46
PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR DENGAN PROSES DISTILASI DALAM STRUCTURED PACKING DAN DEHIDRASI MENGGUNAKAN ADSORBENT Disusun oleh: Garry Sinawang Lutfia 2309100030 2309100136 Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Tri Widjaja, M. Eng.

PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

  • Upload
    others

  • View
    14

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL

ALKOHOL - AIR DENGAN PROSES DISTILASI

DALAM STRUCTURED PACKING DAN

DEHIDRASI MENGGUNAKAN ADSORBENT

Disusun oleh: Garry Sinawang Lutfia 2309100030 2309100136

Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Tri Widjaja, M. Eng.

Page 2: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Krisis Energi Bahan

Bakar Fosil

Pengembangan Renewable Resources

Bioethanol

LATAR BELAKANG

Metode Pengembangan Etanol: Fermentasi - Ekstraktif diharapkan dapat menghasilkan etanol 99%

Evaluasi: 1. HETP minimun 2. Pressure drop secara

teoritis 3. Jenis adsorbent

Penelitian Lanjutan

Kadar 99% belum tercapai Metode Lanjutan: Distilasi-Adsorpsi

Penelitian Terdahulu (Mira Dyah) : Kadar Etanol Tertinggi 73%

Page 3: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

PENELITIAN TERDAHULU

Bravo dkk. (1985) model efisiensi transfer massa pada structured packing

Shi dan Mersmann (1985) menentukan liquid holdup dengan memperhitungkan luas area penampang packing tempat terjadinya transfer massa Rocha dkk (1996)

permodelan untuk desain kolom distilasi

Carlo dkk. (2006) korelasi untuk evaluasi HETP pada kolom distilasi

Rix dan Olujic (2008) pressure drop pada berbagai jenis packing

Orlando Jr. dkk. (2009) hasil distilat optimum didapatkan dari reflux ratio yang sekecil mungkin

Mira dan Diyah (2012) distilasi menggunakan packed bed steel wool dan adsorpsi dengan silica gel etanol hasil fermentasi-ekstraktif berupa campuran ethanol, solvent (dodecanol dan octanol), air.

Page 4: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

• Mendapatkan pilihan adsorbent yang baik untuk proses adsorpsi.

TUJUAN PENELITIAN

• Mendapatkan parameter HETP untuk kolom distilasi

• Membandingkan pressure drop pada kolom secara perhitungan teoritis

• Mendapatkan kadar etanol yang tinggi

Page 5: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

2. Mendapatkan pilihan adsorbent yang lebih baik dari hasil membandingkan penggunaan tiga jenis adsorbent (silica gel, CaCl2 dan molecular sieve 3A).

MANFAAT PENELITIAN

1. Menghasilkan parameter optimal (HETP dan pressure drop) yang dibutuhkan untuk peralatan distilasi sehingga dapat menghasilkan etanol dengan kadar yang tinggi

Page 6: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

METODOLOGI PENELITIAN

Keterangan Ukuran Diameter kolom distilasi 5 cm Tinggi kolom distilasi 60 cm Volume labu distilasi 500 ml Volume labu adsorpsi 500 ml Diameter kolom adsorpsi 2 cm Tinggi kolom adsorpsi 30 cm

Spesifikasi Kolom Distilasi dan Adsorpsi

Distilasi Adsorpsi

Page 7: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

DATA KESETIMBANGAN 1-PENTANOL – ETANOL – AIR PADA 101.3 KPA (MARIA J. FERNANDEZ, DKK)

(1) 1-pentanol (2) ethanol

Temp (K) x1 x2 y1 y2 Temp (K) x1 x2 y1 y2

393.35 0.914 0.075 0.509 0.309 359.95 0.352 0.527 0.013 0.737

376.55 0.716 0.268 0.196 0.657 378 0.805 0.1 0.206 0.264

365.85 0.503 0.465 0.085 0.796 375.25 0.752 0.098 0.158 0.233

358.95 0.301 0.661 0.014 0.9 368.9 0.616 0.221 0.106 0.416

353.55 0.092 0.865 0.009 0.932 354.15 0.117 0.688 0.01 0.771

354.55 0.136 0.793 0.012 0.888 356.45 0.136 0.42 0.01 0.569

355.75 0.193 0.739 0.012 0.886 355.05 0.129 0.569 0.013 0.676

357.55 0.256 0.691 0.014 0.87 357.95 0.26 0.456 0.011 0.602

359.65 0.324 0.617 0.013 0.842 361.65 0.399 0.337 0.055 0.493

361.75 0.412 0.53 0.014 0.82 364.15 0.467 0.25 0.076 0.384

364.95 0.506 0.441 0.074 0.725 366.65 0.522 0.124 0.088 0.211

368.65 0.583 0.351 0.101 0.644 365.85 0.469 0.115 0.095 0.196

378.65 0.803 0.184 0.194 0.502 362.7 0.368 0.207 0.063 0.328

370.65 0.667 0.207 0.104 0.413 360 0.256 0.306 0.046 0.435

362.85 0.452 0.363 0.062 0.558 357.5 0.183 0.396 0.009 0.541

Page 8: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Bahan – bahan yang digunakan pada penelitian :

1. Etanol 2. Amil alkohol 3. Silica gel 4. CaCl2 5. Molecular sieve 3A

Variabel penelitian: Distilasi 1. Suhu (rate uap) : 120 °C (4.3059 x 10-4 kg/s) 145 °C (4.8017 x 10-4 kg/s) 160 °C (5.3020 x 10-4 kg/s) 2. Reflux ratio : 0.26 ; 0.92 Adsorpsi 1. Jenis adsorbent : silica gel, CaCl2, dan molecular sieve 2. Daya (rate uap) : 120 °C (1.1617 x 10-3 kg/s) 140 °C (1.5341 x 10-3 kg/s)

Penelitian ini dilakukan pada Kondisi:

1. Tekanan 760 mmHg (atmosferik) 2. Feed : etanol - amil alkohol - air

Penelitian menggunakan gas chromatography untuk menganalisa kadar etanol di Laboratorium Energi Gedung Robotika dan Laboratorium Thermodinamika.

Page 9: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

DIAGRAM ALIR PENELITIAN

Rate uap

Rate liquid Distilasi

Mengukur Konsentrasi Etanol

Perhitungan HETP dan Pressure Drop

Jenis adsorbent

Rate uap Adsorpsi

Mengukur Konsentrasi Etanol

Kurva Breakthrough

Page 10: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Prosedur Penelitian Distilasi

Mengulangi untuk variabel rate uap dan reflux ratio yang lain.

Mengecek keadaan peralatan distilasi, memastikan semua valve tertutup.

Mengisi tangki feed dengan larutan campuran sebanyak 250 ml dengan komposisi 15% etanol, 80% amil alkohol, dan 5% air.

Mengalirkan air pendingin ke dalam kondensor.

Menyalakan hot plate untuk memanasi labu leher dua

Mengatur knop hot plate sesuai dengan rate uap yang ditentukan.

Menampung produk yang dihasilkan dan menganalisa kadarnya

Page 11: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Prosedur Penelitian Adsorpsi

Mengulangi untuk variabel jenis adsorbent dan rate uap yang lain.

Mengecek keadaan peralatan adsorpsi, memastikan semua valve tertutup.

Mengisi tangki feed dengan larutan hasil distilasi terbaik sejumlah 100 ml

Mengalirkan air pendingin ke dalam kondensor.

Menyalakan hot plate untuk memanasi labu leher dua

Mengatur knop hot plate sesuai dengan rate uap yang ditentukan.

Menampung produk yang dihasilkan dan menganalisa kadarnya

Page 12: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

TINJAUAN PUSTAKA

Distilasi Pemisahkan komponen di dalam larutan yang mempunyai titik didih yang berbeda dan untuk larutan yang miscible (saling larut) dan volatile menjadi komponennya masing – masing.

Neraca Massa :

Neraca Energi :

Page 13: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Tabel Karakteristik Serabut Logam (Steel Wool)

Packed Bed Jenis Packing Syarat-syarat jenis packing yang baik: 1. Memiliki luas permukaan per

volume yang besar 2. Memiliki porositas yang besar 3. Memiliki bulk density yang

rendah 4. Tahan korosi 5. Tidak mahal

Packed bed merupakan suatu silinder panjang, biasanya berdiri tegak dan berisi packing yang diam di dalamnya.

Stainless Steel Wool

Karakteristik Stainless Steel Wool Diameter 0.001 m Surface Area 800 m2/m3 Surface Tension 0.075 N/m

Page 14: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

HETP (Height of Packing Equivalent to a Theoretical Plate)

HETP sering digunakan untuk mengukur performa kolom packed pada distilasi atau absorbsi

Variabel-variabel yang mempengaruhi HETP :

• Tipe dan ukuran packing • Kecepatan aliran masing – masing fluida • Konsentrasi fluida • Diameter menara • Sifat fisis bahan yang difraksinasi • Perbandingan diameter menara dan diameter

packing • Koefisien penyebaran atau distribusi cairan

Page 15: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

• Pressure drop adalah penurunan tekanan dari satu titik dengan satu titik lainnya pada pipa atau kolom.

• Persamaan Ergun bisa digunakan secara general untuk bilangan Reynolds rendah, intermediate, dan tinggi.

Pressure Drop

• Pada packed bed persamaan pressure drop dapat dihitung menggunakan korelasi Ergun.

Page 16: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Adsorpsi • Fluida dikontakkan dengan partikel padat dan bulat

yang selektif menyerap (adsorb) komponen tertentu dalam feed.

• Kurva breakthrough merupakan evolusi/perubahan konsentrasi larutan dalam fungsi parameter adsorpsi seperti waktu kontak antara fasa cair dan padat, konsentrasi pelarut dan temperatur.

• Padatan tersebut biasanya diletakkan dalam sebuah fixed bed, kemudian fluida dialirkan melewati bed hingga padatan tersebut hampir jenuh (saturated).

Page 17: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Rumus Molekul : C5-H12-O Bentuk : liquid Berat Molekul : 88.15g/mol Warna : jernih tak berwarna Titik Didih : 137.5°C (279.5°F) Titik Leleh : -79°C (-110.2°F) Suhu kritis : 313°C (595.4°F) Specific Gravity : 0.8146 (Water = 1) Tekanan Uap : 0.4 kPa (@ 20°C) Kelarutan dalam air : 2.7 g/100 ml pada 22 ⁰C. Kelarutan : Larut dalam aseton. Larut sebagian dalam air dingin, air panas. Larut dengan alkohol, eter, dan kebanyakan pelarut

organik

Amil Alkohol

Page 18: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Silica Gel

• Merupakan butiran seperti kaca dengan bentuk yang sangat berpori.

• Mencegah terbentuknya kelembaban yang berlebihan sebelum terjadi.

• Memiliki afinitas yang kuat untuk molekul air.

• Ukuran pori rata-rata 2,4 nanometer.

• Dapat didehidrasi sehingga berubah menjadi padatan atau butiran mirip kaca yang bersifat tidak elastis.

• Dimanfaatkan sebagai zat penyerap, pengering dan penopang katalis.

Page 19: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Molecular Sieve

1. Berpori-pori kecil/halus dengan ukuran yang terstandarisasi dan seragam.

2. Dapat dengan selektif "melanjutkan" atau "menangkap" molekul-molekul yang lewat berdasarkan besar-kecilnya ukuran molekul.

Molecular sieve berdasarkan kemampuan adsorpsinya : • 3A (pore size 3 Å) • 4A (pore size 4 Å) • 5A (pore size 5 Å) • 10x (pore size 8 Å) • 13X (pore size 10 Å)

3. Kemampuannya dalam menangkap molekul H2O cukup tinggi (20-25% dari berat molekular sieve itu sendiri).

4. Seperti glycol, dan amine, molecular sieve ini juga bisa diregenerasi dengan metoda pemanasan dan purging.

Page 20: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

HASIL PENELITIAN Distilasi

Dasar Perhitungan Teoritis Kadar Etanol yang Didapat (%)

Suhu Operasi (⁰C)

HYSYS 73.14 80.01 Kurva kesetimbangan sistem etanol-1-pentanol-air (Maria J. Fernandez dkk)

93.2 80.55

Pada penelitian ini, variabel distilasi yang digunakan antara lain rate uap sebesar:

4.3059 x 10-4 kg/s (suhu operasi 124 °C) 4.8017 x 10-4 kg/s (suhu operasi 145 °C) 5.3020 x 10-4 kg/s (suhu operasi 160 °C)

Proses ditilasi ini juga dilakukan pada dua macam reflux ratio yaitu 0.26 dan 0.92 untuk setiap rate uap.

Pemilihan reflux ratio tersebut untuk mewakili kondisi operasi reflux total dan reflux partial.

Page 21: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Pertimbangan pemilihan rate uap:

Saat penelitian dilakukan pada suhu 80-110 °C larutan campuran menjadi uap tetapi tidak menuju kolom distilasi bagian atas.

Suhu 124 °C masih di bawah titik didih amil alkohol sehingga saat campuran diuapkan amil alkohol tidak ikut teruapkan.

Suhu 145⁰ C dan 160⁰ C suhu terletak di atas titik didih amil alkohol tetapi diharapkan agar dengan suhu yang cukup tinggi campuran cepat menguap menuju kolom bagian distilasi bagian atas.

Page 22: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Reflux Ratio Rate uap (kg/s) Kadar Ethanol

(%vol) 0.92 4.3059 x 10-4 44.6605 0.92 4.8017 x 10-4 69.4336 0.92 5.3020 x 10-4 59.7107

Tabel Kadar Etanol untuk setiap Rate Uap pada Reflux Ratio 0.92

Gambar Kadar Etanol untuk setiap Rate Uap pada Reflux Ratio 0.92

44.6605

69.4336

59.7107

40

45

50

55

60

65

70

1.1897 1.3281 1.4675

Kad

ar E

tano

l (%

vol

)

Rate uap x 10-7 (kg/s)

Page 23: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Reflux Ratio Rate uap (kg/s) Kadar Ethanol

(%vol) 0.26 4.3059 x 10-4 62.9087 0.26 4.8017 x 10-4 62.3127 0.26 5.3020 x 10-4 59.7107

Tabel Kadar Etanol untuk setiap Rate Uap pada Reflux Ratio 0.26

Gambar Kadar Etanol untuk setiap Rate Uap pada Reflux Ratio 0.26

62.9087 62.3127 59.7107

40

45

50

55

60

65

70

1.1897 1.3281 1.4675

Kad

ar E

tano

l (%

vol

)

Rate uap x 10-7 (kg/s)

Page 24: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Kadar etanol tertinggi di antara dua variabel reflux ratio 0.92 dan 0.26 adalah sebesar 69.4336%, pada kondisi operasi reflux ratio 0.92 dan rate uap 1.3281 x 10-7 (kg/s).

Kesimpulan Hasil Distilasi

Page 25: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Pressure Drop Pressure drop dapat dihitung menggunakan korelasi Ergun.

Evaluasi Pressure Drop

Rate Uap ΔP (kg/s) (Pa/m)

4.3059 x 10-4 0.0027 4.8017 x 10-4 0.0032 5.3020 x 10-4 0.0037

Tabel Hasil Perhitungan Pressure Drop untuk Setiap Rate Uap menggunakan korelasi Ergun

Page 26: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Berdasarkan referensi Grafik 6.34. pada Treybal, hubungan antara flooding dan pressure drop pada berbagai jenis packed tower dapat dilihat bahwa untuk parameter pressure drop setiap rate uap sudah memenuhi

Page 27: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Pertama Nmin dihitung menggunakan Fenske Equation:

di mana

HETP (Height of Packing Equivalent to a Theoretical Plate) Perhitungan HETP diawali dengan penghitungan jumlah plate

Rmin dicari menggunakan Underwood Equation:

di mana

di mana harus diketahui nilai ϕ yang berasal dari persamaan:

Page 28: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Nilai q didapatkan dari persamaan:

Kemudian nilai q disubstitusi ke persamaan

(didapatkan nilai ϕ)

Rmin didapatkan dengan persamaan

Page 29: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Untuk mencari N dapat menggunakan Gilliland Equation:

di mana

HETP didapatkan dari persamaan

𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻 =𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑗𝑗𝑗𝑗𝑘𝑘𝑘𝑘𝑗𝑗𝑗 𝑝𝑝𝑘𝑘𝑗𝑗𝑡𝑡𝑝𝑝

Page 30: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

• untuk setiap rate uap dan reflux ratio sudah mendekati HETP steel wool secara teoritis yaitu 0.13 m (data dari www.homedistiller.org)

• adanya selisih hasil percobaan dengan teoritis adalah posisi penataan steel wool saat percobaan sedikit berbeda dengan posisi penataan steel wool saat dilakukan perhitungan secara teoritis.

Kesimpulan HETP:

Reflux ratio 0.92 Reflux ratio 0.26

Rate uap (kg/s) N stages HETP (m) Rate uap (kg/s) N stages HETP (m)

4.3059 x 10-4 7 0.0857 4.3059 x 10-4 7 0.0857

4.8017 x 10-4 7 0.0857 4.8017 x 10-4 6 0.1

5.3020 x 10-4 5 0.12 5.3020 x 10-4 5 0.12

Evaluasi parameter Height of Packing Equivalent to a Theoretical Plate (HETP)

Tabel Perhitungan HETP untuk Setiap Rate Uap

Page 31: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Adsorpsi

Komposisi Campuran (%) Etanol Air Amil Alkohol 48.89 49.87 1.24

Tabel Komposisi Feed untuk Adsorpsi

Pengambilan sampel tiap variabel dilakukan setiap 15 menit sekali

Dilakukan hingga tidak ada yang produk yang keluar sehingga terjadi perbedaan jumlah sampel pada beberapa variabel.

Page 32: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Pertimbangan pemilihan suhu 120 °C dan 140 °C adalah :

1. Saat penelitian dilakukan pada suhu 80-110 °C yang terjadi adalah campuran menjadi uap tetapi tidak menuju kolom adsorpsi.

2. Suhu 120 °C masih di bawah titik didih amil alkohol sehingga saat campuran diuapkan amil alkohol tidak ikut teruapkan dan suhu 140 °C suhu sudah melewati titik didihnya sehingga waktu campuran diuapkan akan ikut teruapkan semuanya.

MetodePemilihan Suhu Suhu Operasi (⁰C)

Titik Didih Etanol (Teoritis) 80 Penelitian 120 dan 140

Tabel Perbandingan Kondisi Operasi Teoritis dan Penelitian

Page 33: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Tabel Komposisi Hasil Adsorpsi dengan Silica Gel pada Rate Uap 1.1617 x 10-3 kg/s (T= 120 °C)

Jenis Adsorbent t (menit) %

Etanol Air Amil Alkohol

Silica Gel

0 59.13 40.06 0.81 15 48.46 41.54 10.00 30 30.68 30.04 39.28 45 49.17 46.15 4.69 60 51.91 40.25 7.84

Tabel Komposisi Hasil Adsorpsi dengan Silica Gel pada Rate Uap 1.5341 x 10-3 kg/s (T= 140 °C)

Jenis Adsorbent t (menit) %

Etanol Air Amil Alkohol

Silica Gel

0 57.10 42.90 0.00 15 42.93 44.23 12.83 30 57.39 41.65 0.96 45 52.37 46.76 0.87 60 55.02 43.49 1.49

Silica Gel

Page 34: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0 15 30 45 60

Kad

ar E

tano

l (%

)

t (menit)

Silica Gel T=140 C

Silica Gel T=120 C

Gambar Kadar Etanol pada Komposisi Hasil Adsorpsi dengan Silica Gel Setiap 15 Menit

Page 35: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

1. Adanya kapasitas maksimum penyerapan air yang dimiliki silica gel.

Hasil kadar etanol yang kurang tinggi disebabkan beberapa faktor:

Gambar Kurva Moisture Equilibrium untuk Silica Gel

Suhu RH Kapasitas maksimum air yang diserap (mL)

(⁰C) (%) Teoritis Actual 120 25.45 8.95 9.81 140 13.98 2.44 6.97

Tabel Perbandingan Kapasitas Air yang Diserap Silica Gel

2. Suhu regenerasi berada di bawah suhu uap campuran silica gel. Silica gel memiliki suhu regenerasi sekitar 60-90 °C

Page 36: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Molecular Sieve 3A Tabel Komposisi Hasil Adsorpsi dengan Molecular Sieve 3A pada

Rate Uap 1.1617 x 10-3 kg/s (T= 120 °C)

Jenis Adsorbent t(menit) %

Etanol Air Amil Alkohol

Molecular Sieve 3A

0 2.19 97.51 0.30 15 8.78 31.35 59.87 30 47.11 44.20 8.70 45 42.64 32.41 24.95 60 50.86 48.48 0.66 75 49.98 48.26 1.75

Tabel Komposisi Hasil Adsorpsi dengan Molecular Sieve 3A pada Rate Uap 1.5341 x 10-3 kg/s (T= 140 °C)

Jenis Adsorbent t(menit) %

Etanol Air Amil Alkohol

Molecular Sieve 3A

0 47.89 38.04 14.07 15 59.75 38.38 1.87 30 48.68 43.22 8.10 45 27.85 53.16 19.00 60 18.83 80.89 0.28

Page 37: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0 15 30 45 60 75

Kad

ar E

tano

l (%

)

t (menit)

Molecular Sieve T=140 C

Molecular Sieve T=120 C

Gambar Kadar Etanol pada Komposisi Hasil Adsorpsi dengan Molecular Sieve 3A Setiap 15 Menit

Page 38: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Suhu regenerasi molecular sieve 3A yang berada pada kisaran 140-250 °C sehingga air yang sudah terserap pada molecular sieve 3A teruapkan kembali.

Suhu Kapasitas maksimum air yang diserap (mL)

(⁰C) Teoritis Actual 120 2.01 1.39 140 11.39

Tabel Perbandingan Kapasitas Air yang Diserap Molecular Sieve

Pada hasil percobaan pada suhu 140 °C terjadi selisih dengan perhitungan teoritis, hal ini disebabkan karena karena saat percobaan ada sebagian air yang tidak terserap oleh molecular sieve 3A tetapi hilang pada sambungan antara labu leher dua dan kolom adsorpsi

Page 39: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Calcium Chloride (CaCl2)

Tabel Komposisi Hasil Adsorpsi dengan CaCl2 pada Rate Uap 1.1617 x 10-3 kg/s (T= 120 °C)

Jenis Adsorbent t(menit) %

Etanol Air Amil Alkohol

CaCl2

0 49.25 37.94 12.80 15 58.92 38.59 2.49 30 77.54 17.59 4.86 45 57.09 35.19 7.72 60 60.53 39.18 0.29 75 60.66 38.36 0.98 90 55.46 43.67 0.87 105 38.18 61.54 0.28

Page 40: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Tabel Komposisi Hasil Adsorpsi dengan CaCl2 pada Rate Uap 1.5341 x 10-3 kg/s (T= 140 °C)

Jenis Adsorbent t(menit) %

Etanol Air Amil Alkohol

CaCl2

0 61.42 38.30 0.28 15 42.11 55.86 2.03 30 11.21 86.00 2.78 45 0.36 68.06 31.58 60 0.24 94.79 4.97 75 0.51 73.37 26.12 90 0.33 97.17 2.50

Page 41: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Gambar Kadar Etanol pada Komposisi Hasil Adsorpsi dengan CaCl2 Setiap 15 Menit

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0 15 30 45 60 75 90 105 120

Kad

ar E

tano

l (%

)

t (menit)

CaCl2 T=140 CCaCl2 T=120 C

Page 42: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Kesimpulan Hasil Pemilihan Adsorbent

Adsorbent terbaik adalah molecular sieve 3A pada suhu 120 °C

Page 43: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Komposisi Campuran (%) Etanol Air Amil Alkohol 69.32 26.4 4.28

Tabel Komposisi Feed untuk Adsorpsi pada Keadaan Terbaik

Tabel Komposisi Hasil Adsorpsi dengan Molecular Sieve 3A pada Rate Uap 1.1617 x 10-3 kg/s (T= 120 °C)

Jenis Adsorbent t(menit) %

Etanol Air Amil Alkohol

Molecular Sieve

0 76.44 23.56 0.00 15 76.44 23.56 0.00 30 81.23 8.62 10.15 45 63.32 31.79 4.88

Page 44: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

Gambar Kadar Etanol pada Komposisi Hasil Adsorpsi dengan Molecular Sieve 3A Setiap 15 Menit pada Keadaan Terbaik

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0 15 30 45

Kad

ar E

tano

l (%

)

t (menit)

Molecular Sieve T=120 C

Page 45: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …

KESIMPULAN

1. Hasil dari penelitian pada bagian distilasi didapatkan etanol dengan kadar tertinggi pada variabel rate uap 1.3281 x 10-7 (kg/s) dan reflux ratio 0.92 yaitu sebesar 69.4336% v/v.

2. HETP kolom untuk tiap rate uap dan reflux ratio sekitar 0.0875 – 0.1 m.

3. Pressure drop tiap rate uap dan reflux ratio masih memenuhi ketentuan secara teoritis.

4. Adsorpsi yang paling baik menggunakan molecular sieve 3A dengan kadar etanol sebesar 81.23% v/v.

SARAN Melakukan perbaikan alat distilasi maupun adsorpsi dengan cara melakukan penyambungan kolom dengan labu leher dua secara permanen.

Page 46: PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR …