MAKALAH MEKANIKA FLUIDA

BAB I

PENDAHULUANProses distilasi banyak digunakan oleh industri dan merupakan metode pemisahan yang sering digunakan untuk mendapatkan fluida murni dari suatu campuran tertentu. Proses distilasi sebenarnya tidak 100% memisahkan campuran tetapi hanya meningkatkan konsentrasinya saja. Contoh industri yang menggunakan proses distilasi ialah industri minyak bumi, industri gas, industri pembuatan alkohol, dan lain-lain.SEJARAHDistilasi pertama kali ditemukan oleh kimiawan Yunani sekitar abad pertama masehi yang akhirnya perkembangannya dipicu terutama oleh tingginya permintaan akan spritus. Hypathia dari Alexandria dipercaya telah menemukan rangkaian alat untuk distilasi dan Zosimus dari Alexandria-lah yang telah berhasil menggambarkan secara akurat tentang proses distilasi pada sekitar abad ke-4.

Bentuk modern distilasi pertama kali ditemukan oleh ahli-ahli kimia Islam pada masa kekhalifahan Abbasiah, terutama oleh Al-Razi pada pemisahan alkohol menjadi senyawa yang relatif murni melalui alat alembik, bahkan desain ini menjadi semacam inspirasi yang memungkinkan rancangan distilasi skala mikro, The Hickman Stillhead dapat terwujud. Tulisan oleh Jabir Ibnu Hayyan (721-815) yang lebih dikenal dengan Ibnu Jabir menyebutkan tentang uap anggur yang dapat terbakar, ia juga telah menemukan banyak peralatan dan proses kimia yang bahkan masih banyak dipakai sampai saat kini. Kemudian teknik penyulingan diuraikan dengan jelas olehA l-K indi (801-873).

BAB II

TINJAUAN PUSTAKADEFINISI DISTILASIDistilasi 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.

Distilasi juga bisa dikatakan sebagai proses pemisahan komponen yang ditujukan untuk memisahkan pelarut dan komponen pelarutnya. Hasil distilasi disebut distilat dan sisanya disebut residu. Jika hasil distilasinya berupa air, maka disebut sebagai aquadestilata (disingkat aquades).

Pada suatu peralatan distilasi umumnya terdiri dari suatu kolom atau tray, reboiler (pemanas), kondenser, Drum reflux, pompa, dan packed . Berikut merupakan contoh dari rangkaian distilasi.

Prinsip dari proses ini adalah campuran yang akan dipisahkan, dimasukkan dalam alat distilasi. Di bagian bawah alat terdapat pemanas yang berfungsi untuk menguapkan campuran yang ada. Uap yang terbentuk akan mengalir ke atas dan bertemu cairan (distilat) di atas. Zat-zat bertitik didih rendah dalam cairan akan teruapkan dan mengalir ke atas, sedang zat-zat bertitik didih tinggi dalam uap akan kembali mengembun dan mengikuti aliran cairan ke bawah.JENIS-JENIS DISTILASITerdapat berbagai macam jenis dari distilasi yang biasa dilakukan pada industri-industri. Pembagian ini berdasarkan pada proses dan jenisnya. Berdasarkan prosesnya, distilasi dibagi menjadi dua, yaitu distilasi batch dan distilasi kontinyu. Sedangkan pembagian distilasi berdasarkan jenisnya, distilasi dibagi menjadi 5 macam yaitu distilasi sederhana, distilasi uap, distilasi fraksional, distilasi kering, dan ditilasi vakum.1. BERDASARKAN PROSESNYAA. DISTILASI BATCHSama halnya dengan reaktor, pada distilasi jenis ini tidak memiliki aliran masuk dan keluar. Jenis ini biasa dilakukan untuk satu kali proses, yakni bahan dimasukkan dalam peralatan, diproses kemudian diambil hasilnya (distilat dan residu).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 alatmul t i - purpose untuk proses produksi dari plant yang sama ketika peralatan yang bisa dipakai sedang dalam proses pembersihan karena fouling atau proses sterilisasi.

Skema umum distilasi batch

B. 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.

Skema umum distilasi kontinyu

2. BERDASARKAN JENISNYAA. 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. Salah satu contoh aplikasi distilasi sederhana yaitu digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol.

Skema umum distilasi sederhanaB. DISTILASI UAP

Tipe khusus atau spesial dari sebuah distilasi untuk suatu bahan yang sensitif terhadap suhu seperti senyawa aromatik yang biasanya terdapat didalam minyak atsiri. Destilsi uap ini dibuat karena terdapatnya masalah dari beberapa senyawa yang terkadang rusak atau molekul molekulnya pecah saat pemanasan dengan suhu tinggi.

Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200C atau lebih. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100C 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.

Skema umum distilasi uap

Proses destilasi uap sebenarnya bertumpu pada 3 komponen utamanya yaitu retort, kondensor dan pemisah. Proses kerja yang terjadi akan dijelaskan dibawah ini :

a. RetortPada bagian retort ini berisi bagian tanaman yang akan didistilasi atau tanaman yang memiliki senyawa yang kita inginkan (aromatik). Uap akan masuk lewat bawah seperti yang ditunjukan (steam in) dan akan masuk melalui lubang lubang kecil yang ada dibawahnya dan mulai memberikan tekanan uap pada tanaman. Setelah itu uap akan melewati retort ini juga tanaman tadi dengan membawa hasil (senyawa yang diinginkan) dengan menjenuhkannya bersama air / uap. Uap tersebut akan melalui pipa yang terhubung melalui condenser.

b. Kondenser Air/uap yang membawa hasil tadi nantinya akan didinginkan pada bagian kondensor yang berbentuk tabung yang berisi spiral panjang panjang itu yang berbentuk seperti tabung yang melingkar. Air/uap ini didinginkan oleh air yang mengalir didalam tabung tersebut. Hasil dari kondensor ini berupa 2 fasa yaitu air dan senyawa aktif yang akan keluar dari kondensor secara bergantian sesuai dengan daya grafitasinya masing masing.

c. Seperator / Pemisah. Hasil dari kondensator tadi yang berupa 2 fasa itu akan ditampung pada tabung sepertor ini dan akan bercampur, walaupun nantinya perbedaan fasa ini akan terlihat dengan munculnya senyawa aktif/ zat yang diinginkan dibagian atas sedangkan air dibagian bawah. Setelah dua bagian ini terlihat memisah maka air atau hydrolat akan dibuang melalui bagian bawah tabung seperti ditunjukan (hydrolat from bottom seperation) sedangkan senyawa / zat yang diinginkan diambil dari atas.

Distilasi uap ini biasanya digunakan dalam penyulingan minyak atsiri untuk pembuatan parfum. Caranya sama dengan proses yang telah diuraikan diatas yaitu dengan melewatkan uap pada tanaman yang mengandung minyak atsiri didalam retort.

Distilasi uap juga digunakan dalam prosedur pembuatan senyawa sintetis dari senyawa organik yang kompleks. Eucalyptus minyak dan minyak jeruksebagai salah satu contohnya diperoleh dengan metode ini pada skala industri. Distilasi uap juga banyak digunakan di kilang-kilang minyak bumi dan petrokimia tanaman di mana distilasi uap ini sering disebut sebagai "penguapan stripping". Pada intinya distilasi uap ini digunakan sebagai alat untuk mendapatkan suatu senyawa murni dengan hasil yang maksimal dan tingkat kerusakan yang kecil. Distilasi uap ini dipilih karena lebih mudah digunakan juga hemat biaya.

C. DISTILASI FRAKSIONAL

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 20C 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.

Skema umum distilasi fraksionalD. DISTILASI KERING

Distilasi kering biasanya membutuhkan suhu yang lebih tinggi dibanding distilasi biasa. Metode ini dapat digunakan untuk memperoleh bahan bakar cair dari batubara dan kayu. Selain itu, distilasi kering juga digunakan untuk memecah garam-garam mineral.

Bahan padat dipanaskan sehingga menghasilkan produk-produk berupa cairan atau gas (yang dapat berkondensasi menjadi padatan atau cairan). Produk-produk tersebut disaring, dan pada saat yang bersamaan mereka berkondensasi dan dikumpulkan.

Skema umum distilasi keringLimbah ban / plastic / karet dibuang ke dalam tungku penyulingan tanpa dipotong-potong atau penghapusan kabel. Kemudian, ban dipanggang dengan mengalirkan udara pembakaran, yang jauh lebih sedikit dari yang dibutuhkan untuk pembakaran lengkap. Akibatnya, gas kering (penyulingan) dihasilkan. Gas yang dihasilkan keluar dan didinginkan oleh pendingin gas. Bagian dari gas cair akan kembali dalam bentuk minyak. Sisanya, gas yang tidak dapat mengembun dalam pendingin gas akan benar-benar dihilangkan dalam insinerator atau boiler. Sementara, kawat dan karbon, yang awalnya terkandung dalam ban, tetap sebagai residu dalam tungku. Oleh karena itu, hasil melalui proses ini adalah minyak, gas mudah terbakar, kawat dan karbon.E. DISTILASI VAKUMDistilasi vakum merupakan distilasi tanpa pemanasan dan berlangsung pada tekanan rendah. Tekanan diturunkan sampai terjadi pendidihan. Zat dengan titik didih paling rendah akan menguap lebih dahulu untuk selajutnya diembunkan. Teknik ini diterapkan untuk pemisahan cairan yang mudah mengurai atau meledak jika dipanaskan.

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.

d. Reboiler dengan temperatur yang rendah yang menggunakan sumber energi dengan harga yang lebih murah seperti steam dengan tekanan rendah atau air panas.

JENIS TRAY YANG DIGUNAKAN

Terbuat dari baja karbon, stainless steel, baja paduan kekuatan tinggi Plate-plate yang digunakan dalam menara distilasi biasanya terbuat dari baja. Tetapi bahan plate tersebut disesuaikan dengan zat yang mengalir. Sebagian besar plate yang sering digunakan berukuran sekitar 60-75 cm. Tetapi ukuran dari plate (tebal, diameter, space tiap lubang) disesuaikan dengan tinggi menara distilasi dan kemudahan dalam pemasangannya. Semakin sempurna pemisahan, maka semakin banyak plate yang dibutuhkan, dan akan semakin tinggi pula menara distilasi tersebut.Umumnya Seksi plate dipasang pada cincin yang dilas di sekeliling dinding kolom bagian dalam dan pada balok-balok penyangga. Lebar balok penyangga dan cincin sekitar 50 mm, dengan jarak antar satu balok dengan yang lainnya sekitar 0.6 m. Balok penyangga dipasang horizontal sebagai penyangga plate, biasanya di bentuk dari lembaran yang dilipat atau dibentuk. Satu bagian dari plate di desain bisa di pindahkan yang berfungsi sebagai manway. Hal ini bertujuan untuk mengurangi jumlah manway yang dapat mengurangi biaya konstruksi.

A. BUBBLE CAP TRAY

Digunakan biasanya untuk laju alir uap normal

B. SIEVE TRAY

Terdiri dari pelat logam datar dengan lubang di dalamnya yang lurus keatas.

Digunakan untuk laju alir uap yang terlalu

Lebih murah daripada tray yang lain

C. VALVE TRAY

Modifikasi sieve tray dengan valve untuk mencegah kebocoran liquid pada saat tekanan uap rendah D. CHIMNEY TRAY

Digunakan dalam packed column saat kecepatan uap tidak begitu tinggi

APLIKASI Penyulingan air minum

Pemurnian alkohol

Penyulingan minyak mentah menjadi bahan bakar

Penyulingan untuk pembuatan parfum

Penyulingan gas untuk mendapatkan oksigen

BAB IIIPENUTUPKesimpulan1. Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan.2. Peralatan distilasi umumnya terdiri dari suatu kolom atau tray, reboiler (pemanas), kondenser, Drum reflux, pompa, dan packed .3. Berdasarkan prosesnya, distilasi dibagi menjadi dua, yaitu distilasi batch dan distilasi kontinyu. Sedangkan pembagian distilasi berdasarkan jenisnya, distilasi dibagi menjadi 5 macam yaitu distilasi sederhana, distilasi uap, distilasi fraksional, distilasi kering, dan ditilasi vakumSaran1. Pembaca dapat menambahkan tinjauan pustaka dari sumber lain untuk lebih memahami konsep peralatan pemisah, khususnya menggunakan metode distilasi.

2. Pembaca dapat menambahkan ilustrasi atau petunjuk gambar yang didapat dari sumber lain untuk lebih memahami konsep pemisahan zat dengan menggunakan metode distilasi.

DAFTAR PUSTAKAhttp://www.google.co.id/search?hl=id&source=hp&biw=&bih=&q=DISTILASI&btnG=Penelusuran+Googlehttp://id.wikipedia.org/wiki/Distilasihttp://wawan-junaidi.blogspot.com/2009/07/pengertian-distilasi.htmlhttp://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/teknologi-proses/tipe-distilasi/http://definisi-pengertian.blogspot.com/2010/04/definisi-distilasidestilasi.htmlhttp://wapedia.mobi/id/Distilasi

PAGE Page 1