bab i dan ii praktikum destilasi batch

18
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Distilasi pertama kali ditemukan oleh kimiawan Yunani sekitar abad pertama masehi yang akhirnya perkembangannya dipicu terutama oleh tingginya permintaan akan spritus. Hypathia dari Alexandria dipercaya telah menemukan rangkaian alat untuk distilasi dan Zosimus dari Alexandria-lah yang telah berhasil menggambarkan secara akurat tentang proses distilasi pada sekitar abad ke-4. Bentuk modern distilasi pertama kali ditemukan oleh ahli-ahli kimia Islam pada masa kekhalifahan Abbasiah, terutama oleh Al-Razi pada pemisahan alkohol menjadi senyawa yang relatif murni melalui alat alembik, bahkan desain ini menjadi semacam inspirasi yang memungkinkan rancangan distilasi skala mikro, The Hickman Stillhead dapat terwujud. Tulisan oleh Jabir Ibnu Hayyan (721-815) yang lebih dikenal dengan Ibnu Jabir menyebutkan tentang uap anggur yang dapat terbakar. Ia juga telah menemukan banyak peralatan dan proses kimia yang bahkan masih banyak dipakai sampai saat kini. Kemudian teknik penyulingan diuraikan dengan jelas oleh Al-Kindi (801-873). Salah satu penerapan terpenting dari metode distilasi adalah pemisahan minyak mentah menjadi bagian-bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk transportasi, pembangkit listrik, pemanas, dll. Udara didistilasi menjadi komponen-komponen seperti oksigen untuk penggunaan medis dan helium untuk pengisi balon. Distilasi juga telah digunakan sejak lama untuk pemekatan alkohol dengan penerapan panas terhadap larutan hasil fermentasi untuk menghasilkan minuman suling. 1.2 Tujuan a. Menghitung jumlah plate teoritis dengan Metode Mc. Cabe-Thiele dan persamaan Fenske. b. Menghitung efisiensi kolom.

Upload: suhendrienk

Post on 07-Nov-2015

33 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

Destillasi Batch

TRANSCRIPT

  • BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang

    Distilasi pertama kali ditemukan oleh kimiawan Yunani sekitar abad

    pertama masehi yang akhirnya perkembangannya dipicu terutama oleh tingginya

    permintaan akan spritus. Hypathia dari Alexandria dipercaya telah menemukan

    rangkaian alat untuk distilasi dan Zosimus dari Alexandria-lah yang telah berhasil

    menggambarkan secara akurat tentang proses distilasi pada sekitar abad ke-4.

    Bentuk modern distilasi pertama kali ditemukan oleh ahli-ahli kimia Islam

    pada masa kekhalifahan Abbasiah, terutama oleh Al-Razi pada pemisahan alkohol

    menjadi senyawa yang relatif murni melalui alat alembik, bahkan desain ini

    menjadi semacam inspirasi yang memungkinkan rancangan distilasi skala mikro,

    The Hickman Stillhead dapat terwujud. Tulisan oleh Jabir Ibnu Hayyan (721-815)

    yang lebih dikenal dengan Ibnu Jabir menyebutkan tentang uap anggur yang dapat

    terbakar. Ia juga telah menemukan banyak peralatan dan proses kimia yang

    bahkan masih banyak dipakai sampai saat kini. Kemudian teknik penyulingan

    diuraikan dengan jelas oleh Al-Kindi (801-873).

    Salah satu penerapan terpenting dari metode distilasi adalah pemisahan

    minyak mentah menjadi bagian-bagian untuk penggunaan khusus seperti untuk

    transportasi, pembangkit listrik, pemanas, dll. Udara didistilasi menjadi

    komponen-komponen seperti oksigen untuk penggunaan medis dan helium untuk

    pengisi balon. Distilasi juga telah digunakan sejak lama untuk pemekatan alkohol

    dengan penerapan panas terhadap larutan hasil fermentasi untuk menghasilkan

    minuman suling.

    1.2 Tujuan

    a. Menghitung jumlah plate teoritis dengan Metode Mc. Cabe-Thiele dan

    persamaan Fenske.

    b. Menghitung efisiensi kolom.

  • c. Menjelaskan hubungan antara variasi laju boil-up dan refluks rasio

    terhadap efisiensi kolom.

    1.3 Teori

    Destilasi merupakan suatu teknik pemisahan larutan yang berdasarkan

    pada perbedaan titik didihnya. Distilasi terfraksi digunakan untuk larutan yang

    mempunyai perbedaan titik didih yang tidak terlalu jauh yaitu sekitar 30C atau

    lebih (Afif, 2012). Dasar pemisahan suatu campuran dengan destilasi adalah

    adanya perbedaan titik didih dua cairan atau lebih yang jika campuran tersebut

    dipanaskan, maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan menguap lebih

    dulu. Dengan mengatur suhu secara cermat, kita dapat menguapkan dan kemudian

    mengembunkan komponen-komponen secara bertahap.

    Distilasi adalah unit operasi yang sudah ratusan tahun diaplikasikan secara

    luas. Operasi ini biasanya dilaksanakan dalam suatu kolom baki (tray column)

    atau kolom dengan isian (packing column) untuk mendapatkan kontak antar fasa

    seintim mungkin sehingga diperoleh unjuk kerja pemisahan yang lebih baik.

    Salah satu modus operasi distilasi adalah distilasi curah (batch

    distillation). Pada operasi ini, umpan dimasukkan hanya pada awal operasi,

    sedangkan produknya dikeluarkan secara kontinu. Operasi ini memiliki beberapa

    keuntungan.

    a. Kapasitas operasi terlalu kecil jika dilaksanakan secara kontinu.

    Beberapa peralatan pendukung seperti pompa, tungku/boiler, perapian

    atau instrumentasi biasanya memiliki kapasitas atau ukuran minimum

    agar dapat digunakan pada skala industrial. Di bawah batas minimum

    tersebut, harga peralatan akan lebih mahal dan tingkat kesulitan

    operasinya akan semakin tinggi.

    b. Karakteristik umpan maupun laju operasi berfluktuasi sehingga jika

    dilaksanakan secara kontinu akan membutuhkan fasilitas pendukung

    yang mampu menangani fluktuasi tersebut. Fasilitas ini tentunya sulit

    diperoleh dan mahal harganya. Peralatan distilasi curah dapat

    dipandang memiliki fleksibilitas operasi dibandingkan peralatan

  • distilasi kontinu. Hal ini merupakan salah satu alasan mengapa

    peralatan distilasi curah sangat cocok digunakan sebagai alat

    serbaguna untuk memperoleh kembali pelarut maupun digunakan

    pada pabrik skala pilot. Perangkat praktikum distilasi batch membawa

    para pengguna untuk mempelajari prinsip-prinsip dasar pemisahan

    dengan operasi distilasi, seperti kesetimbangan uap cair dan

    pemisahan lewat multi tahap kesetimbangan.

    Perangkat ini dapat juga dimanfaatkan untuk mempelajari dasar-

    dasar penilaian untuk kerja kolom distilasi pacing dan mempelajari perpindahan

    massadalam kolom distilasi packing.

    Kolom distilasi adalah sarana melaksanakan operasi pemisahan

    komponen-komponen dari campuran fasa cair, khususnya yang mempunyai

    perbedaan titik didih dantekanan uap yang cukup besar (Geankoplis, 1993).

    Perbedaan tekanan uap tersebut akan menyebabkan fasa uap yang ada dalam

    kesetimbangan dengan fasa cairnya mempunyai komposisi yang perbedaannya

    cukup signifikan. Fasa uap mengandung lebih banyak komponen yang memiliki

    tekanan uap rendah, sedangkan fasa cair lebih benyak menggandung komponen

    yang memiliki tekanan uap tinggi (Laboratorium Teknik Kimia 2 UR, 2014).

    Kolom distilasi dapat berfungsi sebagai sarana pemisahan karena sistem

    perangkat sebuah kolom distilasi memiliki bagian-bagian proses yang memiliki

    fungsi-fungsi (Mc Cabe and J.C Smith, 1985):

    a. menguapkan campuran fasa cair (terjadi di reboiler)

    b. mempertemukan fasa cair dan fasa uap yang berbeda komposisinya

    (terjadi di kolom distilasi)

    c. mengkondensasikan fasa uap (terjadi di kondensor)

    d. Konsep pemisahan dengan cara distilasi merupakan sintesa pengetahuan

    dan peristiwa-peristiwa:

    1. kesetimbangan fasa

    2. perpindahan massa

    3. perpindahan panas

    4. perubahan fasa akibat pemanasan (penguapan)

  • 5. perpindahan momentum

    Distilasi adalah sistem perpindahan yang memanfaatkan perpindahan

    massa (gambar 1.1). Masalah perpindahan massa dapat diselesaikan dengan dua

    cara yang berbeda. Pertama dengan menggunakan konsep tahapan kesetimbangan

    (equilibrium stage) dan kedua atas dasar proses laju difusi (difusional forces).

    Distilasi dilaksanakan dengan rangkaian alat berupa kolom/menara yang terdiri

    dari piring (plate tower/tray) sehingga dengan pemanasan komponen dapat

    menguap, terkondensasi, dan dipisahkan secara bertahap berdasarkan tekanan

    uap/titik didihnya. Proses ini memerlukan perhitungan tahap kesetimbangan (Mc

    Cabe and warre, 1999).

    Batas perpindahan fasa tercapai apabila kedua fasa telah mencapai

    kesetimbangan dan perpindahan makroskopik terhenti. Pada proses komersial

    yang dituntut memiliki laju produksi besar, terjadinya kesetimbangan harus

    dihindari. Distilasi pada satu tahapannya memisahkan dua komponen, yang

    terdapat dalam 2 fasa, sehingga derajat kebebasannya 2 dan 4 variabel yaitu

    tekanan, suhu, dan konsentrasi komponen A pada fasa cair dan fasa uap

    (konsentrasi komponen B sama dengan 1 dikurangi konsentrasi komponen A).

    Jika telah ditetapkan temperatur, hanya ada satu variabel saja yang dapat diubah

    secara bebas, sedangkan temperatur dan konsentrasi fasa uap didapatkan sebagai

    hasil perhitungan sesuai sifat-sifat fisik pada tahap kesetimbangan (Laboratorium

    Operasi Teknik Kimia Fakultas UNTIRTA, 2010). Skema proses perpindahan

    massa pada distilasi dapat dilihat pada Gambar 1.1 berikut.

    Gambar 1.1 Skema proses perpindahan massa pada distilasi (Laboratorium

    Operasi Teknik Kimia Fakultas UNTIRTA, 2010)

  • 1.3.1 Kesetimbangan Uap-Cair

    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. Berikut akan diulas secara singkat pokok-pokok penting

    tentang kesetimbangan uap-cair guna melandasi pemahaman tentang operasi

    distilasi.

    Pada umumnya proses distilasi dilaksanakan dalam keadaan bubble

    temperature dan dew temperature, dengan komposisi uap seperti yang

    ditunjukkan pada gambar 1.2 berikut.

    Gambar 1.2 Kesetimbangan upa-cair pada kondisi bubble dan dew temperature

    (Laboratorium Operasi Teknik Kimia Fakultas UNTIRTA,2010)

    Komposisi uap dan cairan yang ada dalam kesetimbangan ditunjukkan

    pada gambar 1.3 berikut.

    Gambar 1.3 Komposisi uap dan cairan pada kesetimbangan xA1 dan yA1 = komposisi

    cairan dan uap pada kesetimbangan (Laboratorium Operasi Teknik Kimia

    Fakultas UNTIRTA, 2011)

  • Dalam banyak campuran biner, titik didih campuran terletak di antara titik

    didih komponen yang lebih mudah menguap (Ta) dan titik didih komponen yang

    kurang mudah menguap (Tb). Untuk setiap suhu, harga yA selalu lebih besar dari

    pada harga xA.Ada beberapa campuran biner yang titik didihnya di atas atau di

    bawah titik didih kedua komponennya. Campuran pertama disebut azeotrop

    maksimum seperti dapat dilihat pada gambar 1.4 berikut.

    Gambar 1.4 Titik azeotrop maksimum pada kesetimbangan (Laboratorium

    Operasi Teknik Kimia Fakultas UNTIRTA, 2010)

    Dalam kedua hal, yA tidak selalu lebih besar dari pada harga xA, ada

    kesetimbangan uap cairan dengan yA selalu lebih kecil dari pada xA. Pada titik

    azeotrop, yA sama dengan xA dan campuran cairan dengan komposisi sama

    dengan titik azeotrop tidak dapat dipisahkan dengan cara distilasi. Untuk

    campuran azeotrop minimum dapat dilihat pada gambar 1.5 berikut.

    Gambar 1.5 Kurva azeotrop minimum pada kesetimbangan (Laboratorium

    Operasi Teknik Kimia Fakultas UNTIRTA, 2010)

    Proses distilasi melibatkan kesetimbangan uap-cairan (vapour-liquid

    equilibrium-VLE). Sistem kesetimbangan uap cairan yang ideal mengikuti hukum

    Dalton dan hukum Raoult (Robert E. Treybal, 1981).

    Hukum Dalton untuk gas ideal :

  • pi = yi P ....(1.1)

    Dimana : pi = tekanan uap koponen

    yi = fraksi komponen idi fasa uap (gas)

    P = tekanan total

    Hukum Raoult untuk larutan ideal :

    pi = xi.pio....................................(1.2)

    Dimana : pi = tekanan uap koponen

    xi = fraksi komponen idi fasa cairan

    pio = tekanan uap murni

    1.3.2 Harga-K dan Volatillitas Relatif

    Harga-K (K-Value) adalah ukuran tendensi suatu komponen

    untuk menguap. Jika harga-K suatu komponen tinggi, maka komponen

    tersebutcenderung untuk terkonsentrasi di fasa uap, sebaliknya jika

    harganyarendah, maka komponen cenderung untuk terkonsentrasi di fasa

    cair.Persamaan (1) di bawah ini menampilkan cara menyatakan harga-K.

    =

    .......(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 variabel 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-:

    ,=

    .....(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. Menurut konsensus,volatillitas relative

    ditulis sebagai perbandingan harga-K dari komponen n lebih mudah menguap

  • ( MVC = more-volatile component ) terhadap harga K komponen yang lebih sulit

    menguap.

    Dengan demikian, harga mendekati satu atau bahkan satu, maka kedua

    komponen sangat sulit bahkan tidak mungkin dipisahkan lewat operasi distilasi.

    Sebagai contoh untuk sistem biner, misalkan suatu cairan yang dapat

    menguap terdiri dari dua komponen, A dan B. Cairan ini di didihkan sehingga

    terbentuk fasa uap dan fasa cair, maka fasa uap akan kaya dengan komponen yang

    lebih mudah menguap, misalkan A, sedangkan fasa cair akan diperkaya oleh

    komponen yang lebih sukar menguap, B. Berdasarkan persamaan (1) dan (2),

    volatillitas relative, AB, dapat dinyatakan sebagai berikut :

    =

    ........(3)

    Atau dapat dikembangkan menjadi :

    =.

    1+( 1 )..(4)

    Jika persamaan (4) tersebut dialurkan terhadap sumbu x-y, maka akan

    diperoleh kurva kesetimbangan yang menampilkan hubungan fraksimol

    komponen yang menampilkan hubungan fraksi mol komponen yang mudah

    menguap di fasa cair dan fasa uap yang dikenal sebagai diagram x-y. perhatikan

    gambar (1.6). Garis bersudut 45o yang dapat diartikan semakin banyaknya komponen

    A di fasa uap pada saat kesetimbangan. Ini menandakan bahwa semakin besar harga

    AB, semakin mudah A dan B dipisahkan lewat distilasi.

    Gambar 1.6 Diagram x-y sistem biner A-B (Laboratorium Operasi Teknik Kimia

    Fakultas UNTIRTA, 2010)

  • 1.3.3 Sistem Ideal dan Tak Ideal

    Uraian terdahulu berlaku dengan baik 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. Hokum Dalton untuk gas ideal, seperti diperlihatkan pada

    persamaan (5), 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 (6) menampilkan

    pernyataan sebagai berikut.

    = .............(5)

    Pi = xiPis......(6)

    Dari persamaan (5) dan (6), harga-K untuk system ideal dapat dinyatakan sebagai

    berikut :

    Ki =

    =

    ....(7)

    Pernyataan harga-K untuk system tak ideal tidak seringkas 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

    dikembangakn dan bahkan telah diaplikasikan.

    1.3.4 Proses Pemisahan secara Distilasi

    Prinsip distilasi adalah membuat kesetimbangan fasa uap dan cairan, serta

    memisahkan uap dan cairan yang berada dalam keadaan setimbang tersebut. Cara

    pemisahan tersebut diperlihatkan pada gambar di bawah.

  • Gambar 1.7 Cara pemisahan secara distilasi (Laboratorium Teknik Kimia 2 UR, 2014).

    Seperti terlihat pada gambar di atas, misalnya cairan Ln+1 dengan

    komposisi xA,n+1 dicampur dengan uap Vn+1 berkomposisi yA,n+1. Pencampuran

    tersebut berlangsung pada suatu tahap kesetimbangan n. Pada tahap

    kesetimbangan n, akan terbentuk uap dan cairan baru dalam keadaan setimbang,

    yaitu Vn dan Ln. Uap Vn mempunyai komposisi yA,n yang mengandung lebih

    banyak komponen A (ya,n>yA,n+1), sedangkan cairan Ln mengandung lebih sedikit

    komponen A (xA,n

  • jumlah tahap teoritis adalah minimum. Kalau relative volatility konstan (dapat

    dianggap konstan), maka jumlah tahap minimum pada operasi dengan refluks total

    dapat dihitung dengan persamaan Fenske.

    avBA

    B

    DB

    A

    X

    X

    X

    X

    nlog

    log

    1

    ...............................................................................(9)

    dimana :

    n = jumlah tahap teoritis

    xA = fraksi mol komponen yang mudah menguap

    xB = fraksi mol komponen yang kurang mudah menguap

    av = relative volatility rata-rata (av = d + b)

    d dan b berturut-turut adalah distilat dan bottom

    Selanjutnya, efisiensi kolom dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

    %100E ap aktualJumlah tah

    sap teoritiJumlah tah .............................................................(10)

    Pada kenyataannya, setiap tahap tidak akan pernah terjadi kesetimbangan

    yang sempurna antara cairan dan uap yang meninggalkannya. Dengan demikian,

    jumlah tahap aktual (yang sebenarnya) akan lebih banyak dari pada jumlah tahap

    teoritis sehingga ada faktor efisiensi.

    1.3.4 Metoda Distilasi

    Pada dasarnya ada beberapa metode destilasi. Metode distilasi diantaranya

    adalah sebagai berikut.

    a. Distilasi Batch (Batch Distillation)

    Pada beberapa industri kimia, terutama bila umpan (feed) jumlahnya kecil,

    maka distilasi dilakukan secara batch. Begitu pula bila diinginkan distilat dengan

    komposisi yang cukup bervariasi. Distilasi batch biasanya dilakukan pada sebuah

    kolom distilasi yang jumlah platenya sudah tertentu dan umpan (feed) dimasukkan

    hanya sekali pada setiap batch operasi. Distilat akan dikeluarkan secara kontinyu,

    tetapi produk bawah (residu) baru dikeluarkan setelah operasi per batch selesai.

    Pada distilasi batch, komposisi distilat sagat tergantung pada komposisi

    residu, jumlah tahap pada kolom dan rasio refluk operasi. Sesaat setelah kolom

  • beroperasi, maka akan dihasilkan distilat berkadar komponen yang lebih mudah

    menguap sangat tinggi. Di lain pihak, residu akan menurun kadarnya akibat tidak

    ada umpan yang mengalir masuk. Akibatnya, kadar distilat selanjutnya juga akan

    menurun. Berdasarkan hal tersebut, maka distilasi batch dapat beroperasi pada

    dua kemungkinan dengan kadar distilat konstan, rasio refluk berubah dan dengan

    rasio refluk konstan, kadar distilat berubah.

    Distilasi Batch dengan Kadar Distilat Konstan Misal pada saat operasi

    dimulai, jumlah liquid yang dimasukkan ke dalam bejana adalah F1 mol dengan

    kadar XF1 dan sesaat setelah mulai dihasilkan distilat dengan kadar XD pada rasio

    refluk R1. Setelah interval waktu tertentu, liquid dalam bejana tinggal F2 mol

    dengan kadar XF2, sedangkan kadar distilat tetap XD karena rasio refluk diubah

    menjadi R2. Bila jumlah distilat yang terkumpul selama ini adalah D mol, maka

    neraca massanya.

    DF22F1 1 xDxF xF D FF 21

    Maka diperoleh :

    F2D

    F2F1 1

    xx

    xxFD

    ...............................................(11)

    1x

    R D

    ...............................................(12)

    adalah perpotongan garis operasi dengan sumbu y seperti terlihat pada

    gambar di bawah ini (Laboratorium Teknik Kimia 2 UR, 2014).

  • Gambar 1.8 Distilasi batch dengan XD konstan Sumber : (Laboratorium Teknik Kimia 2

    UR, 2014)

    Distilasi Batch dengan Rasio Refluk Konstan Bila kolom beroperasi dengan rasio

    refluk yang selalu sama tiap saat, maka kadar distilat XD akan menurun secara

    kontinu. Misal, pada suatu interval waktu yang sangat singkat dt, komposisi

    distilat berubah dari XD menjadi dXD. Dalam waktu ini pula distilat akan

    bertambah dD, maka :

    dDx2

    dxxdD D

    DD

    (differensial tingkat diabaikan)

    dan )x-d(FdDx FD

    tetapi dD = - dF, maka dFxdxFdFx FFD

    bila diatur dan diintegrasikan diperoleh :

    FD

    F

    2

    1

    xx

    dx

    F

    F ln 2

    1 F

    F

    x

    x .........(13)

    Dari persamaan 13 di atas, dapat ditentukan perbandingan jumlah liquid

    yang berada didalam bejana sebelum dan sesudah operasi, yaitu dengan membuat

    grafik XF versus 1/(XD-XF). Distilasi batch dengan rasio refluk konstan dapat

    dilihat pada gambar 1.9.

  • Gambar 1.9 Distilasi batch dengan R konstan (Laboratorium Teknik Kimia 2 UR, 2014)

    b. Distilasi Kontinu (Continuous Distillation)

    Distilasi kontinu menggunakan refluk biasanya dilakukan pada kolom

    distilasi yang mempunyai tray yang disesuaikan dengan kebutuhan. Metode

    perhitungan dalam proses distilasi dikembangkan oleh McCabe dan Thiele

    didasarkan atas neraca massa di seksi enriching (pengayaan), neraca massa di

    seksi stripping (pelucutan) dan data kesetimbangan.

    Asumsi untuk perhitungan Mc Cabe Thiele adalah constant molar overflow

    (equimolar overflow), yaitu jumlah mol antara umpan yang masuk sampai tray

    paling atas dan tray bawah sama, hal ini dapat di jelaskan seperti gambar 1.12.

    Persamaan neraca massa total :

    nn1n1n LVLV .....................................................................................(14)

    Persamaan neraca massa komponen :

    nnnn1-n 1-n1n1n X LY V XLY V .....................................................(15)

    dimana :

    Vn+1 = Laju alir dari tray n + 1

    Yn+1 = Fraksi mol uap dalam Vn+1

    Ln-1 = Laju alir cairan dari tray n-1

    Xn-1= Fraksi mol cairan dalam Ln-1

    Vn = Laju alir uap dari tray n

    Yn = Fraksi mol uap dalam Vn

    Ln = Laju alir cairan dari tray n

  • Xn = Fraksi mol cairan dalam Ln

    Gambar 1.10 Mekanisme distilasi pada tahap dan dikolom distilasi Sumber :

    (Laboratorium Operasi Teknik Kimia Fakultas UNTIRTA, 2010)

    Gambar 1.11 Menggambarkan seksi enriching, dimana uap dari tray

    paling atas dengan komposisi y1 melewati kondensor dan terkondensasi

    menghasilkan cairan.

    Gambar 1.11 Diagram seksi Enriching Sumber : (Laboratorium Operasi Teknik

    Kimia Fakultas UNTIRTA, 2010)

    Aliran refluks L dan aliran distilat D mempunyai kompisisi yang sama

    (xD). Dengan asumsi equimolar over flow L1 = L2 = L3 = Ln dan V1 = V2 = V3 = Vn

    = Vn+1.

    Persamaan neraca massa total untuk envelope bertitik-titik adalah :

    D L V n 1n .......(16)

    Persamaan neraca massa komponen adalah :

    Dnn1n 1n X DX LY Y ....(17)

  • Persamaan untuk seksi Stripping:

    Gambar 1.12 Diagram seksi Stripping (Laboratorium Operasi Teknik Kimia Fakultas

    UNTIRTA, 2010)

    Persamaan neraca massa total untuk envelope (daerah bergaris titik-titik) adalah :

    WL V m1m .......(18)

    Persamaan neraca massa komponen adalah :

    mmm1m1m W x xL Y V ....(19)

    Dengan asumsi equimolar overflow, maka Lm = Ln dan Vm+1 = Vn

    c. Distilasi Diferensial

    Kasus distilasi batch (partaian) yang paling sederhana adalah operasi yang

    menggunakan peralatan seperti pada gambar berikut ini.

    Gambar 1.13 Distilasi partial (Laboratorium Operasi Teknik Kimia Fakultas

    UNTIRTA, 2010)

  • Keterangan :

    D = laju alir distilat, mol/jam

    yD = komposisi distilat, fraksimol

    V = jumlah uap dalam labu

    W = jumlah cairan dalam labu

    Pada alat ini, cairan dalam labu dipanaskan sehingga sebagian cairan akan

    menguap dengan komposisi uap yD yang dianggap berada dalam kesetimbangan

    dengankomposisi cairan yang ada di labu, xW. uap keluar labu menuju kondenser

    dan diembunkan secara total. Cairan yang keuar dari kondenser memiliki

    komposisi xD yangbesarnya sama dengan yD (Laboratorium Operasi Teknik

    Kimia Fakultas UNTIRTA, 2010).

  • Daftar Pustaka

    Afif, hidayat. 2012. Pengertian Distilasi. www.lporn distilasi/pengertian-

    distilasi.html.

    Geankoplis, C.J. 1993. Transport Process and Unit Operation, 3rd edition,

    Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey.

    Mc. Cabe, W. L., J.C Smith and P. Harriot. 1985. Unit Operation of Chemical

    Engineering, 5th edition, McGraw-Hill book Co. Inc., New York.

    Mc. Cabe, Warren L, dkk. 1999. Operasi Teknik Kimia. Jilid 2. Edisi

    keempat.Diterjemahkan oleh: Ir. E.Jasjfi,M.Sc. Jakarta: Erlangga.

    Tim Penyusun. 2010. Laboratorium Operasi Teknik Kimia UNTIRTA: Distilasi

    Batch, Penuntun Pratikum. Banten.

    Tim penyusun. 2010. Penuntun Praktikum Laboratorium Operasi Teknik Kimia

    FT UNTIRTA, Banten.

    Tim penyusun, 2014, Penuntun Praktikum Laboratorium Teknik Kimia II.

    Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau,

    Pekanbaru.

    Treybal, R. E. 1981. Mass Transfer Operation, 3rd edition, Mc. Braco, Singapore.