Post on 31-Dec-2015
BAB IV
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
IV.1 Hasil Percobaan dan perhitungan
Konsentrasi awal larutan = 0,1%
Densitas larutan = 1 kg/L
Tabel 4.1 Hasil Percobaan dengan aliran counter current
Rate
(L/Jam)
T1
(C)
T2
(C)
T3
(C)
T4
(C)
T5
(C)
V1
(ml)
V2
(ml)
Vrata2
(ml)
Konsentrasi
akhir (N)
25,2
79,2
108
58
61
57
27
28
15
36
37
36
58
53
61
76
76
78
0,7
0,4
0,7
0,6
0,6
0,6
0,65
0,5
0,65
4,875x10-3
3,75x10-3
4,875x10-3
Tabel 4.2 Hasil Percobaan dengan aliran co-current
Rate
(L/Jam)
T1
(C)
T2
(C)
T3
(C)
T4
(C)
T5
(C)
V1
(ml)
V2
(ml)
Vrata2
(ml)
Konsentrasi
akhir (N)
25,2
79,2
108
76
66
67
36
38
37
36
38
41
45
45
51
86
76
79
0,4
0,5
0,6
0,4
0,4
0,5
0,4
0,45
0,55
3x10-3
3,375x10-3
4,125x10-3
Keterangan :
T1 = Suhu dinding tengah fouling film
T2 = Suhu udara keluar
T3 = Suhu dinding atas
T4 = Suhu liquid feed fouling film
T5 = Suhu liquid valve (output product)
IV-1
FTI-ITS
IV-2
BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Hasil Perhitungan Neraca Massa
Neraca Massa overall
F = L + V
Neraca Massa Asam Sitrat
Xf.F = XL.L + Xv.V
Tabel 4.3 Hasil perhitungan neraca massa dengan aliran counter current
Rate
(L/Jam)
F
(Kg/Jam)
L
(Kg/Jam)
V
(Kg/Jam)
25,2
79,2
108
23,5872
179,208
43,308
25,2
79,2
108
-1,62
100,008
648
Tabel 4.4 Hasil perhitungan neraca massa dengan aliran co-current
Rate
(L/Jam)
F
(Kg/Jam)
L
(Kg/Jam)
V
(Kg/Jam)
25,2
79,2
108
14,5152
161,28
366,48
25,2
79,2
108
-10,692
82,08
258,48
Hasil Perhitungan Neraca Panas
F.Cpf. T + S. = V.Hv + L.Cpl.T
Tabel 4.5 Hasil perhitungan neraca panas dengan aliran counter current
Rate
(L/Jam)
T2
(C)
T1
(C)Cpf Cpl Hv CpS
S
(Kg/Jam)
25,2 76 58 4,186 4,203 2437,55 1,01 73,18
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA IIIPROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA
FTI-ITS
IV-3
BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
79,2
108
76
74
53
55
4,185
4,185
4,203
4,200
2435,203
2432,857
1,01
1,01
236,40
124,78
Tabel 4.6 Hasil perhitungan neraca panas dengan aliran co-current
Rate
(L/Jam)
T2
(C)
T1
(C)Cpf Cpl Hv CpS
S
(Kg/Jam)
25,2
79,2
108
86
76
68
45
45
52
4,184
4,184
4,185
4,218
4,203
4,191
2416,24
2411,485
2406,73
1,01
1,01
1,01
82,47
269,90
322,18
IV.2 Pembahasan
Tujuan percobaan evaporator ini adalah menghitung perpindahan massa
dan panas pada proses evaporasi single effect, menentukan koefisien perpindahan
panas overall (U) pada Evaporator single effect, mengetahui konsentrasi akhir
dari larutan asam sitrat.
Prosedur yang dilakukan adalah dengan tahap persiapan, yaitu membuat
larutan asam sitrat 0,1% sebanyak 100 L dan menyalakan alat evaporator sampai
keadaan steady state, setelah itu mulai percobaan dengan masing-masing variabel
bukaan valve, yaitu bukaan valve 20, bukaan valve 25, dan bukaan valve 40
yang selanjutnya dapat dikonversi ke satuan rate 25,2 L/Jam, 79,2 L/Jam, dan 108
L/Jam. Setelah itu menitrasi larutan yang keluar dari alat evaporator sengan
larutan NaOH 0,2 N.
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, pada arah aliran counter
current variabel 25,2 L/Jam, 79,2 L/Jam, dan 108 L/Jam diperoleh konsentrasi
akhir masing-masing larutan sebesar 4,875x10-3N 3,75x10-3N dan 4,875x10-3N
Sedangkan pada arah aliran co-current diperoleh konsentrasi sebesar 3x10-3N
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA IIIPROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA
FTI-ITS
IV-4
BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
3,375x10-3N dan 4,125x10-3N . Hal ini tidak sesuai dengan literatur yang
menyebutkan bahwa konsentras larutan akan meningkat setelah dilakukan proses
evaporasi (penguapan).
Grafik 4.1 Perbandingan antara rate aliran dengan konsentrasi larutan
Berdasarkan grafik perbandingan antara rate aliran dengan konsentrasi
larutan, diperoleh bahwa hubungan antara rate aliran berbanding lurus dengan
konsentrasi asam sitrat pada aliran counter current, semakin besar rate aliran,
maka semakin kecil konsentrasi asam sitrat namun terjadi pengecualian pada rate
79,2 L/Jam yang mengalami penurunan konsentrasi dan pada aliran co-current
rate aliran juga berbanding lurus dengan konsentrasi asam sitrat pada aliran
counter current, semakin besar rate aliran, maka semakin besar pula konsentrasi
asam sitrat. Pada aliran counter current, konsentrasi tertinggi asam sitrat diperoleh
pada aliran dengan rate 25,2 L/Jam yaitu diperoleh konsentrasi sebesar
0,004875N. Sedangkan pada aliran co-current, konsentrasi tertinggi asam sitrat
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA IIIPROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA
FTI-ITS
F
L
V
S C
IV-5
BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
diperoleh pada aliran dengan rate 108 L/Jam yaitu diperoleh konsentrasi sebesar
0,004125N.
Perhitungan neraca massa dilakukan dengn rumus material balance biasa,
yaitu :
Akumulasi = 0
1. Overall material balance
F = L + V
2. Asam sitrat material balance
XF.F = XL.L + XV.V
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA IIIPROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA
FTI-ITS
IV-6
BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan, pada arah aliran counter current
variabel rate 25,2 L/Jam, diperoleh nilai F, L, dan V masing-masing adalah
23,5872 Kg/Jam; 25,2 Kg/Jam; dan -1,62 Kg/Jam, variabel rate 79,2 Kg/jam,
diperoleh nilai F, L, dan V masing-masing adalah 179,208 Kg/Jam; 79,2 Kg/Jam,
dan 100,008, variabel rate 108 Kg/Jam, diperoleh nilai F, L, dan V masing-masing
adalah 599,76 Kg/Jam; 108 Kg/Jam; dan 124,78 Kg/Jam.
Sedangkan pada arah aliran co-current variabel rate 25,2 L/Jam, diperoleh
nilai F, L, dan V masing-masing adalah 14,5152 Kg/Jam; 25,2 Kg/Jam; dan -
10,692 Kg/Jam, variabel rate 79,2 L/Jam, diperoleh nilai F, L, dan V masing-
masing adalah 161,28 Kg/Jam; 79,2 Kg/Jam; dan 82,08 Kg/Jam, variabel rate 108
L/Jam, diperoleh nilai F, L, dan V masing-masing adalah 1866,24 Kg/Jam; 108
Kg/Jam; dan 322,18 Kg/Jam.
Perhitungan neraca panas :
1. Neraca massa overall
F = L + V
2. Perhitungan neraca panas
F.Cpf. T + S.CpS.T = V.Hv + L.Cpl.T
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, pada arah aliran counter
current variabel 25,2 L/Jam, 79,2 L/Jam, dan 108 L/Jam diperoleh rate udara
panas masing-masing sebesar 73,18 Kg/Jam; 236,40 Kg/Jam; dan 124,78 Kg/Jam.
Sedangkan pada aliran co-current variabel 25,2 L/Jam, 79,2 L/Jam, dan
108 L/Jam diperoleh rate udara panas sebesar 82,47 Kg/Jam; 269,90 Kg/Jam; dan
322,18 Kg/Jam.
LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA IIIPROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA