Tray Teoritis Tray = =
Menghitungjumlah plate teoritisdenganpersamaanFenske Percobaan 1,
Run 2 Komposisi Overhead TVAVBnAnBXAXBYAYB
90,663371,0805872,0555560,3445590,6554410,591570,40843
92,162381,0634352,1111110,3349880,6650120,588020,41198
93,260401,029132,2222220,3165240,6834760,581170,41883
rata-rata0,3320240,6679760,586920,41308 Komposisi Bottom
TVAVBnAnBXAXBYAYB
90,917830,2915874,6111110,0594750,9405250,349730,65027
92,413870,2229784,8333330,0440990,9559010,309490,69051
93,49910,154375,0555560,029630,970370,240460,75954
rata-rata0,0444010,9555990,2998930,700107 ( )( )34 , 1841 , 4
log0595 , 09405 , 065544 , 034456 , 0logloglog1=((
|.|
\||.|
\|=(((
||.|
\|||.|
\|= +avBABDBAXXXXno n = 1,34 1 = 0,34= 1 stage Efisiensi Kolom=%
12,5 % 10081% 100Aktual Tray Teoritis Tray = = 2. MenentukanJumlah
plate denganpersamaan Mc-Cabe & Thiele
DariappendixA.3-23bukuGeankoplisTransportProcessesand UnitOperation
edisi 3 diperoleh data kesetimbangan ethanol air pada tekanan 1 atm
dimana fraksi etanol dalam fasa cair dan fasa uap dalam satuan
fraksi massa (
lihattabel2).DatakesetimbanganyangdiperolehdariGeankoplismasihdalam
bentukfraksimassa,sedangkandatayangdibutuhkanuntukmendapatgrafikXA
Vs YA dalam bentuk fraksi mol, sehingga data yang ada dikonversi
menjadi fraksi mol. Data kesetimbangan ethanol-air pada 1 atm
(fraksi mol) Temperatur (C) Fraksi mol ethanolTemperatur (C) Fraksi
mol ethanolXAYAXAYA
10000810.370.60198.10.0080.08580.10.4770.64495.20.020.19179.10.610.70391.80.0420.30478.30.7790.80287.30.0890.42778.20.860.86484.70.1440.49378.10.940.90283.20.2070.53378.20.950.946820.2810.56878.311
Padapercobaaninitidakadastrippingsectionkarenaumpandanboiler
beradadalam1stageartinyatidakadatrayantaraumpanmasukdenganboiler,
maka garis operasi pada grafik nantinya hanya menggambarkan garis
operasi pada enriching section. Percobaan2, Run 1 Komposisi
Overhead TVAVBnAnBXAXBYAYB
91,658420,9948262,3333330,2989120,7010880,574640,42536
93,156440,9605222,4444440,2820940,7179060,568410,43159
94,452480,8919132,6666670,2506370,7493630,556740,44326
rata-rata0,2772150,7227850,5665970,43340333 Komposisi Bottom
TVAVBnAnBXAXBYAYB
92,216840,2744354,6666670,0555410,9444590,339440,66056
93,410900,17152250,0331670,9668330,258240,74176
94,79910,154375,0555560,029630,970370,240460,75954
rata-rata0,0394460,9605540,279380,72062 DenganXD = 0,575 ; XB =
0.055 ;XF = 0.114 ; Persamaan garis operasi pada metode Mc Cabe
Thiele adalah sebagai berikut : Kemiringan garis operasi adalah xD/
(R+1)= 0.575/ ((3)+1)= 0.144 diperoeh grafik sebagai berikut :
Grafik 1. Penentuan Jumlah Stage Dengan Metode Mc Cabe Thiele
Darigrafikdiatasdapatdiperkirakanjumlahstageteoritisadalah1,5atau2,5
tambah 1 reboiler. 0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.000.00
0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00fraksi etanol pada
fasa uapfraksi etanol pada fasa cairxDxB Efisiensi Kolom=% 31,25 %
10082,5% 100Aktual Tray Teoritis Tray = = Percobaan 2, Run 2
Komposisi Overhead TVAVBnAnBXAXBYAYB
90,663371,0805872,0555560,3445590,6554410,591570,40843
92,162381,0634352,1111110,3349880,6650120,588020,41198
93,260401,029132,2222220,3165240,6834760,581170,41883
rata-rata0,3320240,6679760,586920,41308 Komposisi Bottom
TVAVBnAnBXAXBYAYB
90,917830,2915874,6111110,0594750,9405250,349730,65027
92,413870,2229784,8333330,0440990,9559010,309490,69051
93,49910,154375,0555560,029630,970370,240460,75954
rata-rata0,0444010,9555990,2998930,700107 DenganXD = 0,592 ; XB =
0.059 ;XF = 0.114 ; Persamaan garis operasi pada metode Mc Cabe
Thiele adalah sebagai berikut : Kemiringan garis operasi adalah xD/
(R+1)= 0.592/ ((4)+1)= 0.1184 diperoeh grafik sebagai berikut :
Grafik 2. Penentuan Jumlah Stage Dengan Metode Mc Cabe Thiele
Darigrafikdiatasdapatdiperkirakanjumlahstageteoritisadalah1,8atau2,8
tambah 1 reboiler. Efisiensi Kolom=% 35 % 10082,8% 100Aktual Tray
Teoritis Tray = = 3. PengaruhLaju Boil UpterhadapEfisiensiKolom
Lajuboilupdipengaruhiolehbesarnyapoweryangdiatur.Menurut
teori(Geankoplis,1993),lajuboilupberpengaruhterhadapjumlahtrayyang
diperoleh,semakinbesarlajuboilup,makajumlahtrayyangdiperolehakan
semakin kecil.Laju boil up berbanding lurus terhadap besarnya
power. Laju boil up berpengaruh terhadap efisiensi perolehan
komposisi etanol pada distilat. Hal ini sangat penting karena jika
laju boil up terlalu tinggi, maka
butiran-0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.000.00 0.10 0.20
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00fraksi etanol pada fasa
uapfraksi etanol pada fasa cairxDxB butiran cairan akan terbawa
oleh uap dan akan memenuhi space antar tray. Hal ini biasa disebut
dengan flooding. Sebaliknya, jika laju boil up kecil, maka uap
tidak
dapatmengimbangilajualirliquidsehinggabutiran-butiranliquidturunmelalui
lubang-lubang pada tray. Hal ini biasa disebut dengan weeping.4.
PengaruhRefluksterhadapEfisiensiKolom
Jikaditinjaudarirefluksratio,padahasilyangdiperolehdaripercobaan
dapatdilihatbahwapadarasio3:1,komposisietanolyangdiperolehpada
overheadlebihkecildaripadarefluks4:1.Halinisesuaidenganliteratur
(Treyball,1981),dimanasemakinbesarrefluksrasioyangdigunakanmaka
komposisietanolyangdiperolehakansemakinbesarpula.Darisinidapat
ditentukanhubunganantararasiorefluksdengankomposisietanolpadadestilat
yaitu bahwa rasio refluks berbanding lurus terhadap komposisi
fraksi ringan pada destilat.
Rasiorefluksminimumakanmenghasilkanjumlahstageyangmaksimum
danjumlahstageminimumterjadipadarasioreflukstotal(Geankoplis,1993).
Padaakhirnyadenganbesarnyajumlahstageteoritismakasemakinbesarpula
efesiensikolomyangdihasilkan.Jadidapatdisimpulkanbahwaefesiensikolom
berbanding lurus dengan besarnya rasio refluks yang diatur. .
