297044_LAPRES HETP FIX - PRINT.docx

Laporan Praktikum Operasi Teknik Kimia II “Kolom Berpacking (HETP)”

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN TUGAS PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

“ KOLOM BERPACKING (HETP) “

GRUP U :

1.

Ledy Gusman .R

( 1531010020 )

2.

Ajeng Dewi .S

( 1531010031 )

3.

Frisma Firlybidari .N

( 1531010126 )

Telah diperiksa dan disetujui oleh: Kepala Laboratorium Operasi Teknik Kimia II

Ir. C. Pujiastuti, MT

NIP. 19630305 19630305 198803 2 001 001

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

Dosen Pembimbing

Ir. Isni Utami, MT

NIP. 19590710 19590710 198703 2 001

1


KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, atas berkat dan rahmat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikanLaporan Resmi Operasi Teknik Kimia II ini dengan judul “Kolom “ Kolom Berpacking (HETP)”. (HETP) ”. Laporan Resmi ini merupakan salah satu tugas mata kuliah praktikum Operasi Teknik Kimia II yang diberikan pada semester V. Laporan ini disusun berdasarkan pengamatan hingga perhitungan dan dilengkapi dengan teori dari literatur serta petunjuk asisten pembimbing. Laporan hasil praktikum ini tidak dapat tersusun sedemikian rupa tanpa bantuan baik sarana, prasarana, pemikiran, kritik dan saran. sar an. Oleh karena itu, tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Ir. C. Pujiastuti,MT selaku Kepala Laboratorium Operasi Teknik Kimia 2. Ibu Ir. Isni Utami, MT selaku Dosen Pembimbing Praktium Kolom Berpacking (HETP)”. (HETP)”. 3. Seluruh asisten dosen yang membantu dalam pelaksanaan praktikum 4. Rekan – Rekan – rekan rekan mahasiswa yang membantu dalam memberikan masukanmasukan dalam praktikum. Kami sangat menyadari dalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan. Maka kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk membantu dalam kesempurnaan laporan ini. Kami berharap laporan praktikum yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Fakultas Teknik khususnya jurusan Teknik Kimia.

Surabaya, 30 September 2017

Penyusun


2


KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, atas berkat dan rahmat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikanLaporan Resmi Operasi Teknik Kimia II ini dengan judul “Kolom “ Kolom Berpacking (HETP)”. (HETP) ”. Laporan Resmi ini merupakan salah satu tugas mata kuliah praktikum Operasi Teknik Kimia II yang diberikan pada semester V. Laporan ini disusun berdasarkan pengamatan hingga perhitungan dan dilengkapi dengan teori dari literatur serta petunjuk asisten pembimbing. Laporan hasil praktikum ini tidak dapat tersusun sedemikian rupa tanpa bantuan baik sarana, prasarana, pemikiran, kritik dan saran. sar an. Oleh karena itu, tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Ir. C. Pujiastuti,MT selaku Kepala Laboratorium Operasi Teknik Kimia 2. Ibu Ir. Isni Utami, MT selaku Dosen Pembimbing Praktium Kolom Berpacking (HETP)”. (HETP)”. 3. Seluruh asisten dosen yang membantu dalam pelaksanaan praktikum 4. Rekan – Rekan – rekan rekan mahasiswa yang membantu dalam memberikan masukanmasukan dalam praktikum. Kami sangat menyadari dalam penyusunan laporan ini masih banyak kekurangan. Maka kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk membantu dalam kesempurnaan laporan ini. Kami berharap laporan praktikum yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Fakultas Teknik khususnya jurusan Teknik Kimia.

Surabaya, 30 September 2017

Penyusun


2


DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN...................................................................... 1

................................................................... ................................ .......... KATA PENGANTAR .............................................

2

DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ .......................... ....

3

INTISARI ........................................... .................................................................. ............................................. ............................... .........

4

BAB I PENDAHULUAN.......................................................................

5

I.1 Latar Belakang .............................................................. ........................................................................... .............

5

I.2 Tujuan ....................................... .............................................................. ............................................. .......................... ....

6

I.3 Manfaat ............................................ ................................................................... .......................................... ...................

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ 7

II.1 Teori Secara Umum .............................................. .................................................................. .................... 7 II.2 Sifat Bahan ............................ ..................................................... ............................................... ......................... ... 13 II.3 Hipotesa ……........................................................................... ……........................................................................... 14 II.4 Diagram alir ............................................... ..................................................................... .............................. ........

15

BAB III PELAKSANAAN PRAKTIKUM............................................ 16

III.1 Bahan yang Digunakan ............................................... ........................................................... ............ 16 III.2 Alat yang Digunakan ......................................... ............................................................. ....................

16

III.3 Gambar Alat ............................................... ...................................................................... ........................... ....

16

III.4 Rangkaian Alat ............................................. .................................................................... .......................... ... 17 III.5 Prosedur Percobaan

.......................................... ......................................................... ............... 18

............................................... .. 19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................... IV.1 Tabel Pengamatan ............................................. ................................................................... ...................... 19 IV.2 Tabel Perhitungan,.................. Perhitungan,........................................ ............................................. .......................... ...

21

IV.3 Grafik....................................................................................... 22 IV.4 Pembahasan.............................................. Pembahasan.................................................................... ............................... .........

24

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................

25

V.1 Kesimpulan ............................................. .................................................................... .................................. ........... 25 V.2 Saran .............................................. ..................................................................... ........................................... .................... 25 …………................................................................ 26 DAFTAR PUSTAKA …………................................................................ APPENDIX ............................................................................................... 27 PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

3


INTISARI

HETP adalah tinggi bahan isian yang akan memberikan perubahan komposisi yang sama dengan perubahan komposisi yang di berikan oleh satu plate teoritis. Nilai HETP dapat digunakan untuk menentukan efisiensi suatu menara bahan isian dan untuk menentukan tinggi dan jenis bahan isian yang digunakan agar memberikan hasil yang maksimum. Metode ini dipilih karena mudah dalam perhitungannya.

Data percobaan kurva kalibrasi densitas etanol dapat dilihat semakin besar nilai densitas etanol maka fraksi mol etanolnya semakin kecil. Didapatkan nilai y = 8E-05x2 - 0,1413x + 63,925 dan R² = 0,9259. Sedangkan untuk grafik kesetimbangan Uap – Cair Etanol dimulai dari titik Xd yang berpotongan dengan garis x=y dibuat anak tangga dengan batas persamaan garis operasi dengan kurva kesetimbangan. Anak tangga tersebut berakhir pada titik Xw. Jumlah tahap pada refluks parsial adalah jumlah anak tangga yang terbentuk sepanjang Xd dan Xw. Xw dan Xd bernilai masing - masing Xw = 0,6609dan untuk Xd sebesar 0,3391, untuk nilai Xf didapatkan dari perhitungan fraksi mol yang masuk dengan nilai 0,36. Sehingga bila semua di plotkan akan didapatkan plate teoritis sebanyak 2 buah.

Sehingga dapat disimpulkan faktor – faktor yang mempengaruhi dalam praktikum ini yaitu perubahan suhu,perubahan fase,perubahan massa,perubahan panas dan perubahan momentum. Dari grafik kurva kesetimbangan Uap – Cair etanol dan air didapatkan jumlah plate teoritis sebanyak 2 buah.


4


BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam industri kimia proses pemisahan berperan penting. Salah satunya prose distilasi, proses distilasi adalah proses pemisahan suatu campuran brrdasarkan beda titik didihnya. Pada umunya proses distilasi dilakukan dengan menara bahan isian (packed tower) dan menara plate. Dalam percobaan kali ini di lakukan dengan menara bahan isian dengan konsep HETP. HETP adalah tinggi bahan isian yang akan memberikan perubahan komposisi yang sama dengan perubahan komposisi yang di berikan oleh satu plate teoritis. Nilai HETP dapat digunakan untuk menentukan efisiensi suatu

menara bahan isian dan untuk

menentukan tinggi dan jenis bahan isian yang digunakan agar memberikan hasil yang maksimum. Metode ini dipilih karena mudah dalam perhitungannya.

Adapun prosedur percobaan ini yaitu Isi labu leher tiga dengan larutan umpan (campuran alkohol-air), kemudian panaskan(di suling dengan refluks total) hingga terjadi boil up rate yang minimal dan terbentuk distilat, selanjutnya biarkan beberapa menit untuk mencapai keadaan steady. Catat temperaturnya. Kemudian catat pressure drop dan ambil sample (distilat) sebanyak 2-3 ml dan penyulingan dilanjutkan juga dengan refluks total. Lanjutkan dengan pengambilan destilat, penyulingan dengan refluks total dilanjutkan dengan cara yang sama. Suhu atas dan bawah dan waktu saat pengambilan destilat supaya di catat. Destilat dan residu diukur densitasnya dengan tabel densitas-konsentrasi dapat di ketahui kadarnya.

Tujuan percobaan ini yaitu untuk menentukan nilai HETP atau tinggi bahan isian dalam suatu kolom berpacking. Untuk mempelajari variabel yang dapat mempengaruhi nilai HETP. Untuk menentukan kadar dari distilat dan residu yang diperoleh dari percobaan HETP. PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

5


I.2 Tujuan Praktikum

1. Untuk menentukan nilai HETP atau tinggi bahan isian dalam suatu kolom berpacking. 2. Untuk. mempelajari variabel yang dapat mempengaruhi nilai HETP. 3. Untuk menentukan kadar dari distilat dan residu yang diperoleh dari percobaan HETP.

I.3. Manfaat Praktikum

1. Agar praktikan dapat memahami mekanisme proses distilasi dengan kolom berpacking dalam skala laboratorium. 2. Agar praktikan dapat memahami persamaan-persamaan yang digunakan dalam menentukan nilai HETP dalam kolom berpacking. 3. Agar praktikan dapat membandingkan hasil percobaan nilai HETP bahan isian dengan hasil dari literatur yang digunakan.


6


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Secara Umum

Dalam industri kimia, proses pemisahan berperan penting. Salah satu proses yang sering ditemui adalah proses distilasi yaitu proses pemisahan suatu campuran berdasarkan beda titik didihnya. Untuk skala industri, proses distilasi dilakukan di dalam menara distilasi. Pemilihan jenis menara distilasi sangat tergantung dari efisiensi, kapasitas, dan kadar yang ingin diperoleh. Secara umum ada dua macam menara distilasi yaitu menara dengan bahan isian ( packed tower ) dan menara plate ( plate tower ).

Masing – masing jenis menara tersebut memiliki kelebihan dan kelemahan. Menara bahan isian memberikan pressure drop yang lebih kecil, biaya lebih murah, dan dapat digunakan untuk bahan yang tidak tahan suhu tinggi. Akan tetapi, pembersihannya sulit dilakukan. Sebaliknya pada menara plate, PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

7


pembersihan lebih mudah dilakukan dan tidak terjadi by-passing dan channeling. Salah satu cara perancangan menara bahan isian adalah dengan konsep HETP ( Height of packing Equivalent to a Theoritical Plate ). HETP adalah tinggi bahan isian yang akan memberikan perubahan komposisi yang sama dengan perubahan komposisi yang diberikan oleh satu plate teoritis. Nilai HETP dapat digunakan untuk menentukan efisiensi suatu menara bahan isian dan untuk menentukan tinggi dan jenis bahan isian yang seharusnya digunakan agar memberikan hasil yang maksimum. Metode ini dipilih karena mudah dalam perhitungannya. Distilasi merupakan suatu proses pemisahan komponen suatu larutan berdasarkan distribusi substansi-substansinya pada fase gas dan cair menggunakan perbedaan volatilitas dari komponen penyusunnya yang cukup besar. Pada proses distilasi, fase uap kontak dengan fase cair sehingga akan terjadi transfer massa dari uap ke cair dan sebaliknya. Cairan dan uap mengandung komponen yang sama tetapi dengan jumlah atau komposisi yang berbeda. Komponen yang lebih volatil akan lebih banyak terdapat pada fase uap, sedangkan komponen yang kurang volatil akan lebih banyak terdapat pada fase cair. Uap mengalir ke atas dan cairan mengalir ke bawah. Uap dan cairan kemudian dikontakkan dalam plate atau pada permukaan bahan isian. Sebagian dari kondensat pada kondenser dikembalikan ke atas kolom sehingga mengalir di atas feed point sedangkan sebagian dari cairan di dasar menara diuapkan dengan reboiler dan dikembalikan sebagai uap. Bagian di bawah feed point di mana komponen yang lebih volatil berpindah dari cairan ke uap, disebut sesi stripping sedangkan di atas feed point , konsentrasi komponen yang lebih volatil meningkat dan disebut sesi enriching . Sering ditemui, menara distilasi dioperasikan dengan lebih dari satu aliran umpan masuk. Menara dengan bahan isian terdiri atas sebuah silinder vertikal yang didalamnya terdapat bahan isian tertentu. Bahan isian merupakan media untuk PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

8


memperluas bidang kontak antara fase uap dan cair sehingga transfer massa dan panas berjalan baik. Cairan mengalir melewati permukaan bahan isian dalam bentuk lapisan film tipis sehingga luas bidang kontak antara fase uap dan cair makin besar. Cairan masuk dari bagian atas menara, sedangkan gas masuk dari bagian bawah menara. Jenis bahan isian yang baik harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut : 1. Harus memiliki luas permukaan per volume yang besar sehingga dapat menyediakan luas kontak yang besar. 2. Harus memiliki porositas yang besar sehingga pressure drop tidak tinggi. 3. Harus dapat memiliki ”wetting characteristic” yang baik. 4. Tahan korosi. 5. Memiliki bulk density yang rendah. 6. Tidak mahal. Untuk mengetahui tinggi bahan isian yang harus digunakan untuk menghasilkan produk dengan komposisi sama dengan satu plate teoritis pada menara bertingkat digunakan istilah HETP (Height of Packing Equivalent to a Theoretical Plate). Variabel-variabel yang mempengaruhi HETP antara lain : 1. Tipe dan ukuran bahan isian. 2. Kecepatan aliran masing – masing fluida. 3. Konsentrasi fluida. 4. Diameter menara. 5. Sifat fisis bahan yang difraksinasi. 6. Perbandingan diameter menara dan diameter bahan isian. 7. Koefisien penyebaran atau distribusi cairan. Larutan ideal memiliki kriteria sebagai berikut:


9




Gaya tarik-menarik antar zat terlarut sma dengan gaya tarik-menarik antara zat



terlarut dan zat pelarut serta antar zat pelarut

Homogenitas untuk semua nilai fraksi mol, artinya ada pengenceran, komponennya tidak mengalami perubahan sifat



Tidak ada perubahan volume pencampuran, artinya volume total larutan adalah penjumlahan volum komponennya.



Tidak ada perbedaan entalpi pencampuran, artinya tidak terjadi perubahan panas ada saat pengenceran larutan



Mengikuti hukum Raoult: Pi= Xi.Pio



Sifat-sifat fisinya adalah sifat-sifat penyusunnya (Budi, 2011) HETP biasanya digunakan dalam alat-alat yang mana dalam prosesnya

terdapat kontak antara fase uap dan cair. Salah satunya adalah menara distilasi. Dalam menara distilasi terjadi proses pemisahan komponen-komponen dalam suatu larutan cair (dengan menggunakan panas/uap) berdasarkan tingkat volatilitas setiap komponen dalam larutan tersebut. Dalam perancangan unit distilasi, the number of theoretical plate ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain : komposisi umpan ( feed ) masuk, hasil akhir (output fractions) dan kondisi operasi selama proses. Selain itu juga ditentukan oleh aliran reflux (aliran fase uap yang masuk kembali ke dalam menara setelah melalui kondenser), semakin banyak reflux maka number of theoretical plate akan semakin kecil begitu juga sebaliknya. Di samping itu biaya operasional

juga

merupakan

faktor

penting

yang

perlu

juga

untuk

dipertimbangkan. Suhu pada setiap stage beragam, bagian bawah suhunya lebih tinggi daripada bagian atas. (Ayudwi, 2009)


10


Rasio Refluks Analisis kolom fraksionasi dimudahkan lagi dengan menggunakan suatu besaran yang dinamakan rasio refluks (reflux rasio). Ada dua macam kuantitas itu yang biasa digunakan. Yang pertama ialah rasio refluks terhadap hasil atas, dan yang satu lagi rasio refluks terhadap uap (aliran uap komponen). Kedua rasio ini menunjukkan kuantitas yang terdapat pada bagian rektifikasi. Persamaan persamaan rasio ini ialah.

 =

 =

 

 

=

=

− 

 +

dan

(1)

Dalam Mc Cabe yang digunakan  . Untuk limpahan molal konstan maka persamaan menjadi :

+ =

  +

 



 +

(2)

Persamaan (2) merupakan persamaan garis operasi untuk bagain rektifikasi. Titik potong y dari garis operasi ini ialah X D/(R D+1). Konsentrasi  ditentukan oleh kondisi rancang dan  yaitu rasio refluks merupakan variabel operasi yang dikendalikan menurut keinginan dengan mengatur pembelahan antara refluks dan hasil atas atau dengan mengubah banyaknya uap yang terbentuk di dalam pendidih ulang untuk suatu laju aliran tertentu hasil atas. Satu titik pada ujung atas garis operasi bisa didapatkan dengan membuat X n sama dengan XD pada persamaan (2).

+ =

   1

 

   1


=

 (  1)   1

11


Atau

+ =  (Brown, 1978) Kolom yang dikemas sering digunakan untuk distilasi bila pemisahannya

relatif mudah dan diameter kolom yang dibutuhkan tidak terlalu besar. Mereka umumnya kurang expen-sive dari pada kolom plat dan memiliki penurunan tekanan yang lebih rendah. Kerugian utama adalah kesulitan dalam mendapatkan distribusi cairan yang baik, terutama untuk kolom dengan diameter besar atau kolom yang sangat tinggi. Bahkan jika cairan menyebar merata di atas kemasan di bagian atas kolom, cairan cenderung bergerak ke arah dinding dan mengalir melalui pengepakan di saluran pilihan. Daerah aliran cairan tinggi cenderung memiliki aliran uap rendah, dan variasi lokal di L / V menurunkan pemisahan yang bisa diraih. Untuk meminimalkan efek ini, kolom tinggi sering dibagi menjadi beberapa bagian, dengan redistributors setiap 3 sampai 4 m. Tinggi kolom biasanya didasarkan pada jumlah pelat teoritis dan tinggi yang setara dengan pelat teoritis (HETP). Pada kebanyakan kasus, jalur operasi atas sedikit lebih curam daripada garis ekuilibrium, dan sebaliknya benar untuk jalur operasi yang lebih rendah, yang membuat rata-rata HETP hampir sama dengan Hoy. 1- atau 2-in ukuran kemasan umum memiliki kapasitas yang sama (kecepatan uap yang diijinkan) sebagai baki saringan, dan tinggi yang dikemas setara dengan pelat teoritis umumnya berada pada kisaran 1 sampai 2 kaki (0,3 sampai 0,6 m). Paket yang lebih kecil memiliki nilai HETP yang lebih rendah, terkadang kurang dari 1,0 kaki, namun memiliki kapasitas yang lebih rendah dan tidak mungkin digunakan dalam kolom besar. Penurunan tekanan per piring teoretis setara umumnya kurang dari pada saringan atau baki gelembung, yang merupakan keuntungan penting untuk operasi vakum. (Mc Cabe, 1993)


12


II.2 Sifat Bahan

1. Etanol Sifat kimia : a. Rumus molekul

: C2H5OH

b. Massa molar

: 46,07 g/mol

c. Densitas

:0,789 g/cm3

d. Titik lebur

: -114,3

e. Titik didih

: 78,4

Sifat fisik a. Berbentuk cairan b. Mudah terbakr c. Berwarna putih (Anonim, 2016, “Etanol”) 2. Air Sifat kimia : a. Rumus molekul

: H 2O

b. Massa molar

:18,0153 g/mol

c. Densitas dan fase

: 0,998 g/ cm3

Sifat fisik : 1. Titik didih

: 100oC

2. Titik beku

: 0oC

3. Sebagai pelarut 4. Berbentuk cairan 5. Tidak berbau

(Anonim, 2016.”Air”)


13


II.3 Hipotesa

Pada percobaan HETP ini diharapkan dapat memperoleh jumlah plate pada kolom destilasi, semakin besar konsentrasi alkohol yang digunakan maka semakin besar nilai equivalen dari HETP.


14


II.4 Diagram Alir

Membuat larutan alcohol dengan konsentrasi yang ditentukan

Ran kai Alat Masukkan pada labu destilasi

Lakukan pemanasan hingga terjadi boil up rate yang minimal dan terbentuk distilat Tunggu beberapa menit sampai mencapai keadaan steady

Catat pressure drop dan ambil sam le distilat seban ak 2-3 ml Penyulingan dilanjutkan dengan refluks total Catat suhu atas dan bawah dan waktu pengambilan destilat Destilat dan residu diukur densitasnya dari tabel densitaskonsentrasi


15


BAB III PELAKSANAAN PRAKTIKUM

III.1. Bahan yang Digunakan

1. Alkohol 2. Aquadest III.2 Alat

1. Labu Leher Tiga 2. Thermometer 3. Gelas Ukur 4. Pipet 5. Kondensor 6. Adaptor 7. Statif + klem 8. Piknometer 9. Beaker glass 10. Neraca Analitik 11. Satu set alat HETP 12. Elektro mantel


16


III.3 Rangkaian Alat


17


III.5 Prosedur Percobaan

A. Kalibrasi 1. Ukur volume air sebesar 10ml, kemudian masukkan dalam piknometer 2. Timbang piknometer yang sudah diisi dan catat beratnya 3. Ukur air sebesar 9 ml dan etanol 1 ml, lalu masukkan keduanya dalam piknometer 4. Timbang piknometer yang sudah diisi dan catat beratnya 5. Lakukan prosedur no. 3 dan 4 dengan mengubah volume ai r menjadi 8 ml dan etanol 2 ml dan seterusnya.hingga volume etanol 10 ml.

B. Destilasi 1. Lakukan pengenceran terhadap etanol 96 % menjadi etanol 35 %500 ml 2. Masukkan etanol 35%500 ml ke dalam labu tiga leher 3. Rangkai alat destilasi yang sudah disiapkan kemudian panaskan hingga terbentuk destilat 4. Ambil 10 cc distilat yang terbentuk dan 10 cc bottom. Masukkan ke dalam piknometer kemudian ditimbang dan dicatat beratnya .Catat pula suhu yang tertera pada kolom dan bottom. 5. Ulangi langkah ke 4 setiap interval waktu hingga 10 kali.


18


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Tabel Hasil Pengamatan IV.1.1 Tabel Pengamatan Kalibrasi Massa Piknometer kosong : 10,5051 gr Massa pikno + aquadest : 21,4502 gr Massa air : 9,97009 gr Densitas air : 0,997 g/ml

Vair Vetanol M Xcr ( ml ) ( ml ) ( gr ) ( v/v ) 10 0 21.4503 0.00 9 1 21.3960 0.10 8 2 21.1735 0.20 7 3 21.0879 0.30 6 4 20.9972 0.40 5 5 20.7920 0.50 4 6 20.5350 0.60 3 7 20.4745 0.70 2 8 20.3260 0.80 1 9 20.2468 0.90 0 10 20.1971 1.00

ρEtanol(kg/l)

997.009 992.063 971.795 963.998 955.736 937.044 913.634 908.123 894.596 887.381 882.854

Xct ( mol / mol ) 0.00000 0.04007 0.08585 0.13866 0.20027 0.27306 0.36039 0.46709 0.60041 0.77173 1.00000


19


IV.1.2 Tabel Pengamatan Destilasi

t (menit) 19 38 57 76 95 114 133 152 171 190

T kolom (°c) 64 65 66 66 66 67 67 68 68 68

T labu (°c) 78 78 78 78 78 78 79 79 79 79

m. piknometer + campurandestilat 19.661 19.673 19.717 19.765 19.806 19.843 19.871 19.902 19.945 19.973


m. piknometer + campuran bottom 19.9810 19.9761 19.932 19.904 19.867 19.812 19.751 19.702 19.686 19.6431

ρ bottom ( kg/l ) 863.1849 862.7385 858.7213 856.1708 852.8003 847.7902 842.2336 837.7700 836.3126 832.4047

20

ρ destilat ( kg/l ) 835.1284 839.1364 843.5089 847.2437 850.6141 853.1647 855.9886 859.9056 862.4561 862.4561


IV.1.2 Tabel Pengamatan Destilasi

t (menit) 19 38 57 76 95 114 133 152 171 190

T kolom (°c) 64 65 66 66 66 67 67 68 68 68

T labu (°c) 78 78 78 78 78 78 79 79 79 79




ρ bottom ( kg/l ) 863.1849 862.7385 858.7213 856.1708 852.8003 847.7902 842.2336 837.7700 836.3126 832.4047

ρ destilat ( kg/l ) 835.1284 839.1364 843.5089 847.2437 850.6141 853.1647 855.9886 859.9056 862.4561 862.4561

20


IV.2 Tabel Perhitungan HETP (Height Equivalent of Theoritical Plate)

t (menit) 19 38 57 76 95 114 133 152 171 190

T kolom (°c) 64 65 66 66 66 67 67 68 68 68

T labu (°c) 78 78 78 78 78 78 79 79 79 79



ρ bottom (kg/l) 863.1849 862.7385 858.7213 856.1708 852.8003 847.7902 842.2336 837.7700 836.3126 832.4047

1. Menentukan Refluks Minimum Xd Ymin = Rm1 0,64=

, +

Rm = 0,3839 PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

21

ρ destilat (kg/l) 835.1284 839.1364 843.5089 847.2437 850.6141 853.1647 855.9886 859.9056 862.4561 862.4561

X bottom (xw)

X destilat (xd)

0.2551 0.2641 0.3465 0.3999 0.4719 0.5820 0.7081 0.8125 0.8472 0.9418

0.8857 0.7903 0.6888 0.6042 0.5295 0.4741 0.4138 0.3319 0.2798 0.2798


IV.2 Tabel Perhitungan HETP (Height Equivalent of Theoritical Plate)

t (menit) 19 38 57 76 95 114 133 152 171 190

T kolom (°c) 64 65 66 66 66 67 67 68 68 68

T labu (°c) 78 78 78 78 78 78 79 79 79 79



ρ bottom (kg/l) 863.1849 862.7385 858.7213 856.1708 852.8003 847.7902 842.2336 837.7700 836.3126 832.4047

ρ destilat (kg/l) 835.1284 839.1364 843.5089 847.2437 850.6141 853.1647 855.9886 859.9056 862.4561 862.4561

X bottom (xw)

X destilat (xd)

0.2551 0.2641 0.3465 0.3999 0.4719 0.5820 0.7081 0.8125 0.8472 0.9418

0.8857 0.7903 0.6888 0.6042 0.5295 0.4741 0.4138 0.3319 0.2798 0.2798

1. Menentukan Refluks Minimum Xd Ymin = Rm1 0,64=

, +

Rm = 0,3839 PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

21


2. Menghitung y operasi

 = 2   = 2 x(0,3839) = 0,7678

Tinggi Kolom (cm)

32

Jumlah Plate

HETP

4

8

IV.3 Grafik

Kalibrasi Alkohol y = 7E-05x2 0.141x + 69.808


2. Menghitung y operasi

 = 2   = 2 x(0,3839) = 0,7678

Tinggi Kolom (cm)

32

Jumlah Plate

HETP

4

8

IV.3 Grafik

Kalibrasi Alkohol y = 7E-05x2 - 0.141x + 69.808 R² = 0.9503

1.20000 1.00000 ) l 0.80000 o m / 0.60000 l o m 0.40000 ( t c X 0.20000

Kalibrasi Alkohol

0.00000 -0.20000 860.000 880.000 900.000 920.000 940.000 960.000 980.000 1000.000 1020.000 Densitas Etanol (kg/L)

Gambar 1. Kurva Kalibrasi


22


Grafik Kurva Kesetimbangan Xa terhadap Ya

1 0.9 0.8 0.7 0.6 A

0.5 Y

Grafik Kurva Kesetimbangan Xa terhadap Ya

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5 XA

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Gambar 2. Grafik kesetimbangan hubungan antara Xa terhadap Ya


23


IV.4 Pembahasan

Dari grafik diatas tentang kurva kalibrasi densitas etanol dapat dilihat semakin besar nilai densitas etanol maka fraksi mol etanolnya semakin kecil. Didapatkan nilai y = 7E-05x2 - 0.141x + 69.808dan R 2 = 0,9503 Sedangkan untuk grafik kesetimbangan Uap – Cair Etanol dimulai dari titik Xd yang berpotongan dengan garis x=y dibuat anak tangga dengan batas persamaan garis operasi dengan kurva kesetimbangan. Anak tangga tersebut berakhir pada titik Xw. Jumlah tahap pada refluks parsial adalah jumlah anak tangga yang terbentuk sepanjang Xd dan Xw. Xw dan Xd bernilai masing masing Xw = 0.2551 dan untuk Xd sebesar 0,8857. Nilai Ymin sebesar 0,64 dan Yops sebesar 0.7678. Sehingga bila semua di plotkan akan didapatkan plate teoritis sebanyak 4buah . Didapatkan hasilnilaidari HETP adalah 8 cm.


24


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

1. High Equivalent of Theoretical Plate atau sering disebut HETP,adalah daerah ( stage )yang mana daerah ( stage) tersebut terdapat dua fase ( cair dan uap) yang berada dalam keadaan kesetimbangan masing-masing fase. 2. Faktor – faktor yang mempengaruhi dalam praktikum ini yaitu perubahan suhu,perubahan fase,perubahan massa,perubahan panas dan perubahan momentum. 3. Dari grafik kurva kesetimbangan Uap – Cair etanol dan air didapatkan jumlah plate teoritis sebanyak 4buah. 4. Nilai HETP pada percobaan yang kami dapatkan adalah 8 cm.

V.2 Saran

1. Sebaiknya dalam pembacaan termometer harus teliti karena hasil yang didapat akan mempengaruhi hasil perhitungan dan hasil akhir percobaan. 2. Sebaiknya sebelum melakukan percobaan, alat percobaan di cek terlebih dahulu

supaya

kerusakan/kebocoran

dalam

alat

percobaan

dapat

diminimalisir. 3. Berhati-hati dalam mengoperasikan elektromantel ,karena labu leher tiga yang digunakan tidak tahan terhadap suhu yang terlalu tinggi.


25


DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2017.”Air ”.( https://id.wikipedia.org/wiki/Air). Diakses pada tanggal 17 September 2017 pukul 18.00 WIB Anonim. 2017.”Etanol”.( https://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol). Diakses pada tanggal 17 September 2017 pukul 18.00 WIB Ayudwi.

2009.

“High

Equivalent

of

Theoretical

Plate”.(http://ayudwi32952.blogspot.co.id/). Diakses pada tanggal tanggal 17 September 2017 pukul 18.00 WIB Brown, G.G. 1978. Unit Operation. New York: John Wil ey and Sons, Inc. Budi.

2011.

High

Equivalent

of

Theoretical

Plate ”.

(https://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/hetp-height-of packing-equivalent-to-a-theoritical-plate/). Diakses tanggal 17 September 2017 pukul 18.00 WIB McCabe, W.I. and Smith, J.C.1993. Unit Operation of Chemical Engineering. USA: McGraw Hill Book Company


26


APPENDIX

a.

Data Literatur Data Kesetimbangan Uap-Cair yang Diuji Pada Tekanan Praktikum T (˚C)

Xa

Ya

79,1

0,8

0,858

80,1

0,7

0,822

81

0,6

0,794

82

0,5

0,771

83,2

0,4

0,746

84,7

0,3

0,713

87,3

0,2

0,656

91,8

0,1

0,527

95,2

0,05

0,377

98,1

0,02

0,192

100

0

0

Sumber : Geankoplis, C.J, 1978, “Transport Process and Unit Operation”

Second Edition, Allyn and Bacon Inc, Boston.

Densitas Air pada Berbagai Temperatur T (˚C)

28

Densitas air (g/ml)

0,99727

Sumber : Perry, JM, Chemical Engineering HandBook, edisi 8,

Mc.Graw Hill Book Company Inc, New York, 1950.


27


Sifat Fisik Etanol dan Air Bahan

Mr (g/mol)

Tdidih (˚C)

Puap (mmHg)

Air

18

100

28,4521

Etanol

46

78,4

76,2812

Sumber : Perry, JM, Chemical Engineering HandBook, edisi 8,

Mc.Graw Hill Book Company Inc, New York, 1950.

3. Pengenceran Etanol 35 % 500 ml %.V1 = %. V2 0.96 . V 1 = 0.35 . 500 ml V1 = 182,3 ml Jadi untuk membuat etanol 35 % 500 ml, diperlukan 182,3 ml etanol 96% yang diencerkan hingga 500 ml dengan aquadest.

4. Densitas etanol 

Massa pikno kosong = 10,5051 gr



Massa pikno air

= 21,4502 gr





= 997 kg/l



Untuk densitas etanol pada kalibrasi kedua ρ.etanol = =

 −    −  

. 

,−.

. 997

,−.

= 997,009kg/l 5. X etanol kalibrasi kedua X ethanol =                  

  ( −  )  



 



      

= 0,04007


28


6. Densitas Bottom Untuk densitas bottom pada menit ke-38



ρdistilat = =

 −    −  

. 

,−, , −,

. 997

= 862,7385 kg / cm 3 7. Densitas Distilat Untuk densitas distilat pada menit ke 38



ρdistilat = =

 −    −   . −,

. 

. 997

, −,

= 839.1364kg / cm 3 8. Menghitung Fraksi Mol pada Destilat Untuk ρ destilat pada menit ke 38



  = 0,00007  05  0,141x  69,808 = 0,2641 9. Menghitung Fraksi Mol pada Bottom Untuk ρ bottom pada menit ke 38



  = 0,00007  05  0,141x  69,808 = 0,7903 10. Menentukan Refluks Minimum

Ymin = 0,64 = Rm

Xd Rm1

0,8857 Rm1

= 0,3839

11. Menghitung y operas

 = 2   = 2 x 0,3839 = 0,7678


29

297044_LAPRES HETP FIX - PRINT.docx

Recommend Documents