LABORATORIUM PROSES PEMISAHAN DENGAN PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA Destilasi

of 29

  • date post

    27-Feb-2018
  • Category

    Documents

  • view

    256
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of LABORATORIUM PROSES PEMISAHAN DENGAN PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA Destilasi

  • 7/25/2019 LABORATORIUM PROSES PEMISAHAN DENGAN PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA Destilasi

    1/29

    I-1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    I.1 Latar Belakang

    Pemisahan campuran liquid dengan destilasi bergantung pada perbedaan volatilitas

    antar komponen. Komponen yang memiliki relative volatility yang lebih besar akan lebihmudah pemisahannya. Uap akan mengalir menuju puncak kolom sedangkan liquid menuju ke

    bawah kolom secara counter-current (berlawanan arah). Uap dan liquid akan terpisah pada

    plate atau packing. Sebagian kondensat dari Condensor dikembalikan ke puncak kolom

    sebagai liquid untuk dipisahkan lagi, dan sebagian liquid dari dasar bolom diuapkan pada

    Reboiler dan dikembalikan sebagai uap (Komariah, 2009).

    Salah satu contoh distilasi adalah proses pemisahan ethanol dengan air. Proses distilasi

    ethanol-air akan menghasilkan etanol yang terpisah dengan solvent dan air. Pemisahan inilah

    yang digunakan pada percobaan distilasi kali ini.

    Distilasi atmospheric adalah proses pemisahan minyak bumi secara fisik denganmenggunakan perbedaan titik didih. Karena crude oil adalah campuran dari komponen-

    komponen yang sangat komplek dan pemisahan berdasarkan fraksi-fraksinya sehingga

    distilasi ini pemisahan dengan berdasarkan trayek titik didihnya (jarak didih).

    I.2 Rumusan Masalah

    Rumusan masalah percobaan destilasi adalah:

    1. Bagaimana cara mengetahui pengaruh lama waktu distilasi larutan ethanol-air 35%

    terhadap persen volume distilat dan residu?

    2. Bagaimana cara mengetahui pengaruh refluxdengan konsentrasi ethanol-air?

    I.3 Tujuan Percobaan

    Tujuan percobaan destilasi adalah:

    1. Untuk mengetahui pengaruh lama waktu distilasi larutan ethanol-air 35% terhadap

    persen volume distilat dan residu.

    2. Untuk mengetahui pengaruh reflux dengan konsentrasi ethanol-air.

  • 7/25/2019 LABORATORIUM PROSES PEMISAHAN DENGAN PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA Destilasi

    2/29

    II-1

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    II.1 Dasar Teori

    II.1.1 Distilasi

    Proses pemisahan dua komponen atau lebih liquid-liquid menjadi komponen fraksiyang murni dengan berdasarkan perbedaan volatilitas masing-masing komponen. Komponen

    yang memiliki relative volatility yang lebih besar akan lebih mudah pemisahannya. Uap akan

    mengalir menuju puncak kolom sedangkan liquid menuju ke bawah kolom secara counter-

    current (berlawanan arah). Uap dan liquid akan terpisah pada plate atau packing. Sebagian

    kondensat dari Condensor dikembalikan ke puncak kolom sebagai liquid untuk dipisahkan

    lagi yang biasanya disebut dengan reflux(Komariah, 2009).

    Pemisahan komponen-komponen dari campuran liquid melalui distilasi bergantung

    pada perbedaan titik didih masing-masing komponen. Juga bergantung pada konsentrasi

    komponen yang ada. Campuran liquid akan memiliki karakteristik titik didih yang berbeda.Oleh karena itu, proses distilasi bergantung pada tekanan uap campuran liquid (Komariah,

    2009).

    Menurut Komariah (2009), tekanan uap suatu liquid pada temperatur tertentu adalah

    tekanan keseimbangan yang dikeluarkan oleh molekul-molekul yang keluar dan masuk pada

    permukaan liquid. Berikut adalah hal-hal penting berkaitan dengan tekanan uap:

    1. Input energi menaikkan tekanan uap

    2.

    Tekanan uap berkaitan dengan proses mendidih

    3. Liquid dikatakan mendidih ketika tekanan uapnya sama dengan tekanan udara sekitar

    4.

    Mudah atau tidaknya liquid untuk mendidih bergantung pada volatilitasnya

    5.

    Liquid dengan tekanan uap tinggi (mudah menguap) akan mendidih pada temperatur

    yang lebih rendah

    6. Tekanan uap dan titik didih campuran liquid bergantung pada jumlah relatif komponen-

    komponen dalam campuran

    7. Distilasi terjadi karena perbedaan volatilitas komponen-komponen dalam campuran

    liquid.

    Gambar II.1 Tower Distilasi

    Menurut Komariah (2009), secara fundamental semua proses-proses distilasi yang adapada industri adalah sama. Secara keseluruhan, proses distilasi memerlukan alat-alat yang

    sama seperti kondensor, cooler, menara fraksionasi, kolom stripping. Proses pemisahan

  • 7/25/2019 LABORATORIUM PROSES PEMISAHAN DENGAN PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA Destilasi

    3/29

    Bab II Tinjauan Pustaka

    Laboratorium Proses Pemisahan dengan Perpindahan Panas dan Massa Secara SimultanD3 Teknik Kimia FTI-ITS

    Surabaya

    II-2

    secara distilasi dengan mudah dapat dilakukan terhadap campuran, dimana antara komponen

    satu dengan komponen yang lain terdapat dalam campuran:

    a. Dalam keadaan standar berupa cairan, saling melarutkan menjadi campuran homogen

    b. Mempunyai sifat penguapan relatif () cukup besar

    c. Tidak membentuk cairan azeotrop

    Pada proses pemisahan secara distilasi, fase uap akan segera terbentuk setelahsejumlah cairan dipanaskan. Uap dipertahankan kontak dengan sisa cairannya (dalam waktu

    relatif cukup) yang dimaksudkan agar pada suhu dan tekanan tertentu, antara uap dan sisa

    cairan akan berada dalam keseimbangan, sebelum campuran dipisahkan menjadi top product

    dan bottom product(Komariah, 2009).

    Fase uap yang mengandung lebih banyak komponen yang lebih mudah menguap pada

    fase cair, berarti menunjukkan adanya suatu pemisahan. Sehingga kalau uap yang terbentuk

    selanjutnya diembunkan dan dipanaskan secara berulang-ulang, maka akhirnya akan

    diperoleh komponen-komponen dalam keadaan yang relatif murni (Komariah, 2009).

    II.1.2 Skema Proses Distilasi

    1. Komponen Utama Kolom Distilasi

    Sebuah sistem distilasi umumnya mengandung beberapa komponen utama:

    Sebuah Shell vertikal dimana pemisahan komponen liquid terjadi, terdapat pada

    bagian dalam kolom (internal column) seperti tray atau plate dan packing yang

    digunakan untuk meningkatkan derajat pemisahan komponen.

    Sebuah Reboiler untuk menyediakan penguapan yang cukup pada proses distilasi.

    Kondenser untuk mendinginkan dan mengkondensasikan uap yang keluar dari atas

    kolom.

    Reflux drum untuk menampung uap yang terkondensasi dari top kolom sehinggaliquid (reflux) dapat di recycle kembali ke kolom.

    Rumah shell vertikal bagian dalam kolom beserta kondenser dan reboiler membentuk

    sebuah kolom distilasi. Gambaran unit distilasi dengan satu feed dan dua aliran produk

    adalah sebagai berikut:

    Gambar II.2 Skema distilasi yang sederhana

    2. Pengoperasian Distilasi

    Campuran liquid yang akan diproses biasanya disebut sebagai feed dan

    diinput pada bagian tengah kolom pada sebuah tray yang dikenal sebagai feed tray.

    Feed tray dibagi menjadi kolom atas (enriching or rectification) dan kolom bottom

  • 7/25/2019 LABORATORIUM PROSES PEMISAHAN DENGAN PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA Destilasi

    4/29

    Bab II Tinjauan Pustaka

    Laboratorium Proses Pemisahan dengan Perpindahan Panas dan Massa Secara SimultanD3 Teknik Kimia FTI-ITS

    Surabaya

    II-3

    (stripping). Feed mengalir ke bawah kolom dikumpulkan pada bagian bawah reboiler

    (Komariah, 2009).

    Panas di suplai ke reboiler untuk menghasilkan uap. Sumber panas dapat

    berasal dari fluida, tetapi kebanyakan juga digunakan steam. Pada penguapan, sumber

    panas di dapat dari aliran keluar dari kolom lain. Uap terbentuk pada reboiler diinput

    kembali pada bagian bottom. Liquid dikeluarkan dari reboiler dikenal sebagai produk

    bottom(Komariah, 2009).

    Uap bergerak ke atas kolom, didinginkan oleh kondensor. Liquid yang

    dikondensasi ditampung pada vessel yang dikenal sebagai reflux drum. Sebagian

    liquid di recycle kembali ke top yang dikenal reflux. Liquid yang terkondensasi

    dikeluarkan dari sistem dikenal sebagai destilat atau top product (Komariah, 2009).

    II.1.3 Macam-macam Distilasi

    Menurut Walangare (2013), terdapat beberapa jenis distilasi antara lain:

    1.

    Distilasi Sederhana

    Merupakan proses pemisahan dua komponen atau lebih liquid-liquid berdasarkan

    perbedaan titik didih jauh. Destilasi sederhana bertujuan untuk mendapatan senyawa atau

    kompone yang murni, yang didapatkan dari menguapnya komponen tersebut pada ketika

    mencapai titik didihnya.

    Gambar II.3 Distilasi Sederhana

    2. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat)

    Merupakan proses pemisahan dua komponen atau lebih liquid-liquid berdasarkan

    perbedaan titik didihnya. Perbedaannya dengan distilasi sederhana terletak pada

    perbedaan titik didih dari komponen yang dipisahkan, pada distilasi bertingkat proses

    pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan titik didih yang berdekatan. Selain itu,

    rangkaian alat pada distilasi bertingkat lebih banyak dan dan lebih baik, sehingga mampu

    memisahkan dua jenis cairan yang sama-sama mudah menguap. Rangkaian alat distilasi

    bertingkat lebih kompleks dan terdiri dari plat-plat yang bertingkat. Plat yang diatas

    mengandung banyak cairan yang mudah menguap, sedangkan plat yang bawah lebihbanyak mengandung cairan yang sukar menguap.

  • 7/25/2019 LABORATORIUM PROSES PEMISAHAN DENGAN PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA Destilasi

    5/29

    Bab II Tinjauan Pustaka

    Laboratorium Proses Pemisahan dengan Perpindahan Panas dan Massa Secara SimultanD3 Teknik Kimia FTI-ITS

    Surabaya

    II-4

    Gambar II.4 Distilasi Bertingkat

    3.

    Distilasi Azeotrop

    Merupakan proses pemisahan dua komponen atau lebih yang sulit untuk

    dipisahkan. Proses pemisahan pada distilasi azeotrop dapat dibantu dengan

    menambahkan senyawa lain yang bisa memecah ikatan azeotropnya atau dapat juga

    menggunakan tekanan tinggi.

    Gambar II.5 Distilasi Azeotrop

    4. Distilasi Uap (Steam D