OptimasiFeedPlatedanTemperaturFeedAdsorberDalam...
18
Optimasi Feed Plate dan Temperatur Feed Adsorber Dalam Proses Distilasi Adsorpsi Pada Pembuatan Etanol Absolut Dimas Ardiyanta 2308 100 029 Disusun Oleh : Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Nonot Soewarno, M. Eng Koko Yuwono 2308 100 157
Transcript of OptimasiFeedPlatedanTemperaturFeedAdsorberDalam...
Optimasi Feed Plate dan Temperatur Feed Adsorber DalamProses Distilasi Adsorpsi Pada Pembuatan Etanol Absolut
Dimas Ardiyanta 2308 100 029Disusun Oleh :
Dosen Pembimbing :Prof. Dr. Ir. Nonot Soewarno, M. Eng
Koko Yuwono 2308 100 157
BACKGROUND
Limbah Pabrik Gula(Molasses)
Menipisnya CadanganBahan Bakar Fosil
Polusi Udara Perpres 5 (2006) dan Inpres 1 (2006)
BACKGROUND
Optimasi Pada Proses Distilasi - Adsorpsi
PENELITIAN TERDAHULU
No Author's Title Information
1
S. Al-Asheh,
F. Banat dan
N. Al-Lagtah
(2004)
Separation of Ethanol-water
Mixtures using Molecular Sieves and Biobased Adsorbent
Penggunaan adsorbent berbasis biomaterial(selulosa) dan membandingkan nya denganmolecular sieve. Didapat hasil molecularsieve yang terbaik ialah ukuran 3A.
2
S. Kumar et al. (2010) Renewable and Sustainable
Energy ReviewsKebutuhan konsumsi energi proses distilasi- adsorpsi menggunakan adsorbent cornmeal ialah 4187 kJ/kg.2 meal ialah 4187 kJ/kg.
3
Jonathan Sergio G. dan
Hartal Dwikurniawan (2011)
Pembuatan Etanol Absolut
Dengan Distilasi Dan Adsorbsi Menggunakan Molecular Sieve
Pemisahan campuran etanol – airmenggunakan kolom distilasi 8 tray danproses adsorpsi, dengan konsentrasi distilat99%
4
Gerdathias Putra dan Ricky
Reza Nasution (2011)
Mendapatkan Kondisi Operasi
Kolom Distilasi yang Menghasilkan Kadar 96% Dalam
Pembuatan Etanol Absolut
Pemisahan campuran etanol – airmenggunakan kolom distilasi 16 tray danadsorpsi dengan konsentrasi 99.7%
RUMUSAN MASALAH
1. Berdasarkan penelitian sebelumnya, diperlukan energi yang besar M(3861.87 kJ/kg) pada proses distilasi – adsorpsi2. Belum adanya kondisi optimum untuk feed plate kolom distilasi 16 M tray dan suhu feed adsorpsi
TUJUAN PENELITIAN TUJUAN PENELITIAN
1. Mendapatkan etanol absolut melalui proses distilasi – adsorpsidengan energi yang optimum ( kurang dari 3861.87 kJ/kg)
2. Mendapatkan kondisi optimal feed plate danmtemperatur feedadsorber pada proses distilasi - adsorpsi
TINJAUANPUSTAKA
Nama Lain:
Ethanol anhydrous
Etanol Absolut
Pembuatan Etanol Absolut
Ethanol anhydrous
Penampakan Fisik:
Cairan jernih, tidak berwarna, dan tidak tersuspensi.
Ethanol Fraction: min. 99,5 % v/v etanol (15,6oC)
FermentasiDistilasiAdsorpsi
(Kumar et al., 2010)
TINJAUANPUSTAKA
Feed : Carbohidrat (mono-, di-, atau polisakarida)
Mikroorganisme : Yeast Sacharomyces cerevisiaeFermentasi Sukrosa :
Fermentasi2 C H OH + 2 CO
zymaseC H O
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
invertase
Sukrosa Glukosa Fruktosa
Distilasi
Pemisahan dari larutan miscible atau partial miscibleyang mempunyai perbedaan titik didih dan volatilitaspada masing – masing komponen.
2 C2H5OH + 2 CO2
Glukosa atau fruktosa Etanol
C6H12O6
TINJAUANPUSTAKA
Metode McCabe-Thiele
Adsorpsi
Adsorbent : Molecular sieve 3A
Ukuran partikel : Air 2,8 A ; Etanol 4,4 A
Fixed-bed Adsorber (Breakthrough Time)
(Mc Cabe, 834)
METODOLOGI PERCOBAANns
Bahan Penelitian
>Molase > Air>Urea > Fermipan (Yeast Saccharomyces cerevisiae)
Kondisi Operasi
Tekanan 760 mmHg ( tekanan atmosferik)
Konsentrasi Feed, xf : 10% v/v
SKEMA ALAT PENELITIANg
Hasil Penelitian Proses Distilasi
85
90
95
100
DIS
TIL
LA
TE
, %v/
v
70
75
80
11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5
DIS
TIL
LA
TE
, %v/
v
FEED PLATE
Gambar 1. Hubungan Konsentrasi Distillate dan Posisi Feed Plate
Hasil Penelitian Proses Distilasi
0.6
0.8
1
1.2
RA
TE
DIS
TIL
LA
TE
(m
l/d
etik
)
0
0.2
0.4
0.6
11 12 13 14 15 16RA
TE
DIS
TIL
LA
TE
(m
l/
FEED PLATE
Gambar 2. Hubungan Rate Distillate dan Posisi Feed Plate
Hasil Penelitian Proses Distilasi
0.19
0.24
0.29
En
ergy
(kW
/l)
0.04
0.09
0.14
11 12 13 14 15 16
En
ergy
(kW
/l
FEED PLATE
Gambar 3. Hubungan Konsumsi Energi dan Posisi Feed Plate
Hasil Penelitian Proses AdsorpsiKurva Break Trough pada Variasi Temperatur
Temp 80 oC Temp 90 oC
00.05
0.10.150.2
0.250.3
0.350.4
0.450.5
0.550.6
0.650.7
0.750.8
0.850.9
0.951
C/C
o
break trough time
C= (water) concentrationCo=0.0797 kg/liter
00.05
0.10.150.2
0.250.3
0.350.4
0.450.5
0.550.6
0.650.7
0.750.8
0.850.9
0.951
C/C
o
C= (water) concentrationCo=0.0797 kg/liter
break trough time
Temp 100 oC Temp 110 oC
00.05
0.10.150.2
0.250.3
0.350.4
0.450.5
0.550.6
0.650.7
0.750.8
0.850.9
0.951
0 2 4 6 8 10121416182022242628303234363840424446485052
C/C
o
waktu (menit)
C= (water) concentrationCo=0.0797 kg/liter
break trough time
00.05
0.10.150.2
0.250.3
0.350.4
0.450.5
0.550.6
0.650.7
0.750.8
0.850.9
0.951
0 2 4 6 8 10121416182022242628303234363840424446485052
C/C
o
waktu (menit)
C= (water) concentrationCo=0.0797 kg/liter
break trough time
00.05
0 2 4 6 8 10121416182022242628303234363840424446485052
waktu (menit)
00 2 4 6 8 10121416182022242628303234363840424446485052
waktu (menit)
Hasil Penelitian Proses Distilasi - Adsorpsi
PLATE %v/vVolume
(liter)
Biaya Operasi HargaEthanol/liter (Rp)
HargaExplain ethanol/liter (Rp)
profit/liter (Rp)energy cooling water
kW Rp volume (liter) Rp
12 84 19.9 1.07 679.81 575.34 1323.29 12000 110.13 11898.5
13 89 16.5 1.19 775.35 575.34 1323.29 18000 137.42 17873.0
14 92 9.1 1.50 977.80 575.34 1323.29 27500 273.21 27245.8
15 76 7.0 1.77 1150.10 575.34 1323.29 10000 380.09 9644.7
Biaya Operasi pada Pembuatan Etanol Absolut
15 76 7.0 1.77 1150.10 575.34 1323.29 10000 380.09 9644.7
Distillation-Adsorption
Temperature oC
%v/vVolume
(liter)
Operating Cost Cost Ethanol/liter (Rp)
Cost Explain ethanol/liter (Rp)
profit/liter (Rp)energy cooling water
kw Rp volume (liter) Rp
80 99.5 0.2 8.64 5618.80 670.66 1542.52 180000 34085.7 146845.7
90 99.5 0.7 10.02 6515.80 670.66 1542.52 180000 12089.5 168205.0
100 99.5 0.6 11.46 7451.80 670.66 1542.52 180000 14330.7 165982.9
110 99.5 0.4 12.78 8309.80 670.66 1542.52 180000 26631.8 153901.1
•Note: biaya feed, transportasi, limbah, operator dan lain-lain dianggap sama.
KESIMPULANBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan, didapat beberapa kesimpulan, yaitu:
•Keadaan optimum feed masuk kedalam kolom distilasi 16 trayadalah pada plate ke-14 dengan kadar distilate 92% v/v dan energiyang diperlukan adalah 759,74 kJ/kg.yang diperlukan adalah 759,74 kJ/kg.
•Keadaan optimum temperatur feed masuk kolom adsorpsi adalahpada temperatur 90 oC dengan waktu break through 28 menit.
•Total energi yang diperlukan dalam proses distilasi – adsorpsi padapembuatan etanol absolut adalah 1358,92 kJ/kg.
DAFTAR PUSTAKA[1] Al-Asheh, S., Banat, F., Al-Lagtah, N. “Separation of Ethanol-Water Mixtures using Molecular Sieves and
Biobased Adsorbent,” Chemical Engineering Research and Design. 2004; 82(A7):855-864.[2] Choiruddin Sinaga, Annisa Damayanti. “Optimization of Reflux Ratio and Use of Energy in Distillation
Process Ethanol-Water Mixture,”.2010.[3] Gerdathias putra, Reza Ricky Nasution, “Getting Distillation Column Operating Conditions that produce
96% of the content of Making Ethanol Absolu,” 2011.[4] Jonathan Sergio G, Dwikurniawan, “Built With Absolute Ethanol Distillation and Molecular Sieve Using
adsorption”. 2011.adsorption”. 2011.[5] Kumar, S., Singh, N., Prasad, R. Anhydrous Ethanol : A Renewable Source of Energy. Renewable and
Sustainable Energy Reviewes. 2010; 14:1830-1844.[6] McCabe,W.L., Smith,J.C., and Harriot,P. Unit Operations Of Chemical Engineering. New York : McGraw-
Hill Book Company. 2001.[7] Seader,J.D. and Henley,E.J. Separation Process Principles. New York : John Wiley & Sons, Inc. 1998.[8] Wang, Y., Gong, C., Sun, J. Separation of Ethanol/Water Azeotrope using Compound Starch-based
Adsorbent. Bioresource Technology. 2010; 101:6170-6176.
