Oleh :Kanya Anindyajati Trihapsari

0806333234Teknik Kimia

21. Buat definisi untuk setiap jenis distillasi

Jawab :

Definisi Distilasi

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode

pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau

kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan,

campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini

kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang

memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu.

Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis

perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada

teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan

menguap pada titik didihnya.

Gambar 1 dan 2 : dari kiri ke kanan, rangkaian alat distilasi industry dan distilasi tipe tray

Sumber : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/teknologi-proses/tipe-

distilasi/

Jenis Distilasi

Proses penyulingan atau disebut distilasi terdiri dari bermacam-

macam jenis berdasarkan jenis campurannya dan proses.

a. Berdasar Proses

Berdasarkan prosesnya, distilasi juga dapat dibedakan

menjadi distilasi batch (batch distillation) dan distilasi

kontinyu (continuous distillation).

3

a.1 Distilasi Batch

Distilasi batch ini merupakan salah satu jenis operasi yang

tak tunak (unsteady). jika dilakukan satu kali proses, yakni

bahan dimasukkan dalam peralatan, diproses kemudian

diambil hasilnya (distilat dan residu).

Keuntungan dari distilasi batch , yaitu :

1. Dalam volume yang kecil, proses ini lebih menguntungkan.

2. Lebih mudah mengalami perubahan pada formulasi produk

3. Lebih fleksibel dalam perubahan laju produksi

4. Dapat menggunakan alat multi-purpose untuk proses

produksi dari plant yang sama ketika peralatan yang bisa

dipakai sedang dalam proses pembersihan karena fouling

atau proses sterilisasi.

Gambar 2. Batch Distillation

Sumber :www. reference.findtarget.com

a.2 Distilasi Kontinyu

Distilasi kontinyu terjadi jika prosesnya berlangsung terus-

menerus. Ada aliran bahan masuk sekaligus aliran bahan

keluar.Rangkaian alat distilasi yang banyak digunakan di

industri adalah jenis tray tower dan packed tower.

4

b. Berdasar Jenis Campuran

Ada 4 jenis distilasi yang akan dibahas disini, yaitu distilasi

sederhana, distilasi fraksionasi, distilasi uap, dan distilasi

vakum. Selain itu ada pula distilasi ekstraktif dan distilasi

azeotropic homogenous, distilasi dengan menggunakan

garam berion, distilasi pressure-swing, serta distilasi reaktif..

b.1 Distilasi Sederhana

Pada distilasi sederhana, dasar pemisahannya adalah

perbedaan titik didih yang jauh atau dengan salah satu

komponen bersifat volatil. Jika campuran dipanaskan maka

komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap

lebih dulu. Selain perbedaan titik didih, juga perbedaan

kevolatilan, yaitu kecenderungan sebuah substansi untuk

menjadi gas. Distilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer.

Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan

campuran air dan alcohol.

Gambar 3 : Simple Distillation

Sumber :www. chemconnections.org

5b.2 Distilasi Fraksionisasi

Fungsi distilasi fraksionasi adalah memisahkan komponen-

komponen cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan

perbedaan titik didihnya. Distilasi ini juga dapat digunakan

untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari

20 °C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan

tekanan rendah. Aplikasi dari distilasi jenis ini digunakan

pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-

komponen dalam minyak mentah

Perbedaan distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana

adalah adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi

pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda

pada setiap platnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini

bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari plat-plat di

bawahnya. Semakin ke atas, semakin tidak volatil cairannya.

Gambar 4 : Fractional Distillation

Sumber : www.energybulletin.net

b.3 Distilasi Uap

6Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa

yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih. Distilasi

uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu

mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan

menggunakan uap atau air mendidih. Sifat yang fundamental

dari distilasi uap adalah dapat mendistilasi campuran

senyawa di bawah titik didih dari masing-masing senyawa

campurannya. Selain itu distilasi uap dapat digunakan untuk

campuran yang tidak larut dalam air di semua temperatur,

tapi dapat didistilasi dengan air.

Aplikasi dari distilasi uap adalah untuk mengekstrak beberapa

produk alam seperti minyak eucalyptus dari eucalyptus,

minyak sitrus dari lemon atau jeruk, dan untuk ekstraksi

minyak parfum dari tumbuhan. Campuran dipanaskan

melalui uap air yang dialirkan ke dalam campuran dan

mungkin ditambah juga dengan pemanasan. Uap dari

campuran akan naik ke atas menuju ke kondensor dan

akhirnya masuk ke labu distilat.

Gambar 5 : Vapour Distillation

Sumber :www. norlandintl.com

b.4 Distilasi Vakum

Distilasi vakum biasanya digunakan jika senyawa yang

ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat

7terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya atau

campuran yang memiliki titik didih di atas 150 °C.

Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut

dengan titik didih yang rendah jika kondensornya

menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap

tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan

digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi

sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.

Distilasi vakum adalah distilasi yang tekanan operasinya

0,4 atm (300 mmHg absolut). Distilasi yang dilakukan dalam

tekanan operasi ini biasanya karena beberapa alasan yaitu :

a. Sifat penguapan relatif antar komponen biasanya

meningkat seiring dengan menurunnya boiling temperature.

Sifat penguapan relatif yang meningkat memudahkan

terjadinya proses separasi sehingga jumlah stage teoritis

yang dibutuhkan berkurang. Jika jumlah stage teoritis

konstan, rasio refluks yang diperlukan untuk proses separasi

yang sama dapat dikurangi. Jika kedua variabel di atas

konstan maka kemurnian produk yang dihasilkan akan

meningkat.

b. Distilasi pada temperatur rendah dilakukan ketika

mengolah produk yang sensitif terhadap variabel temperatur.

Temperatur bagian bawah yang rendah menghasilkan

beberapa reaksi yang tidak diinginkan seperti dekomposisi

produk, polimerisasi, dan penghilangan warna.

c. Proses pemisahan dapat dilakukan terhadap komponen

dengan tekanan uap yang sangat rendah atau komponen

dengan ikatan yang dapat terputus pada titik didihnya.

8d. Reboiler dengan temperatur yang rendah yang

menggunakan sumber energi dengan harga yang lebih murah

seperti steam dengan tekanan rendah atau air panas.

Gambar 6. Vacuum Distillation

Sumber : www.en.citizendium.org

b.5 Azeotrop

Azeotrop adalah campuran dari dua atau lebih komponen

yang memiliki titik didih yang konstan. Azeotrop dapat

menjadi gangguan yang menyebabkan hasil distilasi menjadi

tidak maksimal. Komposisi dari azeotrope tetap konstan

dalam pemberian atau penambahan tekanan. Akan tetapi

ketika tekanan total berubah, kedua titik didih dan komposisi

dari azeotrop berubah. Sebagai akibatnya, azeotrop bukanlah

komponen tetap, yang komposisinya harus selalu konstan

dalam interval suhu dan tekanan, tetapi lebih ke campuran

yang dihasilkan dari saling mempengaruhi dalam kekuatan

intramolekuler dalam larutan.

Azeotrop dapat didistilasi dengan menggunakan tambahan

pelarut tertentu, misalnya penambahan benzena atau toluena

untuk memisahkan air. Air dan pelarut akan ditangkap oleh

penangkap Dean-Stark. Air akan tetap tinggal di dasar

9penangkap dan pelarut akan kembali ke campuran dan

memisahkan air lagi. Campuran azeotrop merupakan

penyimpangan dari hukum Raoult.

Gambar 7 : Azeotropic Distillation Process

Sumber : www. distillation.fireventura.com

b.6 Molecular Distillation

Distilasi molecular termasuk dalam distilasi vakum

dengan tekanan diatas 0,01 torr. Tekanan sebesar 0,01

torr ini dipakai karena merupakan tekanan diatas high

vacuum, dimana cairan berada di aliran molecular

bebas, missal jalan bebas rata-rata dari molekul

dibandingkan dengan ukuran perlatan. Fase gas

tekanannya tidak lagi signifikan terhadap substansi yang akan

menguap, dan akibatnya, tingkat penguapan tidak lagi

tergantung pada tekanan. Hal ini karena asumsi kontinum

dinamika fluida tidak lagi berlaku, transportasi missal diatur

oleh dinamika fluida tidak lagi berlaku, transportasi missal

diatur oleh dinamika molekul daripada dinamika fluida.

10Akibatnya jalur kecil diantara permukaan panas dan dingin

diperlukan, biasanya dengan menangguhkan . Piringan

panas yang tercover dengan lapisan film dari feed

disamping piringan dingin dengan garis yang jelas

terlihat di antaranya. Distilasi molekuler digunakan di bidang

industri untuk pemurnian minyak.

b.7 Difusion Distilation

Distilasi difusi adalah proses penguapan dan proses difusi

dibawah suhu mendidih campuran dengan terdapat gap yang

diisi gas inert. Hal ini bisa di pisahkan dengan campuran

azeotropik dari ethanol dan air.Perpindahan massa dalam

kolom single yang dapat di deskripsikan dengan persamaan

Maxwell-stefan.

b.8 Super Critical Distillation dan parallel flow

distilation

c. Berdasarkan sistem operasinya terbagi dua, yaitu :

c.1 Single-stage Distillation

Single-stage Distillation biasa juga disebut dengan flash

vaporization atau equilibrium distillation, dimana campuran

cairan diuapkan secara parsial. Pada keadaan setimbang, uap

yang dihasilkan bercampur dengan cairan yang tersisa,

namun pada akhirnya uap tersebut akan dipisahkan dari

kolom seperti juga fase cair yang tersisa. Distilasi jenis ini

dapat dilakukan dalam kondisi batch maupun kontinyu.

c.2. Multi stage Distillation

d. Berdasarkan basis tekanan operasinya terbagi menajdi tiga,

yaitu :

11d.1 Distilasi atmosferis (0,4-5,5 atm mutlak)

d.2 Distilasi vakum (≤ 300 mmHg pada bagian atas kolom)

d.3 Distilasi tekanan (≥ 80 psia pada bagian atas kolom.

e. Berdasarkan komponen penyusunnya :

e.1 Distilasi sistem biner

e.2. Distilasi sitem multi komponen

2. Jelaskan proses pembuatan biodiesel dari minyak nabati

Jawab :

Definisi awal

Bahan bakar hayati atau biofuel adalah setiap bahan bakar baik

padatan, cairan ataupun gas yang dihasilkan dari bahan-bahan

organik. Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau

secara tidak langsung dari limbah industri, komersial, domestik atau

pertanian. Ada tiga cara untuk pembuatan biofuel :

1. Pembakaran limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga,

limbah industri dan pertanian)

2. Fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen

untuk menghasilkan biogas (mengandung hingga 60 persen

metana)

3. Fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkan alkohol dan ester;

dan energi dari hutan (menghasilkan kayu dari tanaman yang cepat

tumbuh sebagai bahan bakar).

Proses fermentasi menghasilkan dua tipe biofuel: alkohol dan

ester. Bahan-bahan ini secara teori dapat digunakan untuk

menggantikan bahan bakar fosil tetapi karena kadang-kadang

diperlukan perubahan besar pada mesin, biofuel biasanya dicampur

dengan bahan bakar fosil. Uni Eropa merencanakan 5,75 persen

etanol yang dihasilkan dari gandum, bit, kentang atau jagung

12ditambahkan pada bahan bakar fosil pada tahun 2010 dan 20

persen pada 2020. Sekitar seperempat bahan bakar transportasi di

Brazil tahun 2002 adalah etanol.

Biofuel menawarkan kemungkinan memproduksi energi tanpa

meningkatkan kadar karbon di atmosfir karena berbagai tanaman

yang digunakan untuk memproduksi biofuel mengurangi kadar

karbondioksida di atmosfir, tidak seperti bahan bakar fosil yang

mengembalikan karbon yang tersimpan di bawah permukaan tanah

selama jutaan tahun ke udara. Dengan begitu biofuel lebih bersifat

carbon neutral dan sedikit meningkatkan konsentrasi gas-gas

rumah kaca di atmosfir (meski timbul keraguan apakah keuntungan

ini bisa dicapai di dalam prakteknya). Penggunaan biofuel

mengurangi pula ketergantungan pada minyak bumi serta

meningkatkan keamanan energi.

Biodiesel merupakan biofuel yang paling umum di Eropa.

Biodiesel diproduksi dari minyak atau lemak menggunakan

transesterifikasi dan merupakan cairan yang komposisinya mirip

dengan diesel mineral. Nama kimianya adalah methyl asam lemak

(atau ethyl) ester (FAME). Minyak dicampur dengan sodium

hidroksida dan methanol (atau ethanol_ dan reaksi kimia menghasilkan

biodiesel (FAME) dan glycerol. 1 bagian glycerol dihasilkan untuk setiap 10

bagian biodiesel.

Biodiesel dapat digunakan di setiap mesin diesel kalau dicampur

dengan diesel mineral. Di beberapa negara produsen memberikan

garansi untuk penggunaan 100% biodiesel. Kebanyakan produsen

kendaraan membatasi rekomendasi mereka untuk penggunaan

biodiesel sebanyak 15% yang dicampur dengan diesel mineral. Di

kebanyakan negara Eropa, campuran biodiesel 5% banyak

digunakan luas dan tersedia di banyak stasiun bahan bakar.

13Di AS, lebih dari 80% truk komersial dan bis kota beroperasi

menggunakan diesel. Oleh karena itu penggunaan biodiesel AS

bertumbuh cepat dari sekitar 25 juta galon per tahun pada 2004 menjadi

78 juta galon pada awal 2005. Pada akhir 2006, produksi

biodiesel diperkirakan meningkat empat kali lipat menjadi 1 milyar gallon

.

Proses pembuatan biodiesel dari minyak jelantah akan melewati tahap sebagai

berikut:

1. Proses pemurnian minyak jelantah dari pengotor dan water content2. Esterifikasi dari asam lemak bebas (free fatty acids) yang terdapat di dalam minyak

jelantah,3. Trans-esterifikasi molekul trigliserida ke dalam bentuk metil ester, dan4. Pemisahan dan pemurnian

Reaksi kimia proses transesterifikasi tri glyceride menjadi methyl ester dengan alkohol sebagai senyawa pengesterifikasi, adalah sebagai berikut:

CH2-O-CO-R’ CH2OH CH3-O-CO-R’katalis

14CH-O-CO-R’’ + 3CH3OH CHOH + CH3-O-CO-R’’

CH2-O-CO-R’’’ CH2OH CH3-O-CO-R’’’

Daftar pustaka

http://www.separationprocesses.com/Distillation/DT_Chp05.htm

http://distillation.fireventura.com/azeotropicdistillation/

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana

%200606249_IE6.0/halaman_11.htmlhttp://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/

kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_11.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Distilasi

Methyl Ester - Bio-diesel

Methanol

GlycerolTri glyceride