LAPORAN PRAKTIKUMSATUAN OPERASI

ACARA VIKESEIMBANGAN MASSA DAN ENERGI UNTUK

DESTILASI AIR LAUT

OLEH:

EKA YUNITAJ1A012033

KELOMPOK XXV

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN

AGROINDUSTRI UNIVERSITAS MATARAM

2013HALAMAN PENGESAHAN

Laporan praktikum mingguan satuan operasi disusun sebagai salah satu syarat untuk membuat laporan tetap.

Mataram, 5 Desember 2013

Mengetahui,

Co. Ass Praktikum satuan operasi Praktikan,

Yuni Astuti Eka Yunita C1J 011 088 J1A 012 033

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sebagian besar masyarakat berasumsi bahwa mendapatkan air bersih sangat

sulit, apalagi saat musim kemarau yang panjang. Padahal banyak cara yang dapat

dilakukan untuk mendapatkan air bersih. Salah satu caranya dengan destilasi, dimana

destilasi itu sendiri adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan

perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Pada proses

destilasi ini memanfaatkan sinar matahari untuk memisahkan garam dari airnya

sehingga diperoleh air murni. Untuk itu, perlu dilakukan praktikum destilasi ini agar

bisa tahu cara, manfaat, dan diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.

1.2. Praktikum Tujuan

Praktikum ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui keseimbangan

massa dan energy untuk destilasi air laut.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Destilasi

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.

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). Zat cair dapat dipisahkan dari campurannya

melalui proses distilasi ataupun distilasi bertingkat. Distilasi menggunakan prinsip

bahwa hanya cairan yang dapat menguap sedangkan zat padat yang terlarut tidak

dapat menguap. Distilasi bertingkat memanfaatkan perbedaan titik uap antara zat-zat

cair dalam campuran yang saling melarutkan. Adapun pemisahan dua zat cair yang

tidak saling melarutkan dapat dilakukan dengan menggunakan corong pisah (Hidayat,

2011).

Distilasi bertingkat merupakan teknik atau proses pemisahan campuran

berupa cairan yang bertujuan untuk memproses lebih dari 1 jenis komponen. Untuk

tujuan ini, cairan yang menguap dilewatkan melalui kolom – kolom perangkap uap.

Komponen yang lebih mudah menguap (bertitik didih rendah) cenderung mengembun

(terperangkap) di kolom lebih atas dan komponen yang sukar menguap (bertitik didih

tinggi) cenderung mengendap di kolom lebih bawah. Teknik ini diterapkan, misalnya

untuk pemurnian minyak bumi. Untuk memisahkan dua jenis cairan yang sama-sama

mudah menguap dapat dilakukan dengan destilasi bertingkat.

2.2. Macam-macam Destilasi

Distilasi Sederhana, prinsipnya memisahkan dua atau lebih komponen cairan

berdasarkan perbedaan titik didih yang jauh berbeda. Distilasi Fraksionasi

(Bertingkat), sama prinsipnya dengan dis.sederhana, hanya dis.bertingkat ini

memiliki rangkaian alat kondensor yang lebih baik, sehingga mampumemisahkan dua

komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan. Distilasi Azeotrop,

memisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau lebihkomponen yang sulit di

pisahkan), biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah

ikatan azeotrop tsb, atau dengan menggunakan tekanan tinggi. Distilasi Kering :

memanaskan material padat untuk mendapatkan fasa uap dan cairnya. Biasanya

digunakan untuk mengambil cairan bahan bakar dari kayu atau batu bata. Distilasi

vakum: memisahkan dua kompenen yang titik didihnya sangat tinggi, motede yang

digunakan adalah dengan menurunkan tekanan permukaan lebih rendah dari 1 atm,

sehingga titik didihnya juga menjadi rendah, dalam prosesnya suhu yang digunakan

untuk mendistilasinya tidak perlu terlalu tinggi (Sari, 2013).

2.3. Proses Kerja Destilasi

Proses kerja destilasi ini mulanya air laut dihisap oleh pompa ejektor yang

terdapat dipantai. Kemudian, air laut tersebut dimasukan ke dalam alat penukar gas

(heat exchanger). Pada tahap ini, air laut dipanasi oleh air panas dari panas buang

diesel atau boiler limbah biomassa pada suhu 80 derajat C. Selanjutnya, air tersebut

divakumkan pada tekanan udara kurang dari 1 atm. Pada kondisi hampa udara

(vakum) yang tinggi dan suhu rendah itulah, jelasnya lagi, sebagian dari air laut

menguap. Dimana, uap bertekanan rendah dari tempat lain mendapat pendinginan

dari air laut yang dimasukkan dari cerobong terpisah(Birne, 2008). Pada saat itulah,

uap berkondensasi menjadi air tawar.  Air laut yang sudah hangat akan mengalir dari

saluran keluar pendingin. Dan selanjutnya akan masuk ke dalam heat exchanger

sebagai air umpan. Uap tekanan rendah yang timbul di dalam heat exchanger

mengalir masuk ke dalam evaporator. Begitu pula dengan air sisa buangan yang

kental. Selanjutnya, uap air itu didinginkan oleh air laut dan berkondensasi menjadi

air tawar. Hasil air tawar di kondensor itu kemudian dipompa keluar oleh condensate

pump. Kemudian, air tersebut dialirkan ke tangki persedian air tawar. Sementara sisa

air buangan dikeluarkan secara teratur oleh water ejector. Sedangkan mengenai kadar

garam dari air destilat (air yang dihasilkan dari proses destilasi ini) secara terus

menerus dipantau oleh salinity indicator. Sebuah solenoid valve dipasang pada

saluran keluar pompa air destilasi. Untuk menentukan kadar garam air destilatnya kita

bisa atur, umumnya kadar garam yang dimiliki oleh air destilat ini maksimal sebesar

10 ppm. Artinya, kualitas air yang dihasilkan dari proses ini sangat bagus. Air tawar

yang dihasilkan dari mesin diesel bertenaga 2×250 kW dan 2×500 kW mampu

menghasilkan 5.000 liter air dalam 24 jam (Anonim, 2013).

BAB IIIPELAKSANAAN PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Minggu, 24 November 2013  dari pukul

di Laboratorium Teknik dan Konservasi Lingkungan Pertanian Fakultas Teknologi

Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.

3.2 Alat dan Bahan Praktikum

3.2.1. Alat-alat praktikum

Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah kolektor bertingkat,

thermometer, thermokopel, stopwatch, dan gelas ukur.

3.2.2. Bahan-bahan praktikum

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah air laut 1 galon.

3.3 Prosedur KerjaLangkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah sebagai

berikut:

1. Diletakkan alat destilator menghadap sinar matahari.

2. Dimasukkan air laut sebanyak yang diperlukan untuk memenuhkan alat kolektor

bertingkat.

3. Diletakkan thermometer dan thermokopel masing-masing pada air laut, dinding

kaca bagian dalam, dinding kaca bagian luar, dinding alat destilator, dan pada

lingkungan.

4. Diambil data setiap satu jam selama 8 jam pengamatan.

5. Diambil data radiasi sinar matahari dan kecepatan angin yang diperoleh dari data

Stasiun Meteorologi dan Geofisika Selaparang.

6. Dihitung dan dianalisis setiap data primer dengan setiap persamaan-persamaan

yang ada.

BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1. Hasil Pengamatan

4.1.1. Gambar Alat Destilasi

Keterangan :

1. Termometer Dinding

2. Termometer Dalam Kaca

3. Termometer Luar Kaca

4. Kaca Kolektor

5. Termometer Lingkungan

6. Wadah Bertingkat

7. Pipa Alir

8. Gelas Ukur

31 2 4

5

67

8

9

10

9. Termokopel

10. Termokontrol

4.1.2. Hasil Pengamatan Destilasi Air Laut

Tabel 1. Hasil Pengamatan Destilasi Air Laut

JamTdk

(oC)Tal (oC)

Td (oC)

Tlk (oC)Tling

(oC)Vatampungan

(m3)Ket.

Warna10.00 61 46 58 44 40 0 -11.00 55 56 56 41 34 11 Bening12.00 55 47 55 44 36 21 Bening13.00 57 51 57 44 35 27 Bening

Diketahui: Imax = 177,8 kkal = 741,07 Joule

Imin = 0,000 kkal = 0 Joule

Vangin = 8 knot = 14,4 km/jam

t = 4 jam

β = 15o

θ = 48

n = 2669,0 jam

Kc = Ki = 0,70

Tal = 50oC = 323,15 K

Tling = 36,25oC = 309,25 K

T1max = 36oC = 309 K

T1min = 30oC = 303 K

Isc = 1353

γ = 21,438

x = 0,43

e = 5,672 x 10-4

¿) = 0,86

(αβ) = 0,70

L1 = 0,15

τ = 5,6697 x 108

x = 0,43

4.2 Perhitungan

4.2.1. Radiasi yang Sampai ke Bumi

Ih = (Imax - Imin) sin n (t - (t-1)) + Imin

= (741,07 - 0,00) sin 2669,0 (4 - (4-1) + 0,000

= 741,07 sin 2669,0

= 741,07 x 0,5150

= 370,535 Joule

4.2.2. Penentuan Keawanan

Io = Isc x Tling ((1 + 0.33 cos 360 x n) / 370)

= 1353 x 309,25 ((1 + 0.33 (1) 2669,0) / 370)

= 418415,25 ((1 + 880,77)/370)

= 418415,25 x 2,4

= 1004196,6 Joule

Aw=

I h

I o

=370 , 5351004196 ,6

= 3,69 x 10-4 Joule

4.2.3. Penentuan Energi yang Hilang

Rb = cos (θ+β) cos γ cos x + sin (θ+β) sin γ

= cos (48+15) cos 21,438 cos 0,43 + sin (48+15) sin 21,438

= cos 63o . cos 21,438. cos 0,43 + sin 63o. sin 21,438

= (0.454) (0.931) (1) + (0.891) (0.365)

= 0,423 + 0,326

= 0,749 Joule

Rd = (1+15) / 2

= 8 Joule

Id = 0.16 x Ih

= (0.16) (370,535)

= 59,286 Joule

Ib = Ih - Id

= 370,535 – 59,286

= 311,249 Joule

Qabs = (αθ) Ib . Rb + (γβ)1 Id . Rd

= (0,86) (311,249) (0.7479) + (0,70) (59,286)(8)

= 200,488 + 332,002

= -131,514 Joule

= 131,514 Joule

4.2.4. Penentuan E Terkumpul

A = 0,48 m2

H2 = Rb x 30 x 14,4

= 0,749 x 30 x 14,4

= 323,568

UL3 =

1LiKi

+1h2

=

10 . 150 . 70

+1

323 ,568

= 4,6 Joule

Q = UL3 . A x (T1 max - T1 min)

= 4,6 x 0,48 x 0,43 (309-303)0K

= 0,95 x 6

Volume tampunganWaktu

= 5,7 Joule

4.2.5. Penentuan Q Total

Qtot = e (Tal4 - Tlingk

4)

= (5,672 x 10-4) ( 5,6697 x 10-4) ((323,15)4 – (309,25)4)

= 32,1585 x 10-8 (1,0905 x 1010 – 0,9146 x 1010)

= 32,1585 x 10-8 (0,1759 x 1010)

= 5,6567 x 102 Joule

= 565,67 Joule

4.2.6. Penentuan Q Efisien

Qef =

Qtotal

Qabs

=

565 , 67131 ,514

= 4,3 Joule

4.2.7.Kapasitas

Kapasitas =

=

274

= 6,75 m3/s

BAB VPEMBAHASAN

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.

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).

Dalam percobaan ini digunakan alat destilator bertingkat. Prinsip kerja

alat ini ditutup dengan kaca transparan agar pada saat penguapan, air yang menguap

tidak hilang tetapi tertahan oleh kaca dan sinar matahari dapat mengenai bahan.

Wadah tempat air laut yang akan didestilasi di cat dengan warna hitam, ini

dimaksudkan agar dapat menyerap kalor dari radiasi matahari secara sempurna

karena benda hitam memiliki emisivitas sama dengan satu, kaca yang digunakan pada

kolektor bertingkat tersebut bukan kaca biasa melainkan kaca prisma yang dapat

membiaskan sinar matahari secara sempurna. Proses kerja destilasi berawal dari

pengumpulan energi panas matahari dengan kolektor untuk disimpan dan

mendapatkan suhu yang lebih tinggi, adanya panas tersebut menyebabkan suhu air

laut meningkat dan menguap karena panas yang berasal dari radiasi surya. Uap

bergerak naik ke atas dan akan mengambun bila menyentuh permukaan atap bagian

dalam lalu sulingan disalurkan dan ditampung, senyawa NaCl memiliki massa jenis

yang lebih besar dari massa jenis air sehingga yang menguap adalah airnya dan NaCl

mengendap.Pada alat ini diletakkan 4 termometer yaitu termometer luar kaca,

termometer dalam kaca, termometer dinding destilator dan termometer bola kering

dan bola basah.

Bagian-bagian dari destilasi itu sendiri adalah termometer luar kaca fungsinya

untuk mengukur suhu diluar kaca, termometer dalam kaca berfungsi untuk mengukur

suhu dalam kaca, termometer dinding destilator fungsinya untuk mengukur suhu

didinding destilator, dan termometer bola kering dan bola basah fungsinya untuk

mengukur suhu sekitar lingkungan.

Berdasarkan hasil pengamatan dan perhitungan didapatkan data bahwa radiasi

yang sampai ke bumi dengan nilai Ih 370,535 joule. Penentuan keawanan dengan nilai

Io 1004196,6 joule, Aw 3,69 x 10-4 joule. Penentuan energi yang hilang Rb 0,749

joule, Rd 8 joule, Id 59,286 joule, Ib 311,249 joule, Qabs 131,514 joule. Penentuan E

terkumpul dengan nilai A 0,48 m2, H2 323,568, UL3 4,6 joule, Q 5,7 joule. Penentuan

Q total dengan nilai Qtot 565,67 joule. Penentuan Q efisien dengan nilai Qef 4,3 joule.

Dan kapasitas 6,75 m3/s.

Adapun faktor-faktor lain yang mempengaruhi proses destilasi yaitu suhu

lingkungan, kecepatan angin, luas destilator, kemiringan destilator. Selain itu proses

destilasi juga dipengaruhi oleh keadaan awan yang akan mempengaruhi intensitas

cahaya matahari yang sampai ke bumi, selain itu juga dipengaruhi oleh keadaan cuaca

yang berbeda-beda antara daerah yang satu dengan yang lainnya

BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan yang telah dilakukan pada

praktikum ini, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.

1. Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia

berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas)

bahan.

2. Proses kerja destilasi memanfaatkan sinar matahari.

3. Senyawa NaCl memiliki massa jenis yang lebih besar dari massa jenis air

sehingga yang menguap adalah airnya dan NaCl mengendap

4. Bagian-bagian destilasi terdiri dari termometer luar kaca,termometer dalam

kaca, termometer dinding destilator dan termometer bola kering dan bola

basah.

5. Penentuan Q efisien dengan nilai Qef 4,3 joule dan kapasitas 6,75 m3/s.

6. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses destilasi adalah besarnya radiasi

matahari ke bumi, keadaan awan, keadaan cuaca, suhu lingkungan, kecepatan

angin, luas destilator, kemiringan destilator dan lamanya waktu proses

destilasi.

6.2. Saran

Praktikum pengujian keseimbangan massa dan energy untuk destilasi air laut

ini praktikan diharapkan untuk berhati-hati dalam melihat suhu yang ada pada

termometer dan praktikan diharapkan mencatat hasil pengamatan secara detail.

DAFTAR PUSTKA

Anonim, 2013. Destilasi Air Laut. http://destilasiairlaut.blogspot.com/ [Diakses pada

hari Rabu, 4 Deseber 2013].

Hidayat, Taufik., 2011. Distilasi Bertingkat. http://ovikfarm.blogspot.com/2011/06/distilasi-

bertingkat.html [Diakses pada hari Rabu, 4 Desember 2013]

Sari, 2013. Macam-Macam Destilasi. http://emalovetasari.blogspot.com/2013/05/macam-

macam-destilasi.html [Diakses pada hari Rabu, 4 Desember 2013]