laboratorium satuan operasi 2.docx
TRANSCRIPT
Laboratorium Satuan Operasi 2Semester V 2015/2016
LAPORAN PRATIKUM
Distilasi Fraksionasi
Oleh :Kelompok I
Ahmad Ali(331 13 029)
Pembimbing Lab. : Ir.Swastanti Brotowati.,M.Si.
Tanggal Praktikum : 07 & 14 September 2015
JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG
2015
DESTILASI FRAKSIONASI
I. TUJUAN
1. Memisahkan komponen-komponen dari campuran Ethanol-Air sebaik mungkin
dengan menggunakan destilasi fraksionasi.
2. Menentukan fraksi mol Etanol dan Air.
3. Menentukan jumlah plat pada destilasi fraksionasi secara teori
4. Membandingkan neraca massa secara teori dan secara praktikum.
II. PERINCIAN KERJA
1. Membuat kurva kalibrasi % volume campuran Ethanol-Air.
2. Melakukan destilasi fraksionasi campuran Ethanol-Air.
3. Menghitung fraksi mol dan density Ethanol-Air.
III. ALAT dan BAHAN
1. Alat yang digunakan:
Gelas kimia 250 ml
Piknometer 25 ml
Gelas Plastik 2000 ml
Corong kaca
Gelas kima 50 ml
Alat Destilasi fraksionasi
Neraca analitik
Gelas ukur 250 ml
Erlenmeyer 150 ml
2. Bahan yang digunakan :
Ethanol PA
Aquadest
IV. DASAR TEORI
Destilasi fraksionasi merupakan suatu teknik pemisahan untuk larutan yang mempunyai
perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30oC atau lebih. Dalam destilasi
fraksional atau destilasi bertingkat proses pemisahan parsial diulang berkali-kali dimana
setiap kali terjadi pemisahan lebih lanjut. Hal ini berarti proses pengayaan dari uap yang lebih
volatil juga terjadi berkali-kali sepanjang proses destilasi fraksional itu berlangsung.
Karakteristik bahan pada destilasi fraksinasi adalah cairan yang mempunyai perbedaan
titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30oC atau lebih . Aplikasi dari distilasi jenis ini
digunakan pada industri minyak mentah, untuk memisahkan komponen-komponen dalam
minyak mentah.
Destilasi terfraksi ini berbeda dengan destilasi biasa, karena terdapat suatu kolom
fraksionasi dimana terjadi suatu proses refluks. Proses refluks pada destilasi ini dilakukan
agar pemisahan campuran dapat terjadi dengan baik. Kolom fraksionasi berfungsi agar
kontak antara cairan dengan uap terjadi lebih lama. Sehingga komponen yang lebih ringan
dengan titik didih yang lebih rendah akan terus menguap dam masuk kondensor. Sedangkan
komponen yang lebih besar akan kembali kedalam labu destilasi.
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.
Kolom fraksionasi digunakan untuk memberikan luas permukaan yang besar agar uap
yang berjalan naik dan cairan yang turun dapat bersentuhan.dalam praktek, kolom tutup
gelembung kurang efektif untuk pekerjaan di laboratorium. Hasilnya relatif terlalu sedikit bila
dibandingkan dengan besar bahan yang tergantung di dalam kolom. Dengan kata lain kolom
tutup gelembung memiliki keluaran yang kecil dengan sejumlah besar bahan yang masih
tertahan di dalam kolom.
Keefektifan kolom ini sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti cara pengaturan
materi di dalam kolom, pengaturan temperatur, panjang kolom dan kecepatan penghilangan
hasil destilasi. Satuan dasar efisiensi adalah tinggi setara dengan sebuah lempeng teoritis
(HETP atau H). Besarnya H sama dengan panjang kolom dibagi dengan jumlah plat teoritis.
Banyaknya plat teoritis H bergantung pada sifat campuran yang dipisahkan.
Destilasi banyak dilakukan dalam industri minyak bumi untuk memisahkan fraksi-
fraksi minyak bumi yang diinginkan. Kelompok lain adalah destilasi campuran alcohol-air
dengan tujuan memperoleh alcohol dengan konsentrasi lebih tinggi. Pemisahan air dari air
garam tidak disebut destilasi tetapi penguapan (Evaporasi) karena di sini fase uapnya hanya
satu komponen yaitu air.
Secara teoritis tidak dapat diperoleh suatu zat yang mutlak (100%) tetapi dengan cara
penguapan dan kondensasi secara berulang-ulang dapat diperoleh zat dengan kemurnian yang
lebih tinggi untuk memenuhi berbagai kebutuhan. Sukar mudahnya pemisahan secara
Pt = ΣPi atau Pt = PA +PB+PC…….
destilasi bergantung pada besarnya perbedaan sifat-sifat zat-zat yang mirip satu sama lain,
pemisahan secara destilasi sukar dilakukan.
1. Kesetimbangan Uap Cair
Keberhasilan penerapan cara distilasi sangat bergantung kepada pemahaman dan
tersedianya data kesetimbangan antara fasa uap dan fasa cairan campuran yang akan di
dislitasi. Data kesetimbangan uap cair cair dapat diperoleh dari percobaan.
2. Diagram Titik Didih Komposisi
Titik didih (titik gelembung/buble point) suatu campuran bergantung kepada tekanan dan
komposisinya. Demikian pula kebalikannya yaitu titik embun campuran menunjukkan
lengkungan (kurva) yang menggambarkan hubungan komposisi dengan titik didih dan titik
embun untuk komponen dua campuran (biner).
Zat A lebih cepat menguap dibandingkan dengan zat B. Tiap titik menunjukkan komposisi
campuran fasa uap. Titik–titik pada kedua kurva yang dihubungkan dengan garis mendatar
menunjukkan komposisi fasa uap dan komposisi fasa cair yang berbeda dalam
kesetimbangan. Jadi cairan dengan komposisi x (titik d) dan uap dengan komposisi y (titik e)
berada dalam kesetimbangan.
Pada beberapa sistem, terdapat suatu harga tertentu komposisi pada mana komposisi dalam
fasa uap sama dengan komposisi dalam fasa cairnya. Campuran ini disebut campuran
Azeotrop atau campuran alkohol (etanol) air dengan komposisi 89,4 % mol etanol (1 atm,
78,2 OC) telah dari 3000 campuran azeotrop telah ditentukan orang.
3. Tinjaulah suatu campuran biner yang dipanaskan dalam sebuah bejana tertutup sehingga
tidak ada bahan keluar dan tekanan dijaga tetap pada 1 atm.
4. Hukum-hukum Dalton, Hendry, dan Raoult.
Diagram titik didih dibuat berdasarkan data kesetimbangan uap cair yang diperoleh dari
percobaan untuk sistem-sistem atau keadaan tertentu. Data kesetimbangan dapat dihitung
dari data tekanan uap zat murni. Perhitungan ini berdasarkan kepada hukum Hendry atau
Raoult.
Untuk sistem gas ideal, komposisi campuran dapat dinyatakan dengan tekanan parsial
komponen-komponennya. Hukum Dalton menyatakan bahwa tekanan total suatu campuran
gas merupakan jumlah tekanan parsial semua komponen-komponennya.
.................... (2-1)
PA = HA . XA
PA = P . HA . XA
PA - P*A . XA
PB - P*B (1-X)*
Dimana P adalah tekanan total, Pi takanan parsial komponen i (A, B, C, dst).
Tekanan parsial suatu komponen sebanding dengan banyaknya mol komponen tersebut fraksi
mol suatu komponen adalah :
.................... (2-2)
Hukum Hendry menyatakan bahwa tekanan parsial suatu parsial suatu komponen (A)
diatas larutan sebanding larutan sebanding dengan fraksi mol komponen tersebut.
...................(2.3)
Dimana H adalah tetapan hukum Hendry. Hukum ini berlaku untuk larutan encer (XA,
rendah, XB (pelarutnya) tinggi).
Hukum Roult juga memberikan hubungan antara tekanan parsial suatu zat diatas larutan
dengan fraksi molnya.
.................... (2-4)
P*A = tekanan uap zat A murni. Hukum ini berlaku untuk XA yang tinggi (berarti XB
rendah)
Dengan hukum-hukum tersebut diatas, komposisi, kesetimbangan cair-uap (X-Y, dapat
dihitung dari data tekanan uap zat-zat murni. Untuk suatu campuran biner (2 kompenen A
dan B), dimana fraksi mol zat A (yang lebih mudah menguap) sama dengan X, maka :
....................... (2-5)
Tekanan total P – PA – PB – P*A + P*B (1 – X) ....................... (2-6)
Fraksi mol A dalam fasa uapnya.
PAPA +PB
= P∗AxP∗Ax−P∗B(1−x )
= P∗AxP ……….......... (2-7)
Y i−Pi
P atau YA− PA
PA +PB+PC +.. . .. ..
Sebagai contoh campuran dan toluena pada 100OC :
Tekanan uap benzena murni : 1350 mmHg
Tekanan uap toluena murni : 556 mmHg
Tekanan sistem masing-masing komponen
Tekanan parsial benzena, PA - 1350 x grafik 1
Tekanan parsial toluena, PB - 556 (1 – x) grafik 2
Tekanan total, P – 1350 x + 556 (1 – x) grafik 3
Dari persamaan-persamaan ini atau grafiknya diperoleh data untuk titik didih 100OC.
Misalkan untuk tekanan total 1 atm (760 mmHg)
XA = 0,257
XB = 1 – 0,257 = 0,743
PA = 347 mmHg
YA = 347 / 760 = 0,456
Dengan cara yang sama dan data tekanan uap pada suhu yang lain, dapat di hitung x dan
y untuk suhu tersebut. Misalnya pada suhu 82,2 OC.
P*A – 811 mmHg : P*B – 314 mmHg
Untuk tekanan total 760 mmHg :
760 – 811 x + 314 (1 – x)
x = 0,897
y =
(811)(0 ,897 )760
=0 , 958
Pada akhirnya diperoleh data sebagai berikut :
T, OC x y
82,2
100
0,897
0,257
0.958
0,456
Dari data ini dibuat diagram titik didih
Hukum Raoult berlaku untuk campuran komponen-komponen yang secara kimia mirip
satu sama lain (contoh benzena dan toluena). Banyak sistem campuran yang dikenal dalam
praktik menyimpang dari hukum. Kalaupun berlaku biasanya hanya dalam selang komposisi
yang sempit. Untuk larutan encer, hukum Raoult berlaku bagi pelarutnya. Sebaiknya hukum
Hendry berlaku untuk zat terlarut dalam larutan yang encer.
5. Volativitas Relatif
Hubungan komposisi kesetimbangan dalam fasa uap (Y) dengan komposisi fasa cairnya
dapat dinyatakan dengan cara lain, yaitu dengan istilah volatilitas (volatility). Volatilitas
didefinisikan sebagai perbandingan tekanan parsial dengan fraksi mol dalam cairan.
Volatilitas zat A – PA/XA dan volatilitas zat B – PB/XB.
Perbandingan kedua volatilitas ini disebut volatilitas relatif, diberi lambang α (alpha).
Dengan mengganti Y dengan YP, maka :
α=YA / XAYB / XB
=YAXBYBXA ......................... (2-8)
YA / YB = α (XA / XB) ......................... (2-9)
Untuk campuran biner YB = 1 – YA dan XB = 1 – XA, maka :
α= YA(1−YA )
=(1−XA )
XA .....................(2-10)
YA=YA / XAYB / XB
=YAXBYBXA dan
XA= XAα−( α−1 ) yA .....................(2-11)
Jadi apabila α diketahui, maka komposisi kesetimbangan (y,x) dapay dihitung. Untuk sistem
ideal hukum Raoult berlaku, maka :
y− P∗AP
dan 1− y−P∗B(1−x )
P
Subtitusi persamaan-persamaan ini kepersamaan (2-10) akan memperoleh :
α− P∗AP∗B ......................(2-12)
6. Diagram Kesetimbangan
Untuk membahas distilasi seringkali digunakan bentuk yang disederhanakan yaitu
menjadi diagram hubungan antara komposisi fasa uap (Y) dengan komposisi fasa cair
kesetimbangannya (X) pada tekanan uap. Diagram ini disebut dengan kesetimbangan atau
diagram x,y.
Grafik tekanan uap campuran Benzena-Toluena dan data tekanan uap zat, maka :
Diagram Kesetimbangan
D i stilasi Re k tifikasi secara Batch
Distilasi ini sering digunakan untuk memisahkan komponen-komponen zat padat kualitas
yang sangat kecil dan hasilnya dapat berubah-ubah (versatile). Hal ini disebabkan oleh
perubahan komposisi umpan sesuai dengan banyaknya pengurangan komponen yang lebih
Pressure mercuriTotal Pressure
Parsial Pressure benzene
Parsial Pressure toluena
Mole Fraksion Benzene
Y
X1 100
100
0
volatil. Cara destilasi ini umpan ditempatkan didalam labu (ketel) pemanas. Akibat
mengalami pemanasan sampai pada titik didihnya maka akan terbentuk uap. Uap tersebut
akan melewati kolom atau plate-plate yang dikondensasikan. Pada saat awal (start up) seluruh
kondensat dikembalikan dalam kolom agar terjadi pengontakan dengan fase uap yang datang
dari ketel hingga suatu saat komposisi pada puncak kolom konstan. Apabila telah mencapai
kesetimbangan baru dapat dilakukan pengaturan refluks. Bila refluks dipertahankan konstan
maka konsentrasi produk juga akan semakin menurun seiring dengan menurunnya komposisi
umpan.
Metoda analisis juga dapat digunakan diagram Mc. Cabe-Thiele, dengan persamaan garis
operasi yang sama dengan yang digunakan untuk bagian rektilikasi pada destilasi kontinyu.
Y a+1=RO . X D
RD' .1
+X D
RD+1
Sistem ini dapat juga dioperasikan untuk membuat komposisi puncak konstan dengan
cara meningkatkan rasio refluks bersamaan dengan perubahan komposisi umpan dalam ketel.
Diagram Mc. Cabe-Thiele dalam hal ini akan mempunyai berbagai garis-garis operasi dengan
kemiringan yang berbeda-beda yang letaknya adalah sedemikian rupa sehingga jumlah tetap
ideal yang diperlukan untuk peluruhan dan XD, kC, XB selalu sama. Untuk menentukan rasio
refluks yang diperlukan XD konstan dan XB tertentu diperlukan perhitungan dengan metoda
coba-coba, karena jenjang terakhir pada garis operasi yang diandaikan itu harus jatuh tepat
pada XB . akan tetapi jika rasio ref luks awal sudah dipilih (RO > R min) dengan metode ini
nilai XB untul tahap-tahap berikut pada distilasi itu bisa didapatkan dengan mengandaikan
nilai untul RD lalu menggambarkan garis operasi, dan membuat jumlah jenjang yang tepat
dan ujungnya adalah XB.
Metoda alternatif dalam menjalankan distilasi Rektifikasi secara bacth adalah dengan
menetapkan rasio refluks dan membiarkan kemurnian hasil atas berubah menurut waktu dan
menghentikan distilasi apabila kualitas hasil atau konsentrasi rata-rata didalam hasil total
telah mencapai suatu nilai tertentu.
Untuk menghitung kinerja dari pendidih ulang kita gambarkan garis-garis operasi dengan
kemiringan konstan dengan bermula pada titik Xdi dan kemudian XB, terus berubah kenilai
yang lebih kecil dan membuat jenjang-jenjang yang sesuai dengan jumlah tahap ideal yang
ada untuk persamaan sebagai berikut :
Misalkan jumlah mol dalam ketel B dengan komposisi XB jika menguap sejumlah dB
yang fraksinya XD, maka sisanya menjadi ( B - dB ) dengan fraksi ( XB - dXB ).
Neraca komponen : B - XB + XB - dXB + ( B - dB )( XB - dXB ).
dB
B−
−dX B
(X B−X D )−
dX B
( XB−XD )
Persamaan ini dapat diselesaikan secara integrasi grafik dengan batasan awal dan akhir
operasi destilasi sehingga persamaan menjadi :
Dimana F = Jumlah mol saat awal destilat
B = Jumlah mol residu pada saat destilasi dihentikan
XD = Fraksi ol destilat
XB = Fraksi mol residu
Xi = Fraksi mol umpan pada saat destilasi
XDi = Fraksi mol residu pada saat destilasi dihentikan
Dari persamaan diatas dengan dibantu oleh diagram Mc. Cabe – Thiele maka dapat
diselesaikan secara grafik seperti dibawah ini :
b\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
Dari gambar tersebut dapat dihitung luas total (AT) dengan cara membagi-bagi atas beberapa
segmen. Semakin banyak segmen uang dibuat maka semakin banyak teliti hasil
AT
XB XD
1X D−X B
XB
∫B
FdBB
=ln BB
=∫XB
XD dXB
( X D−X B)
perhitungannya. Dari hasil besar AT yang didapat maka dapat disubtitusikan kedalam
persamaan diatas sehingga :
Ln F - Ln B – AT
Dengan demikian jumlah mol residu (bottom) dapat dihitung dan jumlah mol produk
juga dapat dihitung. Komposisi produk rata-rata dapat dihitung dengan persamaan :
X rata=F . X D−B . X B
DDimana : F = Jumlah mol umpan mula-mula
D = Jumlah mol destilat total setelah destilasi dihentikan
XF = Fraksi mol umpan mula-mula
XD = Fraksi mol residu pada saat destilasi dihentikan
Karakteristik Rancang dan Operasi Kolom Piring
Factor-faktor yang penting dalam merancang dan mengoprasikan kolom piring ialah
jumlah piring yang diperlukan untuk mendapatkan pemisahan yang dikehendaki, diameter
kolom, kalor yang dikonsumsi dalam pendidih, kalor yang dibuang pada kondensor, jarak
antar piring yang dipilih, dan rinci konstruksi piring.
Sesuai dengan asas-asas umum, analisis untuk kerja kolom piring didasarkan atas
neraca bahan, neraca energi, dan keseimbangan fase.
Neraca bahan menyeluruh untuk system dua komponen. Gambar di bawah
menunjukkan diagram neraca bahan untuk contoh umum fasilitas destilasi. Kolom itu
diumpankan dengan F mol/jam umpan yang konsentrasinya xF, dan menghasilkan D mol/jam
hasil-atas yang konsentrasinya xD, serta W mol/jam hasil-bawah yang konsentrasinya xB. Ada
dua neraca bahan yang saling tidak bergantung yang dapat kita tuliskan
Neraca massa total : F = D + W
Neraca komponen A : F xF = D xD+ W xW
V. PROSEDUR KERJA
A. alibrasi piknometer
1. Disiapkan larutan (H2O) yang telah diketahui nilai 𝞺 nya.
2. Ditimbang bobot pikno kosong yang telah bersih dan kering
3. Ditimbang bobot pikno + laruatn
4. Dihitung nilai volume piknometer hasil kalibrasi
Vol pik no= Bobot larutanρlarutan
B. Pembuatan kurva kalibrasi %Ethanol-Air
1. Membuat campuran Ethanol-Air 30 mL dalam %volume sebagai berikut:
No.% vol. camp.
etanol-air(30 ml)Etanol Air
1 0 1002 10 903 20 804 30 705 40 606 50 507 60 408 70 309 80 2010 90 1011 100 0
2. Menimbang berat masing %volume Ethanol-Air dalam piknometer untuk
menghitung densitasnya .
3. Membuat kurva kalibrasi campuran Ethanol-Air (%Ethanol vs density
campuran)
C. Destilasi fraksionasi
1. Disiapkan Feed campuran antara air-etanol. Diambil 30 ml feed untuk
diukur 𝞺 nya dan sebanyak 4 l (4000 ml) lalu dimasukkan ke dalam labu
destilat.
2. Dinyalakn alat distilasi fraksionasi, diatur nilai refluksnya, dan diatur suhu
tiap plat nya. Perlu dicatat pada alat yang digunakan nilai T2 tidak boleh
lebih dari 80°C karena akan menyebabkan koil pemanas sangat berpijar dan
menimbulakn resiko yang besar.
3. Dijalankan proses distilasi selama 20 menit.
4. Setelah 20 menit, diambil distilat dan bottom product nya, untuk diukur
volume dan 𝞺 nya.
5. Ditentukan fraksi mol etanol masing-masing sampel melalui kurva kalibrasi.
VI. DATA PENGAMATAN
a) Kurfa kalibrasi campuran etanol-air
Tabel 1.1. data kalibrasi campuran etanol-air
No.
% vol. camp. etanol-air(30
mL)Pikno
Kosong
Berat pikno + camp.
Etanol Air1 0 100
16,9362
2 10 90 41,81913 20 80 41,55834 30 70 41,13585 40 60 40,76736 50 50 40,26797 60 40 39,67868 70 30 39,11069 80 20 38,09310 90 10 37,688211 100 0
Density (ρ) air T 280C : 0,996 g/ml
BM Etanol : 46 g/mol
BM Air : 18 g/mol
b) Destilasi fraksionisasi
Tabel 1.2 data estilasi fraksionisasi
tvolume destilat
(ml)
volume bottom
(ml)
pikno kosong (gram)
pikno+bottom (gram)
pikno+destilat (gram)
t1 158 4842
16,9362
40,6633 37,3994t2 165 4677 40,4383 36,9307t3 164 4513 40,6232 36,9348t4 164 4349 40,7984 36,962t5 162 4187 40,848 36,9406t6 178 4009 40,9919 37,0783t7 164 3845 41,1251 37,07508t8 160 3685 41,2751 37,2667t9 159 3526 41,3701 37,3013
t10 186 2577 41,4897 37,0891
Rasio Refluks =20/4=5
Feed (Umpan)
Volume Feed = 5000 ml
Berat pikno + Feed = 40,2393 gram
Volume bottom akhir = 2577 mL
VII. PERHITUNGAN
A. Kalibrasi Piknometer
Dik: Berat piknometer kosong = 16,9362 g
Berat piknometer + air = 42,2233 g
Berat jenis air (28°C) = 0,996 g/ml
BJ= MASSAVOLUME
Volume Pikno=(M . PIKNO+ AIR)−(PIKNO KOSONG)
BJ H 2 O 28° C
Volume Pikno=(42,2233−16,9362 ) gram
0,996 gr /ml
Volume Pikno=25,3810 ml
B. kurva kalibrasi
Dik :
Masssa etanol 10 % : 41,8191 gram
Massa pikno kosong : 16,9362 gram
Volume pikno : 25,8310 gram
Penyelesaian :
BJ= Massa etanol 10 %−Massa pikno kosongvolume pikno
BJ=(41,8191−16,9362)gram
25,8310 gr /ml
BJ=0,9804 gr /ml
Untuk perihitungan % etanol nilai nya dapat dilihat pada tabel 1.3
Tabel 1.3 data densitas %etanol
% etanol
Bj sampel (gram/ml)
0 0,99610 0,000020 0,000030 0,000040 0,000050 0,000060 0,000070 0,000080 0,000090 0,0311
100 0,7890
Berat jenis feed
Massa feed + pikno : 40,2392 gram
Pikno kosong : 16,9362 gram
Volume pikno : 25,8310 ml
BJ= Massa feed−Massa pikno kosongvolume pikno
BJ=(40,2933−16,9362 ) gram
25,3810 gr /ml
BJ=0,9181 gr /ml
Berat jenis destilat t10
Massa + pikno : 37, 0891gram
Pikno kosong : 16,9362 gram
Volume pikno : 25,8310 ml
BJ= Massa feed−Massa pikno kosongvolume pikno
BJ detilat t 10= Massa destilat−Massa piknokosongvolume pikno
BJ destilat t 10=(37,0891−16,9361 ) gram
25,8310
BJ destilat t 10=0,7940 gr /ml
Untuk perihitungan BJ Destilat nilai nya dapat dilihat pada tabel 1.4
Berat jenis bottom t10
Massa + pikno : 41,4890 gram
Pikno kosong : 16,9362 gram
Volume pikno : 25,8310 ml
BJ bottomt 10=Massa bottom−Massa pikno kosongvolume pikno
BJ bottomt 10=(41,4890−16,9362)gram
25,8310 gr /ml
BJ bottomt 10=0,9674 gr /ml
Untuk perihitungan BJ Bottom nilainya dapat dilihat pada tabel 1.4
Tabel 1.4 data densitas feed,destilat, dan bottom
tBJ
Bj bottom Bj Destilat Bj Feedt1 0,9348367 0,80624058
t2 0,9259718 0,78777402t3 0,9332568 0,78793556t4 0,9401596 0,78900722t5 0,9421138 0,78816407t6 0,9477834 0,79358939t7 0,9530314 0,82008558t8 0,9589414 0,80101226t9 0,9626843 0,80237549
t10 0,9673965 0,7940149feed 0,918131
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 1000.78
0.8
0.82
0.84
0.86
0.88
0.9
0.92
0.94
0.96
0.98
1
kurva kalibrasi
% etanol
Kadar etanol umpan : 52 %
Kadar etanol destilat : 96 %
Kadar etanol bottom produk : 22 %
C. Perhitungan volume etanol dan air dalam feed, bottom, dan destilat
1. feed
perhitungan volume
Bj(gr/ml)
v . etanol umpan=%tanol umpan× v . totalumpa n
v . etanol umpan=52 %× 5000 ml
v . etanol umpan=2600 ml
v . etanol H 2 O=% H 20 × v .total umpan
v . etanol umpan=48 %×5000 m l
v . etanol umpan=2400 m l
2. destilat
v . etanol destlat=%e tanol destil at × v . destilat
v . etanol destilat=96 %×186 m l
v . etanol destilat=17 8 , 56 ml
v . H 2O destilat=%H20 × v . destilat
v . H 2O destilat=4 %×186 m l
v . H 2O destilat=7,44ml
3. bottom
v . etanol bottom=%e tanol bottom × v . bottom
v . etanol bottom=22 %× 2577 ml
v . etanol bottom=597,825 m l
v . H 2O bottom=%H20 × v .bottom
v . H 2O bottom=66 %× 2577 ml
v . H 2O bottom=1997,175 ml
D. neraca massa
1. Neraca kesetimbangan volum etanol
Vol. etanol umpan = Vol. etanol bottom + Vol. etanol destilat
2600 mL = 579,825 ml + 178,56 ml
2600 mL = 758,385 ml
Didapatkan selisih volume antara vol etanol umpan dengan volume hasil
destilat sebesar 1741,615 mL.
2. Necara kesetimbangan volume air
Volume air dalam umpan = Vol. air bottom + Vol. air destilat
2400 mL = 1997,175 ml + 7,44 ml
2400 mL = 2004,615 ml
Didapatkan selisih volume antara vol air umpan dengan volume air hasil
bottom + destilat sebesar 495,385 ml.
E. fraksi mol etanol
1. Perhitungsan fraksi mol etanol umpan (XF)
XF=
v . etanol umpan× Bj etanolBM etanol
v .etanol umpan× BjetanolBM etanol
+v . air × Bj air
BM air
XF=
2600ml × 0,789gr /ml46 gr /mol
2600 ml× 0,789 gr /ml46 gr /mol
+2400 ml×0,9963
18 gr /mol
XF=0,2516
2. Perhitungsan fraksi mol etanol destilat (XD)
XD=
v . etanol Destilat × Bj etanolBM etanol
v . etanol Destlat × BjetanolBM etanol
+v . air × Bj air
BM air
XD=
186ml×0,789 gr /ml46 gr /mol
179,4 ml× 0,789gr /ml46 gr /mol
+7,44 ml×0,9963
18 gr /mol
XD=0,8858
3. Perhitungsan fraksi mol etanol bottom (XB)
XB=
v . etanol Bottom× Bj etanolBM etanol
v . e tanol Bottom× BjetanolBM etanol
+v . air × Bj air
BM air
XB=
2577 ml ×0,789 gr /ml46 gr /mol
579,825 ml×0,789 gr /ml46 gr /mol
+1997,715 ml× 0,9963
18 gr /mol
XB=0,2859
4. Perhitungan YD
YD= XDR+1
YD=0,88585+1
YD=0,1476
VIII. PEMBAHASAN
IX. KESIMPULAN
X. DAFTAR PUSTAKA