penuntun praktikum operasi teknik kimia ii · penuntun praktikum operasi teknik kimia ii 1 penuntun...

24
Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II Nama :............................................................. Stambuk :............................................................. Kelas/Kelompok :............................................................. LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA MAKASSAR 2016

Upload: dangnguyet

Post on 12-Apr-2018

257 views

Category:

Documents


14 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

1

PENUNTUN PRAKTIKUM

OPERASI TEKNIK KIMIA II

Nama :.............................................................

Stambuk :.............................................................

Kelas/Kelompok :.............................................................

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA

MAKASSAR

2016

Page 2: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

2

KATA PENGANTAR

Assalamu ‘alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh...

Dengan rahmat Allah SWT, kami mengucapkan puji syukur kehadirat-

Nya atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusunan

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia ini dapat diselesaikan.

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia ini diharapkan dapat

membantu mahasiswa dalam mengikuti kegiatan praktikum pada laboratorium

Operasi Teknik Kimia.

Dengan adanya buku penuntun ini bukan berarti mahasiswa tidak perlu

lagi mencari dan membaca buku-buku lainnya tetapi juga dibutuhkan informasi

dari beberapa referensi demi menambah pengetahuan sehingga mahasiswa dapat

betul-betul mendalami materi dari setiap judul percobaan yang akan dilakukan.

Penyusunan penuntun ini mengacu dari modul yang disusun oleh

perancang alat Laboratorium di Institut Teknologi Bandung (ITB).

Kami menyadari dalam penyusunan penuntun ini masih terdapat banyak

kekurangan. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya

membangun demi menyempurnakan penuntun ini dan penuntun-penuntun

selanjutnya.

Semoga penuntun praktikum ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Insya

Allah. Amin ya Rabbal ‘alamin.

Wassalamu ‘alaikum warahmatullahi wabarakatuh...

Makassar, April 2016

Tim Penyusun

Laboratorium Operasi Teknik Kimia

Universitas Muslim Indonesia

Page 3: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

3

DAFTAR ISI

Kata Pengantar

Dinamika Proses ..............................................................................................4

Ekstraksi Padat-Cair (Leaching) ..................................................................10

Pengeringan (Drying) ....................................................................................15

Destilasi .........................................................................................................20

Page 4: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

4

PERCOBAAN I

DINAMIKA PROSES

I. Tujuan Percobaan

1. Mengetahui Proses tunak (steady state) dan tak tunak (unsteady state)

dengan menentukan parameter – parameter proses dalam sebuah model

matematik

2. Mengerti kelakuan dinamik proses, membangun model suatu proses

sederhana dan mensimulasikan proses tersebut

II. Dasar Teori

Dinamika proses adalah variasi prestasi kerja proses dari waktu ke waktu

sebagai respon terhadap gangguan dan perubahan beban proses.Dasar teori ini

akan ditinjau contoh pemodelan suatu proses sederhanaseperti terlihat pada

gambar yaitu suatu tangki dengan luas penampang tetap (A),diisi dengan air

pada ketinggian awal (ho). Kemudian tangki tersebut dikosongkandengan

cara mengalirkan air melalui lubang kecil (orifice) dibagian dasar

tangkidengan luas penampang orifice (Ao).

Untuk memperjelas situasi perlu ditetapkan simbol ± simbol berikut ini :

q = Laju alir volume cairan dari tangki, (ft3/detik, liter/detik, m

3/detik)

A = Luas penampang tangki, (m2, ft

2)

Ao= Luas penampang lubang kecil atau orifice, (m2, cm

2, ft

2)

ho= Ketinggian cairan pada awal waktu, (cm, m, ft)

h = Ketinggian cairan dalam tangki terhadap perubahan waktu, (ft, m, cm)

ȡ = Densitas cairan, (lb/ft3, kg/liter)

t = Waktu, (detik)

“Massa cairan yang keluar tangki sama dengan perubahan massa di dalam

Tangki.”

Page 5: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

5

Massa cairan adalah ȡ .A.h jadi perubahan massa tersebut adalah

d[ ȡ .A.h]/dt.

Perubahan massa dalam tangki = - (laju air massa keluar tangki)

Tanda negatif menyatakan bahwa aliran menghasilkan pengurangan massa

dalam

tangki, dimana ȡ dan A adalah tetap (konstanta).

Persamaan (2) adalah satu persamaan yang mempunyai dua variabel

yangtidak diketahui yaitu tinggi cairan, h dan laju alir volume, q. Karena satu

persamaan memiliki dua variabel yang tidak diketahui maka dibutuhkan

satupersamaan lagi yang berhubungan.Cairan dalam tangki dapat mengalir

disebabkan adanya perbedaan tekanandalam tangki yaitu (lebih besar) dari

tekanan luar, sehingga persamaan tersebut : q= q ( p). Penyebab perbedaan

tekanan tersebut adalah ketinggian cairan di dalam tangki, h. Sehingga

besarnya laju alir volume merupakan fungsi dari h. Untukmenyederhanakan

masalah diasumsikan bahwa q = c walaupun hal ini tidakseratus persen benar.

Untuk q = c maka persamaan 2 menjadi :

Untuk memperjelas keadaan ditentukan bahwa t1= 0 pada ho = tinggi cairan

aliran

awal, sedang t2 = disebut t merupakan waktu setiap keadaan, maka :

Page 6: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

6

Menurut persamaan diatas hubungan antara h dengan waktu t merupakan

persamaan garis lurus dengan intercept = ho dan gradien (slope) = - C /

A.Buktikan dari hasil pengamatan anda (mahasiswa) apakah

hubunganpersamaan (5) diatas merupakan garis lurus pada semua titik atau

hanya beberapatitik awal saja.Pada kenyataan membuktikan bahwa pada h

mencapai nol maka q juganol sehingga persamaan untuk waktu yang lama

adalah q = b h sehinggapersamaan (2) menjadi :

Untuk persamaan (9) didapat bahwa ho= intercept dan ± b/A adalah

gradien.Persamaan (10) membuktikan bahwa hubungan h terhadap t tidak

linier.

Page 7: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

7

III. Prosedur Percobaan

Alat yang digunakan

1. Alat Utama

Gambar 3.1 Rangkaian Alat Dinamika Proses

2. Alat penunjang yang digunakan pada dinamika proses :

a. Gelas Ukur 500 ml

b. Stopwatch

Bahan yang digunakan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah air

Cara Kerja

Tangki di isi dengan air sampai overflow, kemudian di catat perubahan

ketinggiaan air dalam tangki setiap 5 detik untuk bukaan 1 tanpa gangguan

sampai dapat mencapai keadaan steady state, setelah steady state diukur laju

alir sebanyak 5 kali pengambilan data. Di beri gangguan ¾ bukaan lalu di

catat perubahan ketinggian air dalam tangki tiap 5 detik sampai mencapai

Page 8: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

8

keadaan steady state, di ukur laju alir sebanyak 5 kali pengambilan data. Kran

input ganguan di tutup, lalu di catat perubahan penurunan air dalam tangki 5

detik sampai air dalam tangki habis.

Prosedur di atas di ulang untuk variasi bukaan 2 tanpa gangguan dan

dengan gangguan ¾ bukaan.

IV. Daftar Pustaka

Coughnouwr and Kopel, (1984), “Proses System Analisis and Control”,

International Student Editions. Stephanosopulus , G.

Tim Laboratorium Instruksional I/II, “Modul 1.12 Dinamika Proses”,

Bandung : ITB,. Pdf. Diakses tanggal 28 Mei 2013

Tim Penyusun Laboratorium OTK, “Modul Dinamika Proses Konduksi”,

Bandung : ITB,. Pdf. Diakses tanggal 28 Mei 2013

Page 9: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

9

TABEL ASISTENSI

NAMA :

STAMBUK :

KELOMPOK :

KELAS :

ASISTEN :

JUDUL PENETAPAN :

NO HARI/TGL URAIAN PARAF KET

Makassar, 20

( )

ASISTEN

Page 10: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

10

PERCOBAAN II

EKSTRAKSI PADAT – CAIR (LEACHING)

I. Tujuan Percobaan

- Untuk mengetahui fraksi NaOH dalam ekstrak dan air secara sistematis.

- Untuk mengetahui fraksi CaCO3 dalam rafinat secara sistematis.

II. Dasar Teori

Leaching adalah peristiwa pelarutan terarah satu atau lebih senyawaan

dari campuran padatan dengan cara mengontakkan dengan pelarut cair. Pelarut

melarutkan sebagian bahan padatan sehingga bahan terlarut yang diinginkan

dapat diperoleh.

Operasi ini sering dijumpai dalam farmasi dan industri, misalnya pada

pemisahan biji emas dan juga biji tembaga dari biji logam, industri perminyakan

didalam proses pada pemisahan minyak bumi serta produk dari bidang farmasi

dan itu berupa akar atau daun tumbuhan.

Metode yang dipergunakan untuk leaching biasanya ditentukan oleh

jumlah konstituen yang akan dilarutkan dan didistribusi konstituen di dalam

solid, sifat solid dan juga ukuran partikelnya. Ekstraksi padat cair (leaching)

merupakan salah satu unit operasi pemisahan tertua yang digunakan untuk

memperoleh komponen zat terlarut dari campurannya dalam padatan dengan

cara mengontakkannya dengan pelarut yang sesuai.

Sebuah contoh ekstraksi yang dapat kita lihat sehari-hari ialah pelarutan

komponen-komponen kopi dengan menggunakan air panas dengan biji kopi

yang telah di bakar atau di giling. Pada ekstraksi tidak terjadi pemisahan segera

dari bahan–bahan yang akan di peroleh (ekstrak), melainkan mula-mula hanya

terjadi penggumpalan ekstrak (dalam pelarut).

Cara ini bertujuan mengembangkan ke dalam proses ekstraksi padat

cair yang dilakukan dalam unggun tetap. Tujuan ini dicapai melalui penurunan

model matematika yang disusun berdasarkan teori perkolasi serta percobaan

ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom unggun tetap

Page 11: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

11

untuk menguji model tersebut. Persamaan model memberikan kurva sejarah

konsentrasi yang menggambarkan konsentrasi zat terlarut dalam cairan keluar

kolom terhadap waktu ekstraksi dalam besaran-besaran tak berdimensi. Besaran-

besaran yang divariasikan adalah laju alir pelarut dan tinggi unggun.

III. Prosedur Percobaan

Alat

1. Cawan 10. Erlemeyer 250 ml

2. Pipet volume 10 ml 11. Gelas piala 500 ml

3. Botol semprot 12. Piknometer 25 ml

4. Pengaduk 13. Labu Ukur 500 ml

5. Pipet Tetes 14. Gelas Ukur 250 ml

6. Bulb 15. Buret Asam 50 ml

7. Corong 16. Neraca Ohaus

8. Neraca Analitik 17. Desikator

9. Statif Buret 18. Oven

Bahan

1. Padatan Na2CO3

2. Padatan CaO

3. H2O

4. Larutan HCl 0,5 N

5. Indikator PP

6. Kertas Saring

Cara Kerja

Percobaan dapat dilakukan dengan untuk berbagai pasangan “zat

terlarut inert-pelarut”, tetapi dalam petunjuk ini dapat diuraikan penyeduhan

untuk memisahkan NaOH dari campurannya dengan CaCO3 yang

kandungannya diperoleh dengan reaksi kostitasi antara Na2CO3 dan Ca(OH)2.

Page 12: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

12

Dalam Percobaan ini pertama-tama yang dilakukan pada stage 1 adalah

mengontakkan antara pelarut (air) sebanyak 400 ml dan bahan padatan CaO

sebanyak 15,0076 gr dan Na2CO3 sebanyak 28,0345 gr lalu dilakukan

pengadukkan dalam jangka waktu 7 menit sehingga dianggap telah homogen

setelah itu didekantasi (didiamkan) dengan selang waktu 7 menit sehingga

campuran terbentuk menjadi dua bagian yaitu ekstrak dan rafinat selanjutnya

dipisahkan. Diukur berat rafinat dan volume ekstrak. Diambil 10 ml sampel

ekstrak untuk dititrasi dengan 0,5 M HCl dan ditambahkan indikator PP untuk

menentukan konsentrasi NaOH dalam ekstrak. Diambil sampel rafinat lalu

diukur berat rafinat total kemudian ditimbang berat rafinat basah, lalu

dimasukkan kedalam oven seama 15 menit setelah itu didinginkan di dalam

desikator selama 5 menit, kemudian ditimbang berat rafinat kering untuk

menentukan fraksi CaCO3 dalam rafinat. Rafinat pada stage 1 digunakan

kembali pada stage 2 dengan ditambahkan pelarut (air) 400 ml, kemudian

diaduk dan didekantasi dengan cara yang sama. Diukur berat rafinat dan

volume ekstrak. Diambil 10 sampel untuk di titrasi kemudian menentukan

konsentrasi NaOH dalam ekstrak. Rafinat pada stage 2 digunakan kembali

pada stage 4 dengan menambahkan pelarut. Dengan perlakuan yang sama

seperti pada stage 1. Pada stage 3 ditimbang kembali padatan CaO sebanyak

15,0076 gr dan Na2CO3 sebanyak 28,0345 gr kemudian dengan perlakuan

yang sama pada stage 1. Hasil ekstrak pada stage 4 digunakan kembali pada

stage 5 dengan menggunakan rafinat pada stage 3. Dilakukan perlakuan yang

sama pada 5 seperti pada stage 4. Proses pengadukan dan dekantasi dilakukan

dengan selang waktu 7 menit. Diukur berat rafinat dan volume ekstrak.

Diambil sampel 10 ml untuk dititrasi dengan 0,5 M HCl ditambahkan

indikator PP untuk menetralkan konsentrasi NaOH dalam ekstrak. Diambil

sampel rafinat lalu diukur berat rafinat basah dan berat rafinat kering untuk

menentukan fraksi CaCO3 dalam rafinat.

Page 13: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

13

IV. Daftar Pustaka

Gozan, Misri. 2006. Absorpsi, Leaching, dan Ekstraksi pada Industri Kimia.

Universitas Indonesia: Depok

Tim Penyusun, (2013), “Buku Penuntun Praktikum OTK II”, Universitas

Muslim Indonesia, Makassar Tahun 2013

Warren L, Mc Cabe, Julian C Smith, (1990), “Operasi Teknik Kimia II”,

Erlangga

Page 14: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

14

TABEL ASISTENSI

NAMA :

STAMBUK :

KELOMPOK :

KELAS :

ASISTEN :

JUDUL PENETAPAN :

NO HARI/TGL URAIAN PARAF KET

Makassar, 20

( )

ASISTEN

Page 15: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

15

PERCOBAAN KE III

DESTILASI

I. Tujuan Percobaan

Tujuan praktikum ini adalah agar praktikan mempelajari operasi

pemisahancampuran biner dengan metoda distilasi batch. Yaitu:

1. Menentukan karakteristik kolom fraksionasi: jumlah tahap

kesetimbangan teoretis, HETP, refluks minimum.

2. Menentukan volatilitas realtif campuran biner

3. Menentukan efiseiensi pemisahan.

II. Dasar Teori

Kolom distilasi adalah sarana melaksanakan operasi pemisahan

komponen-komponendari campuran fasa cair, khususnya yang mempunyai

perbedaan titik didih dantekanan uap yang cukup besar. Perbedaan tekanan

uap tersebut akan menyebabkan fasauap yang ada dalam kesetimbangan

dengan fasa cairnya mempunyai komposisi yangperbedaannya cukup

signifikan. Fasa uap mengandung lebih banyak komponen yangmemiliki

tekanan uap rendah, sedangkan fasa cair lebih benyak menggandung

komponenyang memiliki tekanan uap tinggi.

Kolom distilasi dapat berfungsi sebagai sarana pemisahan karena

system perangkat sebuah kolom distilasi memiliki bagaian-bagian proses

yang memiliki fungsi-fungsi:

1. menguapkan campuran fasa cair (terjadi di reboiler)

2. mempertemukan fasa cair dan fasa uap yang berbeda komposisinya

(terjadi di kolom distilasi)

3. mengondensasikan fasa uap (terjadi di kondensor)

Konsep pemisahan dengan cara distilasi merupakan sintesa pengetahuan

dan peristiwa-peristiwa:

1. kesetimbangan fasa

2. perpindahan massa

Page 16: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

16

3. perpindahan panas

4. perubahan fasa akibat pemanasan (penguapan)

5. perpindahan momentum

Konsep pemisahan secara distilasi tersebut dan konsep konstruksi heat

exchanger serta konstruksi sistem pengontak fasa uap-cair disintesakan,

menghasilkan system pemroses distilasi yang tersusun menjadi integrasi

bagian-bagian yang memiliki fungsi berbeda-beda.

Distilasi adalah sistem perpindahan yang memanfaatkan

perpindahan massa.Masalah perpindahan massa dapat diselesaikan dengan

dua cara yang berbeda. Pertamadengan menggunakan konsep tahapan

kesetimbangan (equilibrium stage) dan kedua atasdasar proses laju difusi

(difusional forces).Distilasi dilaksanakan dengan rangakaian alatberupa

kolom/menara yang terdiri dari piring (plate tower/tray) sehingga

denganpemanasan komponen dapat menguap, terkondensasi, dan

dipisahkan secara bertahapberdasarkan tekanan uap/titik didihnya. Proses

ini memerlukan perhitungan tahapkesetimbangan.

Batas perpindahan fase tercapai apabila kedua fasa mencapai

kesetimbangan danperpindahan makroskopik terhenti. Pada proses

komersial yang dituntut memiliki lajuproduksi besar, terjadinya

kesetimbangan harus dihindari. Distilasi pada satu tahapannyamemisahkan

dua komponen, yang terdapat dalam 2 fasa, sehingga derat kebebasannya 2.

Faktor-faktor penting dalam merancang dan mengoperasikan

kolom distilasiadalah jumlah tray yang diperlukan untuk mendapatkan

pemisahan yang dikehendaki,diameter kolom, kalor yang dikonsumsi

dalam pendidih, dan rincian konstruksi tray.Sesuai dengan asas-asas

umum, analisis unjuk kerja kolom distilasi tray didasarkan padaneraca

massa, neraca energi, dan kesetimbangan fasa.Kolom diumpani dengan F

(mol/jam) umpan yang berkonsentrasi xf, danmenghasilkan D (mol/jam)

distilat yang berkonsentrasi xd dan produk bawah yangberkonsentrasi xb.

Ada 2 neraca massa yang penting:

Neraca massa total:

Page 17: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

17

F = D + B (1)

Neraca komponen:

F.xf = D.xd + B.xb (2)

III. Prosedur Percobaan

Satu set perangkat modul distilasi yang terdiri dari:

a. labu didih (dilengkapi termometer dan alat pengambil sampel),

b. pemanas listrik (untuk labu didih),

c. Heating Mantle

d. kolom fraksionasi batch (kolom yang dipakai adalah tipe vigreux

yang dilengkapi dengan selubung pemanas listrik yang dapat diatur

dengan menggunakan pengatur tegangan listrik),

e. kondensor,

f. pengatur dan pembagi refluks,

g. penampung distilat

Gambar 11 Skema alat percobaan Modul Distilasi

Alat-alat pendukung:

1. Refraktometer

Page 18: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

18

2. Piknometer

3. Termometer

4. Stopwatch

5. Gelas ukur

6. Pipet ukur

7. Timbangan/ neraca

Bahan/ Zat Kimia

1. Solven organik seperti etanol, metanol, aseton

2. Aquadest

Cara Kerja

a. Kalibrasi refraktometer untuk menentukan hubungan antara komposisi

cairan biner terhadap indeks biasnya

b. Susun tata kerja untuk melakukan operasi distilasi dengan refluks total dan

rerfluks parsial

c. Catat data yang diperlukan guna menyelesaikan tugas yang diberikan

IV. Daftar Pustaka

Hanley, and Seader, Equilibrium Separation Operations in Chemical

Engineering, John Wiley and Sons, 1981, Chapter 9

Mc Cabe, W.L., Unit Operation of Chemical Engineering, 3rd Edition,

McGraw-Hill Book Co., New York, 1978, Chapter 19

McKetta, J.J., Unit Operations Handbook, Vol.1, Marcell Dekker, 1993,

Chapter 6

Perry, R., Green, D.W., and Maloney, J.O., Perry’s Chemical Engineers’

Handbook, 6th Edition, McGraw-Hill, Japan, 1984

Treybal, R.E., Mass Transfer Operations, McGraw-Hill, 1981 Chapter 9

Page 19: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

19

TABEL ASISTENSI

NAMA :

STAMBUK :

KELOMPOK :

KELAS :

ASISTEN :

JUDUL PENETAPAN :

NO HARI/TGL URAIAN PARAF KET

Makassar, 20

( )

ASISTEN

Page 20: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

20

PERCOBAAN IV

PENGERINGAN (DRYING)

I. Tujuan Percobaan

- Membuat grafik hubungan kecepatan pengeringan (N) dengan

kandungan H2O dalam padatan (x).

- Mengevaluasi nilai koefisien massa transfer massa uap H2O dari

permukaan padatan ke udara.

II. Dasar Teori

Pengeringan zat padat adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat

cair dari bahan sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat

padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima. Pengeringan

biasanya merupakan langkah terakhir dari sederetan operasi dan hasil

pengeringan biasanya merupakan langkah terakhir dari sederetan operasi,

dan hasil pengeringan biasanya siap dikemas.

Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah

panas dan pindah massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Proses

perpindahan panas yang terjadi adalah dengan cara konveksi serta

perpindahan panas secara konduksi dan radiasi tetap terjadi dalam jumlah

yang relative kecil. Pertama-tama panas harus ditransfer dari medium

pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang

terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya.

Proses ini akan menyangkut aliran fluida dengan cairan harus di transfer

melalui struktur bahan selama proses pengeringan berlangsung. Panas

harus disediakan untuk menguapkan air dan air harus mendifusi melalui

berbagai macam tahanan agar dapat lepas dari bahan dan berbentuk uap air

yang bebas. Lama proses pengeringan tergantung pada bahan yang

dikeringkan dan cara pemanasan yang digunakan.

Pada pengeringan secara batch, misal pada tray dryer, bahan padat

basah dikontakkan dengan udara yang suhu dan kelembaban udaranya

tetap. Akibat penguapan cairan (misal air) maka kandungan cairan pada

Page 21: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

21

bahan padat (x, g air/ g padatan bebas air) berkurang dengan

bertambahnya waktu , kecepatan pengeringan (N, g air/waktu/luas)

dipengaruhi oleh kondisi udara pengering dan kandungan air tersisa dalam

padatan (x). Jika kondisi udara pengering tetap, maka kecepatan

pengeringan tergantung kandungan air dalam padatan, pada umumnya ada

4 periode pengeringan pada grafik hubungan N dan x.

Mekanisme keluarnya air dari dalam bahan selama pengeringan adalah

sebagai berikut:

1. Air bergerak melalui tekanan kapiler.

2. Penarikan air disebabkan oleh perbedaan konsentrasi larutan disetiap

bagian bahan.

3. Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan oleh absorpsi dari lapisan-

lapisan permukaan komponen padatan dari bahan.

4. Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan

uap.

III. Prosedur Percobaan

Alat

1. Alat Drying

2. Eksikator

3. Oven

4. Neraca Analitik

Bahan

- Sample (Buah)

Cara Kerja

Pertama-tama dilakukan kalibrasi udara dengan skala 2, 3, dan skala 4.

Kemudian diukur laju alir udara sebanyak 3 kali dengan menggunakan

Page 22: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

22

anemometer pada tiap skala. Setelah itu diambil buah melon dan dipotong

dengan ukuran panjang : 2 cm, lebar : 2 cm, dan tebal : 0,5 cm sebanyak 11

keping. Kemudian pemanas dinyalakan sampai mencapai suhu 40oC. Setelah

panasnya konstan, buah melon yang sudah dipotong ssebanyak 10 keping

dimasukkan ke dalam tray dryer lalu beratnya dicatat, kemudian dilakukan

pengamatan tiap selang waktu 20 menit dan setiap selang waktu tersebut berat

bahan dalam tray dryer dicatat dan dilakukan pengamatan sampai beratnya

konstan.

Untuk proses pengovenan pada buah melon yang dipotong dengan

ukuran 2 x 2 x 0,5 cm. Ditimbang beratnya, kemudian dipanaskan di oven

pada suhu 100 oC tiap selang waktu 20 menit ditimbang sampai berat bahan

konstan.

IV. Daftar Pustaka

Herman Ely. (2011). “Proses Pengeringan”

Septiadi Ady. (2009). “Drum Dryer”

Tim Laboratorium Instruksional I/II. “Modul 2.02 Pengeringan 2”.

Bandung : ITB,. Pdf. Diakses tanggal 22 Juni 2013

Page 23: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

23

TABEL ASISTENSI

NAMA :

STAMBUK :

KELOMPOK :

KELAS :

ASISTEN :

JUDUL PENETAPAN :

NO HARI/TGL URAIAN PARAF KET

Makassar, 20

( )

ASISTEN

Page 24: PENUNTUN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II · Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II 1 PENUNTUN PRAKTIKUM ... ekstraksi biji jarak menggunakan pelarut n-heksan di dalam kolom

Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II

24