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