7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 1/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kimia  , pendekatan grafis yang disaikan oleh McCabe dan Thiele di !"#$ ,

yang dikenal sebagai metode McCabe Thiele-dianggap paling sederhana dan mungkin

 paling instruktif untuk analisis distilasi biner% Metode ini menggunakan fakta bah&a

komposisi masing-masing plat teoritis 'atau tahap keseimbangan( sepenuhnya ditentukan

oleh fraksi molar salah satu dari dua komponen%

Metode McCabe-Thiele didasarkan pada asumsi o)erflo& molar konstan mensyaratkan

 bah&a*

molar yang panas penguapan dari komponen pakan adalah sama%

+adi untuk setiap mol uap mengembun cair menguap mol%

engaruh dari panas, seperti panas dan pembahasan perpindahan panas ke dan dari kolom

distilasi dianggap diabaikan%

1. !"m"#an Ma#alah

dapun rumusan masalah pada makalah kami adalah sebagai berikut *

!%#%! pa yang di maksud dengan Stage, .nriching, Stripping pada proses distilasi/

!%#%# pa saa tahap-tahap pada proses perhitungan nilai teoritis stage degn

 persamaan MCCabe/

  !%#%0 1agaimana cara menghitung nilai teoritis pada stage dengan metode

MCCabe/

1.$ T"%"andapun tuuan pada makalah kami adalah sebagai berikut *

!%0%! Mengetahui apa yang di maksud dengan Stage, .nriching,dan Stripping

!%0%# Mahasis&a dapat menelaskan tahap-tahap pada proses perhitungan nilai teoritis

stage dengan persamaan MCCabe

!%0%0 Dapat menghitung nilai teoritis pada stage dengan Metode MCCabe

BAB II

TIN&AUAN PU'TA(A

erpindahan Massa Termal1

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 2/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

Metode MCCabe-Thiele adalah sebuah metode matematis untuk menentukan nilai

teoritis stage yang dibutuhkan untuk memisahkan sebuah campuran dan 1 dengan

menggunakan kesetimbangan bahan disekitas bagian menara yang merupakan garis operasi

dan grafik kesetimbangan 2y dari system% Destilasi ada proses pemisahan secara fisik '

 physical separation ( yang berdasarkan perbedaan titik didih, dan sedikitnya dibutuhkan dua

komponen% roses pemisahan tidak dapat dilakukan apabila kedua komponen memiliki titik 

didih yang sama dan kondisi ini la3imnya disebut dengan azeotrop.  emisahan destilasi dua

komponen memang arang ditemukan pada proses - proses di industri, tetapi dengan

mempelaari pemisahan destilasi dua komponen ini akan memberikan pemahaman yang

cukup baik mengenai pengaruh 4 pengaruh dari berbagai )ariable yang ada ' seperti, reflu2

rasio, kondisi umpan, kemurnian produk dan lain 4 lain (%

Salah satu metode yang sering digunakan dalam menghitung umlah stage ideal untuk 

destilasi dua komponen ' binary distillation ( adalah dengan menggunakan metode McCabe-

Thiele, disamping itu terdapat metode lain yaitu metode ponchon Sa)arit% 1ila dibandingkan

dengan metode ponchon sa)arit, maka metode McCabe 4 Thiele lebih mudah digunakan

karena dengan metode McCabe-Thiele ini kita tidak memerlukan perhitungan 5eat 1alance

' necara panas ( untuk menentukan umlah stage yang dibutuhkan% Metode McCabe-Thiele

ini mengasumsikan bah&a lau alir molar baik li6uid maupun )apour atau 789 konstant, atau

dikenal uga dengan istilah Constant Molar Overflow ( CMO ), namun pada keadaan

sebenarnya keadaan CM: tidaklah konstant%

 Secara umum sebuah kolom distilasi terdiri dari *

Vessel  atau kolom itu sendiri, dimana pada kolom ini lah teradi pemisahan, aliran

yang teradi didalamnya secara countercurrent, uap yang berasal dari reboiler naik 

kebagian atas kolom, sedangkan li6uid yang disupplai dari reflu2 turun keba&ah%

Didalam kolom terdapat plate atau piring ' disebut uga dengan stage ( pada plate ini

lah teradi proses pemisahan yang efektif%

Condenser , berfungsi untuk mengkondensasikan uap ' 9; ( yang berasal dari kolom,

condenser dapat mengkondensasikan seluruh uap yang berasal dari kolom ' disebut

 uga dengan total kondenser, tidak dihitung sebagai ! stage (, atau dapat pula

mengkondensasikan sebagaian uap ' partial kondenser, dihitung sebagai ! stage (

 Acc!lator , berfungsi sebagai penyedia reflu2 ' < (

erpindahan Massa Termal2

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 3/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

 "eboiler   , menguapkan kembali li6uid yang berasal dari kolom distilasi ' 7= ( dan

' umumnya dihitung sebagai ! stage (

>ambar !%?olom Destilasi

7@ adalah lau alir molar yang kembali ke kolom 'ke stage pertama (, sedangkan 9@ adalah uap

yang keluar dari kolom menuu ke kondenser untuk di kondensasikan% 7A adalah li6uid yang

 berasal dari kolom destilasi menuu ke reboiler untuk diuapkan kembali, sedangkan 9A

adalah uap yang terbentuk dari 7A dan masuk lagi ke kolom% Untuk lebih memudahkan,

 bagian rectifying akan di tandai dengan subscript n, dan bagian stripping ditandai dengan

subscript !%

(on#tr"k#i dan )engg"naan diagram McCabe*Thiele

Sebelum memulai konstruksi dan penggunaan diagram McCabe-Thiele untuk

 penyulingan feed binari, kesetimbangan cair-uap '97.( data harus diperoleh untuk nilai yang

lebih rendah- didih komponen pakan%

erpindahan Massa Termal3

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 4/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

>ambar #* diagram McCabe-Thiele ?has untuk penyulingan feed biner 

7angkah pertama adalah untuk menarik sumbu )ertikal dan horisontal yang sama

 berukuran grafik% Setiap sumbu harus ditandai off B,B-!,B dalam sepersepuluh, seperti yang

ditunukkan pada >ambar !% Sumbu hori3ontal akan untuk fraksi mol 'dilambangkan dengan

2( dari komponen pakan rendah mendidih dalam fase cair% Sumbu )ertikal akan untuk fraksi

mol 'dinotasikan dengan y( dari komponen pakan rendah mendidih dalam fase uap%

7angkah berikutnya adalah untuk menggambar garis lurus $ deraat dari titik di

mana 2 dan y kedua sebesar B,B ke titik di mana 2 dan y keduanya !,B sama, yang merupakan

garis 2 y pada >ambar #% ?emudian menarik garis keseimbangan 'uga terlihat pada

>ambar #( dengan menggunakan titik data 97. dari komponen didih lebih rendah, yang

me&akili komposisi kesetimbangan fasa uap untuk setiap nilai komposisi fase cair% +uga

menarik garis merah )ertikal 'dari sumbu horisontal sampai garis 2 y( untuk pakan ternak 

dan untuk komposisi yang diinginkan dari produk distilat atas dan produk dasar yang sesuai%

7angkah selanutnya adalah menggambar garis operasi hiau untuk  bagian perbaikan  dari

kolom distilasi 'yaitu, bagian atas masukan pakan(% Dimulai di persimpangan garis komposisi

distilat merah dan garis y 2, menarik garis operasi perbaikan pada kemiringan ke ba&ah

dari 7 8 'D E 7( dimana 7 adalah lau alir molar refluks dan D adalah lau alir molar produk 

distilat% 7ereng didefinisikan sebagai Fy 8 F2% Sebagai contoh, pada >ambar #, dengan

asumsi lau alir molar refluks 7 adalah !BBB mol per am dan lau alir molar D distilat adalah

$"B mol per am, maka kemiringan ke ba&ah garis operasi perbaikan adalah !BBB 8 '$"B E

erpindahan Massa Termal4

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 5/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

!BBB( B,G0 yang berarti bah&a y-koordinat setiap titik pada garis menurun B,G0 unit untuk 

setiap unit bah&a 2-koordinat menurun%

>ambar 0* Contoh lereng 6-line

7angkah selanutnya adalah menarik 6 garis-biru 'terlihat pada >ambar !( dari garis 2 ysehingga memotong garis operasi meluruskan%

ara 6 parameter fraksi mol cairan dalam pakan dan kemiringan garis 6-adalah 6 8 '6 -

!(% Sebagai contoh, ika pakan adalah cairan enuh memiliki uap tidak, sehingga 6 ! dan

kemiringan garis 6-adalah tak terbatas yang berarti garis adalah )ertikal% Sebagai contoh lain,

 ika pakan yang diberikan semua uap enuh, 6 B dan kemiringan garis 6 adalah B yang

 berarti bah&a garis hori3ontal%

1eberapa contoh 6-line lereng disaikan pada >ambar 0% Seperti yang bisa dilihat

sekarang, diagram McCabe-Thiele khas pada >ambar # menggunakan 6-garis me&akili feed

sebagian menguap%

Selanutnya, seperti yang ditunukkan pada >ambar #, menarik garis operasi ungu

untuk   bagian pengupasan dari kolom distilasi 'misalnya, bagian ba&ah inlet feed(% Dimulai di

 persimpangan garis komposisi pantat merah dan garis 2 y, menggambar bagian pengupasan

erpindahan Massa Termal5

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 6/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

operasi baris sampai ke titik di mana 6 garis biru memotong garis operasi hiau dari garis

 bagian meluruskan operasi%

khirnya, sebagaimana dicontohkan pada >ambar #, menarik langkah antara garis

operasi dan garis keseimbangan dan kemudian menghitungnya% 7angkah-langkah me&akili

 pelat teoritis 'atau tahapan ekuilibrium(% +umlah yang diperlukan pelat teoritis adalah G untuk 

distilasi biner digambarkan dalam >ambar #%

erhatikan bah&a menggunakan baris ber&arna tidak diperlukan dan hanya

digunakan di sini untuk membuat metodologi lebih mudah untuk menggambarkan%

BAB III

erpindahan Massa Termal6

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 7/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

PEMBAHA'AN

$.1 Enriching+ 'tri))ing Dan 'tage

Distilasi sendiri erat kaitannya dalam penentuan nilai teoritis pada stage,hal ini

dikarenakan menghitung nilai teoritis merupakan salah satu dari pokok bahasan dalam

 penelasan Distilasi%

o <asio refluks yang besar akan menghasilkan plate yang sedikit

o ?ur)a kalibrasi digunakan untuk menentukan fraksi mol distilat dan produk ba&ah

o .nriching digunakan untuk menentukan garis operasi

o .nriching line menunukkan kolom distilasi bagian atasripping line bertuuan

mengeluarkan komponen mudah menguap dari fasa cair pada

o  bagian ba&ah kolom%

o Stripping line yaitu penarikan garis dari perpotongan enriching line dan 6-line dengan

o titik fraksi mol umpan%

o <efluks total merupakan semua cairan yang diuapkan dan dikembalikan ke kolom

o late teoritis merupakan plate yang diperoleh dari hasil perhitungan

o late actual yaitu palte yang sesungguhnya ditambah kondensor 

o late minimum yaitu umlah plate minimum yang diperlukan untuk tahapan

kesetimbangan, tidak ada refluks%

$. Taha) Pro#e# Perhit"ngan 'tage Teoriti#

Dalam perhitungan theoritical stage ada beberapa tahap yang harus dilakukan , yaitu *

!% embuatan kur)a kesetimbangan uap cair ' biasanya untuk senya&a atau

komponen yang lebih ringan (

erpindahan Massa Termal7

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 8/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

#% Membuat garis operasi baik seksi rectifying ' enriching ( maupun stripping

0% Membuat garis umpan 8 feed ' 6-line (, 6- line ini akan menunukkan kualitas dari

umpan itu sendiri, apakah dalam keadaan uap enuh, li6uid enuh dan lain 4 lain

% Membuat atau menarik garis stage yang memotong kur)a kesetimbangan yang

memotong kur)a kesetimbangan 2y, garis operasi rectifying dan stripping yang

dia&ali dari HD dan berakhir pada H1,

 >ambar .>rafik McCabe-Thiele

$..1 Memb"at k"r,a (e#etimbangan

Dalam membuat kur)a kesetimbangan 2y, umumnya kur)a dibuat untuk komponen

yang lebih ringan, misalkan pemisahan komponen ben3ene-toluene, maka kur)a yang

dibuat kesetimbangan 2y adalah untuk komponen ben3ene% ika dalam soal telah tersedia

data kesetimbangan 2y , maka data tersebut dapat langsung digunakan , namun ika tidak 

data tersebut harus dibuat terlebih dahulu , terdapat beberapa cara dalam membuat kur)a

kesetimbangan ini *

Dengan menggunakan relatif )olatilitas *

y 

+ika diketahui tekanan operasi kolom ' dan biasanya diasumsikan tidak teradi

 penurunan tekanan dalam kolom ( maka kur)a kesetimbangan dapat dibuat dengan

rumusan y ,

erpindahan Massa Termal8

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 9/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

$.. Memb"at -ari# )er#i !ecti/0ing

>aris operasi rectifying dapat diabarkan dengan *

ynE!  E

Dimana

7n lau alir molar li6uid stage ke n

9nE! lau alir molar uap stage ke nE!

Hn  fraksi li6uid ke nE! komponen ringan

HD fraksi destilat komponen ringan

D lau alir molar destilat

>aris operasi rectifying dimulai dari titik ' HD,YD ( atau ' HD, HD (, enomoran stage

umumnya dimulai dari atas lalu diteruskan ke ba&ah hingga berakhir pada reboiler 

sebagai stage terakhir% garis operasi rectifying uga dapat diabarkan dalam persamaan

lain yaitu *

ynE!  E

Dimana *

< rasio refluks

<asio refluks didefenisikan sebagai *

< 'arus yang diumpan kembali ke kolom ' refluks, 7@ (( 8 'arus produk atas

yang diambil(

  7@8D

ada persamaan diatas ' persamaan kedua ( , perpotongan garis tersebut terhadap sumbu

y adalah pada titik 'B, (, seperti pada gambar diba&ah ini *

erpindahan Massa Termal9

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 10/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

>ambar $.>aris :perasi <ectifying

$..$ -ari# o)era#i #tri))ing

>aris operasi stripping dapat di abarkan dengan *

ymE!  E

Dimana *

7m  lau alir molar li6uid stage ke m

9mE!  lau alir molar uap stage ke mE!

Hm  fraksi li6uid ke nE! komponen ringan

H1  fraksi bottom produk komponen ringan

1 lau alir molar bottom produk 

+ika slope 7m89m diketahui maka garis operasi stripping dapat dibuat, tetapi biasanya

mudah membuat garis operasi stripping setelah garis umpan ' 6 line ( diketahui%

erpindahan Massa Termal10

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 11/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

>ambar G%>aris :perasi Stripping

$.. -ari# "m)an 2 3 line 4

Ieed yang masuk ke kolom destilasi dapat dalam berbagai kondisi antara lain *

• Ieed pada kondisi din#in , 6 J !

• Ieed pada kondisi titi$ #ele!bn#, satrated li%id , 6 !

• Ieed pada kondisi ca!pran ap & cair  B K 6 K !

• Ieed pada kondisi titi$ e!bn, satrated vapor 6 B

• Ieed pada kondisi ap panas lan't, satrated vapor  6 K B

Untuk lebih elasnya lihat gambar di ba&ah ini *

>ambar L%>aris umpan ' 6-line(

erpindahan Massa Termal11

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 12/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

>aris umpan menunukkan kualitas dari umpan tersebut, ika telah terbiasa dengan

 penggunaan istilah kualitas uap maka sebaiknya lebih di perhatikan lagi, mengingat

 pada pembahasan di termodinamika , ika suatu komponen tunggal atau campuran padakeadaan titik didih ' saturated li6uid ( maka nilai kualitasnya adalah B , sedangkan pada

destilasi , 6 line sama dengan !%

>aris umpan dapat diabarkan dengan *

y6  E

Dimana *

6 nilai kualitas umpan

HI fraksi umpan atau feed komponen ringan

Umumnya lebih mudah menggambarkan garis umpan ini dengan menggunakan slope

yaitu * , untuk 6 !, maka nilai slope akan menadi tidak terhingga% >aris umpan ini

 bera&al dari titik 'HI,YI( dan berakhir pada perpotongan dengan garis operasi rectifying,

sehingga dengan demikian alternatif lainnya untuk membuat garis umpan dapat dibuat

yaitu dengan menentukan titik perpotongan antara garis umpan dan garis operasi

rectiying, adapun titik perpotongan antara kedua garis tersebut adalah titik 'Hpot,Ypot (

yaitu *

Ypot E

Setelah semua grafik dan garis tersebut dibuat , kemudian umlah theoritical stage

yang dibutuhkan dapat dibuat yaitu dimulai dari HD dan berakhir pada HD%

pabila nilai relatif )olatilitas atau kur)a kesetimbangan tetap, maka garis umpan

 akan mempengaruhi *

>aris operasi stripping dan rectifying

 Nilai rasio refluks dan nilai minimum rasio refluks

+umlah stage

erpindahan Massa Termal12

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 13/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

?ebutuhan media pemanas pada reboiler serta pendingin pada reboiler 

Dengan menggunakan soft&are McCabe -Thiele late Calclator  ' lihat posting A

McCabe Thiele late Calculator ( , pengaruh garis umpan dengan mudah dapat dilihat

 Nilai 6 ! dan 6 B, mudah untuk ditentukan, sementara untuk nilai 6 yang lain dapat

dihitung dengan persamaan umum *

6 ' heat to )apori3e ! mol of feed (8'molar laten of feed (

 Namun begitu 6 uga dapat di hitung dengan persamaan *

Unt"k kondi#i dingin+ 3 53

6 ! E

Unt"k "m)an kondi#i "a) )ana# lan%"t+ 3 5 1

6

Dimana *

C p9  kapasitas panas uap

C p7  kapasitas panas li6uid

Tf temperature feed atau umpan

TD  temperature titik embun ' de& point ( atau saturated )apour 

T1 temperature titik gelembung ' bubble point ( atau saturated li6uid

59  panas laten total

Unt"k "m)an )ada kondi#i cam)"ran "a) cair+ 6 7 3 7 1

Dengan 6 adalah fraksi mol li6uid pada umpan, 6% Seperti yang diketahui bah&a

campuran uap 4li6uid akan berada diantara kondisi bubble dan de& point% Umumnya

 pada persoalan perhitugan destilasi , tekanan umpan atau feed telah diketahui,

sehingga dengan demikian kondisi uap -cair berada diantara temperature bubble dan

de& point, untuk menentukan seberapa besar nilai fraksinya ' biasanya fraksi yang

erpindahan Massa Termal13

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 14/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

dihitung adalah fraksi uap atau , v, sehingga 6 ! 4 v ( dapat menggunakan

 perhitungan flash ' flash calculation (%

Dengan kondisi 6 yang beragam, maka kondisi umpan akan memberikan pengaruh

terhadap aliran baik pada seksi rectifying maupun stripping, lihat gambar diba&ah ini *

 

erpindahan Massa Termal14

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 15/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

Dimana *

• I lau alir molar feed atau umpan

• 7 lau alir molar li6uid bagian rectifying

• 9 lau alir molar uap bagian rectifying

• 7 lau alir molar li6uid bagian stripping

•

9 lau alir molar uap bagian stripping

Dari gambar diatas, pada 6 J ! ' umpan pada kondisi dingin ( sebagian uap pada aliran

9 akan terkondensasikan dan aliran yang terkondensasikan tersebut akan menambah

 umlah total li6uid yang berada dibagian stripping disamping itu, dengan teradi

kondensasi berarti uap melepas panas sebesar O, dan O tersebut akan digunakan untuk 

memanaskan umpan hingga mencapai titik gelembungnya%

ada 6 ! ' umpan pada kondisi bubble point atau saturated li6uid atau li6uid enuh (,

 aliran umpan akan menambah umlah aliran total li6uid pada bagian stripping%

ada B K 6 K !, umpan berada dalam kesetimbangan uap- cair, dimana terdapat

seumlah li6uid dan uap pada umpan dan keduanya menambah umlah aliran pada

stripping ' untuk li6uid ( dan rectifying ' untuk uap (

ada 6 B , umpan berada dalam keadaan uap enuh atau de& point atau saturated

)apour, dengan kondisi umpan seperti ini, uap akan langsung naik ke atas, dan hal ini

akan menambah umlah aliran uap yang berada pada bagian rectifying

erpindahan Massa Termal15

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 16/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

ada 6 J !, umpan berada dalam keadaan superheated )apour atau panas lanut,

umpan seperti ini akan menguapkan sebagian dari li6uid ' 7 ( yang berada pada bagian

rectifying sehingga akan menambah umlah aliran total uap pada bagian rectifying

tersebut, umpan yang telah melepaskan sebagian panas tadi akan berada dalam kondisi

uap enuh

$.$ Cara Menghitng Nilai Teoriti# Dari 'tage Dengan Metode Mc cabe 8 Thiele

Contoh *

Campuran GBP B P ben3ene 4toluene, ingin dipisahkan pada tekanan !B!%0# ka,

kemurnian distilat ' hasil atas ( ben3ene diinginkan sebesar "QP dan pengotor yang

diinginkan pada bottom produk sebesar #P, feed masuk pada kondisi saturated li6uid,

digunakan total condenser dan refluks rasio sebesar #, maka tentukanlah umlah stage yang

dibutuhkan serta berapa molar flo&rate destilat yang dihasilkan untuk proses pemisahan

tersebut *

 enyelesaian *

7ihat pada gambar !

1asis !BB kmol8am

+tep * Material alance

M1 keseluruhan

I D E 1

!BB D E 1

?omponen 1en3ene *

I2f ben3 DHD ben3 E 1H1 ben3

!BB 'B%G( D'B%"Q( E 1 'B%B#(

erpindahan Massa Termal16

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 17/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

Subsitusi kedua persamaan diatas lalu didapatkan hasil *

D GB%# kmole8am

1 0"%$Q kmole8am

+tep * !e!bat #rafi$ $eseti!ban#an

?oefisien antoine 1en3ene * !0%Q$" 1 #LL0%LQ C ##B%BL

?oefisien antoine Toluene !%BB"Q 1 0!B0%B! C #!"%L"

 

Dengan menggunakan listing program pada posting  Me!bat /ia#ra! t-0y +iste! dea 

maka didapatkan hasil sebagai berikut *

T!ST QB%BQG

T#ST !!B%G!G

  T !ST #ST 2! y!

  ----------------------------------------

  !!B%G!G #0L%QB! !B!%0#B %BBB %BBB

  !BL%$G0 #!"%"## "#%Q#0 %BGL %!$

  !B%$!B #B0%BQ" Q%Q"" %!0" %#LQ

  !B!%$L !QL%#GB LL%$#B %#!L %B!

  "Q%B !L#%0"L LB%G$Q %0B! %$!0

  "$%0$! !$Q%GB G%#Q" %0"0 %G!$

  "#%#"Q !$%!B $Q%0Q$ %"0 %LBQ

  Q"%#$ !00%#BQ $#%"#0 %GB0 %L"0

erpindahan Massa Termal17

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 18/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

  QG%!"# !#!%Q!L L%QLQ %L#0 %QG"

  Q0%!0" !!!%#BB 0%##G %Q$$ %"0Q

  QB%BQG !B!%0#B 0Q%"G !%BBB !%BBB

  ---------------------------------------

?emudian di plot grafik y )s 2

+tep 1 * !e!bat #aris operasi rectifyin# 

>aris ini akan lebih mudah dibuat dengan perpotongan terhadap sumbu y ' intersep ( yaitu

 pada *

B%0#GGGL

Sehingga, titik perpotongan terhadap garis y pada titik ' B, B%0#GGL(

+tep 2 * !enent$an #aris !pan

?arena umpan atau feed masuk pada keadaan saturated li6uid, maka nilai 6 !, untuk nilai 6

!, maka garis umpan adalah )ertical ' lihat pada gambar $ ( dan memotong garis operasi

rectifying

+tep 3 * !enari$ #aris operasi strippin# 

?arena titik perpotongan antara garis operasi rectifying dan garis umpan telah diketahui,

maka , garis operasi stripping dapat lebih mudah dibuat dengan menarik dititik perpotangankedua garis tersebut lalu berakhir pada nilai H1%

+tep 4 * !e!bat sta#e

Stage dibuat dengan menarik garis hori3ontal dan )ertical yang berpotongan pada kur)a

kesetimbangan serta kedua garis operasi yang bera&al dari HD, dan berakhir pada H1%

5asilnya seperti berikut *

erpindahan Massa Termal18

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 19/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

Dengan mengunakan metode McCabe-Thiele didapatkan umlah theoritical Stage adalah

sebanyak !0 dengan umpan masuk pada stage ke G, ketelitian dari pembuatan grafik serta

garis operasi akan mempengaruhi hasil perhitungan stage, dengan bantuan komputer , maka

ketelitian pembuatan stage akan lebih baik lagi%

Contoh #

 Campuran cairan dari ben3ene 4 toluene dimasukkan pada menara destilasi fraksionasi pada

tekanan !B!,0 ?pa% Umpan sebanyak !BB kg8am adalah cairan !$P mol ben3ene dan $$P

mol tolune, masuk pada 0#L,G ? '!0BBI (% ada destilasi"$P mol tolune dan bottom !BP mol

 ben3ene dan "BP mol tolune yang diperbolehkan% <eflu2 ratio adalah *!% ?apasitas panas

rata 4 rata dari umpan adalah !$" ?8?gmolBC ' 0Q 1tu8lbmolBI ( dan panas latenrata- rata

0#,B"" ?%kmol ' !0%QBB 1tu8lbmol(% Data untuk system ini terdapat dalam table !%! dan

dalam gambar !%! % 5itunglah umlah destilasi dalam ?gmol8am dan bottom dalam?gmol8am serta umlah teoritis tray yang dibutuhkan/

 penyelesaian

Dari data yang diberikan , I !BB ?gmol8am, H I B,$ HD B,"$ HR B,!B dan <7n8D%

Untuk kesetimbangan keseluruhan bahan distribusi ke persamaan '#B(

I D E R %% '!(

!BB D E R

erpindahan Massa Termal19

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 20/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

Subsitusi ke persamaan '# ( dan mencari D dan R

I%HI D%HD E R%2&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% '#(

!BB'B,$( D'B,"$(E'!BB-D('B,!B(

D !,# ?gmol8am R $Q,Q ?gmol8am

Untuk garis operasi enriching, menggunakan persamaan

!"B,BBQBB,B!C

"$,B

!C

C

!!!   +=

+

+

+

=

+

+

+

=+   nn

 /

nn  5 

 " 5 

 " "

 5  5 

 "

 "6 

?emudian menghitung nilai 6 dari diagram titik pada gambar !%! dari H I B,$% Titik didih

umpan adalah "0,$BC atau 0GG,L ? '#BB,0BI( dari persamaan 0

 7V 

 8 V 

 9  9 

 9  9 %

−

−

=

 Nilai dai 5)- 57 panas laten 0#%B"" ?87gmol, perhitungannya pada persamaan 0, yaitu *

5) 4 5I  '5) 4 57(E '57 4 5I(, maka

57-5I C7 'T1 4TI(

Dimana kapasitas panas dari cairan umpan C7 !$" ?8?gmol ? , T1 0"" ? 'titik didih

umpaan( dan TI 0#L,G ? ' temperature umpan masuk ( Subsitusi persamaan *

 7V 

 8  - (7 7V 

 9  9 

T T C  9  9 %

−

−+−

=

('('

>ambar Q% Diagram McCabe-Thiele

erpindahan Massa Termal20

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 21/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

Subsitusi nilai yang diketahui

( )!"$,!

B""%0#

G,0#LL,0GG!$"B""%0#=

−+=%

( )!"$,!

QBB%!0

!BB0,#BB0QQBB%!0   −+=%

dari persamaan Slope dari garis 6 adalah *

!#,G!!"$,!

!"$,!

!=

−

=

−%

%

>aris 6 dipotong dengan nilai Y HI B,$ dengan slope G,!#% >aris operasi stripping ditarik 

untuk dihubungkan ke nilai Y H H& !,!B dari perpotonngan titik pada garis operasi

enriching% Dimulai dari Y H HD, langkah teoritis ditarik% Nilai stage teoritis adalah L,$

atau L,G langkah kecil boiler, dengan teoritis tray byang diharapkan adalah G,G% Umpan masuk 

 pada tray ke $ dari atas%

contoh 0 erhitungan nilai 6

Campuran GBP B P ben3ene-touluene masuk ke kolom destilasi pada tekanan #BB

ka, hitunglah 6 untuk masing 4 masing kondisi *

ada temperature 0B oC

+ika umpan diuapkan sebanyak $P

 enyelesaian *

:nt$ T ; 1< oC 

Dari hasil perhitungan temperature bubble QQ oC, temperature de& adalah "$ oC

 T  0!Q"%G# k+8kmole

 1  #"#"0%## k+8kmole

ada T QQ oC

Cp  ben3ene  !Q%0L k+8mol C

Cp toluene  !LQ%L0 k+8kmol C

erpindahan Massa Termal21

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 22/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

Cp campuran  '!B0%G 2 B%G ( E ' !LQ%LG 2 B% ( !00%$Q k+8mol C

O ! E '!00%$Q 'QQ-0B((8 '0BGLG%QG 2 B%G E 00!0#%B0 2 B% (

  !%#$L

untuk umpan diuapkan sebanyak $ P

umpan diuapkan sebanyak $ P dari feed sehingga dengan demikian

6 ! 4 B%$

  B%$$

BAB I9

(E'IMPULAN

• Metode MCCabe-Thiele adalah sebuah metode matematis untuk menentukan nilai

teoritis stage yang dibutuhkan untuk memisahkan sebuah campuran dan 1 dengan

menggunakan kesetimbangan bahan disekitas bagian menara yang merupakan garis

operasi dan grafik kesetimbangan 2y dari system

• Dalam perhitungan theoritical stage ada beberapa tahap yang harus dilakukan ,

yaitu *

!% embuatan kur)a kesetimbangan uap cair ' biasanya untuk senya&a atau

komponen yang lebih ringan (

#% Membuat garis operasi baik seksi rectifying ' enriching ( maupun stripping

0% Membuat garis umpan 8 feed ' 6-line (, 6- line ini akan menunukkan kualitas

dari umpan itu sendiri, apakah dalam keadaan uap enuh, li6uid enuh dan lain 4 

lain

erpindahan Massa Termal22

7/17/2019 Makalah Pmt

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-pmt 23/23

Metode Mc Cabe- Yhiele Untuk Menghitung Nilai Teoritis Dari Stage

% Membuat atau menarik garis stage yang memotong kur)a kesetimbangan yang

memotong kur)a kesetimbangan 2y, garis operasi rectifying dan stripping yang

dia&ali dari HD dan berakhir pada H1,