proposal penelitian pascasarjana dana its tahun 2020 · melewati titik azeotrope yang terdapat pada...
TRANSCRIPT
i
PROPOSAL
PENELITIAN PASCASARJANA
DANA ITS TAHUN 2020
Implementasi Modelling Computational Fluid Dynamics and Validasi Experimental
pada Proses Pemurnian Bioetanol dengan Menggunakan Packed Sieve Tray Column
Tim Pengusul:
Fadlilatul Taufany, ST., PhD 1981 07 13 2005 01 1001
Prof. Dr. Ir. Ali Altway, M.Sc 1951 08 04 1974 12 1001
DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT
TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2020
2
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ...................................................................................................... i
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... ii
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. iv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... v
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. vi
BAB I RINGKASAN ......................................................................................................... 1
BAB II LATAR BELAKANG .......................................................................................... 3
II.1 Latar Belakang ................................................................................................... 3
II.2 Perumusan dan Pembatasan Masalah ................................................................. 4
II.3 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 5
II.4 Urgensi Penelitian .............................................................................................. 6
II.5 Target dan Kontribusi Penelitian serta Kesesuaian Skema ................................ 6
BAB III TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................... 7
III.1 Kolom Distilasi ................................................................................................. 7
III.2 Kesetimbangan Uap-Cair pada Distilasi Multikomponen ................................ 8
III.2.1 Harga K dan Volatilitas Relatif ...................................................................... 8
III.2.2 Sistem Ideal dan Tak Ideal ............................................................................. 9
III.3 Tray Pada Kolom Distilasi ................................................................................ 9
III.4 Hidrodinamika Pada Kolom Distilasi ............................................................... 14
III.4.1 Pressure Drop ................................................................................................. 15
III.4.2 Clear Liquid Height ....................................................................................... 16
III.4.3 Flooding Point ................................................................................................ 16
III.4.4 Fraction Holes of Passing Gas ....................................................................... 16
III.4.5 Tray Efficiency .............................................................................................. 17
III.5 Packed Column pada Kolom Distilasi .............................................................. 18
III.6 Struktur Packing ................................................................................................ 19
III.6.1 Random Packing ............................................................................................ 23
III.7 Fenomena Transfer Massa ................................................................................ 24
III.7.1 Multiphase Model .......................................................................................... 24
III.7.2 Formulasi Matematis...................................................................................... 27
III.7.2.1 Governing Equation .................................................................................... 27
3
III.7.2.2 Persamaan Species Transport...................................................................... 29
III.8 Computational Fluid Dynamic .......................................................................... 29
III.9 Penelitian Terdahulu .......................................................................................... 31
III.10 Road Map Penelitian ....................................................................................... 37
BAB IV METODE ............................................................................................................. 39
IV.1 Garis Besar Penelitian ....................................................................................... 39
IV.2 Alat dan Bahan Penelitian................................................................................. 39
IV.2.1 Alat Penelitian ........................................................................................ 39
IV.2.2 Bahan Penelitian ..................................................................................... 41
IV.3 Variabel Penelitian ............................................................................................ 41
IV.4 Rangkaian Alat Penelitian ............................................................................... 42
IV.5 Metode Penelitian ............................................................................................. 42
IV.5.1 Metode Eksperimental Distilasi .................................................................... 43
IV.5.2 Sistem yang Ditinjau ..................................................................................... 44
IV.5.3 Penyelesaian Secara Simulasi Menggunakan ANSYS ................................. 46
IV.6 Metode Analisa ................................................................................................. 47
BAB V JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA ................................... 47
V.1 Jadwal Penelitian ................................................................................................ 48
V.2 Rancangan Anggaran Biaya (RAB) Penelitian .................................................. 48
BAB VI DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 51
BAB VII LAMPIRAN ....................................................................................................... 53
4
DAFTAR TABEL
Tabel III.1 Perbandingan dari Jenis Tray yang Umum Tersedia ........................................ 10
Tabel III.2 Deskripsi dari Persamaan Pressure Drop ......................................................... 15
Tabel III.3 Karakteristik Packing ....................................................................................... 19
Tabel III.4 Struktur Packing ................................................................................................ 22
Tabel III.5 Random Packing ................................................................................................ 23
Tabel III.6 Ringkasan dari Berbagai Tipe Turbulence Model............................................. 25
Tabel III.7 Kelebihan dan Kesalahan Umum yang Terjadi pada Penggunaan CFD ........... 30
Tabel III.8 Penelitian Terdahulu .......................................................................................... 31
Tabel IV.1 Spesifikasi Kolom Distilasi ............................................................................... 39
5
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1 Tipe dari Layout Tray .................................................................................... 10
Gambar III.2 Ilustrasi Aliran pada Sieve Tray .................................................................... 12
Gambar III.3 Skema Terjadinya Froth Pada Sieve Tray ..................................................... 13
Gambar III.4 Struktur Froth pada Sieve Tray, (a) Jetting Zone dan (b) Bubbling Zone ..... 12
Gambar III.5 Bentuk Froth Pada Sieve Tray ....................................................................... 14
Gambar III.6 Komposisi Aliran Liquid dan Gas pada Tiap Tray ........................................ 17
Gambar III.7 Diagram Neraca Massa Kolom Distilasi ....................................................... 18
Gambar III.8 Jenis-jenis Packing......................................................................................... 19
Gambar III.9 Proses Penyelesaian CFD .............................................................................. 30
Gambar IV.1 Bentuk Tray Penyusun Kolom, (a) Tampak Atas (Active Area), (b) Tampak
Bawah (Downflow), (c) Tampak Samping (Tray Spacing) ................................................. 39
Gambar IV.2 Jenis packing, (a) Steel Wool Packing, (b) Raschig Ring Packing ............... 39
Gambar IV.3 Skema Peralatan Penelitian. .......................................................................... 41
Gambar IV.4 Sistematikan Penelitian Simulasi dan Eksperimen........................................ 42
Gambar IV.5 Sistem Kolom Distilasi Jenis Packed Sieve Tray .......................................... 44
Gambar IV.6 Non-equilibrium stage dalam rate based model. ........................................... 45
Gambar IV.7 Blok Diagram dari Penggunaan Software ANSYS dalam Metode Simulasi.
............................................................................................................................................. 46
6
BAB I
RINGKASAN
Semakin berkembangnya ilmu pengetahuan di bidang teknik kimia terutama di bidang
distilasi, penelitian ini bertujuan untuk mencari metode alternatif yang digunakan untuk
melewati titik azeotrope yang terdapat pada sistem etanol-air. Kadar etanol yang diharapkan
menjadi lebih murni dan melewati titik azeotrope yang terdapat pada sistem etanol-air
dengan menggunakan packed sieve tray pada proses distilasi. Salah satu masalah utama yang
menyebabkan naikknya capital expenditure dan operational expenditure pada proses
pemurnian etanol adalah disebabkan sifat kimia dari etanol yang memiliki titik azeotrope
96% pada suhu 78,1oC yang berdekatan jika berkesetimbangan dengan air mendidih,
campuran berkesetimbangan ini tidak bias menghasilkan bioethanol teknis yang layak jual
(99,5%) melainkan hanya pada threshold 96,25%, hal ini dapat menyebabkan penurunan
kualitas etanol dan penambahan equipment lain seperti extractive distillation, oksidasi
impuritis dengan menggunakan O3 hingga pressure swing distillation. Sebagai solusi dari
permasalahan ini, maka peningkatan transfer massa pada system kesetimbangan bioethanol-
air perlu dilakukan. Ada beberapa metode untuk meningkatkan performansi transfer massa
pada kolom distilasi, dengan prinsip perlu ditambahkannya kontak pada system, salah
satunya menggunakan additional material berupa packing yang memiliki biaya produksi
relatif rendah, dan mudah untuk difabrikasi. Maka dari itu, Penggunaan packed sieve tray
column yang berupa penambahan packing kolom pada diprediksi dapat meningkatkan
transfer massa, peningkatan pendistribusian energi, dan hidrodinamika yang lebih statis bila
dibandingkan dengan sieve tray tanpa penambahan packing. Berangkat dari permasalahan
tersebut, maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan sebuah model yang
sudah tervalidasi dengan toleransi error dibawah 5% pada kolom distilasi dengan
menggunakan packed sieve tray dibutuhkan untuk mengakomodasi fenomena yang terjadi
di dalam tray yang nantinya akan divalidasi dengan hasil eksperimen. Model dan metode
simulasi yang akan digunakan pada penelitian ini adalah Eulerian-Eulerian dengan 2 fasa
yaitu gas dan cair, serta menggunakan computational fluid dynamics dengan bantuan
software berlisensi resmi ANSYS versi 19.2.
Pada penelitian ini dibagi menjadi 2 tahap, yaitu proses eksperimen, dan simulasi.
Pada proses eksperimen, langkah pertama yang perlu dilakukan adalah pre-treatment
terhadap feed untuk persiapan ke packed sieve tray dengan mengencerkan larutan sesuai
7
dengan konsentrasi feed yang dibutuhkan, yakni 0.04 fraksi mol etanol dan 0.96 fraksi mol
air. Setelah proses pre-treatment telah dilakukan, dilakukan setup pada packed sieve tray
dengan memasang packing steel wool dengan ketinggian 0, 3, dan 5 cm pada tiap tray, proses
penempatan pack dihimpitkan pada weir agar mengurangi error ketika eksperimen
dilakukan. Langkah setup selanjutnya adalah mengisi boiler dengan larutan feed
menggunakan pompa ke dalam kolom, setelah itu pengaliran air pendingin untuk kondensor,
setelah air pendingin sudah steady, maka boiler dapat dinyalakan, dan di adjust pada suhu
100oC. Setelah 1 jam, maka light key product dan heavy key product dapat diambil untuk
dianalisa pada gas kromatograf untuk kalkulasi konsentrasi.
Pada proses simulasi dengan menggunakan metode computational fluid dynamics
pada software ANSYS 19.2, digunakan perangkat FLUENT pada ANSYS 19.2 sebagai
basis perhitungan. Pada fluent, terdapat 3 tahap utama untuk menyelesaikan simulasi hingga
konvergen, yaitu: Geometry Setup, Meshing, dan Process Calculation. Pada tahap
Geometry Setup, digunakan DesignModeler sebagai alat bantu 3D Modelling untuk
menggambarkan struktur packed sieve tray. Setelah itu, proses Meshing dilakukan dengan
metode Tet/Hybrid element dengan TGrid Mesh. Setelah proses meshing, dilakukan
Process Calculation, pada tahap ini hal pertama-tama yang perlu dilakukan adalah setup
pada task page general, yaitu memilih pressure-based, dan velocity formulation pada
tautan solver. Setelah itu memilih opsi Steady pada Time, dan mengatur gravity dengan
acuan sumbu y dengan nilai -9,8 m/s2. Setelah itu pindah ke task page model, dan memilih
opsi basis Eulerian, dan membatasi number of eulerian phases hingga 2 fasa. Setelah itu
mengatur feed untuk dimasukkan ke packed sieve tray. Pada tahapan ini, digunakan 0.96
fraksi mol air sebagai gas dan 0.04 fraksi mol etanol cairan. Semua operating condition
disesuaikan dengan setup ambient. Jika tahapan sudah selesai dan tidak ada notifikasi
kekurangan input, maka simulasi dapat dijalankan.
Kata kunci: Computational Fluid Dynamics, packing, packed sieve tray, bioethanol,
azeotrope.
8
BAB II
LATAR BELAKANG
II.1 Latar Belakang
Distilasi merupakan metode pemisahan dan pemurnian yang paling banyak
digunakan dalam industri kimia. Distilasi digunakan untuk memisahkan komponen di dalam
larutan yang mempunyai titik didih (volatilitas) yang berbeda baik untuk larutan partial
miscible (larut sebagian) maupun miscible (saling larut) menjadi komponennya masing-
masing. Ketika campuran komponen dipanaskan, maka uap akan didominasi komponen
yang mudah menguap. Dewasa ini, rangkaian alat distilasi yang banyak digunakan di industri
adalah jenis tray tower dan packed tower. Tray digunakan untuk memperbesar kontak antara
cairan dan gas sehingga komponen dapat dipisahkan sesuai dengan rapat jenisnya, dalam
bentuk gas atau cairan. Tray dipakai secara luas di dalam kolom distilasi karena mudah
dalam proses desain dan hanya memerlukan biaya yang relatif kecil. Jenis dari tray adalah
sieve tray, valve tray, dan bubble cap. Namun, Tray mempunyai efisiensi yang rendah dalam
proses mass transfer antara vapor-liquid sehingga perlu modifikasi untuk meningkatkan
efisiensi. Packing merupakan tempat kontak antara vapor-liquid pada kolom distilasi,
absorbsi, atau stripping. Packing mempunyai pressure drop rendah, efisiensi perpindahan
masa yang baik, dan kapasitas tinggi. Jenis dari packing adalah structured packing dan
random packing. Penilitian akhir-akhir ini diarahkan untuk merekayasa suatu struktur
packing yang memenuhi kriteria pressure drop yang kecil namun memiliki efisiensi
perpindahan massa yang tinggi.
Etanol dengan sifat kimia yang memiliki titik azeotrope yang proses pemurnian etanol
adalah disebabkan sifat kimia dari etanol yang memiliki titik azeotrope yang berdekatan jika
berkesetimbangan dengan air, hal ini dapat menyebabkan penurunan kualitas etanol dan
penambahan equipment lain seperti menara distilasi lanjutan atau knock-out drum sebagai
proses lanjutan dalam tahap purifikasi. Hal ini menyebabkan masalah baru, yaitu penurunan
energy efficiency finance hingga peningkatan pada CAPEX dan OPEX dengan bentuk
additional equipment, control instrument, dan manpower hal ini dilakukan untuk menjaga
kemurnian etanol pada industri petrochemical.
Penambahan packing pada sieve tray, dapat meningkatkan kadar etanol dan dapat
melewati titik azeotrope yang ada di system etanol-air karena adanya peningkatan transfer
9
massa, peningkatan pendistribusian energi, dan hidrodinamika yang lebih statis bila
dibandingkan dengan sieve tray tanpa penambahan packing, dan juga terjadinya proses
reduksi diameter gelembung di dalam packed sieve tray. Oleh karena itu, sebuah model dan
simulasi kolom distilasi dengan menggunakan packed sieve tray dibutuhkan untuk
mengakomodasi fenomena yang terjadi di dalam tray yang nantinya akan divalidasi dengan
hasil eksperimen.
Simulasi, yang akan dilakukan, harus berupa metode yang sangat akurat hingga
menyerupai bentuk pilot plant. Mendukung quot ini, mendorong penyebab digunakan
metode computational fluid dynamics yang mempunyai keakuratan hingga 95% jika
menggunakan spesifikasi yang tepat dan presisi seperti pilot plant yang diinginkan.
II.2 Perumusan dan Pembatasan Masalah
Salah satu masalah utama yang menyebabkan naikknya capital expenditure dan
operational expenditure pada proses pemurnian etanol adalah disebabkan sifat kimia dari
etanol yang memiliki titik azeotrope 96% pada suhu 78,1oC yang berdekatan jika
berkesetimbangan dengan air mendidih, campuran berkesetimbangan ini tidak bias
menghasilkan bioethanol teknis yang layak jual (99,5%) melainkan hanya pada threshold
96,25%, hal ini dapat menyebabkan penurunan kualitas etanol dan penambahan equipment
lain seperti extractive distillation, oksidasi impuritis dengan menggunakan O3 hingga
pressure swing distillation. Sebagai solusi dari permasalahan ini, maka peningkatan transfer
massa pada system kesetimbangan bioethanol-air perlu dilakukan. Ada beberapa metode
untuk meningkatkan performansi transfer massa pada kolom distilasi, dengan prinsip perlu
ditambahkannya kontak pada system, salah satunya menggunakan additional material
berupa packing yang memiliki biaya produksi relatif rendah, dan mudah untuk difabrikasi.
Maka dari itu, Penggunaan packed sieve tray column yang berupa penambahan packing
kolom pada diprediksi dapat meningkatkan transfer massa, peningkatan pendistribusian
energi, dan hidrodinamika yang lebih statis bila dibandingkan dengan sieve tray tanpa
penambahan packing. Akan tetapi, transfer massa, distribusi energi, dan factor-faktor
hidrodinamika susah didapatkan jika hanya menggunakan metode direct atau numerik,
dikarenakan tidak meninjau factor diatas secara detail serta tidak memiliki visualisasi yang
informatif. Semua permasalahan ini akan memilki solusi dengan percobaan penggunaan
metode computational fluid dynamics tervalidasi pun digunakan untuk menyelesaikan
masalah tersebut , Adapun dari itu, terdapat pembatasan masalah sebagai berikut:
10
1. Kondisi lingkungan pada keadaan atmosferik, dan diasumsikan steady state pada
tekanan 760 mmHg, temperature boiler pada suhu 100oC, dan temperatur feed
bioethanol dan air 30oC.
2. Jenis packing yang digunakan adalah steel wool
3. Software CFD yang digunakan adalah software berlisensi resmi ANSYS 19.2
dengan basis FLUENT
II.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan modelling CFD tervalidasi
dengan experimental dalam proses pemurnian bioethanol-air yang memiliki titik azeotrope
99,5% dengan menggunakan steel wool sebagai packing pada packed sieve tray di antaranya:
1. Membentuk model CFD tervalidasi untuk proses distilasi komponen biner secara batch
pada tray column yang diberi steel wool untuk melewati titik azeotrope dari bioethanol-
air(96%).
2. Melakukan eksperimen pada skala laboratorium distilasi batch pada tray column yang
diisi packing steel wool dengan ketinggian 3 dan 5 cm, untuk memisahkan bioethanol-
air. Selanjutnya juga diamati pressure drop dan energy yang terlibat dalam proses
tersebut.
3. Membandingkan hasil modelling CFD tervalidasi dengan data hasil eksperimen.
4. Mengetahui pengaruh packing pada kolom sieve tray dalam perspektif transfer massa
dengan menggunakan kesetimbangan etanol-air
5. Mengetahui pengaruh packing pada kolom sieve tray dalam perspektif transfer energi,
dalam bentuk distribusi suhu, velocity, dan flow pattern
6. Mengetahui pengaruh packing pada kolom sieve tray dalam perspektif hidrodinamika
dalam bentuk flooding, regimes, clear liquid height, dan pressure drop.
II.4 Urgensi (Keutamaan) Penelitian
Dengan mengembangkan modelling CFD yang tervalidasi dilengkapi dengan
perbandingan data eksperimental, maka peningkatan energy efficiency finance, dan
penurunan CAPEX, dan OPEX pada proses pemurnian bioethanol memiliki beberapa
manfaat diantaranya adalah::
1. Memberikan kontribusi pada industri yang membutuhkan proses pemurnian
bioethanol sebagai alternatif extractive distillation, pressure swing distillation, dan
pemurnian impuritis dengan menggunakan O3
11
2. Memberikan pengetahuan baru pada bidang pemisahan kolom distilasi, khususnya
pada topik azeotropic distillation, bahwa packing dapat digunakan dan
dikombinasi dengan sieve tray sebagai alternatif yang ekonomis dan efektif untuk
melewati titik azeotrope pada proses distilasi.
II.5 Target dan Kontribusi Penelitian serta Kesesuaian Skema
Dampak dari riset ini secara nasional akan memberikan penghematan CAPEX dan
OPEX yang sangat signifikan pada salah satu proses pengolahan bioethanol, yaitu pada
proses pemurnian/purifikasinya yang hanya menggunakan 1 kali proses distilasi simultan
dengan menggunakan packed sieve tray column, mengingat bioethanol merupakan salah satu
jenis sumber energi terbarukan yang melimpah. Teknologi packed sieve tray column mampu
melewati titik azeotrop yang masih dicapai oleh distilasi konvensional, sehingga dapat
menghilangkan proses lanjutan umumnya: extractive distillation, oksidasi impuritis dengan
menggunakan O3 hingga pressure swing distillation.
Penelitian ini telah sesuai dengan road map penelitian Laboratorium Perpindahan
Panas dan Massa, Teknik Kimia, yang terkait dengan topik “Teknologi Pemisahan Lanjut:
Penelitian dasar dan terapan tentang pengembangan teknologi pemisahan berbasis distilasi
dan molekuler sieve utk pemurnian bioethanol”, demikian juga telah sesuai dengan road map
penelitian Pusat Penelitian Energi Berkelanjutan, utamanya pada topik unggulannya
“Bio-based energy: Proses dan pemurnian bioethanol”. Penelitian ini tidak hanya dikerjakan
oleh mahasiswa prodi magister, namun juga akan dibantu oleh mahasiswa prodi sarjana, oleh
karenanya penelitian ini disubmit di skema Penelitian Pascasarjana.
12
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
III.1 Kolom Distilasi
Separasi melupakan salah satu operasi yang penting pada industri proses, baik pada
produksi raw material maupun produk (utama atau sampingan) dengan cara pemisahan dan
purifikasi. Untuk campuran fluida, jenis operasi yang sering digunakan ialah distilasi yang
menggunakan prinsip perbedaan relative volatility dari kesetimbangan zat pada fluida
tersebut. Distilasi sangat sering digunakan pada laboratorium berbasis kimia dan
pengoperasiannya bergantung kepada skala pemakaian yang dikehendaki (skala
laboratorium, pilot, maupun industri). Meskipun pengembangan dari teknologi distilasi
cukup terhambat, namun beberapa tahun kebelakang terdapat studi lebih dalam dari
performa kolom distilasi, baik pada sintesa proses, dinamika proses, maupun skema
kontrolnya. Hal ini dikarenakan distilasi merupakan suatu rangkaian yang terintegrasi satu
sama lain seperti pada kolom pemisah. Integrasi ini memungkinkan pengoperasian distilasi
menjadi lebih kompleks dan non-intuitif, serta menjadi rumit untuk menyamakan pemisahan
dengan kolom pemisah biasa dan kolom distilasi (Skogestad, 1997)
Distilasi secara umum memiliki 3 keunggulan disbandingkan dengan metode pemisahan
yang lain :
1. Kemampuan untuk menangani berbagai laju aliran. Distilasi dapat dirancang pada
debit yang sangat tinggi atau sangat rendah
2. Kemampuan untuk feed terpisah menjadi berbagai konsentrasi
3. Kemampuan untuk menghasilkan kemurnian produk yang tinggi
(Smith dan Jobson, 2000)
Distilasi bekerja dengan cara aplikasi dan pelepasan panas yang menyebabkan
komponen dengan titik didih yang lebih rendah dan volatilitas yang lebih besar akan
menguap, meninggalkan komponen yang lebih tidak volatil dalam bentuk liquid. Campuran
yang memiliki relative volatility yang besar lebih mudah untuk dipisahkan. Hal ini membuat
pemisahan pada campuran yang memiliki titik didih yang berdekatan atau azeotropic sulit
dipisahkan sehingga membutuhkan metode khusus dalam pemisahannya. Beberapa variabel
yang menentukan pengoperasian distilasi seperti tekanan kolom, temperatur, ukuran serta
diameter ditentukan dari karakteristik feed dan produk yang diinginkan. Beberapa jenis
13
kolom yang khusus memiliki fungsi tambahan, seperti distilasi reaktif dimana
menggabungkan reaksi pembentukan produk disertai pemisahannya didalam satu unit. Jenis
lainnya kembali kepada sistem yang dibuat dan apa hasil akhir yang diinginkan, seperti yang
biasa digunakan didalam dunia industri :
Plate or Tray Column
Vacuum Distillation
Cryogenic Distillation
Reactive Distillation
Extractive Distillation
Pressure Swing Distillation
Homogeneous Azeotropic Distillation
Heterogeneous Azeotropic Distillation
(Bravo, 1990)
Distilasi ataupun jenis pemisahan lainnya yang menggunakan mekanisme yang
sama, hingga saat ini masih menawarkan opsi yang paling murah dan paling baik dalam
pemisahan campuran untuk mendapatkan desired product, meskipun memiliki kelemahan
yaitu rentan terjadi korosi dan highly fouling
(Kister, 1992)
Operasi distilasi mengekspoitasi perbedaan kemampuan menguap (volatillitas)
komponen-komponen dalam campuran untuk melaksanakan proses pemisahan.Berkaitan
dengan hal ini, dasar-dasar keseimbangan uap-cair perlu dipahami terlebih dahulu.
III.2 Kesetimbangan Uap-Cair pada Distilasi Multikomponen
Operasi distilasi mengekspoitasi perbedaan kemampuan menguap (volatillitas)
komponen-komponen dalam campuran untuk melaksanakan proses pemisahan.Berkaitan
dengan hal ini, dasar-dasar keseimbangan uap-cair perlu dipahami terlebih dahulu
III.2.1 Harga-K dan Volatillitas Relatif
Harga-K (K-Value) adalah ukuran tendensi suatu komponen untuk menguap. Jika
harga-K suatu komponen tinggi, maka komponen tersebut cenderung untuk terkonsentrasi
di fasa uap, sebaliknya jika harganya rendah, maka komponen cenderung untuk
terkonsentrasi di fasa cair. Persamaan (2.1) di bawah ini menampilkan cara menyatakan
harga-K.
14
𝐾𝑖 ≡𝑦𝑖𝑒
𝑥𝑖𝑒 (3.1)
dengan yi adalah fraksi mol komponen i di fasa uap dan xi adalah fraksi mol komponen I di
fasa fasa cair.Harga-K adalah fungsi dari temperatur, tekanan, dan komposisi. Dalam
kesetimbangan, jika dua di antara variable-variabel tersebut telah ditetapkan, maka variable
ketiga akan tertentu harganya.Dengan demikian, harga-K dapat ditampilkan sebagai fungsi
dari tekanan dan komposisi, temperatur dan komposisi, atau tekanan dan temperatur.
Volatillitas relative (relative volatility) antara komponen i dan j didefinisikan sebagai :
𝛼𝑖𝑗 =𝐾𝑖
𝐾𝑗 (3.2)
dengan Ki adalah harga K untuk komponen I dan Ki adalah harga K untuk komponen j.
Volatillitas relatif ini adalah ukuran kemudahan terpisahkan lewat eksploitasi perbedaan
volatillitas.Volatillitas relative ditulis sebagai perbandingan harga K dari komponen lebih
mudah menguap (MVC = more-volatile component) terhadap harga-K komponen yang lebih
sulit menguap. Dengan demikian, harga α mendekati satu atau bahkan satu, maka kedua
komponen sangat sulit bahkan tidak mungkin dipisahkan lewat operasi distilasi
III.2.2 Sistem Ideal dan Tak Ideal
Untuk campuran-campuran yang mirip dengan campuran ideal. Yang dimaksud
dengan campuran ideal adalah campuran yang perilaku fasa uapnya mematuhi Hukum
Dalton dan perilaku fasa cairnya mengikuti Hukum Raoult. Hukum Dalton untuk gas ideal,
seperti diperlihatkan pada persamaan (2.3), menyatakan bahwa tekanan parsial komponen
dalam campuran, pi, sama dengan fraksi mol komponen tersebut, yi, dikalikan tekanan
parsial komponen, pi, sama dengan fraksi mol komponen di fasa cair, pis. persamaan (2.5)
menampilkan pernyataan ini.
𝑃𝑡𝑖 = 𝑦𝑖𝑃 (3.3)
𝑃𝑖 = 𝑥𝑖𝑃𝑖𝑠 (3.4)
𝐾𝑖 =𝑦𝑖
𝑥𝑖=
𝑃𝑖𝑠
𝑃 (3.5)
Pernyataan harga K untuk system tak ideal tidak seringkali pernyataan untuk system ideal.
Data kesetimbangan uap-cair umumnya diperoleh dari serangkaian hasil percobaan.
Walaupun tidak mudah,upaya penegakan persamaan-persamaan untuk mengevaluasi system
tak ideal telah banyak dikembangakan dan bahkan telah diaplikasikan.
( Smith Van Ness, 1987)
15
III.3 Tray pada Kolom Distilasi
Distilasi dapat dilakukan baik menggunakan tray ataupun dengan packing, maupun
kombinasi dari keduanya. Hal utama yang berpengaruh pada pemilihan jenis kolom yang
dipakai ialah tekanan operasi dan kesanggupan dari desain alat. Ketika tekanan meningkat,
kolom dengan tray akan menjadi lebih efisien pada perpindahan massanya dan dapat
menahan pressure drop pada tray. Prosedur desain pada kolom dengan tray yang berdiameter
besar juga dapat lebih diandalkan dibandingkan dengan packed column, sehingga kolom
dengan tray lebih dipilih pada penerapan kolom dengan tekanan yang tinggi.
Tray harus dapat menyediakan kontak liquid dan vapor yang baik agar dapat
melakukan pemisahan pada rate tertentu tanpa terjadi entrainment yang berlebihan atau
flooding. Pada distilasi yang menggunakan kondisi vakum, adalah hal yang penting untuk
meminimalkan pressure drop pada tray. Terdapat 3 jenis susunan dari tray yang biasa
digunakan :
Gambar III.1 Tipe dari Layout Tray
a. Cross-flow Tray, menyediakan aliran cairan yang lebih panjang yang memberikan
transfer massa yang baik
b. Reverse Tray, downcomer lebih banyak dikurangi pada area tray, dan terdapat aliran
liquid yang panjang. Desain jenis ini cocok untuk rasio liquid-vapor yang rendah
c. Double Pass Tray, dimana liquid terpisah menjadi 2 aliran. Jenis ini cocok untuk
rasio liquid—vapor yang tinggi
(Richardson, 2005)
Jenis Cross-flow tray memiliki weir pada downcomer untuk mengendalikan tinggi
spray pada tray, yang menyebabkan dispersi vapor-liquid yang lebih stabil pada kondisi
operasi yang luas. Tray merupakan susunan dari tray itu sendiri yang terjadi pembentukan
froth yang merupakan tempat terjadinya kontak vapor-liquid dan downcomer yang
merupakan bagian pemisah dari vapor-liquid. Sebagian besar uap akan menguap dan
16
membawa liquid yang terareasi pada tray selanjutnya. Secara umum terdapat tiga jenis dari
cross flow tray, yaitu Sieve, Valve, dan Bubble Cap Tray. Diantara ketiga jenis tersebut,
sieve tray menawarkan kapasitas yang lebih besar dan efisiensi yang lebih baik, pressure
drop rendah, kemudahan dalam maintenance, dan capital cost rendah namun memiliki
turndown ratio rendah. Meskipun tahapan desain dari ketiga jenis tray cenderung mirip,
hanya tipe sieve tray yang memiliki record penelitian yang umum dijumpai pada publikasi
yang umum tersedia
(Chuang, 2000)
Tabel III.1 Perbandingan dari Jenis Tray yang Umum Tersedia
No Factors Sieve
Tray
Valve Tray Bubble-Cap
Tray
Dual-Flow Tray
1 Capacity High High Moderately High Very High
2 Efficiency High High Moderately High Least
3 Turndown ~50% ~25-30% 10% Least
4 Entrainment Moderate Moderate High Low to Moderate
5 Pressure Drop Moderate Moderate High Low to Moderate
6 Cost Low ~1.2 times
sieve tray
~2-3 times sieve
tray
Least
7 Maintenance Low Low to
Moderate
Relatively High Low
8 Fouling
Tendency
Low Low to
Moderate
High, tends to collect extremely low solids
9 Effect of
Corrosion
Low Low to
Moderate
High Very Low
10 Design
Information
Well
Known
Proprietary,
but readily
available
Well Known Some Information Available.
Instability can occur in large
diameter (>8 feet)
11 Main
Application
Often
used
when
turndown
is not
critical
Where high
turndown is
required
Extremely low
liquid flow and
where lekage
must be
minimized
Capacity revamps, highly
fouling and corrosive services
17
Sieve tray memiliki banyak modifikasi untuk meningkatkan kapasitas, memperluas
kontak area, atau untuk mencegah fouling. Beberapa jenis modifikasi yang ada diantaranya
ripple tray, yang memiliki kontak antar aliran yang baik. Efisiensi yang terjadi pada tray
ekivalen dengan efisiensi berdasarkan metode Murphree, dimana efisiensi sieve tray telah
banyak diaplikasikan oleh industry pada kondisi operasi yang luas. Efisiensi overall dari
cross-flow dapat sangat bergantung pada beban fluida (rate) dikarenakan variasi panjang
aliran dan liquida yang tercampur kembali pada permukaan tray. Kontak countercurrent yang
terjadi saat pemisahan, diikuti dengan distribusi droplet dari liquid bersamaan dengan
naiknya vapor akan meningkatkan efisiensi tray yang sebanding dengan lamanya kontak
yang terjadi. Efisiensi yang terjadi dapat diprediksikan terlepas dari ukuran yang dimiliki,
yang membuat penelitian dari fenomena kolom menjadi menjanjikan di masa depan.
Gambar III.2 Ilustrasi Aliran Pada Sieve Tray
Zhang et Al (2015) mempelajari pembentukan 4 regime yang terjadi pada tray, yaitu :
1. Wetting Regime
Terjadi saat kontak vapor/liquid pada faktor Fs yang rendah. Regi mini ditandai
dengan lapisan tipis liquida yang tertahan pada tray dan menyumbat aliran gas yang
masuk
2. Bubbling Regime
Terjadi setelah wetting regime, dimulai dengan naiknya faktor Fs. Pada regime ini,
clear liquid height meningkat secara perlahan dan ditandai dengan pertumbuhan froth
dengan uniform bubbling yang melewati lubang tray. Pada kondisi ini, liquid yang
ada menjadi turbulen dan diikuti dengan pembentukan aliran acak yang
menyebabkan liquid mulai turun pada lubang tray
18
3. Froth Regime
Terjadi saat beban vapor dan liquid yang tinggi. Regim ini ditandai dengan
pembentukan froth (paduan dari bubbles dan continuous jets) dimana sirkulasi yang
terjadi membuat liquid membasahi dinding kolom
4. Fluctuating Regime
Terjadi saat faktor Fs yang tinggi. Regime ini ditandai dengan kenaikan tinggi froth
yang kontinu dan liquid entrainment terjadi
Gambar III.3 Skema Terjadinya Froth pada Sieve Tray
Penjelasan lain dari Syeda et al (2007) menjelaskan froth merupakan kombinasi dari
jets, bubbles, dan splash liquid. Pada gambar diatas menunjukkan bahwa droplet dari liquida
terbentuk ketika bubble memisahkan diri dari splash zone. Dengan kata lain, splash zone
muncul ketika jet gas masuk melalui lapisan froth tanpa terlebih dulu membentuk bubble.
Gambar III.4 Struktur Froth pada Sieve Tray, (a) Jetting Zone dan (b) Bubbling Zone
a b
19
Pada gambar diatas menunjukkan struktur detail froth pada sieve tray yang terdiri
dari kombinasi jetting zone dan bubbling zone. Syeda et al (2007) menjelaskan bahwa jetting
zone muncul ketika aliran gas yang masuk pada tray hole menembus froth tanpa gangguan
dan diikuti dengan pelepasan liquid berupa splash yang terlepas dari lapisan statis liquida.
Jetting zone muncul ketika flowrate liquid yang tinggi dan kadang disebut juga sebagai spray
regime, sementara bubbling regime muncul ketika flowrate liquid yang rendah. Pada
bubbling zone, terdapat pembentukan bubble berukuran kecil maupun besar pada froth.
Gambar III.5 Bentuk Froth pada Sieve Tray
III.4 Hidrodinamika pada Kolom Distilasi
Pada kolom distilasi, mempelajari hidrodinamika untuk mengendalikan clear liquid
height merupakan salah satu hal yang penting pada desain dan pengoperasian kolom distilasi.
Hidrodinamika ini akan mempengaruhi pengaruh pada pressure drop, efisiensi tray, upper
dan lower operating limit serta flow regime pada tray. Flow regime ini ditentukan
berdasarkan dispersi vapor-liquid dari tiap tray. Tinggi height ini dipengaruhi oleh flowrate
dari vapor-liquid, bentuk tray, dan sifat fisis dan kimia dari fase yang terjadi. Pembentukan
ini nantinya akan mempengaruhi transfer massa yang ada, sehingga analisa dari flow regime
dinilai penting untuk dipelajari. Menurut Locket (1986), beberapa korelasi persamaan
dibutuhkan untuk tiap regime seperti dispersion density dan prediksi entrainment. Tray pada
kolom distilasi hanya dapat beroperasi dengan baik pada range beban vapor-liquid yang
terbatas, dimana diluar itu akan mengakibatkan penurunan efisiensi. Baik oleh desainer dan
operator kolom harus mengetahui batas atas dan bawah dari kondisi operasi. Batas bawah
atau lower operating limit merupakan weeping point yang didefinisikan laju aliran uap ketika
20
cairan turun melalui perforasi sieve tray menjadi terlihat. Dalam kondisi weeping, salah satu
bagian cairan melewati lubang,melakukan kontak singkat pada zona kontak utama dan
menyebabkan penurunan efisiensi sieve tray. Di atas batas atas, flooding terjadi. Flooding
adalah akumulasi cairan di dalam kolom. Akumulasi ini umumnya disebabkan oleh laju
aliran uap yang tinggi, sehingga kehilangan dari pemisahan kemudian tak terhindarkan.
(Belincanta,2005)
Pada kolom sieve tray, clear height didefiniskan sebagai tinggi liquid tanpa kehadiran
vapor disertai dengan weeping pada tray. Peristiwa ini dipengaruhi oleh kecepatan gas,
beban liquid, dan weir height. Pada kondisi steady state, clear liquid height tetap konstan
selama waktu yang cukup panjang. Froth didefinisikan sebagai wilayah dimana terdapat
volume fraksi liquid yang lebih besar dari 10%. Lebih lanjut, ketinggian rata-rata dari froth
dihitung menggunakan luas rata-rata dari susunan antar sieve tray yang dikalikan dengan
faktor yang dimulai dari angka 10% ke bawah. Dalam dunia industry, ketinggian froth
biasanya lebih kecil dari diameter sieve tray (Rahimi, 2015)
III.4.1 Pressure Drop
Salah satu masalah yang terjadi pada pengoperasian kolom distilasi ialah hubungan
antara jumlah stage dengan kebutuhan energi. Luyben (2012) menyebutkan bahwa kolom
distilasi dioperasikan pada low to moderate pressure yang dipengaruhi oleh tray pressure
drop, atau dengan kata lain semakin besar pressure drop maka kebutuhan energi meningkat.
Ortiz (2019) menyebutkan terdapat 3 jenis pressure drop yang menyusun total
pressure drop atau vapor pressure drop (ℎ𝑣). Vapor pressure drop merupakan total dari
pressure drop ketika vapor memasuki dry hole (ℎ𝐷𝑇), pressure drop ketika terdapa liquid
pada tray (ℎ𝐿), dan liquid surface tenion ketika tray hole dalam keadaan basah (ℎ𝜎).
ℎ𝑣 = ℎ𝐷𝑇 + ℎ𝐿 + ℎ𝜎 (3.6)
Lebih lanjut, Ortiz (2019) menspesifikasi persamaan tiap pressure drop menjadi :
ℎ𝐷𝑇 =1
2𝑉𝑜
2 𝜌𝑉
𝑔𝜌𝐿𝐶𝑜 [0.4 (1.25 −
𝐴𝑜𝑇
𝐴𝑛) + (4𝑓)
𝐿𝑜
𝑑𝑜+ (1 −
𝐴𝑜𝑇
𝐴𝑛)2
] (3.7)
ℎ𝐿 = (6.1 × 10−3) + 0.725ℎ𝑤 − 0.238ℎ𝑤𝑣𝑎√𝜌𝑣 + 1.225𝐿𝜌𝐿
𝑧 (3.8)
ℎ𝜎 =6𝜎
𝑑𝑜𝜌𝐿𝑔 (3.9)
21
Dengan penjalan sebagai berikut :
Tabel III.2 Deskrispi dari Persamaan Pressure Drop
Symbol Definition Formula
𝑉𝑜 Vapor velocity passing through the
set of holes 𝑉𝑜 =
𝑄𝑉
𝐴𝑜𝑇
𝑄𝑉 Gas volumetric flow rate -
𝐴𝑜𝑇 Total area of the holes 𝐴𝑜𝑇
𝐴𝑎= 0.907(
𝑑𝑜
𝑝)2
𝐴𝑎 Active area
𝑑𝑜 Hole diameter -
p Separation between holes -
f Fanning friction factor from Moody
chart -
𝐶𝑜
Coefficient that depend on the ratio
of tray thickness (𝐿𝑜) to the hole
diameter (𝑑𝑜)
𝐶𝑜 = 1.09 (𝐿𝑜
𝑑𝑜)−1 4⁄
ℎ𝑤 Weir height -
z
Average flow width. Calculated as
the arithmetic mean of the tray
diameter and the circle chord
associated with the weir length
-
𝑣𝑎 Vapor velocity relative to the active
area 𝑣𝑎 =
𝑄𝑣
𝐴𝑎
𝜎 Liquid surface tension -
III.4.2 Clear Liquid Height
Zhang et al (2015) menyebutkan bahwa geometri dari tray dan vapor/liquid
load merupakan faktor yang penting pada hidrodinamika tray, dimana ketinggian
froth dan clear liquid height (ℎ𝐿) merupakan faktor penting pada efisiensi transfer
massa. Korelasi yang dilakukan oleh FRI dan dimodifikasi oleh Xu et al (1994)
menunjukkan persamaan empiris dari clear liquid height :
ℎ𝐿 = 𝑏1
(𝐿𝑀𝐿)𝑛[𝑈𝑆(𝜌𝐺
𝜌𝐿⁄ )
0.5]𝑏2
𝜌𝐿(𝐴ℎ
𝐴𝑎⁄ )
𝑏3(𝑡𝑡
𝑑ℎ⁄ )
0.42 (3.10)
22
III.4.3 Flooding Point
Flood terjadi ketika froth dan foam pada downcomer naik kembali ke tray diatas tray
sebelumnya dan mulai terakumulasi pada tray. Pada flood point, liquid berlanjut untuk
mengalir kebawah kolom, tetapi peningkatannya terjadi ketika flowrate dari tray ke tray
meningkat
III.4.4 Fraction Holes of Passing Gas
Fraction holes area merupakan area yang tersedia untuk aliran gas pada flow pattern.
Secara singkat, fraction holes area didefinisikan sebagai rasio dari area aliran gas dan liquida.
Garcia et al (2002) membuat persamaan empiris :
𝑋 =𝑄
𝐴ℎ√
𝜌𝐺
(ℎ𝑡,𝑚𝑒𝑎𝑛𝑠−ℎ𝐿)(2𝑔𝐶𝑣2𝜌𝐿)
(3.11)
III.4.5 Tray Efficiency
Efisiensi pada tray ditentukan dari kemampuan tray untuk memisahkan zat yang
dikehendaki. Beberapa korelasi empiris telah dikembangkan untuk menemukan nilai ini.
Wiin (2003) menyebutkan terdapat 3 jenis efisiensi, yaitu :
1. Overall efficiency (𝐸0) or called Fenske efficiency
2. Average tray efficiency (𝐸𝑀) or called Murphreee efficiency
3. Local (or point) efficiency (𝐸𝑝)
Murphree memperkirakan bahwa properties dari campuran vapor-liquid akan bervariasi tiap
tray sepanjang kolom. Untuk single ideal tray, Murphree mendifinisikan tray efisieni sebagai
:
𝐸𝑀𝑣=
𝑦𝑛−𝑦𝑛−1
𝑦𝑒−𝑦𝑛−1; 𝑖𝑛 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑠 (3.12)
𝐸𝑀𝐿=
𝑥𝑛−𝑥𝑛−1
𝑥𝑒−𝑥𝑛−1; 𝑖𝑛 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑠 (3.13)
23
Gambar III.6 Komposisi Aliran Liquid dan Gas Pada Tiap Tray
Bennet et al (2000) membuat persamaan empiris untuk menentukan efisiensi tray,
dilanjutkan dengan pengembangan oleh Hassan (2006) menjadi :
𝑬 = 𝟏 − 𝒆𝒙𝒑 [−𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝟗 𝑹𝒆𝟎.𝟒𝟐𝟑𝟔 (𝒉𝑨𝑳
𝒅𝑯)𝟎.𝟔𝟎𝟕𝟒
(𝑨𝒉
𝑨𝒂)𝟎.𝟑𝟏𝟗𝟓
] (3.14)
III.5 Packed Column pada Kolom Distilasi
Packed column digunakan untuk mengontakkan liquid dan vapour secara continue
baik aliran secara counter current ataupun cocurrent. Liquid terdistribusi dan mengakibatkan
hanya terdapat tetesan (tidak lagi mengalir secara langsung) dalam melewati packed bed,
mengakibatkan terjadinya permukaan kontak yang luas dengan gas.
Beberapa karekteristik packing sehingga biasa digunakan dalam kolom packing
adalah
1. Menyediakan permukaan kontak yang luas antara gas dan liquid
2. Memiliki karekteristik aliran fluid
3. Secara kimia inert terhadap fluid yang diproses
4. Memiliki struktur yang kuat sehingga dapat memudahkan dalam penanganan dan
instalasi
5. Biaya yang rendah
24
Continous Distillation
Gambar 2.7 menunjukkan diagram neraca massa untuk tipe distilasi kontinu. Kolom
dialiri feed F mol/jam dengan konsentrasi xf menghasilkan D mol/jam produk overhead
dengan konsentrasi xd dan B mol/jam produk bottom dengan konsentrasi xb. Neraca massa
total :
𝐹 = 𝐷 + 𝐵 (3.15)
dan neraca massa komponen,
𝐹𝑥𝑓 = 𝐷𝑥𝑑 + 𝐵𝑥𝑏 (3.16)
Gambar II.7 Diagram Neraca Massa Kolom Distilasi
Selanjutnya untuk menghitung neraca energi keseluruhan sistem menggunakan persamaan
sebagai berikut :
𝐹 ∗ 𝐻𝐹 + 𝑞𝑟 = 𝐷 ∗ 𝐻𝐷 + 𝐵 ∗ 𝐻𝐵 + 𝑞𝑐 (3.17)
(McCabe, 1993, hal 649)
III.6 Struktur Packing
Aplikasi untuk struktur packing mellapak digunakan di bidang petroleum, refinery
dan proses adsorbsi. Untuk waktu yang lama untuk packing ini meliputi geometri dari
lembaran logam yang begelombang dan bukaannya, saluran yang saling menyilang. Selain
itu tidak ada performa yang lebih baik yang diterima dengan packing yang bervariasi dalam
geometri yang sama. Struktur packing adalah dikembangkannya pada tahun 1994 geometri
baru total.Untuk aliran tertentu pada fasa gas dan cair dapat meningkatkan kapasitas sebesar
25% tanpa mengurangi efisiensi pemisahan. (Spiegel dan Knoche, 1999)
25
Gambar III.8 Jenis-Jenis Packing
Tabel III.3 Karakteristik Packing
Random Packings Size Packing
factor,Fp
(ft-1)
Sp.surface
area, a (ft2ft3)
Voidage
Rasching ring
(ceramic)
5/8 inch
(15 mm)
1 inci
(25 mm)
2 inci
(50 mm)
380
179
65
100
56
28
0,69
0,68
0,74
Rasching ring
(1/16inchi,mretal)
25 mm 145 56,7 0,85
Berl saddle
(ceramic)
½ inch
(13 mm)
1 inch
1 ½ inch
380
110
65
142
79
46
0,63
0,68
0,71
26
Tabel III.3 Lanjutan. Karakteristik Packing
Intalox saddle
(ceramic)
1 inch
1 ½ inch
2 inch
92
52
40
78
59
35
0,73
0,76
0,76
Intalox saddle
(plastic)
2 inch 28 37,2 0,91
Pall ring (metal) 1 inch
2 inch
56
27
68,1
34,3
0,954
0,951
Pall ring (plastic) 1 inch
2 inch
55
26
68,6
34
0,89
0,92
Random Packings Size Packing
factor,Fp
(ft-1)
Sp.surface
area, a (ft2ft3)
Voidage
IMTP (metal)* # 25
# 50
41
18
74,7
24,7
0,967
0,978
CMR 1 inch
1 ½ inch
(38 mm)
40
29
70,8
53,3
0,971
0,974
Nutter ring
(metal)*
# 1
# 2
27
17
51
29
0,978
0,98
Bialecki ring 1 inch
2 inch
72,5
37
0,94
0,966
Nor- Pac ring
(plastic)
1 inch
2 inch
31
14
55
26,4
0,927
0,947
Hi-flow ring
(ceramic)
2 inch 29 27,3 0,81
Hi-flow ring
(plastic)
2 inch 20 35,6 0,924
Hi-flow ring
(metal)
2 inch 16 28 0,9777
27
Tabel III.3 Lanjutan. Karakteristik Packing
Random Packings Size Packing
factor,Fp
(ft-1)
Sp.surface
area, a (ft2ft3)
Voidage
Struktur
Packing
Gempak 2A
(Glitsch)
68 0,95
Gempak 3A
(Glitsch)
120 0,96
Flexipac 2 (Koch) 68 0,95
Flexipac 3 (Koch) 41 0,96
Mellapak 250Y
(Sulzer)
76 0,988
Mellapak 350Y
(Sulzer)
107 0,975
* IMTP dan Nutter cincin ditandai oleh sejumlah daripada ukuran nominal
28
Tabel III.4 Struktur Packing
Knitted
Wire Mesh
Sulzer Wire
Gauze
Packing
Sulzer
Mellapak
Montzpak
Rombopak
Gempak
Ralupak
Intalox
Structure
Packing
Max-Pack
Sulzer
Optiflow
29
Tabel III.4 Lanjutan. Struktur Packing
Mellapak
Plus
Flexipac HC
Montz-pak
type M
Secara luas simulasi dengan menggunakan CFD dan uji coba secara eksperimen
dengan menggunakan prototipe packing telah dilakukan pada tahun 1999 (Spiegel dan
Knoche) dan meningkatkan struktur packing baru yang berupa lembaran logam yang
begelombang: mellapakplus. Struktur baru ini didesain untuk menghindari terbentuknya
flooding diberbagai wilayah packing. Dibandingkan dengan mellapak yang lama,
mellapakplus memliki pressure drop yang lebih rendah dan kapasitas yang lebih tinggi
sampai 50%. (Kessler dkk, 1999)
III.6.1 Random Packing
Bermacam-macam tipe packing kolom telah dikembangkan dan digunakan. Tipe
packing kolom yang umum digunakan adalah random packing.Material packing yang
digunakan memiliki sifat inert dan murah seperti tanah liat, porcelain, carbon graphite, atau
plastik.Salah satu karakteristik packing yang bagus adalah memiliki void fraction 60 sampai
90%.Random packing mengijinkan volume cairan yang cukup besar melewati packing dan
berkontak secara berlawanan dengan aliran gas melewati pada packing dengan pressure drop
yang rendah.Tabel 2.5 menunjukkan beberapa macam random packing yang umum
digunakan, tipe standard: R+ Rasching Rings, P+ Pall Rings dan S+,S++ Saddles, tipe
performa tinggi: C+ , I+ Rings dan L+, Q+, N+ packings.
30
Tabel III.5 Random Packing
R+ Rasching
Rings
(ceramics, glass,
metals, carbon,
plastics)
P+ Pall
Rings
(ceramics,
metals,
plastics)
S+,S++ Saddles
(ceramics,
plastics)
C+ , I+
Rings
(Metals,
Plastic)
L+, Q+, N+
packings
(plastics)
III.7 Fenomena Transfer Massa
III.7.1 Multiphase Model
Persamaan Navier-Stokes mendeskripsikan pergerakan dari fluida dan fundamental
dari dinamika fluida. Persamaan ini dikembangkan oleh Euler yang menganggap fluida
sebagai aliran kontinu yang membuatnya mengembangkan governing equation dari fluida
non viscous berdasarkan persamaan diferensial. Persamaan Navier-Stokes banyak
digunakan pada permasalahan sains dan engineering, namun kerumitan dari modelling
permasalahan tersebut menghambat penyelesaian dari bentuk persamaan ini. Saat ini,
persamaan Navier-Stokes tersebut menjadi basis dari governing equation pada CFD
(Computational Fluid Dynamic). Untuk menyelesaikan CFD ini secara analisis, maka
diperlukan untuk menerjemahkan permasalah menjadi bentuk diskret atau disebut dengan
diskretisasi.
Bermacam jenis aliran yang terjadi di alam dan penerapan teknologi merupakan
campuran dari berbagai fasa. Karena sistem yang ditinjau adalah fluida, maka regim
multifasa yang terjadi Gas-Liquid, dimana regim yang muncul adalah :
Bubbly Flow : Aliran diskret dari gas atau fluid bubble dalam aliran kontinu
Droplet Flow : Aliran diskret dari fluid droplet pada gas yang kontinu
Slug Flow : Aliran dari large bubble pada aliran fluida kontinu
31
Stratified/free surface flow : Aliran dari fluida immiscible yang terpisah secara jelas
pada interphase
Studi mendalam dari computational fluid mechanic telah memberikan wawasan yang
lebih dalam mengenai dinamika dalam aliran multiphase. Terdapat dua pendekatan untuk
penyelesaian persamaan numerik pada multiphase flow, yaitu pendapatan Euler-Lagrange
dan Euler-Euler. Disini hanya digunakan metode Euler-Euler pada aliran multiphase. Pada
metode Euler-Euler, perbedaan fasa digambarkan secara matematis sebagai aliran antar-
kontak yang kontinu. Dalam hal ini konsep penggunakan fraksi volume tiap fasa digunakan
karena volume dari fase tertentu tidak dapat digambarkan dengan volume dari fasa yang lain.
Fraksi volume ini diasumsikan sebagai fungsi kontinu yang terikat dimensi dan waktu, yang
memiliki jumlah total sama dengan satu. Pada ANSYS FLUENT terdapat tiga jenis model
dari Euler-Euler :
1. VOF Model
VOF Model merupakan teknik surface-tracking yang digunakan pada fixed Eulerian
mesh, yang didesain untuk dua atau fluida immiscible dimana posisi interface pada
fluida menjadi objek yang diperhatikan. Penerapan model VOF terdapat pada :
stratified flows, free-surface flows, filling, sloshing, motion of large bubbles in
liquid, prediction of surface tension, and steady or transient tracking of any liquid-
gas interface
2. Mixture Model
Mixture model merupakan bentuk penyederhanaan pada model multiphase yang
dapat digunakan pada aliran multiphase yang memiliki kecepatan yang berbeda,
namun mengasumsikan kesetimbangan lokal yang terjadi pada skala yang kecil.
Penggunaan dari mixure model terdapat pada : bubbly flows, sedimentation, and
cyclone separator
3. Eulerian Model
Eulerien model menawarkan modelling pada pemisahan multiphase sekaligus
interaksi antar fasa yang terjadi. Fase ini dapat berupa liquid, gas, atau solid dalam
berbagai campuran.
Terdapat empat jenis turbulence flow equation yang digunakan, seperti Direct
Numerical Simulation (DNS), Reynold Average Navier Stokes (RANS, Large Eddy
Simulation (LES), dan Detached Eddy Simulation (DES)
32
Tabel III.6 Ringkasan dari Berbagai Tipe Turbulence Model
Turbulence Models Kelebihan Kekurangan
Zero equation models
ex : Mixing-Length
Model yang cost effective dan
diaplikasikan pada beberapa
jumlah aliran fluida
Kekurangan pada transport
aliran turbulen. Estimasi dari
mixing length sulit, sehingga
tidak bisa digunakan pada
model yang turbulen
One equation models
ex : k-algebraic model
Model yang cost effective dan
diaplikasikan pada beberapa
jumlah aliran fluida
Penggunaan persaman aljabar
pada persamaan length scale
sangat terbatas, sehingga tidak
dapat terdeteksi
Model yang lengkap dalam hal
kecepatan dan length sclaes
dari turbulen diprediksikan
menggunakan transport
equation. Memiliki hasil yang
baik, mudah dgunakan
Terbatas pada asumsi dari
eddy-viscosity. Kecepatan
turbulen diasumsikan
isotropic. Konveksi dan difusi
dari shear stresses diabaikan
Model yang paling dipakai dan
telah terbukti secara luas
Tidak terlalu baik pada aliran
jet dan aliran yang melalui
geometri yang rumit seperti
pembelokan, perubahan
percepatan sesaat, akselerasi,
dan region yang memiliki nilai
Re kecil
Modifikasi dari model 𝑘 −
𝜀 standar memberikan
pengembangan simulasi pada
aliran yang berputar dan aliran
pada pemisahan
Tidak terlalu stabil
dibandingkan dengan 𝑘 − 𝜀
model
Bekerja dengan baik pada nilai
Re rendah. Tidak
membutuhakan wall functions.
Bekerja dengan baik pada
Membutuhkan meshing yang
baik pada dinding permukaan
33
Turbulence Models Kelebihan Kekurangan
perubahan pressure gradient
dan aliran pemisahan
SST Model Bekerja dengan baik pada
perubahan pressure gradient
dan aliran pemisahan. Banyak
yang merekomendasi model
SST seharusnya menggantikan
model 𝑘 − 𝜀 sebagai pilihan
pertama
Membutuhkan meshing yang
baik pada dinding permukaan.
Over prediksi dari region
turbulen pada nilai strain yang
besar, seperti zona stagnasi
dan zona dengan percepatan
yang besaar, tetapi model ini
tetap lebih baik dari 𝑘 − 𝜀
Reynold Stress Model (RSM) Dapat digunakan pada aliran
yang kompleks, dimana
banyak model turbulent-
viscosity models gagal dalam
penyelesaiannya.
Mahal bila dilihat dari
banyaknya jumlah transport
equation sebanyak 11
persamaan. Beberapa syarat
pada transport equation tidak
digunakan, dan memiliki
performa yang buruk pada
beberapa jenis aliran karena
keterbatasan ini
Large Eddy Simulation (LES) Dapat digunakan pada aliran
kompleks. Memberikan
informasi dari struktur aliran
turbulen, namun juga tidak
mampu memberikan informasi
pada hal yang lainnya
Mahal dari sisi pengoperasian.
Sangat banyak data yang
diperlukan dan disimpan untuk
diselesaikan terlebih dahulu.
DNS Berguna saat nilai Re yang
rendah, terutama pada aliran
gas. Dapat digunakan untuk
pengembangan dan validasi
dari turbulence models.
Mahal dari segi pengoperasian
34
II.7.2 Formulasi Matematis
II.7.2.1 Governing Equations
Metode Eulerian digunakan untuk memprediksi perilaku gas-liquid pada sieve tray.
Pada metode Eulerian-Eulerian, kontrol volume pada koordinasi yang tetap
dipertimbangkan. Dengan model yang memfokuskan pada froth region pada tray, fasa liquid
dan gas dianggap kontinu dan terdispersi masing-masing (Rahimi, 2015). Pada beberapa
penelitian sebelumnya, simulasi yang menggunakan persamaan 2 model 𝑘 − 𝜀 untuk
mengatasi karakteristik turbulen pada froth region telah terbukti untuk digunakan secara
umum. Modelling dari dua fase (gas dan liquid) membutuhkan persamaan yang mampu
mewakili perilaku dari tiap fase dan interaksi diantaranya. Oleh karena itu, digunakan
persamaan kontinuitas pada gas dan liquida seperti persamaan dibawah :
𝜕(𝑟𝐺𝜌𝐺)
𝜕𝑡+ ∇. (𝑟𝐺𝜌𝐺𝑣𝐺 ) = 0 ; for gas dispersion (3.11)
𝜕(𝑟𝐿𝜌𝐿)
𝜕𝑡+ ∇. (𝑟𝐿𝜌𝐿𝑣𝐿 ) = 0 ; for liquid dispersion (3.12)
Dimana 𝜌 merupakan rapat jenis, r adalah fraksi volume, dan 𝑣 adalah vector kecepatan.
Dengan mengasumsi bahwa densitas konstan, maka persamaan kontinuitas menjadi :
𝜕(𝑟𝐺)
𝜕𝑡+ ∇. (𝑟𝐺𝑣𝐺 ) = 0 ; for gas dispersion (3.13)
𝜕(𝑟𝐿)
𝜕𝑡+ ∇. (𝑟𝐿𝑣𝐿 ) = 0 ; for liquid dispersion (3.14)
Selanjutnya, untuk momentum fluida perlu diperhatikan karena momentum
merupakan satu-satunya cara untuk memprediksi pergerakan dari aliran pada bermacam
geometri dan dynamic force yang diberikan oleh fluida hanya dapat dikomputasikan
menggunakan pendekatan momentum (Rahimi, 2015)
For gas phase :
𝜕(𝑟𝐺𝜌𝐺𝑣𝐺 )
𝜕𝑡+ ∇. (𝑟𝐺(𝜌𝐺𝑣𝐺 𝑣𝐺 )) = −𝑟𝐺∇𝑃𝐺 + ∇. 𝜏𝐺 + 𝑟𝐺𝜌𝐺𝑔 + ∑ (𝑅𝐿𝐺
)𝑛𝑝=1 + 𝑟𝐺𝜌𝐺(𝐹𝐺
)(3.15)
For liquid phase :
𝜕(𝑟𝐿𝜌𝐿𝑣𝐿 )
𝜕𝑡+ ∇. (𝑟𝐿(𝜌𝐿𝑣𝐿 𝑣𝐿 )) = −𝑟𝐿∇𝑃𝐿 + ∇. 𝜏�� + 𝑟𝐿𝜌𝐿𝑔 + ∑ (𝑅𝐺𝐿
)𝑛𝑝=1 + 𝑟𝐿𝜌𝐿(𝐹𝐿
) (3.16)
Dimana t, P, 𝑔 , 𝜏, �� , n, and 𝐹 menggambarkan waktu, tekanan, percepatan gravitasi, stress-
strain tensor, interphase force, number of phases, dan body force. The stress-strain tensor
didefinisikan sebagai :
𝜏𝐺 = 𝑟𝐺𝜇𝐺(∇𝑣𝐺 + ∇𝑣𝐺 𝑇) + 𝑟𝐺 (𝜆𝐺 −
2
3𝜇𝐺)∇. 𝑣𝐺 (3.17)
35
𝜏�� = 𝑟𝐿𝜇𝐿(∇𝑣𝐿 + ∇𝑣𝐿 𝑇) + 𝑟𝐿 (𝜆𝐿 −
2
3𝜇𝐿)∇. 𝑣𝐿 (3.18)
Dimana 𝜇 and 𝜆 are dynamic viscosity dan bulk viscosity dari tiap fase. Kemudian,
interphase force (�� ) bergantung kepada friction, tekanan, cohesion, dan lainnya serta
diketahui bahwa 𝑅𝐺𝐿 = −𝑅𝐿𝐺
and 𝑅𝐿𝐿 = 𝑅𝐺𝐺
= 0. Persamaan dibawah ini menjelaskan
interphase force formula :
∑ 𝑅𝐺𝐿 𝑛
𝐺=1 = ∑ 𝐾𝐺𝐿(𝑣𝐺 − 𝑣𝐿 )𝑛𝐺=1 (3.19)
Dimana 𝐾𝐺𝐿 (or 𝐾𝐿𝐺) adalah interphase momentum exchange coefficient dan ditulis:
𝐾𝐿𝐺 =𝑟𝐺𝑟𝐿𝜌𝐿𝑓
𝜏𝑔 (3.20)
Dimana f and 𝜏 adalah the drag function dan relaxation time. Semua pendefinisian dari f
termasuk drag coefficient yang berdasarkan relative Reynolds number.
Standar 𝑘 − 𝜀 turbulence model yangd digunakan,memiliki dua persamaan dari
persamaan pemisahan yang membuat kecepatan turbulen dan length scale menjadi
independent, juga umum digunakan pada simulasi yang dilakukan oleh industri. Persamaan
tersebut adalah
𝜕
𝜕𝑡(𝜌𝑚𝑘) + ∇. (𝜌𝑚𝑣 𝑚𝑘) = ∇. (
𝜇𝑡,𝑚
𝜎𝑘∇𝑘) + 𝐺𝑘,𝑚 − 𝜌𝑚𝜀 (3.21)
dan
𝜕
𝜕𝑡(𝜌𝑚𝜀) + ∇. (𝜌𝑚𝑣 𝑚𝜀) = ∇. (
𝜇𝑡,𝑚
𝜎𝜀∇𝜀) +
𝜀
𝑘(𝐶1𝜀𝐺𝑘,𝑚 − 𝐶2𝜀𝜌𝑚𝜀) (3.22)
Dimana k and 𝜀 merupakan turbulent kinetic energy dan dissipation rate, serta 𝐶1𝜀, 𝐶2𝜀, 𝜎𝑘,
and 𝜎𝑚 adalah parameter dari model yang digunakan. Densitas campuran and kecepatannya,
𝜌𝑚 and 𝑣 𝑚 diperoleh dari persamaan :
𝜌𝑚 = ∑ 𝑟𝑖𝜌𝑖𝑁𝑖=1 (3.23)
dan
𝑣 𝑚 =∑ 𝑟𝑖𝜌𝑖�� 𝑖
𝑁𝑖=1
∑ 𝑟𝑖𝜌𝑖𝑁𝑖=1
(3.24)
Kecepatan turbulen diperoleh dari :
𝜇𝑡,𝑚 = 𝜌𝑚𝐶𝜇𝑘2
𝜀 (3.25)
Terakhir, pembentukan turbulent kinetic energy dihitung menggunakan
𝐺𝑘,𝑚 = 𝜇𝑡,𝑚(∇𝑣 𝑚 + (∇𝑣 𝑚)𝑇) ∶ ∇𝑣 𝑚 (3.26)
36
II.7.2.2 Persamaan Species Transport
Dalam penyelesaian persamaan dari chemical species, software ANSYS akan
memprediksi local mass fraction dari tiap species, Υ𝑖 melalui penyelesaian persamaan
convection-diffusion untuk spesi ke- 𝑖𝑡ℎ. Persamaan konservasi ini memiliki bentuk umum
𝜕
𝜕𝑡(𝜌Υ𝑖) + ∇. (𝜌𝜈Υ𝑖) = −∇. 𝐽𝑖 + 𝑅𝑖 + 𝑆𝑖
(3.27)
Dimana 𝑅𝑖adalah net rate of production of species I oleh reaksi kimia, dan karena sistem
yang digunakan tidak terjadi reaksi maka nilai ini menjadi nol. 𝑆𝑖 adalah rate of creation oleh
penambahan dari dispersed phase dan atau referensi yang digunakan oleh penulis. Persamaan
ini akan diselesaikan dengan N-1 species, dimana N total fase fluida yang ada didalam
campuran. Pada persamaan diatas juga, 𝐽𝑖adalah diffusion flux dari species i yang akan
meningkat sejalan dengan peningkatan konsentrasi dan temperatur. Secara aturan, ANSYS
menggunakan dilute approximation, dimana diffusion flux dapat ditulis sebagai :
𝐽𝑖 = −𝜌𝐷𝑖,𝑚∇Υ𝑖 (3.28)
Disini 𝐷𝑖,𝑚 adalah diffusion coefficient untuk species i didalam campuran. (El-Amin, 2011)
II.8 Computational Fluid Dynamic (CFD)
Computational Fluid Dynamic adalah metode penyelesaian numerik dari aliran
fluida, heat transfer, dan fenomena sejenisnya. Dengan bantuan computer digital, CFD dapat
prediksi kuantitatis dari peristiwa aliran fluida berdasarkan hukum konservasi (massa,
momentum, dan energi) dari governing fluid motion. Prediksi ini akan terjadi pada beberapa
kondisi seperti dalam geometri aliran (kecepatan, tekanan, dan temperatur), physical
properties dari fluida, dan kondisi awal dimulainya aliran.
37
Gambar III.9 Proses Penyelesaian CFD
Dalam penyelesaian aliran fluida, terlebih dahulu perlu diketahui physical properties
dari fluida menggunakan fluid mechanics. Setelah itu, dapat digunakan persamaan
matematis untuk mendeskripsikan physical properties menggunakan persamaan Navier-
Stokes dan governing equation dari ANSYS FLUENT. Dikarenakan persamaan Navier-
Stokes bersifat analisis dan dibuat oleh manusia, diperlukan untuk menerjamahkan
persamaan yang ada menjadi bentuk diskret, seperti metode Finite Difference, Finite
Element, dan Finite Volume . Setelah itu, program dapat digunakan untuk menyelesaikan
permasalahan. Pada hasil akhir, kita mendapat hasil dari simulasi dan dapat dibandingkan
dengan data yang diperoleh secara eksperimen. Terdapat beberapa keuntungan dan
kesalahan umum yang dapat terjadi pada saat menggunakan CFD sebagai metode
penyelesaian
Tabel III.7 Kelebihan dan Kesalahan Umum yang Terjadi pada Penggunaan CFD
Kelebihan Kesalahan Umum
Dapat diproduksi secara murah dan cepat
tanpa effort training yang cukup besar,
meskipun pengalaman penggunaan akan
sangat membantu pengoperasian simulasi
Discretization error,
error intrinsic pada metode numerik
Dapat menghasilkan informasi yang
menyeluruh secara detail dan
komprehensif untuk segala jenis variabel
yang ingin dipelajari
Input Data Error,
Kesalahan ini muncul ketika geometri
aliran dan property dari fluida memiliki
informasi yang terbatas
38
Kelebihan Kesalahan Umum
Kemampuan untuk mensimulasikan sesuai
dengan kondisi realistic yang ada, dimana
jika pada eksperimen membutuhkan
rangkaian alat baik pada skala kecil
maupun besar
Modelling error,
Kesalahan ini muncul ketika aliran
kompleks terjadi dan membutuhkan
beberapa parameter khusus yang belum
pernah dilakukan studi sebelumnya
kemampuan untuk melakukan simulasi
secara ideal, dimana beberapa kondisi
yang tidak diinginkan dapat diabaikan
sehingga studi dapat lebih terfokuskan
(Howard Hu, 2012)
III.9 Penelitian Terdahulu
Table III.8 Penelitian Terdahulu
No. Peneliti Judul Penelitian Hasil Penelitian
1. Zhang et al.
2016
Hydrodynamics and Mass
Transfer Analysis of
Vapor-Liquid Flow of
Dual-Flow Tray
It has been found that high point
efficiency areas are concentrated around
the wall for its longer contact time.
Comparison between the fluctuating
regime and the froth regime shows that
the froth regime has higher and
homogeneous point efficiency at bulk
zone around the center.
2. Rahimi,
Rahbar. 2015
Hydrodynamics of Sieve
Tray Distillation Column
Using CFD Simulation
CFD simulations prior to constructing
the trays are beneficial
3.
Xingang Li et
al. 2015
Investigation and
Simulation on the
Performance of the
Elliptical Tray Placed in
the Unconventional “s”
Shape Distillation Column
Elliptical sieve tray has less channeling,
recirculation , stagnant zones and a
longer average residence time than
circular sieve tray which provides a
better basis for mass-transfer
39
No. Peneliti Judul Penelitian Hasil Penelitian
4. Rahimi,
Rahbar et al.
2011
Effects of Inlet
Downcomer on the
Hydrodynamics
Parameters of Sieve Trays
Using CFD Analysis
The inlet downcomer has a great effect
on mass transfer in distillation and
absorption columns
5. Ali Zarei et
al.
2013
CFD and Experimental
studies of Liquid Weeping
in the Circular Sieve Trays
Columns
The numerical model predicted the
behavior of liquid weeping on the
different positions of the tray similarlyto
the experimental findings. the majority
of liquid volumefraction appears near the
wall and along the centerline of thetray
in x-direction, whereas, the gas bubbles
prevail betweenthese regions. The
oscillatory behavior of the liquid
weepingwas revealed by changes in the
gas velocity profile along thetest tray
with time. This proves that CFD works
well with to provide information on the
details of the gas and liquid flows in the
distillation column containing circular
sieve trays.
6. Gondosuroha
rdjo. 2019
Comparison of
Performance
Characteristic Prediction
of Sieve Tray with and
without Downcomer
The sieve tray without downcomer
showed a 50% higher capacity compared
to the sieve tray with downcomer.
Meanwhile, sieve tray without has 40%
lower pressure drop compared to that
with downcomer. Sieve trays show
smaller efficiency compared to that with
downcomer.
7. Meng Tang
et al. 2019
Hydrodynamics of the
Tridimensional Rotational
Flow Sieve Tray in a
Countercurrent Gas-
Liquid Column
(1) According to the increasing range of
the pressure drop, the operating field can
be divided into low and high loading
areas. The increasing range is relatively
small in the low loading area with the
increase of the gas-liquid flux. The
40
No. Peneliti Judul Penelitian Hasil Penelitian
increasing range is large in the high
loading area, which is mainly due to the
water head loss formed by the foam
liquid layer on the surface of the tray.
(2) The flow patterns formed when gas-
liquid flows out of the tray are droplet-
column and continuous film flows. A
foam liquid layer will be accumulated on
the surface of the tray in the high loading
area. As the gas-liquid flux increases, the
height of the liquid layer will gradually
rise until the flooding occurs, and the
liquid volume inside the tray will be
correspondingly reduced.
(3) Pressure drops of the trays at
different installed locations are different,
showing that the gas-liquid load is
unbalanced. The situation is slightly
better when trays are in backward
installation, but the load of the third and
fifth trays is also low.
(4) Compared with the TRST in
concurrent flow operation, the pressure
drop in the low loading area is similar,
while it is far larger in the high loading
area. The operating range of the gas-
liquid flux is narrow. The range of gas
flux is at least 45% less than that in
concurrent flow, and the liquid flux
range is at least 37.5% less. Compared
with other new types of trays under
countercurrent flow conditions, the
pressure drop of the TRST is smaller, but
the gas-liquid flux range is narrow.
41
No. Peneliti Judul Penelitian Hasil Penelitian
(5) Established mathematical models for
the loading curve, flooding curve and
wet pressure drop fit well with the
experimental data. The relative error is
within 20%.
(6) The performance of the TRST under
the gas-liquid countercurrent operation
is not ideal. The structure of the TRST or
process still requires more significant
improvements.
8. Sumit Singh
et al. 2012
Enchancement of Sieve
Tray Efficiency using
Computational Fluid
Dynamics Fluid
CFD can be used as a powerful tool for
sieve tray design, simulation,
visualization and troubleshooting, by
means of CFD a virtual experiment can
be developed to evaluate the tray
performance .
9. Meng Tang
et al. 2019
CFD simulation of gas
flow field distribution and
design optimization of the
tridimensional rotational
flow sieve tray with
different structural
parameters
(1) With the exception of the C1-type
tray, the gas flow field distributions for
all other types of trays are similar, and
only the velocity magnitudes are
different. Because the gradient of the
blades in the C1-type tray is larger, the
diversion and restriction of the blades is
weaker, and the magnitude and the
extent of the change in velocity are
lower. The relative influence of the
different structural parameters on the gas
flow field distribution is b > ds > ht > n.
(2) When two trays are installed, the gas
flow field of the second tray in a forward
installation is clearly different from that
in a backward installation. This is mainly
caused by the respectively identical or
contrasting direction of the rotational gas
flow and the twist direction of the blades.
42
No. Peneliti Judul Penelitian Hasil Penelitian
The velocity distribution of the tray is
also more stable in the forward
installation, while it exhibits a large
fluctuation in the backward installation.
(3) The gas flow field distribution of
those trays with either a closed internal
cylinder or without a supporting ring is
similar to that of the reference A-type
tray, with only the velocity magnitude
being different. In a tray without sieve
holes there is no vortex generated in the
flow field, and the magnitude and extent
of velocity change are both relatively
large.
(4) The transformed location of the
rotational flow of in most types of trays
is about half the depth of the tray. When
the number of blades are increased (e.g.
n = 12) and the tray is installed in the
forward installation, the transformed
location occurs earlier at about a quarter
the depth of the tray. When the sieve hole
diameter is small (ds = 3 mm), the
transformed location is intermediate, at
about a third of the depth.
(5) Based on our comprehensive
evaluation, the optimized parameters for
the tray structure are n = 8, b = 90, ht =
40 -
mmand ds = 5 mm. In addition, the tray
should have an open internal cylinder
without a supporting ring. When a
multitray is installed, the backward
installation method should be adopted.
43
No. Peneliti Judul Penelitian Hasil Penelitian
10. Carlo Pirola
et al. 2019
Learning distillation by a
combined experimental
and simulation approach
in a three steps
laboratory: Vapor
pressure, vapor-liquid
equilibria
The simulation of all these activities by a
commercial software allows toverify the
thermodynamc characteristics of the
mixture and to ana-lyze the distillation
column performance. The synergy of all
thesedifferent activities can help the
learning of the distillation principles.
11. Bin Jiang et
al.
2013
Hydrodynamics and Mass-
Transfer Analysis of a
Distillation Ripple
Tray by Computational
Fluid Dynamics
Simulation
The study showed that mass transfer in
the spray zone, where all of the
downflow liquid comes into contact with
the rising vapor, made a significant
contribution to the tray efficiency. The
additional mass transfer in the spray
zone must be considered,especially at
lower Fs factors. In addition, it has been
obtained that the ripple tray efficiency
increases with increasing Fs factor,
unlike the tray with downcomers
III.10 Road Map Penelitian
Salah satu permasalahan utama pada proses pemurnian etanol dengan metode proses
distilasi adalah sifat kimia dari etanol yang memiliki titik azeotrope 96% pada suhu 78,1 oC,
yang karenanya membutuhkan penambahan proses lanjutan seperti extractive distillation,
hingga pressure swing distillation, yang dapat memberikan kerugian pada kenaikan capital
expenditure dan operational expenditure. Riset yang dikembangkan di Laboratorium
Perpindahan Panas dan Massa, Teknik Kimia ini, salah satunya adalah mengembangkan
metode packed sieve tray column, dengan menambahkan packing di atas tiap sieve tray
column untuk dapat meningkatkan transfer massa, peningkatan pendistribusian energi, dan
hidrodinamika yang lebih statis untuk melewati titik azeotrope pada proses distilasi. Road
map penelitian metode packed sieve tray column ini, diharapkan dapat menyelesaikan
permasalahan distilasi konvensional yang terbatas pada titik azeotrop.
44
45
BAB IV
METODE
IV.1 Garis Besar Penelitian
Garis besar penelitian ini dilakukan pada laboratorium Perpindahan Panas dan Massa,
Teknik Kimia, ITS. Penelitian dilakukan menggunakan dua pendekatan, secara eksperimen dan
simulasi pada penerapan teknologi distilasi menggunakan sieve tray yang dimodifikasi dengan
penambahan lapisan packing berupa steel wool. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari performa
sieve tray dari penambahan packing pada pemisahan etanol-air, efisiensi, mass transfer beserta profil
hidrodinamika. Simulasi menggunakan ANSYS 19.2 untuk mempelajari multiphase model
menggunakan metode Eulerian. Hasil dari simulasi tersebut nantinya akan menjadi acuan validasi
pada metode secara eksperimen. Simulasi dilakukan dengan menggunakan software ANSYS
19.2 dengan lisensi software dari Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya.
Pada proses eksperimen, langkah pertama yang perlu dilakukan adalah pre-treatment
terhadap feed untuk persiapan ke packed sieve tray dengan mengencerkan larutan sesuai dengan
konsentrasi feed yang dibutuhkan, yakni 0.04 fraksi mol etanol dan 0.96 fraksi mol air. Setelah proses
pre-treatment telah dilakukan, dilakukan setup pada packed sieve tray dengan memasang packing
steel wool dengan ketinggian 0, 3, dan 5 cm pada tiap tray, proses penempatan pack dihimpitkan
pada weir agar mengurangi error ketika eksperimen dilakukan. Analisa gas kemudian dapat
dilakukan pada gas kromatograf untuk kalkulasi konsentrasi
Pada proses simulasi dengan menggunakan metode computational fluid dynamics
pada software ANSYS 19.2, digunakan perangkat FLUENT pada ANSYS 19.2 sebagai
basis perhitungan. Pada fluent, terdapat 3 tahap utama untuk menyelesaikan simulasi hingga
konvergen, yaitu: Geometry Setup, Meshing, dan Process Calculation. Apabila semua
tahapan sudah dipenuhi, maka simulasi dapat dimasukkan dan disesuaikan dengan variabel
yang diinginkan.
IV.2 Alat dan Bahan Penelitian
IV.2.1 Alat Penelitian
Pada eksperimen teknologi distilasi dengan kolom distilasi jenis sieve tray
yang dimodifikasi dengan penambahan packing dengan penambahan heater, thermocouple,
condenser, pompa, dan tangki penampung. Kolom distilasi memiliki 16 buah plate yang
dikombinasikan dengan penambahan packing. Packing diletakkan di atas bagian active area
dari tray. Secara rinci peralatan distilasi ditunjukkan dalam gambar III.2.
46
Gambar IV.1 Bentuk Tray Penyusun Kolom, (a) Tampak Atas (Active Area), (b) Tampak
Bawah (Downflow), (c) Tampak Samping (Tray Spacing)
Gambar IV.2 Jenis packing, (a) Steel Wool Packing, (b) Raschig Ring Packing
Tabel IV.1 Spesifikasi Kolom Distilasi
No Keterangan Ukuran
1 Diameter kolom 6.2 cm
2 Tray Spacing 30 cm
3 Diameter hole 2 mm
4 Tinggi kolom 2.5 m
5 Jumlah Tray 16
6 Jenis Tray Sieve Tray
7 Tinggi Weir 9 cm
47
IV.2.2 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan pada eksperimen teknologi distilasi dengan kolom
distilasi jenis sieve tray yang dimodifikasi dengan penambahan packing.
1. Etanol 96%
2. Aquadest
3. Packing Steel Wool
4. Packing Rasching Ring
IV.3 Variabel Penelitian
Kondisi operasi yang digunakan pada penelitian ini adalah:
1. Variabel Tetap
i. Tekanan operasi 760 mmHg (atmosferik)
ii. Temperatur boiler sebesar 100oC
iii. Temperatur feed bioethanol dan air sebesar 30oC
iv. Penambahan packing tiap tray
2. Variabel Independen
i. Menggunakan jenis packing rasching ring dan steel wool.
ii. Tinggi packing sebesar tanpa packing, 3 cm dan 5 cm.
3. Variabel Dependen
i. Kadar destilat
ii. Waktu distilasi
48
IV.4 Rangkaian Alat Penelitian
A
B
T
T
T
T
C-101 C-102
E-101
P-101
S-101
Feed
P-18
Tc1
Tc2
Tc3
E-102
GV-101
GV-102
GV-103
P-102 P-103
Tc4
V-101
S-102
B-101
A
B
D-101V-6
GV-104
Ethanol
Keterangan :
C-101 : Distillation Column 1
C-102 : Distillation Column 2
S-101 : Feed Storage
S-102 : Product Storage
V-101 : Flash Column
E-101 : Boiler
E-102 : Subcooled Condensor
P-101 : Feed Pump
P-102 : Stage Connection Pump
P-103 : Reflux Pump
B-101 : Control Panel
GV-101 : Waste Boiler Valve
GV-102 : Reflux Valve
GV-103 : Stage Connection Valve
GV-104 : Product Valve
B-101 : Control Panel
D-101 : Kwh Meter
Tc1 : Top Column 1 Temperature analyzer
Tc2 : Bottom Distillation Column Temperature
analyzer
Tc3 : Top Column 2 Temperature analyze
Tc4 : Reflux Temperature analyze
Gambar IV.3 Skema Peralatan Penelitian
IV.5 Metode Penelitian
Penelitian ini bertujuan pengaruh pemakaian packed sieve tray pada proses
pemurnian etanol melalui proses distilasi. Untuk memperoleh hasil yang sesuai dengan
tujuan penelitian maka ditempuh metodologi seperti Gambar IV.4.
49
Studi Literatur Rate based model
Packed sieve tray
Data kesetimbangan
larutan fasa uap-cair
Interface transfer
EKSPERIMEN
Menggunakan variabel
tinggi packing dan jenis
packing.
Data untuk validasi model.
Mengetahui tinggi packing
yang optimum
Kadar etanol
PERMODELAN DAN SIMULASI
Pengembangan rate based
model untuk packed sieve tray
Pembuatan program dan
penyelesaian numerik dengan
software ANSYS 19.2
Validasi dengan hasil
eksprimen
Simulasi model
Fenomena yang terjadi
didalam kolom
Kadar etanol
Gambar IV.4 Sistematika Penelitian Simulasi Dan Eksprimental Pengaruh Packed Sieve
Tray Pada Proses Distilasi
IV.5.1 Metodologi Eksperimental Disilasi
Tahap Persiapan Feed
Persiapan feed dilakukan dengan mengencerkan larutan sesuai dengan konsentrasi
feed yang dibutuhkan, yakni 0.04 fraksi mol etanol dan 0.96 fraksi mol air.
Proses Distilasi
50
ii. Memasang packing steel wool dengan ketinggian 5 cm pada setiap tray
iii. Mengecek keadaan peralatan distilasi, memastikan semua valve tertutup.
iv. Mengisi boiler dengan larutan feed menggunakan pompa P-101 ke dalam
kolom.
v. Mengalirkan air pendingin kedalam kondensor E-102.
vi. Menyalakan boiler E-101.
vii. Menjaga temperatur boiler pada 100oC.
viii. Mengambil sampel hasil distilasi untuk dianalisa dengan membuka GV-104.
ix. Menampung produk yang dihasilkan dan menganalisa produk yang
didapatkan.
x. Mengulangi untuk variabel tinggi packing dan jenis packing packing.
IV.5.2 Sistem yang Ditinjau
Sistem yang ditinjau adalah sistem kolom destilasi yang ditunjukan seperti gambar
berikut
51
Gambar IV.5 Sistem Kolom Distilasi Jenis Packed Sieve Tray.
Gambar IV.6 Non-equilibrium stage dalam rate based model.
52
IV.5.3 Penyelesaian Secara Simulasi Menggunakan ANSYS
Penyelesaian menggunaakan CFD akan menghasilkan studi dari multiphase model
menggunakan Eulerian. Pada penyelesian ini diharapkan akan mengahsilkan
performa hidrodinamika pada tray seperti flow pattern, flooding parameter, clear
liquid height, weeping, dan pressure drop. Adapun tahapan dari metode ini adalah
sebagai berikut :
1. Evaluasi pengukuran dari kolom dan tray yang ada secara detail
2. Membuat visualisasi secara 2-Dimensi dan 3-Dimensi dari kolom distilasi
beserta susunan tray dan packing. Menggunakan variabel yang ada, maka
terdapat 3 jenis variasi packing steel wool yang adaPastikan ukuran yang
dipakai mengacu pada pengukuran alat sesungguhnya. Tahap ini akan
menghasilkan engineering drawing dan explode view dari kolom distilasi
3. Mulai dengan menggunakan variabel sieve tray tanpa menggunakan steel
wool
4. Memasukkan drawing document (dalam bentuk 3D) kedalam ANSYS
Workbench Interface
5. Melakukan meshing atau diskretisasi
6. Memasukkan parameter fluida secara spesifik pada ansys, yaitu etanol dan
air. Pastikan bahwa persamaan yang digunakan menggunakan paraemeter
Eurelian. Dari tahap ini, kolom pemisah sudah bisa disimulasikan
menggunakan variabel independen
7. Setelah hasil didapatkan, maka langkah selanjutnya ialah menggunakan
variasi tinggi steel wool yang lain
8. Membuat laporan keseluruhan dari simulasi yang telah dibuat
9. Selesai
53
Gambar IV.7 Blok Diagram dari Penggunaan Software ANSYS dalam Metode Simulasi
III.6 Metode Analisa
Produk distilasi akan dianalisa menggunakan gas chromatography untuk
mengetahui kadar ethanol yang didapatkan.
54
BAB V
JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA PENELITIAN
V.1 Jadwal Penelitian
No Kegiatan April Mei Juni Juli Agustus September Oktober
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1
Studi Literatur (Packed sieve
tray column distillation,
modeling CFD menggunakan
komponen biner)
2
Perancangan dan instalasi
(drawing detil 3D pada sistem
packed sieve tray column,
instalasi body shell, packing,
weir, storage, boiler, pompa
dalam packed sieve tray
column)
3
Setup permodelan CFD dengan
ANSYS 19.2 (Input gambar
detil 3D menggunakan Design
Modeler, Meshing, framework
Eulerian)
4 Running Modelling CFD
tervalidasi
5 Analisa Hasil Modelling CFD
dengan hasil eksperimen
6 Analisis Hasil Keseluruhan
7 Pembuatan Kesimpulan
8 Publikasi Hasil di jurnal
internasional
55
V.2 Rancangan Anggaran Biaya (RAB) Penelitian
1. Peralatan penunjang
Material Kuantitas Unit Harga Satuan
(Rp)
Harga
Peralatan
Penunjang (Rp)
Peralatan Eksperimen Packed Sieve Tray Column
Body Shell Column (6,2 cm of height Mild
Steel ASME, CE, GOST, and 2,5 m of
height)
1 buah Rp.7,880,000 7,880,000.00
Temperature Control (P4101 PLUS 1/4
DIN) 2 buah Rp800,000 1,600,000.00
Coil Exchanger (12x12 Bronze Finned coil
HE) 2 buah Rp750,000 1,500,000.00
Heating element (Duty up to 60,000
BTU/hr) 2 buah Rp1,300,000 3,300,000.00
Sanyo PH-150 Reciprocatic Pumps (Flow
Range:0.0006 to 3400 mL/min) 3 buah Rp1,100,000 3,300,000.00
Honeywell Temperature sensor (Series
HEL-707, sensor type: 1000 Ohm platinum
discrete RTD)
6 buah Rp675,000 4,050,000.00
Linhui LH-750L 50L Water Tank 3 buah Rp 100,000 300,000.00
Steel Wool Packing Grade 0 Alyssa 20 gulung Rp 200,000 4,000,000.00
PCC Sieve Tray 16 Buah Rp 800,000 12,800,000.00
Sub total (Rp) 37,800,000.00
2. Bahan Habis Pakai
Material Kuantitas Unit Harga Satuan
(Rp)
Harga Bahan
(Rp)
Ethanol (96%) 20 L Rp 60,000 1,200,000.00
Sub total (Rp) 1,200,000.00
3. Analisa
Analisa Kuantitas Unit Harga Satuan
(Rp)
Harga Analisa
(Rp)
Analisa Gas Chromatography 10 kali Rp850,000 8,500,000.00
Sub total (Rp) 8,500,000.00
4. Belanja Honorarium
Item Honor Kuantitas Unit Harga Satuan
(Rp) Total (Rp)
Pembantu Peneliti :
1. Nama : Muhammad Ilham Ali
NRP : 02211640000039
40 jam Rp25,000 Rp 1,000,000
2. Nama : Muhammad Hazairin Asyiddik
NRP : 02211640000177
40 jam Rp25,000 Rp 1,000,000
Sub total (Rp) 2,000,000
TOTAL ANGGARAN YANG DIPERLUKAN (Rp) 49,500,000.00
56
BAB VI
DAFTAR PUSTAKA
Al-Hemiri, A.A.,Hassan, M.A.R. 2006. Prediction of the Efficiency of Sieve Tray Using Air
Water System. Journal of Engineering, 13 (4), 941-956.
Bonilla, J., Logist, F., Degreve, J., De Moor, B., Van Impe J., 2012, ‘A Reduced Order Rate
Based Model for Distillation in Packed Columns: Dynamic Simulation and the
Differentiation Index Problem’, Chemical Engineering Science, vol. 68, no. 1, pp.
401-412.
Bennett, D.L.,Agrawal,R. and Cook,P.J. 1983. New Pressure Drop Correlation for Sieve
Tray Distillation Columns, AIChE J., vol. 29, no. 3, pp. 434–442.
Chen, G.X., Chuang, K.T., Chien, C., & Ye, Y., 1992, ‘Mass Transfer and Hydraulic of
Packed Sieve Tray’, Gas Separation and Purification, vol. 6, no. 4, pp. 207-213.
Geankoplis, C. J. 2003, Transport Processes and Separation Process Principles, 4th edn,
Pearson Education, Upper Saddle River, New Jersey.
Gesit, Getye.K., Nandakumar, K., Chuang, K.T. 2003. CFD Modeling of Flow Patterns and
Hydraulics of Commercial-Scale Sieve Trays. AIChE Journal, 49 (4), 910-924.
Kachur, P. J., Afacan, A., Chuang, K. T., 2004, ‘Use of Structured Packing As a Dualflow
Tray in Distillation’, Chemical Engineering Research and Design, vol. 82, no. 7, pp.
813-820.
Khrishnamurthy, R., & Taylor, R., 1985, ‘A Nonequilibrium Stage Model for Multi-
component Separation Processes: Part I Model Description and Method of Solution’,
AIChE J, vol. 31, no. 3, pp. 449-456.
Kumar, S., Singh, N., Prasad, R. 2010, ‘Anhydrous Ethanol : A Renewables Source of
Energy’, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 14, no. 7, pp. 1830–1844.
Perry, R.H. & Green, D.W. 2008, Chemical Engineer’s Handbook, 8th edn, Mc. Graw Hill
Book Company, New York.
Pilling, M. & Holden, B.S. 2009, ‘Choosing Tray and Packing for Distillation’ Chemical
Engineering Progress, September, pp. 44-50.
57
Ramesh, K., Aziz, N., Abd Shukor, S.R., Ramasamy, M., 2007, ‘Dynamic Rate-Based and
Equilibrium Model Approaches for Continuous Tray Distillation Column’, Journal
of Applied Sciences Research, vol.3, no. 12, pp. 2030-2041.
Rahimi, Rahbar. 2015. Hydrodynamics of Sieve Tray Distillation Column Using CFD Simulation.
Journal of Chemical and Petroleum Engineering, 49 (2), 119-129
Richardson, J.F., Harker, J.H., Backhurst, J.R. 2002, Coulson And Richardson’s Chemical
Engineering Particle Technology and Separation Processes Volume 2, 5th edn,
Elsevier, Oxford, UK.
Seader J. D., Henley E.J., Roper D. K. 2010, Separation Process Principles, 3rd edn, John
Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey.
Smith, R. 2005, Chemical Process Design and Integration, John Wiley & Sons, Hoboken,
New Jersey.
Spagnolo, D.A., & Chuang, K.T., 1984, ‘Improving Sieve Tray Performance with Knitted
Mesh Packing’, Industrial & Engineering Chemistry Process Design and
Development, vol. 23, no. 3, pp. 561-565.
Spiegel, L., & Knoche, M. 1999, “Distillation Columns with Structured Packings in the Next
Decade”, Chemical Engineering Research and Design, vol. 77, no. 7, pp. 609-612.
Treybal, R.E. 1981, Mass Transfer Operation, McGraw-Hill Book Company, New York.
Van Ness, H.C., Smith, J.M., & Abbott, M.M., 2001, Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics, 6th edn, Mc. Graw Hill Book Company, New York.
Xu, Z. P., Afacan, A., & Chuang, K. T., 1996, ‘Prediction of Packed Sieve Tray Efficiency
in Distillation’, Chemical Engineering Research and Design, vol. 74, no. 8, pp. 893-
900.
58
Bab VII
Biodata Tim Peneliti
1. Biodata Ketua
A. Data Umum
1 Nama Lengkap (dengan
gelar) Fadlilatul Taufany, ST., PhD
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Jabatan Fungsional Lektor
4 NIP/NIK/Identitas
lainnya 198107132005011001
5 NIDN 0013078103
6 Tempat, Tanggal Lahir Mojokerto, 13 Juli 1981
7 E-mail [email protected]
8 Nomor Telepon/HP 62-31-5946240 / 62-821-31391690
9 Alamat Kantor Jurusan Teknik Kimia, Gedung N Lantai II, Kampus ITS
Sukolilo - Surabaya 60111
10 Nomor Telepon/Faks 62-31-5999282
11 Kompetensi Oil & Gas Process Engineer
12 Mata Kuliah yang Diampu
1. Thermodinamika Teknik Kimia
2. Operasi Teknik Kimia
3. Matematika Teknik Kimia
4. Proses Perpindahan
5. Desain Pabrik Kimia dan Ekonomi
6. Manajemen Pabrik Kimia
7. Analisa Pengolahan Data
59
B. Riwayat Pendidikan
S-1 S-3
Nama Perguruan Tinggi ITS NTUST - Taiwan
Bidang Ilmu Teknik Kimia Teknik Kimia
Tahun Masuk-Lulus 1999-2004 2008-2011
Judul Skripsi/Tesis/Disertasi Pemanfaatan Fly Ash
Sebagai Adsorban Pada
Treatment Logam Berat
Nanostructructured Engineering
of Pt-based Bimetallic Alloy
and Core-Shell Electrocatalysts
for DMFCs Applications
Nama Pembimbing/Promotor Prof. Ir. Judjono Suwarno Prof. Bing-Joe Hwang
C. Riwayat Pekerjaan
No.
PANGKAT /
GOLONGAN
RUANG
JABATAN
TMT NAMA
JABATAN
PEJABAT YANG
MENETAPKAN
NOMOR DAN
TANGGAL SK
1 Penata (III/c)
01-04-2015 Lektor
a.n. Menteri Pendikan
dan Kebudayaan,
Kepala Bagian Mutasi
Dosen, Biro
Kepegawaian
35642/A4.3/KP/2015
2
Penata Muda
(III/a)
01-08-2006
Asisten Ahli a.n. Menteri Pendidikan
Nasional, Rektor 1347.16/K03/KP.1/2006
3
Penata Muda
(III/a)
01-04-2006
Pengangkatan
PNS
a.n. Menteri Pendidikan
Nasional, Pembantu
Rektor Bidang
Administrasi Umum
0139/K03.II/KP.I/2006
4 III/a
01-01-2005
Pengangkatan
CPNS
a.n. Menteri Pendidikan
Nasional, Kabag TU
Biro Kepegawaian
Sekretariat Jenderal
9738/A2/KP/2005
60
D. Pengalaman Penelitian Dalam 5 Tahun Terakhir (Bukan Skripsi, Tesis, maupun Disertasi)
No. Tahun Judul Penelitian Sumber Pendanaan
1 2018
(1 tahun)
Modifikasi Membran Cellulose
Acetate/Polyethylene Glycol (PEG)
untuk Menigkatkan Kinerjanya pada
Proses Desalinasi (Anggota Peneliti)
Penelitian Dasar Unggulan Perguruan
Tinggi (Kemenristekdikti)
2 2018
(1 tahun)
Peningkatan Performansi Polymer
Electrolyte Membrane Fuel Cell
(PEMFC) dengan Optimasi Desain
Geometri dan Dimensi Channel
(Ketua Peneliti)
Penelitian Laboratorium (BOPTN)
3 2018
(1 tahun)
Kajian Engineering Hydrogen
Recovery Unit di PT. Pertamina UP V
Balikpapan (Ketua Peneliti)
PT. Pertamina (Persero)
4 2017
(1 tahun)
Kajian Engineering Acid Gas
Removal Unit di PT. Pertamina UP V
Balikpapan
PT. Pertamina (Persero)
5 2015-2016
(2 tahun)
Sintesis Material Hibrida Karbon-
Silika Dengan Metode Hidrofilikasi
Karbon Mesoporous Sebagai Solid
Dessicant Pada Proses Dehidrasi Gas
Alam (Ketua Peneliti)
Penelitian Unggulan Perguruan
Tinggi (BOPTN)
6 2015-2016
(2 tahun)
Fabrication of Cellulose Membrane
for the Desalination of Saline Water
(Anggota Peneliti)
Penelitian Unggulan Perguruan
Tinggi (BOPTN)
7 2014-2015
(2 tahun)
Pembuatan Ethanol Absolut Berbahan
Dasar Molase Sebagai Bahan
Blending Produk Biofuel Dengan
Proses Distilasi Adsorpsi (Ketua
Peneliti)
Penelitian Unggulan Perguruan
Tinggi (BOPTN)
8 2013
(1 tahun)
Karbon-Fibrous dengan Karakteristik
Luas Permukaan yang Tinggi :
Sintesa, Karakterisasi, dan Aplikasi-
nya Sebagai Support Katalis Fuel
Cells (Ketua Peneliti)
Penelitian Doktor Baru (BOPTN)
9 2013-2014
Pengembangan Model Kinetika
Shrinking Core pada Proses Ekstraksi
Logam Timah dari Limbah Slag
(Anggota Peneliti)
Penelitian Laboratorium (BOPTN
ITS)
61
No. Tahun Judul Penelitian Sumber Pendanaan
10 2011 - 2012
(1 tahun) Postdoctoral Fellowship NSC-98-2113-M011-001-MY3
E. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Sumber Pendanaan
1 2019
Konsultan Teknis “Kajian Feasibility Study
LNG Regasification piping PT. IP PLTG
Gilimanuk“ (Anggota Tim ITS-Tekno)
PT. IP PLTG Gilimanuk
2 2019
Konsultan Teknis “Studi Reklamasi
Rencana Lahan untuk Pembangunan Kilang
Petroleum-Pertrokimia dan Fasilitas
Dermaga di Tuban PT. Pertamina”
(Anggota Tim ITS-Tekno)
PT. Pertamina
3 2019
Konsultan Teknis “Studi Reklamasi
Rencana Lahan untuk Pembangunan Kilang
Pertrokimia dan Fasilitas Dermaga di
Balongan PT. Pertamina” (Anggota Tim
ITS-Tekno)
PT. Pertamina
4 2019
Konsultan Teknis “Kajian Feasibility Study
Coal Switching PT. PLN UIK TJB Jepara”
(Anggota Tim ITS-Tekno)
PT. PLN UIK TJB Jepara
5 2019
Konsultan Teknis “Kajian Feasibility Study
Coal Switching PT. IP UP Suralaya”
(Anggota Tim ITS-Tekno)
PT. IP UP Suralaya
6 2017-2018
Konsultan Teknis “Kajian Engineering
Hydrogen Recovery Unit di PT. Pertamina
UP V Balikpapan” (Ketua Tim BPPU ITS)
PT. Pertamina
7 2016
Konsultan Teknis “Kajian Engineering
Dampak Penggunaan Gas Alam PJU pada
Turbi Gas PLTGU PT. PJB UP Gresik”
(Ketua Tim LPPM ITS)
PT. PJB
8 2016
Konsultan Teknis “Pembuatan Laporan
Feasibility Study Pembangunan Booster
Compressor untuk Gas Turbine Muara
Tawar” (Anggota Tim LPPM ITS)
PT. PJB
9 2016
Konsultan Teknis “Pembuatan Laporan
Feasibility Study Moda Transportasi Gas
CNG Gresik-Muara Tawar” (Anggota Tim
LPPM ITS)
PT. PJB
62
No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Sumber Pendanaan
10 2015
Konsultan Teknis “Pembuatan Laporan
DEED Pembangunan Jaringan Gas Kota
Surabaya” (Anggota Tim LPPM ITS)
PT. PGN
11 2015
Konsultan Teknis “Pembuatan Laporan
DEED Pembangunan SPBG Paket Jawa
Barat” (Anggota Tim LPPM ITS)
PT. Pertamina
12 2015
Konsultan Teknis “Pembuatan Laporan
Feasibility Study Pembangunan PLTGU
Perak 500 MW” (Anggota Tim LPPM
ITS)
PT IP
13 2014 Ketua Kegiatan Pengabdian Masyarakat:
Reaktor Biogas - Benowo Surabaya BOPTN - ITS
14 2014
Konsultan Teknis “Pembuatan Laporan
Feasibility Study Pembangunan PLTU
Sambelia-Lombok 100 MW” (Anggota Tim
LPPM ITS)
PT IP
15 2014
Konsultan Teknis “Pembangunan CNG
Mother Station Gresik, CNG Daughter
Station Bawean, dan CNG Marine
Transportation Gresik-Bawean Berkapasitas
2 MMSCF untuk PT Pembangkitan Jawa-
Bali (PT PJB) Unit Pembangkitan
Bawean” (Anggota Tim LPPM ITS)
PT PJB
16 2013
Konsultan Teknis “Pembangunan CNG
Plant Berkapasitas 20 MMSCF di PT
Pembangkitan Jawa-Bali (PT PJB) Unit
Pembangkitan Muara Tawar” (Anggota
Tim LPPM ITS)
PT PJB
17 2012
Pelatihan “Pengelolaan Lingkungan di PT.
Perkebunan Nusantara X (PTPN X) Menuju
PROPER HIJAU” (Anggota Tim LPPM
ITS)
PTPN X
F. Publikasi Artikel Ilmiah Dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Volume/Nomor/Tahun
1
Separation and purification of
triglyceride from nyamplung
(Calophyllum inophyllum) seed
oil as biodiesel feedstock by
using continuous countercurrent
extraction
Malaysian Journal
of Fundamental and
Applied Sciences
16/1/2020 (DOI:
10.11113/mjfas.v16n1.1439)
63
No. Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Volume/Nomor/Tahun
2
Study of packed sieve tray
column in ethanol purification
using distillation process
Malaysian Journal
of Fundamental and
Applied Sciences
15/1/2019 (DOI:
10.11113/mjfas.v15n2019.936)
3
The Effect of Channel Width on
Biometric Flow Field Towards
Performance of Polymer
Electrolyte Membrane Fuel Cell
Journal of
Engineering Science
and Technology
14/5/2019
4
Feed Plate and Feed Adsorbent
Temperature Optimisation of
Distillation – Adsorption
Process to Produce Absolute
Ethanol
Modern Applied
Science
9/7/2015 (DOI:
10.5539/mas.v9n7p140)
5
Performance of Appended Wire
Mesh Packing in Sieve Tray
Distillation Column of Ethanol-
Water System
Modern Applied
Science
9/7/2015 (DOI:
10.5539/mas.v9n7p148)
6
Preparation of zinc oxide/silica
nanocomposite particles via
consecutive sol–gel and flame-
assisted spray-drying methods
Chemical
Engineering Journal
254/2014 (hal. 252–258; DOI:
10.1016/j.cej.2014.05.104)
7
Theoretical Studies on Effective
Metal-to-Ligand Charge
Transfer Characteristics of
Novel Ruthenium Dyes for Dye
Sensitized Solar Cells
Journal of
Computer-Aided
Molecular Design
28/5/2014 (hal.565-75; DOI:
10.1007/s10822-014-9742-2)
8
Theoretical study on molecular
design and optical properties of
organic sensitizers
Physical Chemistry
Chemical Physics
16/29/2014 (hal.15389-99; DOI:
10.1039/c4cp01653j)
9
Design Strategies of Metal Free-
Organic Sensitizers for Dye
Sensitized Solar Cells: Role of
donor and acceptor monomers
Organic Electronics 15/6/2014 (hal. 1205–1214;
DOI:10.1016/j.orgel.2014.03.022)
10
Theorical Investigation of
Metal-free Dyes for Solar cells:
Effects of Electron Donor and
Acceptor Groups on Sensitizers
Journal of Power
Sources
242/2013 (hal. 464 – 471; DOI:
10.1016/j.jpowsour)
11
Relating the Composition of
PtxRu100-x/C Nanoparticles to
Their Structural Aspects and
Electrocatalytic Activities in the
Methanol Oxidation Reaction
Chemistry - A
European Journal
(Impact Factor:
5,925)
19/3/2013 (hal. 905-915; DOI:
10.1002/chem.201202473)
12 Kinetically-Controlled
Autocatalytic Chemical Process
ACS Nano (Impact
Factor: 11,421)
5/12/2011 (hal. 9370 -9381; DOI:
10.1021/nn202545a)
64
No. Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Volume/Nomor/Tahun
for Bulk Production of
Bimetallic Core-Shell
Structured Nanoparticles
13
Relating Structural Aspects of
Bimetallic Pt3Cr1/C
Nanoparticles to Their
Electrocatalytic Activity,
Stability, and Selectivity in the
Oxygen Reduction Reaction
Chemistry - A
European Journal
(Impact Factor:
5,925)
17/38/2011 (hal. 10724-10735;
DOI: 10.1002/chem.201100556
G. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun Terakhir
No. Nama Pertemuan Ilmiah
/ Seminar Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
1 The 4th International
Conference on Mechanical
Engineering (ICOME)
Investigation of PEM fuel cell performance using the
bio-inspired flow field combined with baffles on
branch channels
2019,
Yogyakarta,
Indonesia
2
7th International Conference
on Fuel Cell & Hydrogen
Technology (ICFCHT)
2019 in conjunction with
Innovation Polymer Science
and Technology (IPST)
2019
The Effect of Baffle Shape Towards Performance of
Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell with Leaf
Flow Field
2019, Bali,
Indonesia
3 The 4th Annual Applied
Science and Engineering
Conference (AASEC) 2019
The Effect of Mother Channel Width on Biometric
Flow Field Towards Polymer Electrolyte Membrane
Fuel Cell Performance
2019,
Bandung,
Indonesia
4 The 3rd Annual Applied
Science and Engineering
Conference (AASEC) 2018
Improving PEM fuel cell performance using in-line
triangular baffles in triple serpentine flow field
2018,
Bandung,
Indonesia
5 The 2nd International
Seminar on Science and
Technology (ISST) 2016
The Effect of Type of Surfactant Added to the
Impregnation Process of Silica on Activated Carbon
to Produce Economical Solid Dessicant
2016,
Surabaya,
Indonesia
6 2016 Young Chemical
Engineers International
Conference
Synthesis, Characterization, and Application of
Hydrophilic Mesoporous Carbon as Solid Dessicant
in Gas Dehydration Process
2016, Taipei,
Taiwan
7
2016 Young Chemical
Engineers International
Conference
Biogas Conversion Into Electricity: Production,
Purification, and Utilization 2016, Taipei,
Taiwan
65
No. Nama Pertemuan Ilmiah
/ Seminar Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
8 International Seminar on
Chemical Engineering 2016
Effect of Chemical and Physical Forces on
Hydrophilication Proces of Mesoporous Carbon as
Economical Solid Desiccant in Biogas Purification
2016,
Bandung,
Indonesia
9
The 3rd International
Seminar on Fundamental
and Application of
Chemical Engineering
(ISFACHE) 2016
Feasibility Study of NaOH Regeneration in Acid Gas
Removal Unit Using Membrane Electrolysis
2016,
Surabaya,
Indonesia
10
The 3rd International
Seminar on Fundamental
and Application of
Chemical Engineering
(ISFACHE) 2016
Production, Purification, and Utilization of Biogas in
Power Generation
2016,
Surabaya,
Indonesia
11 The 1st International
Seminar on Science
Technology (ISST) 2015
Enhancement Concentration of Bioethanol Through
Packed Sieve Tray Distillation
2015,
Surabaya,
Indonesia
12 The 1st International
Seminar on Science and
Technology (ISST) 2015
Silica-Coated Mesoporous Carbon as Solid Desiccant
in Gas Dehydration Process
2015,
Surabaya,
Indonesia
13
The 3rd Bali International
Seminar on Science and
Technology (BISSTECH)
2015
Hydrophilication Of Mesoporous Carbon By
Impregnating-Silica Method As Solid Dessicant In
Gas Dehydration Process
2015, Bali,
Indonesia
14
The 2nd International
Seminar on Fundamental
and Application of
Chemical Engineering
(ISFAChE 2014)
Performance of Appended Wire Mesh Packing in
Sieve Tray Distillation Column of Ethanol-Water
System
2014, Bali,
Indonesia
15
The 2nd International
Seminar on Fundamental
and Application of
Chemical Engineering
(ISFAChE 2014)
Feed Plate and Feed Adsorbent Temperature
Optimisation of Distillation – Adsorption Process
to Produce Absolute Ethanol
2014, Bali,
Indonesia
16 Pelatihan Publikasi
Internasional Pemetaan dan Penelusuran Jurnal Internasional
2013, UPN
Veteran,
Surabaya,
Indonesia
17
International Conference
on Applied Technology,
Science, and Arts
(APTECS - IV 2013)
High Surface Area Activated Carbon from Carbon
Black of Waste
Tyre
2013,
Surabaya,
Indonesia
18 International Conference
on Applied Technology, Tin Extraction from Slags Used Hydrochloric Acid
2013,
Surabaya,
Indonesia
66
No. Nama Pertemuan Ilmiah
/ Seminar Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
Science, and Arts
(APTECS - IV 2013)
19
19th Regional Symposium
on Chemical Engineering
(RSCE 2012)
DFT-TDDFT molecular design of innovated
dyestor dye-sensitized solar cell (DSSC)
2012, Bali,
Indonesia
20
Seminar Course in
Department of Chemical
Engineering, National
Taiwan University of
Science and Technology
(NTUST), Taiwan
Nanostructured Engineering of Bimetallic Cathode
Catalysts in PEMFC and DMFC Applications:
Alloy and core-shell structures (Guest Speaker)
Mei 2011,
NTUST,
Taiwan
21
The 16th National
Synchrotron Radiation
Research Center (NSRRC)
Users' Meeting
Application of Synchrotron-based Techniques for
the Characterization of Core/Shell Materials: Cases
of Pd/Cu and Pd/Pt Nanoparticles (Awarded as
The Glory of Taiwan Presentation in Material
Science Category)A
Oktober
2010,
NSRRC,
Taiwan
H. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir
No. Judul Buku Tahun Jumlah
Halaman Penerbit
1
Spherical & Anisotropic Core-shell and Alloy
Nanomaterials – Characterization using X-ray
Absorption Spectroscopy (Book Chapter;
DOI: 10.1002/9783527610419.ntls0160)
2010 377-409
(33 hal.)
WILEY-VCH
Verlag GmbH
& Co. KGaA
Publishers,
Weinheim
2
Electrocatalyst Characterization and Activity
Validation – Fundamentals and Methods (Book
Chapter: DOI: 10.1002/9783527627707.ch3)
2009 115-163
(409 hal.)
WILEY-VCH
Verlag GmbH
& Co. KGaA
Publishers,
Weinheim
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam riwayat hidup ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum.
Surabaya, 07 Maret 2020
(Fadlilatul Taufany, ST., PhD)
NIP. 198107132005011001
67
1. Biodata Anggota
A. Biodata Umum
1 Nama Lengkap (dengan gelar) Prof. Dr. Ir. Ali Altway, MSc.
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Jabatan Fungsional Dosen
4 NIP/NIK/Identitas lainnya 195108041974121001
5 NIDN 0004085103
6 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 4 Agustus 1951
7 E-mail [email protected]
8 Nomor Telepon/HP (031) 5931130 / 081931075670
9 Alamat Kantor Jurusan Teknik Kimia, Kampus ITS Sukolilo,
Surabaya 60111
10 Nomor Telepon/Faks (031) 5946248 / (031) 5999282
11 Lulusan yang Telah Dihasilkan
12 Mata Kuliah yang Diampu
Transport Phenomena (S2/S3),
Momentum Transport (S1),
Heat Transport (S1), Mass Transport (S1),
Matematika Terapan dan Pemodelan (S1),
Desain Proses (S1)
Matematika Rekayasa (S1),
Proses Pemisahan (S2),
Perpindahan Massa disertai Reaksi Kimia (S1).
B. Riwayat Pendidikan
S-1 S-2 S-3
Nama Perguruan Tinggi ITS University Of Wisconsine ITS
Bidang Ilmu Teknik Kimia Chemical Engineering Teknik Kimia
Tahun Lulus 1977 1979 2004
C. Pengalaman Penelitian Dalam 5 Tahun Terakhir
(Bukan Skripsi, Tesis, maupun Disertasi)
No. Tahun Judul Penelitian
1 2009-2010 Pengembangan model pengeringan pupuk ammonium sulfat
didalam rotary dryer (FUNDAMENTAL)
2 2010 Evaluasi Kinetika Reaksi Katalitis Pada Absorpsi CO2 Kedalam
Larutan Potasium Karbonat (K2CO3) (GURU BESAR)
3 2011 Pemodelan berdasarkan teori difusi Maxwell dan Model Film
untuk Absorpsi Multikomponen gas asam dalam larutan kalium
68
No. Tahun Judul Penelitian
karbonat dengan promotor MDEA (PENELITIAN DASAR
KEILMUAN)
4 2012
Studi Perpindahan Massa pada Ekstraksi Bitumen dari Batuan
Asbuton dengan Pelarut Pertasol (PENELITIAN HIBAH
LABORATORIUM)
5 2013-2014
Pemodelan dan Simulasi Absorpsi CO2 Kedalam Larutan K2CO3
Berkatalis pada Absorber Skala Industri (PENELITIAN HIBAH
LABORATORIUM)
6 2015-2016
Penangkapan Gas CO2 dari Gas Hasil Pembakaran Melalui
Absorpsi Reaktif Menggunakan Pelarut Berbasis Amine dan
Berpromotor Glycine
7 2017 Proses Katalitik Pirolisis Untuk Cracking Bitumen Dari Asbuton
Dengan Katalis Zeolit Alam (PDUPT)
8 2018
Integrasi Proses Pengolahan Awal Limbah Kulit Kopi
Menggunakan Alkali Peroksida Dan Cairan Rumen Untuk
Meningkatkan Produksi Biogas (PENELITIAN
LABORATORIUM DANA LOKAL)
9 2018
Pirolisis Katalitik Asbuton Menjadi Bahan Bakar Cair Dengan
Katalis Zeolit ZSM-5 (PENELITIAN PASCASARJANA DANA
LOKAL)
10 2019
Pemisahan Bitumen Dengan Asbuton Menggunakan Hot Water
Process Dengan Penambahan Surfaktan DTAB (PENELITIAN
PASCASARJANA DANA LOKAL)
11 2019
Pirolisis Katalitik Kilat (Flash Catalytic Pyrolysis) Asbuton
Menjadi Bahan Bakar Cair Dengan Katalis Zeolit ZSM-5
(PENELITIAN PASCASARJANA DANA LOKAL)
D. Publikasi Artikel Ilmiah Dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir
No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/
Nomor Nama Jurnal
1 2010 The Effect of Particle Shapes on
Drying Rate of Solid Vol.2,No.3
International
Review of
Chemical
Emgineering
2 2010 Kinetics Study of Carbon Dioxide
Absorption into Aqueous
Vol.2, No.7
International
Review of
69
No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/
Nomor Nama Jurnal
Potassium Carbonate Pomoted with
Boric Acid
Chemical
Engineering
3 2011
Carbon Dioxide Absorption into
Aqueous Potassium Carbonate
Promoted with
MethylDiethanolAmine (MDEA)
vol.3,No.3
International
Journal of
Academic
Research,
vol.3,No.3
4 2012
Mathematical Modelling of CO2
Absorption by K2CO3 Solution
Promoted by MDEA in Packed
Column
Vol.4, No.2
International
Review of
Chemical
Engineering
5 2012
Liquid-liquid Extraction to
Separate Ethanol from Synthetic
Broth Using n-Amyl Alcohol and
1-Dodecanolas Solvent in Packed
Column
Vol. 6, No. 4
International
Review of
Chemical
Engineering
6 2014
Prediction of Ethanol as a
Renewable Energy by Extractive
Fermentation
Vol. 10, No.
493
Applied Mechanics
and Materials
7 2014
A Facile Method for the
Production of High Surface Area
Mesoprous Silica Gels from
Geothermal Sludge
Vol. 5, No. 25 Advanced Powder
Technology
8 2015
Experimental and Estimation of
Vapour-Liquid Equilibrium in
Aqueous Electrolyte System CO2-
K2CO3-MDEA+DEA-H2O
Vol. 9 Modern Applied
Science
9 2015
Food Grade Ethanol Production
Process of Sorgum Stem Juice
Using Immobilized Cells
Technique
Vol. 9 Modern Applied
Science
10 2015
Simulation of Sugarcane Juice
Evaporation in a Falling Film
Evaporator by Variation of Air
Flow
Vol 10, No. 3
Research Journal of
Applied Sciences,
Engineering and
Technology
11 2015 Modelling and Simulation of CO2
Absorption into PromotedAqueous Vol. 10, No. 2 BCREC
70
No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/
Nomor Nama Jurnal
Potassium Carbonate Solution in
Industyrial Scale Packed Column
12 2015 The Preparation of Fixed Carbon
Derived From Waste Tyre Using
Pyrolysis
Vol. 16, No. 4
Scientific Study &
Research.
Chemistry &
Chemical
Engineering,
Biotechnology,
Food Industry
13 2016
The Effect Of Pretreatment And
Variety Of Microorganisms To The
Production Of Ethanol From Coffee
Pulp
Vol. 11, No. 2 ARPN J Eng Appl
Sci
14 2016 Modelling Of The Single Staggered
Wire And Tube Heat Exchanger Vol. 11, No. 8
International
Journal of Applied
Engineering
Research
15 2016 Kinetic Study of Carbon Dioxide
Absorption into Glycine Promoted
Methyl di Ethanolamine (MDEA)
Vol. 2, No. 2,
pp. 47-52
International
Journal of
Technology and
Engineering
Studies
16 2016 Modeling and Simulation of Salt
Drying Using Rotary Dryer. Z
Darmawan, A Altway
Vol. 23, No. 6,
5653-5656
Advanced Science
Letters
17 2017
A Modified Shrinking Core Model
For Leaching Of Aluminum From
Sludge Solid Waste Of Drinking
Water Treatment
Vol. 8, No. 1 Int. J. Technol
18 2017
Extractive Fermentation Of
Sugarcane Juice To Produce High
Yield And Productivity Of
Bioethanol
Vol. 824, No.
1
Journal of Physics:
Conference Series
19 2017
Optimization Of Palmyra Palmsap
Fermentation Using Co-Culture Of
Saccharomyces Cerevisiae And
Pichia Stipitis
Vol. 12, No.
23
ARPN Journal of
Engineering and
Applied Sciences
20 2017 A Preliminary Study Of Patchouli
Oil Extraction By Microwave Air-
Hydrodistillation Method
Vol. 55, No. 4
Korean Chemical
Engineering
Research
71
No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/
Nomor Nama Jurnal
21 2017
Preliminary Study: Comparison Of
Kinetic Models Of Oil Extraction
From Vetiver (Vetiveria
Zizanioides) By Microwave
Hydrodistillation
Vol. 55, No. 4
Korean Chemical
Engineering
Research
22 2017
Methane Production From Coffee
Pulp By Microorganism Of Rumen
Fluid And Cow Dung In Co-
Digestion
Vol. 56
Chemical
Engineering
Transactions
23 2017
Measurement And Correlation Of
Isothermal Binary Vapor–Liquid
Equilibrium For Diethyl Carbonate
+ Isooctane/N-Heptane/Toluene
Systems
Vol. 62, No. 8
Journal of
Chemical &
Engineering Data
24 2017
Study On Kinetic Parameter In
Real Yarn Dyed Wastewater
Treatment Using
Electrocoagulation-Ozonation
Process
Vol. 12, No. 3 Water Practice and
Technology
25 2017 Kinetic Study of CO2 Absorption
reaction into the ppromoted
methyldiethanolamine solution
AIP Conference
Proceeding 1840,
030007(2017)
26 2017
Simulation and Modelling CO2
Absorption in Biogas with DEA
Promoted K2CO3 Solution in
Packed Column
AIP Conference
Proceeding 1840,
030007(2017)
27 2017 Research and Development in Pilot
Plant Production of Granular NPK
Fertilizer
AIP Conference
Proceeding 1840,
030007(2017)
28 2017
A Modified Shrinking Core Model
for Leaching of Aluminium from
Sludge Solid Waste of Drinking
Water Treatment
Vol 1: page
989-996
International
Journal of
Technology
29 2018
Solvent-Free Microwave Extraction
Of Essential Oil From Dried
Patchouli (Pogostemon Cablin
Benth) Leaves
Vol. 58
Journal of
industrial and
engineering
chemistry
30 2018
Vapor Pressures Of Diethyl
Carbonate+ Ethanol Binary
Mixture And Diethyl Carbonate+
Ethanol+ Isooctane/Toluene
Ternary Mixtures At Temperatures
Range Of 303.15–323.15 K
Vol. 264 Journal of
Molecular Liquids
72
No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/
Nomor Nama Jurnal
31 2018
Effect of promoter concentration on
CO2separation using K2CO3with
reactive absorption method in
reactor packed column
Vol. 156,
pp.2002
MATEC Web of
Conferences
32 2018 The effects of microorganism on
coffee pulp pretreatment as a
source of biogas production
Vol. 156, pp.
3010
MATEC Web of
Conferences
33 2018 Kinetic model for identifying the
rate controlling step of the
aluminum leaching from peat clay
Vol.80, No. 2,
pp. 37-44
Jurnal Teknologi
34 2018
The effect of organosolv
pretreatment on optimization of
hydrolysis process to produce the
reducing sugar
Vol. 154,
pp.1022
MATEC Web of
Conferences
35 2018
Alternative Procedure of Heat
Integration Tehnique Election
between Two Unit Processes to
Improve Energy Saving
Vol.953, pp
12243
Journal of Physics:
Conference Series
36 2018
Studi Pemisahan Bitumen dari
Asbuton Menggunakan Media Air
Panas dengan Penambahan
Surfaktan Anionik dan NaOH
Vol. 2, pp.254 IPTEK Journal of
Proceedings Series
37 2019
The Effect Of Mixed Biological
Pretreatment And PEG 4000 On
Reducing Sugar Production From
Coffee Pulp Waste
Vol. 10, No. 3
International
Journal of
Technology
38 2019 Bitumen Extraction From Asbuton
Using Hot Water Process With
Na2co3 As A Sealing Agent
Vol. 54, No. 4
Journal of
Chemical
Technology and
Metallurgy
39 2019
Parameter For Scale-Up Of
Extraction Cymbopogon Nardus
Dry Leaf Using Microwave
Assisted Hydro-Distillation
Vol. 17, No. 2
Journal of Applied
Engineering
Science
40 2019
Analysis Of Liquid Fuel From
Plastic Waste Using Refinery
Distillation Bubble Cap Plate
Column With Integrated Thermal
Cracking Method.
Vol. 20, No. 1
International
Journal of
Simulation--
Systems, Science
& Technology
41 2019 Isolation And Identification Of
Caffeine-Degrading Bacteria From
Soil, Coffee Pulp Waste And
Vol. 20, No. 6 Biodiversitas
Journal of
73
No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/
Nomor Nama Jurnal
Excreted Coffee Bean In Luwak
Feces
Biological
Diversity
42 2019
On The Effect Of The Ratio Of The
Distiler Volume And That Of The
Microwave Cavity On The
Extraction Of Cymbopogon Nardus
Dried Leaves By Microwave
Hydrodistillation.
Vol. 54, No. 4
Journal of
Chemical
Technology &
Metallurgy
43 2019
The Application Of Face-Centered
Central Composite Design For The
Optimization Of Patchouli Oil
Extraction From Pogostemon
Cablin Benth Dried Leaves Using
Microwave Hydrodistillation
Method.
Vol. 54, No. 4
Journal of
Chemical
Technology and
Metallurgy
44 2019
An Optimization Of Microwave
Hydrodistillation Extraction Of
Vetiver Oil Using A Face-Centered
Central Composite Design.
Vol. 54, No. 4
Journal of
Chemical
Technology &
Metallurgy
45 2019
Reactive Absorption Of Co2 Into
The Solution Of
Methyldiethanolamine Effect Of
Promoter Content In Packed
Column.
Vol. 54, No. 4
Journal of
Chemical
Technology &
Metallurgy
46 2019
Production Of Liquid Fuel From
Plastic Waste Using Integrated
Pyrolysis Method With Refinery
Distillation Bubble Cap Plate
Column
Vol. 5 Energy Reports
E. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation) dalam 5 Tahun Terakhir
No Nama Pertemuan Ilmiah /
Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
1.
Seminar Nasional
Perkembangan Riset dan
Teknologi di Bidang Industri ke -
16
Pemodelan absorpsi karbon
dioksida (CO2)
nonisothermal dalam larutan
potassium karbonat
(K2CO3) dengan promotor
diethanolamine (DEA) pada
Packed Column
2010, FT. UGM
Jogyakarta
2.
Seminar Nasional
Perkembangan Riset dan
Teknologi di Bidang Industri ke -
16
Kinetika reaksi absorpsi
CO2 menggunakan kalium
karbonat (K2CO3) dengan
promotor asam borat
2010, FT. UGM
Jogyakarta
74
No Nama Pertemuan Ilmiah /
Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
3. Seminar Teknik
Kimia Soehadi Reksowardojo
Pengembangan model
ratebased dua-film untuk
desain absorpsi
multikomponen gas asam
dalam larutan kalium
karbonat dengan promoter
asam borat
2010, ITB Bandung
4. Seminar Teknik
Kimia Soehadi Reksowardojo
Simulasi dan model duafilm
untuk desain absorpsi
multikomponen gas asam
dalam larutan kalium
karbonat dengan promotor
pada Packed Column
2010, ITB Bandung
5 2nd APTECT 2010 International
Seminar on Applied Technology,
Science, and Arts
Carbon dioxide absorption
into promoted aqueous
potassium carbonate
2010, LPPM-ITS
Surabaya
6
The 1st International Seminar on
Fundamental & Application of
Chemical Engineering
(ISFACHE)
Kinetics study of
carbondioxide absorption
into aqueous potassium
carbonate promoted by
Methyldiethanolamine
2010, Bali
7
The 1st International Seminar on
Fundamental & Application of
Chemical Engineering
(ISFACHE)
Performance of Submerged
Membrane Adsorption
Hybrid Bioreactor
(SMAHBR) in Wastewater
Treatment Containing Toxic
Compounds
2010, Bali
8 2nd Conference on Chemical
Engineering and Advanced
Materail (CEAM) Virtual Forum
Kinetics study of carbon
dioxide absorption into
aqueous potassium
carbonate promoted with
boric acid
2010, Italy
9. Seminar Nasional
Rekayasa dan Proses
Model absorpsi
multikomponen gas sintesa
dalam larutan K2CO3
dengan promotor MDEA
pada Packed Coloumn
2011, UNDIP,
Semarang
10 Annual Engineering Seminar
Pemodelan absorpsi
multikomponen gas CO2
dan H2S dalam larutan
K2CO3 dengan promotor
MDEA pada packed xolumn
2011, FT UGM,
Yogyakarta
11 19th Regional Symposium on
Chemical Engineering (RSCE)
Kinetic Reaction Coparison
of CO2 Absorption into
Promoted Potassium
Carbonate (K2CO3)
2012, Bali
75
No Nama Pertemuan Ilmiah /
Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
12 19th Regional Symposium on
Chemical Engineering (RSCE)
Bitumen Extraction from
Asbuton Rock Using
Pertasol
2012, Bali
13 19th Regional Symposium on
Chemical Engineering (RSCE)
Liquid0Liquid Extraction in
Packed Column Using n-
Amyl Alcohol and 1-
Dodecanol as Solvent to
Separate Ethanol from
Synthetic Broth
2012, Bali
14 Engineering International
Conference
Kinetics of Carbon Dioxide
Absorption into Aqueous
Potassium Carbonate
Solution Promoted by N-
Methyldiethanolamine and
Diethanolamine Mixture
2013, UNNES,
Semarang
15 Bali International Seminar on
Science and Technology
(Bisstech) II
Modeling and Simulation of
CO2 Gas Absorption Using
K2CO3 Solution with
Different kind of Promoter
in Packed Column
2014, Bali
16 2nd International Conference on
Chemical and Material
Engineering 2015
Kinetics study of carbon
dioxide absorption into
glycine promoted
diethanolamine (DEA)
2015, UNDIP,
Semarang
17 The 3rd International Seminar on
Fundamental And Application of
Chemical Engineering
Modeling and Simulation of
Diethanolamine (DEA)
Addition Effect in CO2 Gas
Absorption from Biogas
into K2CO3 Solution in
Packed Column (ABS-32)
Surabaya 1-2
November 2016
18 The 3rd International Seminar on
Fundamental And Application of
Chemical Engineering
Kinetic Study of Carbon
Dioxide Absorption into the
Promoted
Methyldiethanolamine
Solution (ABS-66)
Surabaya 1-2
November 2016
19 The 3rd International Seminar on
Fundamental And Application of
Chemical Engineering
NPK Pilot Plant: Innovative
Operation and Process
Development in NPK
Fertilizer Industry (ABS-99)
Surabaya 1-2
November 2016
20 The 3rd International Seminar on
Fundamental And Application of
Chemical Engineering
Biogas Production from
Pretreated Coffee-Pulp
Waste by Using Mixture of
Cow Dung and Rumen
Fluid in Co-Digestion
Surabaya 1-2
November 2016
76
No Nama Pertemuan Ilmiah /
Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
21 The 3rd International Seminar on
Fundamental And Application of
Chemical Engineering
Simulation and
Optimization of Continuous
Extractive Fermentation
with Recycle System
Surabaya 1-2
November 2016
22 Seminar Nasional Teknik Kimia
Soebardjo Brotohardjono XII
Studi Pemisahan Bitumen
dari Asbuton Menggunakan
Media Air Panas dengan
Penambahan Surfaktan
Linear Alkyl Benzen
Sulphonate dan NaOH (B-2)
Surabaya 1 Juni
2016
23 Seminar Nasional Teknik Kimia
Soebardjo Brotohardjono XII
Bitumen Separation Process
from Asbuton Feed in Hot
Water Media with Solar and
Cationic Surfactant and
Sodium Hydroxide (NaOH)
Addition
Surabaya 1 Juni
2016
24 Seminar Nasional Teknik Kimia
Soebardjo Brotohardjono XIII
Penangkapan CO2 dari Flue
Gas dengan Metoda Absorpsi
Reaktif kedalam Larutan
MethylDiethanolAmine
(MDEA) Berpromotor
Monosodium Glutamat
(MSG) Menggunakan Tray
Column ( Rika Dwi Nanda,
Ilham Dito Prasetyawan, Ali
Altway Susianto)
Surabaya, Juli 2017
25 RSCE 2017
Effect of Promoter
Concentration on CO2
Separation Using K2CO3
with Reactive Absorption
Method in Reactor Packed
Column (Junety Monde, Tri
Widjaja, Ali Altway)
Semarang 15 Nov
2017 s/d 16 Nov
2017
26 RSCE 2017
Caustic Effects for Bitumen
Separation from Buton Oil
Sand By Using Modified
Hot Water Process
Semarang 15 Nov
2017 s/d 16 Nov
2017
27 RSCE 2017
The Performance of
Microorganism pn Coffe
Pulp Pretreatment as Raw
Material for Biogas
Production (Sri Rachmania,
Tri Widjaja, Ali
Semarang 15 Nov
2017 s/d 16 Nov
2017
77
No Nama Pertemuan Ilmiah /
Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
Altway,Vivi Alvionita Sari,
Desy Arista, Toto Iswanto)
28 CINIA 2017
Study of Bioethanol
Production from Palmyra
Sap Using Saccharomyces
cerevisiae with Response
Surface Methodology(Tri
Widjaja,Elly Agustiani,Ali
Altway,Dennis Farina
Nury,Febrillian Zata Lini,Li
Felix Yuwono)
Surabaya, 29
November 2017
29 CINIA 2017
Sodium Dodfecyl Benzene
Sulfonate Addition for
Bitrumen Separation from
Buton Oil Sand by Using
Modified Hot Water Process
Surabaya, 29
November 2017
30 CINIA 2017
Membrane Contactor for
CO2 Absorption Process
Udsing Various Activated
Alkanolamine
Surabaya, 29
November 2017
31 ICON-ITSD 2017
Biodegradation of Soils
Contaminated with
Naphthalene in Peroleum
Hydrocarbons Using
Bioslurry Reactors
(Abubakar Tuhuloula, Ali
Altway, Sri Rachmania
Juliastuti, Suprapto S)
Makasar, 25-26
Oktober 2017
32 The 2nd International Conference
on Technology for Sustainable
Devellopment
Reaction Kinetics of Carbon
Dioxide Absorption into
aqueous MDEA Solution
Promoted by L-Arginine and
L-Glutamic Acid
2017-UII
Yogyakarta
33 Seminar Nasaional Teknik Kimia
Soebardjo Brotohardjono XIV
Katalitik Pirolisis Asbuton
Menjadi Bahan Bakar Cair
Dengan Katalis Zeolit
(Nurullafina S, Susianto, Ali
Altway
UPN-JATIM,
SURABAYA, 4
Juli 2018
78
No Nama Pertemuan Ilmiah /
Seminar Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat
34 Seminar Nasaional Teknik Kimia
Soebardjo Brotohardjono XIV
Pengaruh Penambahan
Surfaktan Sodium Dodecyl
Benzene Sulphonate
Terhadap Recovery
Bitumen dari Asbuton
dengan Metoda Hot Water
Process yang Dimodofikasi
(Novita Eka R, Novira
Dewanti, Yosita Dyah A,
Susianto, Ali Altway)
UPN-JATIM,
SURABAYA, 4
Juli 2018
35 Seminar Nasaional Teknik Kimia
Soebardjo Brotohardjono XIV
Pemodelan dan Simulasi
Stripping Gas
Karbondioksida (CO2) Dari
MDEA Berpromotor dalam
Kolom Berpacking (M Rifqi
Aqil Y, Karrisa G R, Gilang
A.S., Muhammad Fikri K,
Ali Altway, Siti
Nurkhamidah)
UPN-JATIM,
SURABAYA, 4
Juli 2018
F. Karya Buku dalam 5 Tahun Terakhir
No Judul Buku Tahun Jumlah halaman Penerbit
1 Perpindahan Massa Disertai
Reaksi Kimia 2009 135
BeeMark,
BeeMarketer
Institute
2 Proses Perpindahan 2012 358 ITS Press
3 Memilih Mixer Berpengaduk
Impeller Radial 2012 68 ITS Press
4 Matematika Teknik Kimia 2015 255 ITS Press
5 Pengantar Perhitungan Teknik
Kimia 2018 133 Graha Ilmu
G. Perolehan HKI dalam 5–10 Tahun Terakhir
No Judul / Tema HKI Tahun Jenis Nomor P/ID
1
Metode Fermentasi Ekstraktif
Terpadu untuk Menghasilkan
Ethanol
2012 A -
2
Alat Penukar Panas Jenis
Pembuluh dan Kawat
Menggunakan Susunan
Kawat Berseling
2014 A S00201405914
79
H. Pengabdian pada Masyarakat
1. 1981 – 1982 Anggota Tim Pendirian Pabrik Gondorukem di Garahan (Jember)
bekerjasama dengan Perum Perhutani
2. 1995 – 1999 Instruktur Pendidikan setara D1, Pengetahuan Kimia Industri di
Petrokimia Gresik.
3. 2004 Instruktur Pendidikan dan Latihan Teknologi Proses Gula di PG Krebet
Baru – PT. Rajawali
4. 2005 Ketua Tim pembuatan soft ware CO2 removal pada pabrik pupuk
Kaltim 2, PT. Pupuk Kaltim
5. 2005 Ketua Tim pendidikan dan latihan soft ware math-lab pada PT. Pupuk
Kaltim
6. 2005 Anggota Tim evaluasi prereformer di PT. Petrokimia – Gresik
7 2006 Ketua Tim Pembuatan software/pemodelan CO2 removal pabrik Kaltim
2 PT.Pupuk Kaltim Tbk
8 2007 Anggota Tim Pemborongan Tenaga Kerja Pembuatan Natrium Pikramat
dan Asistensi Pembuatan Diazo Dinitro Phenol untuk PT. Pindad
9 2007 Anggota Tim pengawas pembuatan Operator Training Simulation untuk
Pabrik Kaltim 4, PT. Pupuk Kaltim- Kalimantan Timur
10 2007-2008 Anggota Tim pembuatan Feasibility Study Desalinasi air laut pada PT.
Karya Daya Mandiri, PT. Pupuk Kaltim
11 2009-2010
Anggota Tim Kajian Pemodelan Proses Peningkatan Salinitas dan
Desain Alat Pengangkut Guna Meningkatkan Kualitas dan Kuantitas
Produksi Garam 2010
12 2011 Instruktur Pendidikan dan Pelatihan Optimasi Proses.
13 2012 Instruktur Pelatihan CO2 Removal
14 2012 Instruktur Pelatihan Efisiensi Energy untuk Industri.
15 2012-2013 Instruktur Pendidikan setara D1, Pengetahuan Kimia Industri di
Petrokimia Gresik.
16 2013 Anggota Panitia Penelitian Jasa Kajian Proses Penanggulangan Debu di
NPK Fusion Granulation, PKT Bontang
18 2014
Anggota Pemberian Jasa pada Peningkatan kapasitas produksi garam
yang dihasilkan pada Fluid Bed Dryer Unit PT. Sumatraco Langgeng
Makmur
19 2015-2017 Anggota Pekerjaan jasa “Pembuatan Pilot Plant Pabrik Insoluble Sulfur
PT. Belerang Kalisari“
80
20 2016 Pelatihan Peningkatan Kompetensi dan Penyegaran Karyawan PKT
Swiss Belinn Surabaya 31 Mei – 2 Juni 2016 dan Plaza Hotel Surabaya 6
– 9 September 2016
21 2016-2017
Simulasi dan Eksperimental Proses Acid Gas Removal Berbasiskan
Media MDEA Berpromotor PZ pada Skala Industri. Kerja sama
Penelitian dengan PT. Pertamina
22 2017 Pelatihan Pengendalian Polutan Industri untuk Efisiensi dan Peningkatan
Kualitas Udara
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat
dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai
ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima resikonya. Demikian biodata ini
saya buat dengan sebenarnya untuh memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan
Penelitian Penelitian Laboratorium Dana Lokal ITS.
Surabaya, 7 Maret 2020
Prof. Dr. Ir. Ali Altway, M.Sc
NIP. 195108041974121001