I. TUJUAN PERCOBAAN1. Percobaan ini bertujuan mengukur density pada tiap tiap tray, dengan laju uap yang berbeda.2. Untuk mengukur efisiensi sieve tray dengan menggunakan rumus efisiensi murphreeII. TEORI PERCOBAANDistilasi adalah salah satu proses pemisahan yang banyak dipakai dalam industri. System pemisahan ini adalah berdasarkan perbedaan titik didih. Proses distilasi terjadi dimana zat cair atau liquid dipanaskan hingga mencapai titik didihnya yang kemudian mengalirkan uapnya ke dalam suatu alat pendingin yang disebut kondenser dan mengembunkannya sebagai zat cair. Jika suatu campuran bahan diuapkan maka uap yang terbentuk akan memiliki konsentrasi yang berbeda dengan cairannya. Yang memiliki titik didih yang lebih rendah biasanya akan didapatkan dengan konsentrasi lebih tinggi. Jika ini dilakukan berulang-ulang maka akan diperoleh konsentrasi yang semakin murni.Distilasi dilaksanakan dalam praktek menurut salah satu dari dua metode utama. Metode pertama didasarkan atas pembuatan uap dengan mendidihkan campuran zat cair yang akan dipisahkan atas pembuatan uap dengan mendidhkan campuran zat cair yang akan dipisahkan dan mengembunkan (kondensasi) uap tanpa ada zat cair yang kembali ke dalam bejana didih. jadi tidak ada refluks. Metode kedua didasarkan atas pengembalian zat cair yang dikembalikan ini mengalami kontak akrab dengan uap yang mengalir ke atas menuju kondenser. Masing-masing metode ini dapat dilaksanakan dalam proses kontinu (sinambung) maupun dalam proses tumpak (batch). Penguapan parsial satu tahap tanpa refluks (flash ditlillation distilasi kilat) dan distilasi kontinu dengan refluks (rektifikasi).Untuk distilasi kilat / tanpa refluks ini digunakan memisahkan komponen-komponen yang volatilitasnya sebanding, karena dengan demikian, baik uap yang kondensasi dan zat cair yang tersisa tidak akan murni. Dengan melakukan reditilasi berulang, akhirnya akam mendapat kuantitas-kuantitas kecil dari komponen yang hampir murni. Metode-metode modern yang digunakan di laboratorium maupun di pabrik ialah rektifikasi. Salah satu contoh yang menggunakan rektifikasi ialah kolom distilasi sieve tray dimana terdapat tray sebagai tempat kontak antara liquid dengan uap.

Dari gambar 2.1 dapat dilihat bahwa piring ini diberi nomer urut dari atas ke bawah dan piring yang menjadi perhatian kita ialah piring ke-n dari puncak. Jadi, piring yang langsung di atas piring ini ialah n-1 dan yang langsung di bawah piring ialah n+1. setiap kuantitas akan diberi subskrip untuk menunjukan titik asalnya. Ada dua arus fluida yang masuk ke dalam piring n, dan dua arus yang keluar dari situ. Arus zat cair, Ln-1 mol/jam dari piring n-1, dan arus uap , Vn+1 mol/ jam dari piring n+1 mengalami kontak akrab pada piring n. arus uap, Vn mol/jam, naik ke piring n-1, dan subuah lagi arus zat cair, Ln mol/jam, turun ke piring n+1. Oleh karena arus uap adalah vase V, konsentrasinya ditandai dengan y, dan karena arus zat cair adalah fase L, konsentrasinya ditandai dengan x. jadi konsentrasi arus yang masuk dan yang keluar ke-n ialah : Uap keluar dari piring, yn ; Zat cair keluar dari piring, xn ; Uap masuk ke piring,yn+1; Zat cair masuk ke piring, xn-1Gambar 2.1 menunjukkan titik didih dari campuran yang diolah. Keempat konsentrasi yang disebutkan di atas tergambar. Sesuai dengan definisi piring ideal, uap dan zat cair yang keluar dari piring n berada dalam keseimbangan, sehingga xn dan yn merupakan konsentrasi keseimbangan. Hal ini terlihat pada gambar 2.1. oleh karena konsentrasi dalam kedua fase itu bertambah menurut panjangnya kolom, xn-1 lebih besar dari xn dan yn lebih besar dari yn+1. walaupun arus yang keluar dari piring itu berada dalam keseimbangan satu sama lain, arus-arus masuk tidaklah demikian. Hal ini jelas terlihat pada gambar 2.1. Bila uap yang keluar dari piring n+1 dan zat cair dari piring n-1 dikontakan secara akrab, konsentrasinya candrung bergerak ke arah seimbang, sebagaimana terlihat oleh anak panah dalam gambar 2.1. Sebagian dari komponen A yang lebih mudah menguap itu menguap dari zat cair, sehingga konsentrasi zat cair turun dari xn-1 menjadi xn; sedang sebagian dari komponen B yang lebih sukar menguap terkondensasi dari uap sehingga konsentrasi uap naik dari yn+1 menjadi yn. Oleh karena arus zat cair berada pada titik gelembungnya, sedangkan arus uap berada pada titik embunnya, maka kalor yang diperlukan untuk menguapkan komponen A harus didapatkan dari kalor yang dibebaskan pada waktu kondensasi komponen B. setiap piring Setiap piring dalam kaskade itu berfungsi sebagai peranti pertukaran dimana komponen A berpindah ke arus uap dan komponen B ke arus zat cair. Demikian pula, oleh karena konsentrasi A di dalam zat cair maupun di dalam uap meningkat dengan bertambah tingginya kolom, suhu akan berkurang, dan suhu piring n akan lebih tinggi dari suhu piring n-1 dan lebih rendah dari suhu piring n+1.Karena kontak antara liquid dan uap cukup cepat maka terdapat efisiensi tray yang dapat dinyatakan sebagai efisiensi murphree. Effisiensi murphree adalah perubahan komposisi uap dari satu piring ke piring berikutnya, dibagi dengan perubahan yang terjadi jika uap yang meninggalkan piring itu berada dalam keseimbangan dengan zat cair yang keluar dari piring tersebut.

Effisiensi murphreedidefinisikan oleh :

Dimana : = Konsentrasi nyata uap yang keluar dari piring n.

= Konsentrasi nyata uap yang masuk dari piring n.

= Konsentrasi uap yang dalam keseimbangan dengan zat cair yang keluar melalui limpah dari piring n.III. ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN ALAT PERCOBAAN1. Seperangkat alat distilasi sieve tray yang terdiri dari : Kolom distilasi sieve tray. Kompor LPG. Kompresor untuk kondenser. Reboilrer2. Piknometer 10 ml.3. Timbangan (ketelitian sd 1mg)4. Beaker Glass 200 ml, 100 ml dan Gelas Ukur 1 liter BAHAN PERCOBAAN1. Etanol 10 %.2. Aquadest.3. Kantong plastik kecil.

IV. GAMBAR ALAT

Gambar 4.1 Skema Percobaan Sieve Tray

V. SKEMA PERCOBAAN

Buatlah bahan yang akan didistilasi (larutan alkohol 10%) sebanyak 12 liter. Jika reboiler alat distilasi telah berisikan larutan alkohol maka prosedur ini tidak perlu dilakukan

Masukan bahan yang akan didistilasi (larutan alkohol 10%) ke dalam reboiler alat distilasi

Nyalakan kompor pemanas reboiler dengan pemanasan besar

Tunggu sampai bahan didalam reboiler mendidih dan terlihat uap keluar melalui lubang ventilasi, biarkan selama 5-10 menit sampai udara dalam kolom terusir keluarVI. DATA HASIL PERCOBAAN

Nyalakan pompa kondensor untuk mengalirkan air ke dalam kondenser

Tunggu agar tercapai kondisi steady state (minimal 1 jam sejak tetesan embun pada kondenser). Waktu ini diperlukan agar setiap tray telah berisi cairan

Ambilah sampel di tiap tray sebanyak 11-12 ml diimulai dari tray paling atas, tampunglah dalam kantong plastik dan ikatlah dengan rapat

Ulangi langka 2 -7 untuk laju uap yang berbeda. Laju uap dapat diatur dengan mengatur besarnya pemanasan

Setelah percobaan, matkan reboiler dan aliran air kondensor

Tunggu sampai suhu sampel yang tertampung dalam kantong plastik sama dengan suhu udara luar kemudian ukurlah density masing-masing sampel dengan picnometer dan ukurlah indeks biar masing-masing sampel dengan refraktometer

Gambar 5.1 Skema Percobaan Sieve TrayVI. DATA HASIL PERCOBAAN

Tabel 6.1 Larutan alkohol 10 %Berat picnometer + Alkohol 10 %, Air

RunTray 1(gram)Tray 2(gram)Tray 3(gram)Kondensat(gram)

1(laju uap 1/2)19,857019,950520,854620,8975

2(laju uap 1)19,899819,913220,906521,1056

VII. HASIL PERCOBAAN, PEMBAHASAN DAN DISKUSI

7.1 Hasil Percobaan

Tabel 7.1.1 Laju uap 1/2

TrayDensity(gr/cm3)% Berat% MolFraksi mol(mol)(%)

10,8649269,361,50780,469718,52

20,8742763,621,3830,406345,097

30,9646839,520,8590,204034,98

40,9689716,640,3620,072572,49

Tabel 7.1.2 Laju uap 1

TrayDensity(gr/cm3)% Berat% MolFraksi mol(mol)(%)

10,869265,761,4290,42912,15

20,8705465,191,4170,4220100,56

30,9698716,020,3480,069546,41

40,98983,190,6930,01273127,1

7.2Pembahasan dan Diskusi7.2.1 Perbandingan % Efisiensi VS Letak Tray

Gambar 7.2.1.1 Grafik hubungan %Efisien dengan Letak TrayPembahasan Gambar 7.2.1.1 Pada kondisi laju uap dan 1, mengalami kenaikan nilai efisiensi dari tray 1 ke tary 2 kemudian dari tray 2 ke tray 3 mengalami penurunan nilai efisiensi,dan dari tray 3 ke tray 4 mengalami kenaikan nilai efisiensi.Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwanilai efisiensi yang didapatkan tidak seragam.Hal ini disebabkan karena kadarnya kurang murni,Gelas ukur yang digunakan untuk menampung cairan sampel pada tiap tray waktunya tidak selalu sama,sehingga ada cairan sampel tersebut yang menguap dan mengakibatkan efisiensi yang didapatkan juga tidak sama dan juga alat tersebut. 7.2.2 Perbandingan %Efisiensi VS % Berat

Gambar 7.2.2.1 Data Perbandingan %Efisiensi VS % Berat

Pembahasan Gambar 7.2.2.1 Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa,% berat nya mengalami penurunan namun efisiensi nya cendrung meningkat karena produk yang dihasilkan semakin murni dari sebelum masuk distilasi. Hal ini terjadi karena semakin ke atas mengalami kontak yang akrab dengan arus zat cair yang mengalir ke bawah yang menyebabkan permukaan liquid disetiap tray menjadi lebih besar sehingga efisiensinya juga akan menjadi lebih besar.

VIIIKESIMPULAN1.Jumlah tray akan memepengaruhi efisiensi karena semakain banyak tray yang dipasang maka semakain besar pula nilai efisiensinya semakin besar.2.Penempatan letak tray terhadap efisiensi sangat berpengaruh karena dengan semakin mendekati puncak kolom desilasi efisiensiny semakin kecil.3.Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwanilai efisiensi yang didapatkan tidak seragam.Hal ini disebabkan karena kadarnya kurang murni,Gelas ukur yang digunakan untuk menampung cairan sampel pada tiap tray waktunya tidak selalu sama,sehingga ada cairan sampel tersebut yang menguap dan mengakibatkan efisiensi yang didapatkan juga tidak sama dan juga alat tersebut. IX.DAFTAR PUSTAKA

Transport Processes and Unit Operations, Christie J. Geankoplis, 3rd edition, 1993,Prentice-Hall Inc., New Jersey, U.S.A.

Perrys Chemichal Engineering Handbook, 6th edition, Mc Graw Hill Book Co., Singapore.

Unit Operation Of Chemical Engineering, Warren L McCabe and Sons,4th ed, McGraw Hill Book Co., New York, 1985.

Introduvtion to Chemichal Engineering Thermodynamics, Smith, J.M. & H.C. Van Ness & M.M. Abbott, 5th edition, 1996, Mc Graw-Hill Co. Inc.

X.APPENDIKS Berat picnometer kosong = 11,2078 gram BM alkohol (C2H5OH) = 46 gr/mol BM air = 18 gr/mol Volume Larutan dalam picno = 10 ml Pengenceran alkohol 10%M1 . V1 = M2 . V260% . V1= 10% . 12000ml60 V1= 120000V1= 2000 ml= 2 lt ----- yang akan didistilasiH2O yang ditambahkan= 12 lt 2 lt= 10 lt Menghitung Berat Alkohol Berat alkohol = berat destilat berat pikno Pada Tray 1(Pada saat laju uap )Berat alkohol = 31,0648 11,2078 = 19,8570

Menghitung alkohol alkohol = Pada Tray 1(pada saat laju uap )

etanol = gr/ml Menghitung % beratalkoholdengan T alkohol = 300C daritabel 2-110Perrys Chemical Engineers Hand Book. Tray 1(pada saat laju uap )Tabel 1. Data % berat alkohol (gr/cm3)% Berat

0,8657969

0,86492m

0,8634070

m = 69,36 % % MolBM alkohol (C2H5OH) = 46 gr/mol Tray 1(pada saat laju uap )% mol = = 1,5078

Fraksi molMenghitungFraksi mol alkohol 10 % Pada Tray 1(pada saat laju uap )% Berat alkohol= 69,36 %% berat air = 100 % -69,36 % = 30,7 %

Fraksi mol alkohol=

Menghitungeffisiensi () menurutMurpheeuntukkonsentrasialkohol 10%Tabel 1. Data kesetimbangantabel 2-110Perrys Chemical Engineers Hand Book.Untukalkohol-air tekanan 101,325 Kpa (1atm)No.Suhu (0C)XAYA

1.10000

2.98,10,020,192

3.95,20,050,377

4.91,80,10,527

5.87,30,20,656

6.84,70,30,713

7.83,20,40,746

8.820,50,771

9.810,60,794

10.80,10,700,822

11.79,10,80,858

12.78,30,90,912

Dari grafik ini diperoleh : Pada Tray 1(pada saat laju uap ) Yn = 0,4697 Yn+1 = 0,4053 Yn* = 0.753

x 100%