kumpulan laporan operasi teknik kimia ii

120
BAB I PENDAHULUAN A. Judul Percobaan “PERCOBAAN PENGERINGAN ZAT PADAT (DRYING OF SOLIDS)” B. Maksud dan Tujuan Percobaan 1. Maksud Agar mahsiswa/i mengetahui proses pengeringan zat padat (drying of solids) 2. Tujuan Percobaan Mengetahui bagaimana mengetahui cara kerja proses praktek kerja percobaan pengeringan. C. Latar Belakang Operasi pengeringan zat padat yang mengandung cairan (dalam hal ini air) dapat dilakukan pada alat-alat pengering dengan udara sebagai media pengeringan. Operasi ini dapat ditempatkan di dalam alat itu sendiri atau di luar alat pengering. Untuk pekerjaan ini dicapai tray dryer dengan sumber energi udara panas dari electric

Upload: gnius-chemical-zhereg-art

Post on 24-Jul-2015

1.699 views

Category:

Documents


63 download

TRANSCRIPT

BAB I

PENDAHULUAN

A. Judul Percobaan

“PERCOBAAN PENGERINGAN ZAT PADAT (DRYING OF

SOLIDS)”

B. Maksud dan Tujuan Percobaan

1. Maksud

Agar mahsiswa/i mengetahui proses pengeringan zat padat (drying of

solids)

2. Tujuan Percobaan

Mengetahui bagaimana mengetahui cara kerja proses praktek kerja

percobaan pengeringan.

C. Latar Belakang

Operasi pengeringan zat padat yang mengandung cairan (dalam hal

ini air) dapat dilakukan pada alat-alat pengering dengan udara sebagai

media pengeringan. Operasi ini dapat ditempatkan di dalam alat itu sendiri

atau di luar alat pengering. Untuk pekerjaan ini dicapai tray dryer dengan

sumber energi udara panas dari electric heater yang dipasang diluar alat

percobaan, sebagai penghembus udara dipakai blower yang terpasang satu

unit dengan electric heater itu. Alat itu memakai x tray yang nantinya

untuk menempatkan zat yang akan dikeringkan secara batch. Saat

pengeringan berlangsung, permukaan kontak antara permukaan dengan

udara yang selalu basah dengan cairan sampai cairan habis teruapkan

seluruhnya

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Defenisi Percobaan

Operasi pengeringan zat padat yang mengandung cairan (dalam hal ini air)

dapat dilakukan pada alat-alat pengering dengan udara sebagai media

pengeringan. Operasi ini dapat ditempatkan di dalam alat itu sendiri atau di

luar alat pengering. Untuk pekerjaan ini dicapai tray dryer dengan sumber

energi udara panas dari electric heater yang dipasang diluar alat percobaan,

sebagai penghembus udara dipakai blower yang terpasang satu unit dengan

electric heater itu. Alat itu memakai x tray yang nantinya untuk menempatkan

zat yang akan dikeringkan secara batch. Saat pengeringan berlangsung,

permukaan kontak antara permukaan dengan udara yang selalu basah dengan

cairan sampai cairan habis teruapkan seluruhnya.

Pada periode ini, hubungan antara moisture content dengan drying rate

dapat berupa garis lurus (linier) atau berupa garis lengkung atau mungkin

juga garis lengkung  yang patah. Untuk operasi yang telah mantap (steady

state) dengan kondisi adiabatik, kecepatan perpindahan panas dan massa

adalah:

Q         = hG. A (tG – t1)          ……. (i)

NA = kG. A ( PL – PG)       ……. (ii)

Keterangan:

Q         = Kecepatan perpindahan panas (Btu/jam)

A         = Luas permukaan basah yang kontak dengan udara

tG        = Suhu udara (OF)

t1 = Suhu permukaan basah (OF)

NA = Kecepatan penguapan dari permukaan basah ke udara

(lbmol/jam)

hG       = Koefisien perpindahan panas dari udara ke permukaan basah

kG       = Koefisien perpindahan panas dari permukaan basah ke udara

(lb mol/jam)

PL = Tekanan parsiil uap air dalam fase gas (atm)

PG = Tekanan parsiil uap air dalam gas (atm)

Dari persamaa (i) dan (ii) kecepatan pengeringan tiap satuan luas

permukaan basah dapat dinytatakan sebagai:

Persamaan (iii) di atas dapat dipakai untuk menentukan kecepatan

pengeringan yang akan dipanaskan dan diletakkan di dalam ruang dryer

tersebut. Skema alat tersebut sebagai berikut :

Dari

hasil pengolahan data di atas kemudian digambarkan grafik hubungan

antara drying rate dengan moisture content, Seperti penguapan,

pengeringan adalah proses transfer massa mengakibatkan pemindahan air

atau uap air dari aliran proses. While evaporation increases the

concentration of nonvolatile components in solution, in drying processes

the final product is a solid. Sementara penguapan meningkatkan

konsentrasi komponen mudah menguap dalam larutan, dalam proses

pengeringan produk akhir padat. Drying processes reduce the solute or

moisture level to Proses pengeringan mengurangi zat terlarut atau tingkat

improve the storage and handling characteristics of the product,

meningkatkan karakteristik penyimpanan dan penanganan produk,

maintain product quality during storage and transportation and menjaga

kualitas produk selama penyimpanan dan transportasi dan

reduce freight cost (less water to ship). mengurangi biaya pengiriman

(lebih sedikit air untuk kapal). Pengeringan aplikasi industri

menggunakan konduktif dan / atau transfer panas konvektif proses untuk

mengurangi konsentrasi komponen volatil sisa dalam aliran proses yang

kaya senyawa nonvolatile. Prinsip-prinsip pengeringan padatan yang mirip

dengan proses termal lainnya seperti penguapan. Akibatnya, evaporator

industri dan sistem pengeringan memiliki kesamaan fungsional, termasuk

sumber energi,

untuk memperkenalkan pakan ke dalam sistem pengeringan,

sistem pengkondisian untuk memastikan bahwa makan dan aliran produk

bebas dalam mesin pengering,

transfer panas dan

pemisahan uap-produk peralatan.

Gambar 20 : moisture dikemas atau terikat kelembaban

Selain prinsip-prinsip termodinamika hukum Fourier seperti tugas

panas, panas-transfer rate dan suhu diferensial, pengering desain dan

operasi juga harus mempertimbangkan tiga faktor yang saling terkait yang

berdampak pengering pemilihan dan operasi: waktu partikel tinggal,

sensitivitas suhu produk dan terikat kelembaban. Kehadiran kelembaban

terikat, atau dienkapsulasi, (Gambar 20) - air yang secara kimia terikat

pada selulosa, hemiselulosa, lignin atau senyawa yang serupa dan sulit

untuk menghapus - meningkatkan waktu tinggal dalam pengering Dalam

banyak kasus temperatur juga harus ditingkatkan, dapat mempengaruhi

kualitas produk suhu-sensitif.

BAB III

MATERI DAN METODA

A. Materi

- Alat.

- Alat pengering ( Dryer ).

- Stop watch.

- Timbangan disebelah dalam pengering.

- Dry bulb temperature.

- Wet bulb temperature.

- Pengaris.

- Bahan.

- Roti tawar

B. Metoda

Prosedur Kerja :

- Diukur sample dengan mengunakan penggaris dan ditimbang

beratnya, kemudian dimasukkan ke dalam wadah penampungan empat

persegi pajang.

- Diatur temperatur diadalam alat pengering dan ukur dry bulb dan wet

bulb temperatur.

- Diletakan sampel di atas try timbangan sebelah dalam pengering dan

diamaiti perubahan berat pada setiap pengamatan.

- Diamati dry bulb temperature dan wet bulb temperature di dalam

dryer pada setiap pengamatan.

- Dicatat hasilnya.

- Di hentikan waktu pengeringan apabila berat sampel sudah sama

sampai empat kali.

- Diacatat berat sampel dengan cara berat akhir dari sampel adalah berat

tanpa air dan sesudah sampel didinginkan pada temperatur ruangan.

BAB IV

DATA PENGAMATAN

Ukuran Sampel ; P = 5 cm, L = 4 cm, T = 1 cm.

Berat sampel ; 4.98 grm

NO

Meassurements

Time

menit ( T )

Weight

Q ( gram )

Dry Bulb

Temperatur ( 0C ) t

Wet Bulb

Temperatur ( oC )tw

1 0 4.98 29 28

2 4 4.64 94 35

3 8 4.29 105 43

4 12 4.03 90 49

5 16 3.38 95 52

6 20 3.66 93 57

7 24 3.55 94 59

8 28 3.44 93 62

9 32 3.33 93 63

10 36 3.26 90 64

11 40 3.17 92 65

12 44 3.12 96 66

13 48 3.03 95 67

14 52 2.99 98 69

15 56 2.93 97 70

16 60 2.93 99 71

17 64 2.93 100 72

18 68 2.93 100 73

BAB V

HASIL KERJA PRAKTEK

A. Analisa data

1. Kecepatan pengeringan (RC)

Luas permukaan bahan sebelum pengeringan ( A )

A ¿2 ( P× l )+2 ( P ×t )+2 ( L× t ) cm2

¿2 (5× 4 )+2 (5× 1 )+2 ( 4 ×1 ) cm2¿2 (20 )+2 (5 )+2 (4 )cm2

¿40+10+8 cm2

¿58 cm2

λ=551,3kkal

gpada suhu 80OC

t = 4 menit

λ=4 h60

= 0,067 jam

1. m1 ¿Qn−Qo

t=4,98 gram−2,93 gram

0,067 jam

¿2,05 gram0,067 jam

¿30,597 gram / jam

Maka RC ¿M 1A

¿30,597 gram / jam

58 cm2

¿0,527 gram /cm2 jam

Koefisien perpindahan konveksi ( h )

Q = h . A ( t – tw )....... ( 1 )

q=M .λ ....................( 2 )

Dari persamaan (1) (2) diperoleh :

q=Q

M .λ = h . A ( t – tw )

h¿m. λ

A (t−tw )

RC ¿MA

Maka h ¿RC . λt−tw

h1 ¿(0,527 gram /cm2 h)+(551,3 kkal / gram)

(29−28 )℃

h1 ¿ 290,82 kkal /cm2h1℃

Mousture Content ( w )

W ¿QnQo

– 1

¿4,98 gram2,93 gram

– 1

¿1,699−¿1 ¿0,699

B. Tabulasi Data

PERHITUNGAN

NO

Luas permukaan

Sampel

( A ) cm2

( m )

gram/jam

Drying date

RC gram/cm2h

jam

Mousture

w

H

Kkal/cm2

jam OC

1 58 30,597 0,5279 0,699 290,82

2 58 25,52 0,440 0,583 4,111

3 58 20,298 0,349 0,461 3,111

4 58 16,417 0,283 0,375 3,806

5 58 13,43 0,2316 0,307 2,968

6 58 10,895 0,187 0,249 2,876

7 58 9,253 0,1594 0,2116 2,513

8 58 7,611 0,1312 0,174 2,333

9 58 5,97 0,102 0,1369 1,8915

10 58 4,925 0,0849 0,1126 1,8006

11 58 3,582 0,0617 0,0819 1,2610

12 58 2,835 0,048 0,064 0,8984

13 58 1,4925 0,0257 0,03412 0,5060

14 58 0,8955 0,0154 0,0204 0.293

15 58 0 0 0 0

16 58 0 0 0 0

17 58 0 0 0 0

18 58 0 0 0 0

BAB VI

KESIMPULAN

1. Kesimpulan

Dari hasil percobaan modul pengeringan zat padat dengan sampel roti tawar

dengan ukuran luas permukaan 58 cm2 yang kami lakukan, maka kami dapat

memberikan kesimpulan :

1. bahwa kecepatan pengering dapat dipengaruhi oleh temperatur dan ukuran

sampel.

2. Apa bila temperatur tinggi maka waktu yang di butuhkan untuk

pengeringan suatu sampel sedikit.

DAFTAR PUSTAKA

Geankoplis, C. J., 1993,Transport Processes and Unit Operation, 3nd Edition,

Prentice Hall, Inc, U.S.A

McCabe, W. L., and J. C., Smith. 1999.Operasi Teknik Kimia, edisi keempat,

jilid 2, Erlangga, Jakarta

BAB I

PENDAHULUAN

A. Judul Percobaan

“PERCOBAAN KOLOM DINDING BASAH (WETTED WALL

COLUMN TEST)”

B. Maksud Dan Tujuan Percobaan

1. Maksud

Untuk memperoleh koefesien Transfer Massa menyeluruh dan mengamati

kecepatan transfer massa.

2. Tujuan Percobaan

Untuk memperoleh koefesien Transfer Massa menyeluruh, dengan

melakukan percobaan penguapan air air oleh udara didalam kolom dinding

basah dengan mengamati kecepatan transfer massa.

C. Latar Belakang

Pada percobaan absorbsi ini alat yang digunakan adalah menara

isian yang berbentuk silinder, yang dilengkapi pemasukan gas dan

distribusinya dari bagian bawah, sedang pemasukan gas cair dari bagian

atas. Pendistribusian gas dari bagian bawah menara isian karena gas

bersifat menyebar,dimana gas bergerak dari bawah keatas. Sedangkan

pendistribusian zat cair dilakukan pada menara isian dari bagian atas

karena zat cair akan bergerak dari tempat yang tinggi ketempat yang

rendah.

Percobaan ini menggunakan menara isian (packed bed) yang

berbentuk silinder, yang diisi denganpacking (raschig ring).Packing

berfungsi untuk memperbesar luas permukaan kontak fasa gas dan cair.

Pendistribusian gas dilakukan dari bagian bawah menara isian karena

densitas gas lebih rendah dibandingkan denganliquid. Sedangkan

pendistribusian zat cair dilakukan pada menara isian dari bagian atas

karena zat cair cenderung bergerak dari tempat yang tinggi ke tempat yang

rendah akibat pengaruh gaya gravitasi.

Zat cair yang masuk berupa air (pelarut) yang disebut denganweak

liquor, didistribusikan dari bagian atas menara isian, sehingga pada operasi

ideal membasahi permukaanpacking secara seragam. Sedangkan gas yang

dialirkan ke dalam kolom absorpsi mengandung zat terlarut (oksigen)

sehingga disebut dengan rich gas.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Defenisi Percobaan

a. Kolom Basah

Pada kolom basah, kontak air dan udara terjadi di kolom dengan air

dialirkan dari kolom bagian atas, sedangkan gas dari kolom isian bagian

bawah, dimana terjadi kontak antara air dan udara di dalam kolom yang

menimbulkan penurunan tekanan. Penurunan tekanan ini disebabkan

karena adanya aliran udara yang masuk dari bawah ke atas. Selain gesekan

antara air dan dinding kolom juga menyebabkan aliran sekitar dinding

menjadi lambat sehingga tekanannya menurun.

Berdasarkan teori, laju alir air berbanding lurus dengan penurunan

tekanan untuk setiap laju alir udara. Penurunan tekanan pada kolom

basah lebih besar dari pada penurunan tekanan pada kolom kering. Hal ini

disebabkan oleh adanya zat cair di dalam menara sehingga mengurangi

ruang yang tersedia untuk aliran gas. dimana semakin besar laju alir air

pada laju alir udara yang konstan, nilaihold up semakin kecil karena

tahanan udara terhadap air semakin kecil, sehingga jumlah air yang

terperangkap semakin kecil pula. Dalam percobaan ini, kesalahan data

tersebut kemungkinan disebabkan oleh pengaruhvalve yang berfungsi

untuk mengatur laju alir keluar dari zat cair dimanavalve tersebut tidak

dapat berfungsi dengan baik.

b. Liquid Hold Up

Liquid hold upmerupakan liquid(zat cair) yang terperangkap dalam

packing zat cair berupaliquid yang menempel sebagai film pada dinding

rasching danliquid yang tidak bisa lewat karena tertahan diantara

cincinrasching yang bergerak karena mendapat tekanan dari zat cair di

bagian atas kolom dan tekanan udara dibagian bawah kolom. Dari

percobaan dapat dilihat bahwahold up terjadi semakin bertambah

sebanding dengan bertambahnya laju alir air terhadap laju alir udara

konstan. Namun sebenarnya hal ini bertentangan dengan teori yang ada.

c. Disolved Oxygen (DO)

DO adalah banyaknya oksigen yang terlarut yang dikandung di dalam

zat cair setelah dilakukannya absorpsi. Semakin besar laju alir udara

maupun laju alir air maka DO-nya akan semakin besar. Misalnyaabsorbent

(dalam hal ini air) yang masuk dengan laju yang terus ditingkatkan

sedangkan laju alir gas yang masuk dibuat konstan, maka laju alir air yang

tertinggi akan mampu melucuti oksigen terbanyak karena jumlah debit air

yang masuk semakin besar sehingga luas permukaan kontak antara fluida

air dan gas semakin besar. Begitu juga sebaliknya laju alir udara tertinggi

akan melepaskan oksigen terbanyak terhadap air dengan ketentuan air

masih memiliki kemampuan menyerap yang bagus.

Pada laju alir air 1 L/menit dan laju alir udara 60 L/menit diperoleh

DO sebesar 0,08 mg/L, dan pada laju alir air 3 L/menit dengan laju alir

udara yang sama diperoleh nilai DO yang lebih tinggi yakni 0,09 mg/L.

untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.4 untuk kolom basah.

d. Disolved Oxygen (DO)

DO adalah banyaknya oksigen yang terlarut yang dikandung di dalam

zat cair setelah dilakukannya absorpsi. Semakin besar laju alir udara

maupun laju alir air maka DO-nya akan semakin besar. Misalnyaabsorbent

(dalam hal ini air) yang masuk dengan laju yang terus ditingkatkan

sedangkan laju alir gas yang masuk dibuat konstan, maka laju alir air yang

tertinggi akan mampu melucuti oksigen terbanyak karena jumlah debit air

yang masuk semakin besar sehingga luas permukaan kontak antara fluida

air dan gas semakin besar. Begitu juga sebaliknya laju alir udara tertinggi

akan melepaskan oksigen terbanyak terhadap air dengan ketentuan air

masih memiliki kemampuan menyerap yang bagus.

Pada laju alir air 1 L/menit dan laju alir udara 60 L/menit diperoleh

DO sebesar 0,08 mg/L, dan pada laju alir air 3 L/menit dengan laju alir

udara yang sama diperoleh nilai DO yang lebih tinggi yakni 0,09 mg/L.

untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.4 untuk kolom basah.

Gambar 2.4 Hubungan antara DO terhadap laju alir air pada setiap laju alir

udara .

e. Nilai Koefisien Film pada Cairan, Gas dan Keseluruhan

KLa merupakan koefisien lapisan film yang terbentuk pada saat

terjadinya proses perpindahan massa secara keseluruhan pada kolom

(packed), dimana nilainya dipengaruhi oleh besarnya koefisien film dalam

cairan dan koefisien film yang terbentuk pada gas, serta laju perpindahan

massa pada saaat penyerapan

Nilai koefisien film dalam cairan dan koefisien film yang terbentuk

pada gas ini dipengaruhi oleh laju alir dari udara dan air yang terdapat

pada kolom basah. Semakin besar laju alir udara dan air yang diberikan,

nilai koefisien film dalam cairan dan koefisien film yang terbentuk pada

gas akan semakin besar, hal ini dikarenakan nilai koefisien film tersebut

berbanding lurus dengan laju alir gas dan zat cair.

Disamping faktor laju alir udara dan air, nilai koefisien film dalam

cairan dan koefisien film yang terbentuk pada gas juga dipengaruhi oleh

packing yang dipakai padapacked, dimana semakin besar ukuran packing

yang digunakan maka difussivitas yang terjadi akan semakin besar, yang

mengakibatkan bertambahnya nilai bilangan Schmitz sehingga nilai

koefisien film dalam cairan dan koefisien film yang terbentuk pada gas

juga akan semakin besar

f. Flooding

Flooding adalah keluarnya zat cair pada bagian atas kolom isian yang

disebabkan tidak adanya ruang kosong didalam kolom. Zat cair telah

mengisi seluruh bagian kolom sehingga tidak ada lagi laluan yang tersedia

bagi gas.

BAB III

MATERI DAN METODA

A. Materi

1. Peralatan percobaan :

Kolom dinding basah

Thermostat

Pompa

Compressor

Thermometer

Flowmete

2. Bahan Percobaan :

Air

B. Metoda

Prosedur Percobaan :

1. Oleh compressor, udara dimasukan kedalam kolom dinding basah setelah

melalui flowmeter. Oleh pompa dengan kecepatan alir konstan, air

dialirkan melalui thermostat melalui bagian atas tangki kekolom dinding

basah, lalu air akan meluber dan jatuh mengalir dalam bentuk lapisan tipis

pada dinding kolom sambil berkontak dengan udara.

2. Bila aliran air dalam bentuk lapisan tipis (filim air) sudah setabil serta

keadaan steady state telah tercapai, maka suhu dan kelembaban masing-

masing baik udara masuk maupun udara keluar dapat dicari dngan

mengamati suhu thermometer bola basah dan suhu thermometer bola

kerring.

3. Amatilah suhu air masuk dan suhu air keluar.

4. Ubalah aliran da n ulangilah perlakuan yang sama seperti langkah-langkah

1sampai dengan langkah 2.

BAB IV

Waktu Aliran Air Aliran Udara

Udara Masuk Udara Keluar

Menit L/m ToC NL/m SBk(℃¿

SBB(℃¿

∆ T (℃¿

SBk(℃¿

SBB(℃¿

∆ T (℃)

10 0,4 41 22 28 26 2 30,5 30 0,5

20 0.45 41 22 28 24,5 3,5 31 30 1

30 0,55 41 22 28 24 4 31 30,5 0,5

40 0,6 41 22 29 23,5 5,5 31,5 30,5 1

DATA PENGAMATAN

BAB V

HASIL KERJA PRAKTEK

A. Analisa Data

Harga H dapat dicari dari “Humudity Chart”

H₁ (Udara masuk)= 0,022

H₂(Udara keluar)= 0,026

Udara masuk

PA 1

PT−PA ₁ =

2918

. H1

PA 1760 mmHg−PA 1

=2918

. 0,022 mmHg

PA 1760 mmHg−PA 1

= 0,0354

P A 1=¿mmHg –P A 1) 0,0354

PA1 = 26,904mmHg – 0,0354PA ₁

26,90mmHg = 1,0354PA ₁

P A 1=26,904 mmHg1.0354

=25,9842 mmHg

PA ₁=PA ₁w - 0,5 (t-tw)

25,9842mmHg =PA ₁w -0,5 (28-26)

25,9842mmHg =PA ₁w -1

PA1w = 25,9842 mmHg + 1

PA ₁w = 26,9842 mmHg

Udara keluar

PA ₂

PT−PA ₂ =

2918

. H1

PA ₂760 mmHg−PA

=2918

. 0,026 mmHg

PA ₂760 mmHg−PA

= 0,0419 mmHg

PA 2=¿mmHg -PA ₂¿0,0419

PA2 = 31,844mmHg- 0,0419PA ₂

1,0419PA2 = 31,844mmHg

PA ₂=30,5634mmHg

PA ₂=PA ₂w - 0,5 (t-tw)

30,5634mmHg =PA ₂w -0,5 (30,5-30)

30,5634mmHg =PA ₂w -0,25

PA ₂w = 30,8134 mmHg

(∆ PA ¿ ln=

(PAW ₁−PA ₁ )−(PAW ₂−PA ₂)

2,303. log [ PAW ₁−PA₁PAW ₂−PA₂ ]

¿(26,9842−25,9842 )− (30,8134−30,5634 )

2,303. log [ 26,9842−25,984230,8134−30,5634 ]

=

1−0,25

2,303. log [ 10,25 ]

=0 ,75

2,303. log [ 4 ]

=0 , 75

1,3865

= 0,5409 mmHg

KG = ρg .Ū ¿¿Dimana:

QAIR = 0,4 L/m

= 0,4 litermenit

x60 menit

1 jamx

1m3

1000 L iter

= 0,024 m³/jam

QUdara = 20 NL/menit

=20 NLmenit

x60 menit

1 jamx

1 m3

1000 Liter

=1,32 m³/jam

U = QA

= Q

π .4

D ²

= 1,32

m3

jam3,14.

4(0,0001 )m2

= 1 ,32

m3

jam0,7 85 .10 ˉ 4 m ²

= 1,6815 x 10 ˉ 4 m/jam

Maka pada temp 28oC dapat dicari dengan interpolasi :

X – X ₁X ₂ – X ₁

= Y – Y ₁

Y ₂ – Y ₁

28 – 050 – 0

= y – 1,293

1,093 – 1,293

2850

= y – 1,293−0,2

50y – 64,65 = -5,6

50 y = 64,65 – 5,6

50 y = 58,15

Y = 1,163 kg/m3 Maka ρo = 1,163 kg/m3

KG = ρg .Ū ¿¿

=

1,163 kgmol /m3 . 1,6815 x 10 ˉ 4 m / jam( 0,005 m2. 1m

)

760 mmHg.

(25,9842−30,5634 )mmHg0,5409 mmHg

= 48,8896 kgmol/m2.atm.jam (-8,4659)

= -413,8945 kg mol/m2 atm.Jam

V = Q/A

V = laju air1

4 π. D2

V = 0,024 m3 / jam

1/4.3,14 .(0,01m)2

V = 0,024 m3/ jam

0,785 x10 ˉ 4 m2

V = 0,0306 x 10 ˉ 4m/jam

Density air pada suhu 41℃

X – X ₁X ₂ – X ₁

= Y – Y ₁

Y ₂ – Y ₁

41 – 4042 – 40

= y – 0,99221

0,99144 – 0,99221

12

= y – 0,99221−0,00077

1(-0,00077) = 2 (Y-0,99221)

-0,00077 = 2Y-1,98442

-0,00077 + 1,98442 = 2Y

1,98365 = 2Y

Y = 1,98365

2

Y = 0,991825 maka ρ = y = 0,991825 gr/cm3 = 9991,825 kg/m3

Viskositas air pada suhu 41 ℃

X – X ₁X ₂ – X ₁

= Y – Y ₁

Y ₂ – Y ₁

41 – 4042 – 40

= y – 0,6560

0,6321 – 0,6560

12

= y – 0,6560−0,0239

1 (-0,0239) = 2(y-0,6560)

-0,0239 = 2y-1,312

-0,0239 + 1,312 = 2y

1,2881 = 2y

Y = 0,64405

Y = μ = 0,64405 cp x 3,6 kg /mjam

1 cp

μ = 2,31858 kg/m.jam

N ℜ= ρ . D .∪μ

= 991,825

kg

m3.0,01 m .0,0306 x 10 ˉ 4 m / jam

2,31858 kg/mjam

= 1308,9842

BAB VI

KESIMPULAN

Dari data hasil pengamatan yang diperoleh, maka dapat disimpulkan

sebagai berikut:

1. Penurunan tekanan dalam kolom absorpsi berbanding lurus dengan laju

alir udara yang diberikan. Pada kolom kering dengan laju alir udara 30

L/menit dan 100 L/menit,Δ Ppercobaan mengalami peningkatan sebesar 7

mmH2O, yaitu dari 1 mmH2O mencapai 8 mmH2O.

2. Porositaspacking yang digunakan sebesar 80 % sehingga sesuai dengan

teoritis, yaitu berkisar antara 65% sampai 95% yang diperoleh dari

perbandingan ruang kosongpacking terhadap volume packing.

3. Liquid hold up dipengaruhi oleh laju alir udara dan air, semakin besar laju

alir udara yang diberikan maka akan semakin besar pulahold up yang

terjadi, karena laju alir udara akan menghambat laju alir air yang turun

dari atas menara absorbsi.

4. Pada laju alir air 1 L/menit, koefisien perpindahan massa menunjukkan

jika dibandingkan dengan laju alir air 2 L/menit. Difusi molekular akan

meningkat saat laju alir absorben di atur lebih rendah

DAFTAR PUSTAKA

Anonimous, 2008, Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Unsyiah, Darussalam, Banda Aceh

Coulson and Richardson’s, 2002,Chemical Engineering,5th Edition, Butterworth-

Heinemann, Tokyo

Geankoplis, C. J., 1993,Transport Processes and Unit Operation, 3nd Edition,

Prentice Hall, Inc, U.S.A

McCabe, W. L., and J. C., Smith. 1999.Operasi Teknik Kimia, edisi keempat,

jilid 2, Erlangga, Jakarta

BAB I

PENDAHULUAN

A. Judul Percobaan

”KESETIMBANGAN FASA UAP CAIR (VAPOUR-LIQUID PHASE

AQUILIBRIUM)”

B. Tujuan percobaan :

1. Untuk menentukan Relative volatility berdasarkan komponen.

2. Untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap relative volatility.

C. Latar Belakang

Fasa adalah bagian sistem dengan komposisi kimia dan sifat – sifat fisik

seragam, yang terpisah dari bagian sistem lain oleh suatu bidang batas.

Pemahaman perilaku fasa mulai berkembang dengan adanya aturan fasa Gibbs.

Untuk sistem satu komponen, persamaan Clausius dan Clausisus – Clapeyron

menghubungkan perubahan tekanan kesetimbangan dengan perubahan suhu.

Sedangkan pada sistem dua komponen, larutan ideal mengikuti hukum Raoult.

Larutan non elektrolit nyata (real) akan mengikuti hukum Henry. Sifat – sifat

koligatif dari larutan dua komponen akan dibahas pada bab ini.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Sistem Satu Komponen

a. Aturan Fasa Gibbs

Pada tahun 1876, Gibbs menurunkan hubungan sederhana antara jumlah

fasa setimbang, jumlah komponen, dan jumlah besaran intensif bebas yang dapat

melukiskan keadaan sistem secara lengkap.

Menurut Gibbs,

ν=c−p+γ .......................................... (3.1)

dimana υ = derajat kebebasan

c = jumlah komponen

p = jumlah fasa

γ = jumlah besaran intensif yang mempengaruhi sistem (P, T)

Derajat kebebasan suatu sistem adalah bilangan terkecil yang

menunjukkan jumlah variabel bebas (suhu, tekanan, konsentrasi komponen –

komponen) yang harus diketahui untuk menggambarkan keadaan sistem. Untuk

zat murni, diperlukan hanya dua variabel untuk menyatakan keadaan, yaitu P dan

T, atau P dan V, atau T dan V. Variabel ketiga dapat ditentukan dengan

menggunakan persamaan gas ideal. Sehingga, sistem yang terdiri dari satu gas

atau cairan ideal mempunyai derajat kebebasan dua (υ = 2).Bila suatu zat berada

dalam kesetimbangan, jumlah komponen yang diperlukan untuk menggambarkan

sistem akan berkurang satu karena dapat dihitung dari konstanta kesetimbangan.

Misalnya pada reaksi penguraian H2O.

H2O(g) H2(g) + ½ O2(g)

K P=( PH 2) (PO

2)1 /2

( PH2O) ............................................. (3.2)

Dengan menggunakan perbandingan pada persamaan 3.2, salah satu konsentrasi

zat akan dapat ditentukan bila nilai konstanta kesetimbangan dan konsentrasi

kedua zat lainnya diketahui. Kondisi fasa – fasa dalam sistem satu komponen

digambarkan dalam diagram fasa yang merupakan plot kurva tekanan terhadap

suhu.

Gambar 3.1. Diagram fasa air pada tekanan rendah

Titik A pada kurva menunjukkan adanya kesetimbangan antara fasa – fasa

padat, cair dan gas. Titik ini disebut sebagai titik tripel. Untuk menyatakan

keadaan titik tripel hanya dibutuhkan satu variabel saja yaitu suhu atau tekanan.

Sehingga derajat kebebasan untuk titik tripel adalah nol. Sistem demikian disebut

sebagai sistem invarian.

b. Keberadaan Fasa – Fasa dalam Sistem Satu Komponen

Perubahan fasa dari padat ke cair dan selanjutnya menjadi gas (pada

tekanan tetap) dapat dipahami dengan melihat kurva energi bebas Gibbs terhadap

suhu atau potensial kimia terhadap suhu.

Gambar 3.2. Kebergantungan energi Gibbs pada fasa – fasa padat, cair dan

gas terhadap suhu pada tekanan tetap

Lereng garis energi Gibbs ketiga fasa pada gambar 3.2. mengikuti persamaan

(∂G )(∂T )P

=−S ............................................ (3.3)

Nilai entropi (S) adalah positif. Tanda negatif muncul karena arah lereng yang

turun. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa Sg > Sl > Ss.

c. Persamaan Clapeyron

Bila dua fasa dalam sistem satu komponen berada dalam kesetimbangan,

kedua fasa tersebut mempunyai energi Gibbs molar yang sama. Pada sistem yang

memiliki fasa α dan β,

Gα = Gβ .................................................. (3.4)

Jika tekanan dan suhu diubah dengan tetap menjaga kesetimbangan, maka

dGα = dGβ ................................................ (3.5)

(∂Gα

∂ P )T

dP+(∂Gα

∂T )P

dT=(∂Gβ

∂ P )T

dP+(∂ Gβ

∂ T )P

dT ............... (3.6)

Dengan menggunakan hubungan Maxwell, didapat

V α dP−Sα dT=V β dP−Sβ dT .............................. (3.7)

dPdT

=Sβ−Sα

V β−V α

= ΔSΔV ........................................... (3.8)

Karena ΔS= ΔH

T ..............................................................

(3.9)

maka

dPdT

= ΔSTΔV .............................................................

(3.10)

BAB III

METODA DAN MATERI

A. Metoda

1. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan:

1) Satu set peralatan yang digunakan untuk mengetahui keseimbangan fasa

uap cair yang terdiri dari:

Still-pot

Condensor

Termometer

Overflow vessel

Stopcock

Nichrome wire heater

Isolasi dan joint

2) Alat untuk mengukur indeks bias larutan ( refraktometer)

Bahan yang digunakan :

Larutan Metanol

H2O

B. Materi

Prosedur kerja :

1. Buat larutan metanol dengan kadar yang diinginkan (80%, 60%, 50%,

40%, 30%, dan 10%)

2. Periksa semua peralatan apakah sudah baik dan siap digunakan.

3. Setelah semua larutan dan peralatan selesai dipersiapkan masukkan larutan

tersebut kedalam still-pot sebanyak 300cc.

4. Alirkan air pendingin kedalam kondensor kemudian diikuti pengaliran

listrik dengan menekan switch H1 dan H2 ( arus listrik jangan dibiarkan

mengalir apabila still-pot sedang kosong).

5. Bila pendingin sudah berlangsung dan condensat telah tertampung, operasi

ini dibiarkan terus sampai berkali-kali sampai selama 1 jam.

6. Ambil sampel dari hasil destilasi dan dari still pot kira-kira 10cc untuk

masing-masing. Kemudian dianalisa untuk mengetahui Indeks refraktive

atau kerapatan. Kemudian dengan cara yang sama lakukan percobaan

dengan membuka stopcock k2 dan K3 secara berurutan.

7. Percobaan diulangi dengan memasukkan larutan berikutnya dengan kadar

yang berbeda-beda secara berturut-turut.hasil pengamatan percobaan

isikan kedalam lembar data.

BAB IV

DATA PENGAMATAN

Stop

Kock

Temperatur (℃ ) Destilate Residu

Atas Bawah Ind.bias Frak.mol y Ind bias Frak.mol x

K1 81 76 1,3410 0,94 1,352 0,38

K2 83 78 1,3438 0,88 1,3515 0,31

K3 85 79 1,3461 0,82 1,3505 0,24

K4 87 81 1,3485 0,74 1,3491 0,17

K5 89 83 1,3492 0,72 1,3485 0,14

K6 90 84 2,3516 0,55 1,3475 0,11

BAB V

HASIL KERJA PRAKTEK

A. Analisa Data

40% dalam 250 ml

V 1. ρ 1

M 1

0,43 = ———————

V 1. ρ 1

M 1+ V 2. ρ2

M 2

V 1.0,79

32

0,43 = ——————————

V 1.0,79

32+

(250−V 1 ) .118

0,43 = 0,79 V 1

32x

57614,22 V 1+6400−32 V 1

0,43= 0,0246 V 1455,04 V 1+204.800−32 V 1

0,43= 0,024 6 V 1−568,96 V 1+204.800

5,97 - 0,0132 = 0,0246 V1

0,0378 V1 = 5,79

V1 = 157,93 ml

V1 + V2 = 250 ml

V2 = 92,02 ml

1. Menghitung relative Volatility

YA = 0,94YA + YB = 1 YB = 1 - YA YB = 1- 0,94 YB = 0,06

XA = 0,38XA + XB = 1 XB= 1 – 0,38 XB= 0,62

α A−B=YA / XBYB / XA

¿0,94 /0,620,06/0,38

¿ 1,51610,1578

= 9,6079

2. Pengaruh temperatur

α A-B = 8,9 [t

(TA+TB)]

t = T atas+T bawah

2

¿81℃+76℃

2

¿78,5℃

= 78,5℃+¿273 K

= 351,5 K

TA= Titik didih metanol = 64,5℃ + 273 K

= 337,5K

TB= Titik didih air = 100℃ + 273 K

= 373 K

α A-B = 8,9 [t

(TA+TB)]

= 8,9 [351,5 K

(337,5 K+373 K )]

= 8,9 [351,5710,5

]

= 8,9 (0,4947)

= 4,4030

B. Tabulasi Data

Stop

Kock

Temp.℃ Destilate Residu Relative

volatility

Perbedaan

Temp

Atas Bawah Ind.bia Frak.mol Ind.bia Frak.mol α A-B α A-B

s y s x

K1 81 76 1,3410 0,94 1,352 0,38 9,6079 4,4030

K2 83 78 1,3438 0,88 1,3515 0,31 3,2953 4,4280

K3 85 79 1,3461 0,82 1,3505 0,24 1,4386 4,4468

K4 87 81 1,3485 0,74 1,3491 0,17 0,5829 4,4719

K5 89 83 1,3492 0,72 1,3485 0,14 0,2093 4,4969

K6 90 84 2,3516 0,55 1,3475 0,11 0,15106 4,5095

BAB VI

KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

Dengan diketahui nya harga Relative volatility dari suatu larutan maka

dapat juga diketahui hubungan antara mole fraksi dalam fasa uap dan mole

fraksi dalam fasa cair dan komponen-komponen yang terdapat pada

larutan.

Untuk mengetahui keseimbangan fasa uap-cair dari suatu larutan biner

dapat dinyatakan dari Relative volatilitynya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Penuntun Praktikum Satuan Operasi. 2011 PTKI: Medan

Clausius, Kesetimbangan fasa uap cair. 2008. Jakarta : PT.Gramedia

BAB I

PENDAHULUAN

A. Judul Percobaan

“Menara Destilasi (Packed tower)”

B. Maksud percobaan

Agar mahasiswa/i mengetahui cara kerja menara destilasi dan aplikasinya

dalam dunia industri

C. Tujuan percobaan

1. Melakukan percobaan atas campuran Methanol – Air dengan

menggunakan peralatan jenis Menara Isian ( packed tower ).

2. Mengevaluasikan performace Bahan Isian untuk Menara Distilasi

dengan memperbandingkan komposisi destilasi hasil yang diperoleh

dari Menara Isian tanpa Bahan Isian ( kosong ). ( jika memungkinkan

hitunglah Height Equivalent to a Theoritic plate ( H.E.T.P )

D. Latar Belakang

Distilasi adalah suatu metode operasi pemisahan suatu komponen

dari campurannya yang didasarkan pada perbedaan titik didih atau tekanan

uap murni masing-masing komponen dengan menggunakan panas sebagai

tenaga pemisah.

Proses pemisahan pada operasi distilasi terjadi karena adanya

perpindahan massa akibat kontak antar fasa uap dengan fasa cairannya.

Jika kontak antarfasa dibiarkan berlangsung dalam waktu relative cukup,

maka sistem akan dimungkinkan berada dalam keseimbangan fisis.

Setelah keseimbangan fisistercapai, uap segera dipisahkan dari cairannya

dan dikondensasikan membentuk embunan distilat.

Dalam keadaan seimbangan terdapat beda komposisi antara fasa

uap dengan fasa cairannya. Komposisi komponen ringan dalam fasa uap

lebih besar disbanding komposisi komponen yang sama dalam fase

cairannya. Dalam distilat banyak mengandung komponen dengan tekanan

uap murni tinggi atau yang mempunyai titik didih rendah sedangkan

komponen yang tekanan uap murninya rendah atau yang mempunyai titik

didih tinggi sebagian besar terdapat dalam residu.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Menara Destilasi

Distilasi adalah suatu cara pemisahan larutan dengan menggunakan panas

sebagai pemisah atau “separating agent”. Jika larutan yang terdiri dari dua buah

komponen yang cukup mudah menguap, misalnya larutan benzena-toluena,

larutan n-Heptan dan n-Heksan dan larutan lain yang sejenis didihkan, maka fase

uap yang terbentuk akan mengandung komponen yang lebih menguap dalam

jumlah yang relatif lebih banyak dibandingkan dengan fase cair.

Jadi ada perbedaan komposisi antara fase cair dan fase uap, dan hal ini

merupakan syarat utama supaya pemisahan dengan distilasi dapat dilakukan.

Kalau komposisi fase uap sama dengan komposisi fase cair, maka pemisahan

dengan jalan distilasi tidak dapat dilakukan.

Proses distilasi dalam kilang minyak bumi merupakan proses pengolahan

secara fisika yang primer yang mengawali semua proses-proses yang diperlukan

untuk memproduksi BBM dan Non-BBM. Proses distilasi ini dapat menggunakan

satu kolom atau lebih menara distilasi, misalnya residu dari menara distilasi

dialirkan ke menara distilasi hampa atau ke menara distilasi bertekanan.

Secara fundamental semua proses-proses distilasi dalam kilang minyak

bumi adalah sama. Semua proses distilasi memerlukan beberapa peralatan yang

penting seperti :

- Kondensor dan Cooler

- Menara Fraksionasi

- Kolom Stripping

Proses pemisahan secara distilasi dengan mudah dapat dilakukan terhadap

campuran, dimana antara komponen satu dengan komponen yang lain terdapat

dalam campuran :

a. Dalam keadaan standar berupa cairan, saling melarutkan menjadi

campuran homogeny

b. Mempunyai sifat penguapan relatif (α) cukup besar.

c. Tidak membentuk cairan azeotrop.

Pada proses pemisahan secara distilasi, fase uap akan segera terbentuk

setelah sejumlah cairan dipanaskan. Uap dipertahankan kontak dengan sisa

cairannya (dalam waktu relatif cukup) dengan harapan pada suhu dan tekanan

tertentu, antara uap dan sisa cairan akan berada dalam keseimbangan, sebelum

campuran dipisahkan menjadi distilat dan residu.

Fase uap yang mengandung lebih banyak komponen yang lebih mudah

menguap relatif terhadap fase cair, berarti menunjukkan adanya suatu pemisahan.

Sehingga kalau uap yang terbentuk selanjutnya diembunkan dan dipanaskan

secara berulang-ulang, maka akhirnya akan diperoleh komponen-komponen

dalam keadaan yang relatif murni.

Keseimbangan Uap –Cair

Untuk dapat menyelesaikan soal-soal distilasi harus tersedia data-data

keseimbangan uap-cair sistim yang dikenakan distilasi. Data keseimbangan uap-

cair dapat berupa tabel atau diagram. Tiga macam diagram keseimbangan yang

akan dibicarakan, yaitu :

A. Diagram Titik didih

Diagram titik didih adalah diagram yang menyatakan hubungn antara

temperatur atau titik didih dengan komposisi uap dan cairan yang

berkeseimbangan. Di dalam diagram titik didih tersebut terdapat dua buah kurva,

yaitu kurva cair jenuh dan uap jenuh. Kedua kurva ini membagi daerah didalam

diagram menjadi 3 bagian, yaitu :

1. Daerah satu fase yaitu daerah cairan yang terletak dibawah kurva cair

jenuh.

2. Daerah satu fase yaitu daerah yang terletak datas kurva uap jenuh.

3. Daerah dua fase yaitu daerah uap jenuh dan cair jenuh yang terletak di

antara kurva cair jenuh dan kurva uap jenuh.

B. Diagram Entapi-komposisi

Diagram entalpi-komposisi adalah diagram yang menyatakan hubungan

antara entalpi dengan komposisi sesuatu sistim pada tekanan tertentu. Didalam

diagram tersebut terdapat dua buah kurva yaitu kurva cair jenuh dan kurva uap

jenuh. Setiap titik pada kurva cair jenuh dihubungkan dengan gari hubung “tie

line” dengan titik tertentu pada kurva uap jenuh, dimana titik-titik tersebut dalam

keadaan keseimbangan. Dengan adanya kedua kurva tersebut, daerah didalam

diagram terbagi menjadi 3 daerah, yaitu

1. Daerah cairan yang terletak dibawah kurva cair jenuh.

2. Daerah uap yang terletak diatas kurva uap jenuh.

3. Daerah cair dan uap yang terletak diantara kurva cair jenuh dengan kurva

uap jenuh

4. Dibawah kurva cair jenuh terdapat isoterm-isoterm yang menunjukkan

entalpi cairan pada berbagai macam komposisi pada berbagai temperatur.

C. Macam-macam Distilasi

Distilasi berdasarkan prosesnya terbagi menjadi dua, yaitu :

1. Distilasi kontinyu

2. Distilasi batch

Berdasarkan basis tekanan operasinya terbagi menajdi tiga, yaitu :

1. Distilasi atmosferis (0,4-5,5 atm mutlak)

2. Distilasi vakum (≤ 300 mmHg pada bagian atas kolom)

3. Distilasi tekanan (≥ 80 psia pada bagian atas kolom)

Berdasarkan komponen penyusunnya

1. Distilasi sistem biner

2. Distilasi sitem multi komponen

Berdasarkan sistem operasinya terbagi dua, yaitu :

1. Single-stage Distillation

2. Multi stage Distillation

Distilasi Vakum :

a. Distilasi vakum adalah distilasi yang tekanan operasinya 0,4 atm

(300 mmHg absolut). Distilasi yang dilakukan dalam tekanan

operasi ini biasanya karena beberapa alasan yaitu : Sifat penguapan

relatif antar komponen biasanya meningkat seiring dengan

menurunnya boiling temperature. Sifat penguapan relatif yang

meningkat memudahkan terjadinya proses separasi sehingga jumlah

stage teoritis yang dibutuhkan berkurang. Jika jumlah stage teoritis

konstan, rasio refluks yang diperlukan untuk proses separasi yang

sama dapat dikurangi. Jika kedua variabel di atas konstan maka

kemurnian produk yang dihasilkan akan meningkat.

b. Distilasi pada temperatur rendah dilakukan ketika mengolah produk

yang sensitif terhadap variabel temperatur. Temperatur bagian

bawah yang rendah menghasilkan beberapa reaksi yang tidak

diinginkan seperti dekomposisi produk, polimerisasi, dan

penghilangan warna.

c. Proses pemisahan dapat dilakukan terhadap komponen dengan

tekanan uap yang sangat rendah atau komponen dengan ikatan yang

dapat terputus pada titik didihnya.

d. Reboiler dengan temperatur yang rendah yang menggunakan

sumber energi dengan harga yang lebih murah seperti steam dengan

tekanan rendah atau air panas.

BAB III

MATERI DAN METODA

A. Materi

a. Peralatan percobaan ialah :

1. Satu Unit Menara Distilasi ( jenis isolasi panas yang

khusus), tanpa bola-bola keramik yang disikan.

2. Labu didih dilengkapi dengan mantel pemanas, 500 ml.

3. Heater.

4. Termometer dan pendingin refluks ( condensor ).

5. Pendingin samping dan wadah sampel.

6. Pengatur tegangan.

b. Bahan percobaan ialah :

1. Metanol secukup nya.

2. Aquades seperluh nya.

B. Metoda

Prosedur kerja :

1. Periksa susunan peralatan

2. Ukur tinggi bahan isihan bola-bola keramik.

3. Masukan 450 ml larutan Metanol – Air (15% mol metyanol = 24% berat

methanol ) kedalam labu didih.

Masukkan beberapa keping batu didih kedalam labu didih untuk mencegah

terjadinya semburan cairan yang mendidih dan agar terjadinya pendidihan

dan agar halus dan merata.

4. Alirkan air pendingin kedalam masing – masing pendingin.

5. Mula-mula tutuplah cock refluks pendingin pada posisi total refluks

sehingga terjadi total refluks.

6. Secara perlahan-lahan tambahkan jumlah arus yang masuk kedalam

mantel pemanasan dengan memutar knop. Pengaturan tegangan, jumlah

arus yang sesuai dengan mantel pemanasan bervariasi, tergantung pada

karateristik dari larutan yang digunakan dan kecepatan penguapan. Karena

itu tegangan dengan mengamati kenaikan temperatur cairan didalam labu

didih.

7. Amati temperatur pada puncak menara distilasi.

8. Catatlah data – data ( amper mantel pemanas, temperatur pada puncak

menara, data-data pada lembar data.

9. Bila temperatur konstant sudah tercapai mulailah mangambil contoh

( cairan bawah dan kondensat ).

10. Selama samping ukurlah kecepatan kondensasi dengan mengunakan

sampel dan stopwatch.

11. Ukurlah komposisi sampel dengan menggunakan refractomter dan grafik.

12. Kembalikan sampel tadi kedalam labu didih dan ulangi percobaan sekali

lagi.

13. Ubahlah kecepatan distilasi dengan menaikkan jumlah arus kedalam

mantel pemanasan dan ulangi langkah 5 sampai 12.

14. Ubah kecepatan distilasi sekali lagi ( total ada 3 percobaan dengan

kecepatan distilasi yang berbeda ).

15. Lakukan prosedur percobaan yang sama terhadap Menara Distilasi yang

kosong ( tanpa bahan isian )

BAB IV

DATA PENGAMATAN

Data Pengamatan Percobaan Menara Distilasi

DATA Time Hetaer Temp oC

No min Ampr Bot Top

1 0 2 34 29

2 5 2 46 29

3 10 2 70 29

4 15 2 78 64,5

5 20 2 79 64,5

6 25 2 79 64,5

Bahan Metahnol Air (40%mol)

Jumlah bahan + 99,95 ml Aquades

Bukaan penuh = 4,5

Bukaan ½ = 1,75

Bukaan penuh = 1346,7

V2 = 1337,3

Residu = 1352,13

Titik didih =64,5

Fraksi mol = 79 %, 100%, 38%

BAB V

HASIL KERJA PRAKTEK

A. Pembahasan

1. Penentun perhitungan konsentrasi Methanol - Air

Diketahui mf = 40 % = 0,4

ρ = 0,79 M1 = 32

M2 = 18 V1 = 250 ρ = 1

MF=

ρ1.V 1M 1

ρ1 . V 1M 1

+ρ 2. V 2

M 2

MF=

0,79. V 132

0,79 .V 132

+250 .1

18

MF= 0,0246875 .V 10,79 .V 1

32+

250 .118

( 0,79 .V 132

+250 . 118 )0,4 = 0,0246875 . V 1

( 0,79 .V 1+8000−32576 ) 0,4 = 0,0246875 . V 1

5,55 – 0,0123 . V1 = 0,0246875 . V1

5,55 = 0,O369875 . V1

V1 = 150,05 Ml

V1 + V2 = VT

150,05 + V2 = VT

V2 = 250 ml – 150,05 ml

V2 = 99,55 ml

XD = ( Destilat ) =

XW = ( Bottow ) =

V1 ( Bukaan penuh ) = 4,5 ml/ menit

V2 ( Bukaan ½ ) = 1,75 ml/menit

Lo = V1 – V2

= 4,5 – 1,75 ml/menit

R = LOD

= 2,75 ml/menit1,75 ml/menit

= 1,5714

Garis Operasi atas = XD

R+1=

0,791,5714+1

=0,79

2,5714

= 0,03072

Zt = 90 cm ( tinggi menara )

N = jumlah plate

HETP = Zt

n−1

= 90

7−1

= 906

= 15 cm

B. Tabulasi Data Menara Distilasi

DATA Time Hetaer Temp oC Dist Rate Sampel

Sampel

No min Ampr Bot Top Cc/s Cc/m Ref.1 mf Ref.1 mf

1 0 2 34 29

2 5 2 46 29

3 10 2 70 29

4 15 2 78 64,5

5 20 2 79 64,5

6 25 2 79 64,5 V1=4,5 V2=1,75 1346,7 0,79 1337,3 0,38

BAB VI

KESIMPULAN

A. Kesimpulan.

Dari hasil percobaan menera distilasi kami dapat menyimpulkan beberapa

kesimpulan diantara nya ialah :

1. Sebelum melakukan pratikum terlebih dahulu periksa peralatan, Ukuran

tinggi bahan isian bola – bola keramik.

2. Apa bila waktu konstan maka harga Garis Operasi atas , HTEP juga akan

Konstan.

3. Temperatur yang dihasilkan menara distilasi tidaksama

4. Temperatur titikdidih methanol adalah 64,4 sampai 64,5 oC.

.

DAFTAR PUTSAKA

Penuntun Praktikum SATUAN OPERASI II, 2011, PTKI MEDAN

Coulson and Richardson’s, 2002,Chemical Engineering,5th Edition,

Butterworth- Heinemann, Tokyo

Geankoplis, C. J., 1993,Transport Processes and Unit Operation, 3nd

Edition, Prentice Hall, Inc, U.S.A

McCabe, W. L., and J. C., Smith. 1999.Operasi Teknik Kimia, edisi

keempat, jilid 2, Erlangga, Jakarta

BAB I

PENDAHULUAN

A. Judul Percobaan

“MENARA PENDINGIN ( PACKED TOWER)

B. Maksud Dan Tujuan Percobaan

1. Maksud

Agar mahasiswa/I mengetahui proses menara pendingin dan

aplikasinya dalam industry

2. Tujuan Percobaan

1. Untuk pemakaian kembali air pendingin pabrik – pabrik

kimia berat ( besar ) atau sebagai hasil pengunaan

pengendalian udara (air conditioning ) yang menyebar luas.

2. Untuk mempelajari Psycrometic Chart udara basah, udara

kering dan juga memperoleh prinsip dasar untuk unit operasi

pengendalian udara (air condicition ) pengeringan penguapan.

C. Latar Belakang

Menara pendingin (cooling tower) adalah alat penghilang panas yang

digunakan untuk memindahkan kalor buangan ke atmosfer. Mendara pendingin

dapat menggunakan penguapan air atau hanya menggunakan udara saja untuk

mendinginkannya. Menara pendingin umumnya digunakan untuk mendinginkan

air yang dialirkan, pada kilang minyak, pabrik kimia, pusat pembangkit listrik,

dan pendinginan gedung. Menara yang digunakan bervariasi dalam ukurannya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Menara Pendingin

Menara pendingin (cooling tower) adalah alat penghilang panas yang

digunakan untuk memindahkan kalor buangan ke atmosfer. Mendara pendingin

dapat menggunakan penguapan air atau hanya menggunakan udara saja untuk

mendinginkannya. Menara pendingin umumnya digunakan untuk mendinginkan

air yang dialirkan, pada kilang minyak, pabrik kimia, pusat pembangkit listrik,

dan pendinginan gedung. Menara yang digunakan bervariasi dalam ukurannya.

Sistem pengkondisian udara atau tata udara ditujukan untuk menghasilkan

kenyamanan termal bagi penghuni dalam ruangan pada suatu bangunan

gedung.Untuk memenuhi kebutuhan tersebut,diperlukan mesinrefrigerasi, jenis

mechanical vaporcompression cycle atau absorption cycle. Pada saat ini banyak

gedung memakai sistem mechanical vaporcompression cycle yang menggunakan

reciprocatingchiller ataupun centrifugal chiller, yang memiliki komponen utama

kompresor, kondenser, katup ekspansi dan evaporator. Untuk kapasitas

pendinginan lebih besar dari 300 ton of refrigeration (TR), kompresor yang

digunakan adalah dari jenis sentrifugal, dan untuk kapasitas pendinginan lebih

kecil dari 300 TR umumnya dipakai kompresor jenis torak (reciprocating). Jenis

media pendinginan condenser dapat dipakai udara (air cooled condenser) atau air

(water coled condenser) yang dilengkapi dengan menara pendingin (cooling

tower). Keunggulan kondenser berpendinginan air, antara lain :

1. Temperatur bola basah (wet bulb temperature)udara lingkungan digunakan

sebagai heat sink. Semakin rendah heat sink, proses penurunantemperatur

air akan semakin efisien.

2. Proses penurunan temperatur air pada menara pendingin melibatkan

perpindahan kalor sensibledan latent. Sedangkan pada air cooled

condenserhanya mengandalkan sensible heat, sehingga membutuhkan

volume udara yang besar untuk/pada beban yang sama dan memerlukan

fandengan daya yang lebih besar.

3. Pada menara pendingin, terjadi kontak langsung antara air dengan udara

didalam fill, sehingga dapat meningkatkan efisiensi perpindahan kalor.

4. Air memiliki kapasitas panas jenis lebih besar dariair, sehingga untuk

kapasitas yang sama, dimensi alat penukar kalor berpendinginan air

menjadi lebih kecil dibandingkan dengan alat penukar kalor

berpendinginan udara. Dengan beberapa keunggulan diatas, water cooled

condenser mengkonsumsi energi lebih rendah dibanding dengan air

cooled condenser, Studi awal yang dilakukan adalah menelaah kinerja

menara pendingin bila terjadi perubahan parameter parameter temperature

bola basah, approach, range dan laju alir air pendingin kondenser.

B. Perkembangan Dalam Dunia Industri

Humidifikasi: APLIKASI INDUSTRI

Proses humidifikasi dapat dilakukan untuk mengontrol kelembaban

ruang atau, yang lebih sering, untuk mendinginkan dan memulihkan air oleh

kontak dengan kelembaban udara rendah. Air yang telah kehilangan panas ke

atmosfer kemudian dapat digunakan kembali dalam penukar panas seluruh

tanaman. Atau, air dapat didinginkan dalam penukar panas permukaan. Pilihannya

adalah salah satu dari ekonomi, dengan desainer menyeimbangkan kehilangan air

pendingin yang melekat dalam pendingin kontak udara-air terhadap biaya

penyediaan dan penanganan sumber pendinginan untuk pendingin permukaan dan

biaya yang lebih tinggi dari permukaan unit.

Humidifikasi PERALATAN

Bentuk yang paling jelas dari peralatan humidifikasi adalah ruang

semprot. Di sini, cairan menghubungi disemprotkan sebagai kabut ke dalam aliran

gas. Kecepatan gas tetap rendah sehingga waktu kontak adalah tinggi sehingga

akan ada hanya sejumlah kecil cairan secara fisik entrained dalam aliran gas. Unit

ini biasanya terbatas pada operasi skala kecil dan sering digunakan dalam kontrol

kelembaban ruangan atau pabrik di mana baik humidifikasi atau dehumidification

dari udara masuk diperlukan.

Jenis menara pendingin Menara pendingin umumnya digunakan untuk

operasi humidifikasi. Menara pendingin jatuh ke dalam dua sub-divisi utama:

natural draft dan draft mekanis. Desain natural draft menggunakan cerobong beton

yang sangat besar untuk memperkenalkan udara melalui media. Karena ukuran

yang luar biasa dari menara (500 kaki tinggi dan 400 ft diameter di dasar) mereka

umumnya digunakan untuk laju aliran air di atas 200.000 gal / min. Biasanya jenis

ini menara hanya digunakan oleh stasiun tenaga listrik. Menara pendingin draft

64

mekanis jauh lebih banyak digunakan. Menara ini memanfaatkan penggemar

besar untuk memaksa udara melalui air disirkulasikan. Air jatuh ke bawah di atas

permukaan mengisi yang membantu meningkatkan waktu kontak antara air dan

udara. Hal ini membantu memaksimalkan perpindahan panas antara dua. Setup

eksperimental untuk laboratorium menggunakan rancangan UG menara pendingin

mekanis.

65

BAB III

MATRI DAN METODE

A. Materi

a. Perlengkapan penyediaan air panas.

1. Tangki air panas.

2. Panaskan listrik tercelup ( 3 KW x2 ).

3. Unit Otomatis pengontrolan suhu.

4. Distribusi air panas.

5. Penampungan Air panas.

b. Perlengkapan Udara Dingin.

1. Blower dan motor penggerak ( 0,75 KW ).

2. Unit pemanasan Udara ( 3 KW ).

3. Unit Otomotis Pengontrol suhu,

4. Penapis dan proyektor radiasi.

5. “ Drift water eliminator “

c. Unit Transfer massa dan Transfer panas

1. Kayu bahan isian.

2. Jendela transfarans.

3. Perlengkapan bahan isihan yang dapat ditukar dengan cepat.

d. Panel dan Instrument.

1. Thermometer and meansuring position selector.

a. Suhu air didalam tangki air panas.

b. Suhu air dingin didalam tangki penyimpanan.

c. Suhu udara pendinginan didalam pipa saluran ( duct ).

2. Higrometer .

“ Dry Bulb and wet Bulb Thermometer inlet of duct and ambled

conditioning”

3. Flow meter.

66

Rotameter air ( maksimum 1.000 l/jam )

4. “ Dial Indicator and Pressure measuring top selector “

a. “ Pressure drop across orifice plate”

b. “ Pressure drop across mass and heat transfer unit”

c. “ Static pressure in air duct “

5. Saklat Tenaga.

a. Penyediaan sumber tenaga ( utama ).

b. Blower

c. Pompa dan Pemanas.

B. Metoda

Prosedur Percobaan :

A. Persiapan.

1. Penyedian air.

Air dalam tangki puncak diawasi dan air pada “ wayer reservoir “

mempertahankan air puncak konstan dan disediakan sebagai air

pendingin untuk diuji.

2. Penyediaan air kota pengambilan ( drain ) untuk diuji :

Air kota disediakan ( dialirkan dengan jalur arus pipa baru, dan

arus drain ( drain valve = VRD ) tertup. Air kota didalam tangki air

dibuat melubert agar tinggi permukaan air dapat selalu konstan dan

air yang meleburkan keluar melalui pipa pembuangan air dapat

selalu konstan dan air yang meluber keluar tinggi permukaan air

dapat selalu konstan dan air yang meluber keluar melalui pipa

pembuangan saluran.

3. Mencegah pembekuan.

Pada musim dingin keluar semua air dari peralatan ( dari cooling

Tower ) supaya tidak membeku didalamnya. Di indonesia karena

iklim tropis hal ini tidak akan terjadi .

B. Pengawasan “ temperatur Sensors “

67

Awasilah “ temperatur Sensors yang tercelup didalam air yang selain

harus bersih di dalam kantongan. Kantongan terletak didalam bahan isihan

unit Transfer panas massa dan Transfer panas.

C. Pengawasan Higrometer.

Higrometer mempunyai thermometer bola kering dan bola basah.

Awasilah “ sensible point “ termometer bola basah yang terbalut dengan

kain dimana termometer tercelup didalam pot air.

D. Pengawasan “ Sensible Incline Manometer “ ( or dial Indicated

Manometer )

E. Pemeriksaan bagian listrik luar.

1. Peralatan ini memerlukan sumber tenaga yang ditujukkan pada

sampul dari pada manual peralatan ini mempunyai panjang 5

meter.

2. Dua kabel jalur penyediaan tenaga listrik ditukar posisinya, jika

arah putaran motor berlawanan dengan tanda kutip “ pada

permukaan motor penggerak untuk pompa air.

F. “ Power Swith Operation “

1. Knop operasi Water Temperatur Control, Air Temp. Control

( fine ) ( Coarse ) knop diatas digunakan untuk menjaga suhu

( t1 ) dan suhu udara pendingin ( T2 ) bila didinginkan, Nomor –

nomor diletakan pada posisi terendah adalah terdigin . Sebelum

operasi dimulai knop – knop diatur pada angka terendah terendah.

2. Pastikan bahwa saklar – skalar pada posisi OFF yaitu skalar:

POWER SUPPLY , WATER HEATING,

WATER PUMP, BLOWER dan AIR HEATING.

3. Putar saklar – saklar pada posisi tahap – tahap sebagai berikut :

Tahap 1. Power suplly blower water heating dan air heating

68

Tahap 2. Putaran knop – knop Water Temp.control, air temperatur

control (fine ) dan AIR TEMP. CONTROL pada angka yang

diinginkan.

Tahap 3. Hidupkan Water pump

G. Water Flow control Valve ( V1) and memotion shuterr are provided for rate

controling . Pengukuran

Peralatan ini dioperasikan pada keadan seimbangan thermal dan steady state,

sehingga operasi harus di mulai beberapa jam seblum pengujian sesunggunya.

69

BAB IV

HASIL KERJA PRAKTEK

A. Pembahasan

DATA I

1. Pn = Pa × 13,6 + ho

Diketahui : Pa = 760 mmHg = 1 Kg/cm2

= 1000 Kg/cm2

Ho = 8 mmH2O = 8 Kg/m2

Ditanya : Pn………..?

Jawab : Pn = Pa × 13,6 + ho

Pn = 1000 × 13,6 + 8 Kg/m2

= 136008 Kg/m2

2. Tn = 273 + To

Diketahui : To = 28,2 0C

Ditanya : Tn………..?

Jawab : Tn = 273 + To

= 273 + 28,2

= 301,2 0K

3. γn= Pn29,49 xTn

¿¿

= 136008 Kg/m 2

2946 x 301,2 0K

= 15,327 Kg/m2 0K

4. G = 3600 × α × ε × π d2 √2g hdo γn

4

70

= 3600 x 0,8031 x 1,000 x 3,14 ( 0,04755 ) 2 √2x 9,8 x15,327

= 2884,68 x 0,785 x0,00226 x 54,8095

4

= 280, 49

5. V = G / 3600 X γn

π/4 x D2

= 280,49/3600 x 15,327

3,14/4 ( 0,1053 ) 2

= 1,194

0,0087

= 137,24

6. Ro = v x D/ V

V = Viskositas Pada Temperatur 400 C Dengan cara interpolasi nilai V

pada suhu 40 0C Maka dapat dicari :

X – X1 = Y – Y1

X2 – X1 Y2 – Y1

40 – 0 = Y – 17.10

50 – 0 19,54 – 17,10

40 = 9 – 17,10

50 2,44

50Y - 855 = 97,6

50Y = 952,6

Y = 19,052 Kg/m sec

7. G X di = L x C x dt

L = G x di

C x dt

L = 280,49 x 0,04755

400C x 0,9

71

L = 0,37

B. Tabulasi Data

72

BAB VI

KESIMPULAN

A. Kesimpulan

Pada percobaan didalam operasih menara pendingin terjadi transfer panas

dan tranfer massa.

Pada percobaan yang dilakukan air yang berada dipuncak tray akan selalu

lebih panas dri pada disaat tray.

73

DAFTAR PUTSAKA

Penuntun Praktikum SATUAN OPERASI II, 2011, PTKI MEDAN

Coulson and Richardson’s, 2002,Chemical Engineering,5th Edition,

Butterworth- Heinemann, Tokyo

Geankoplis, C. J., 1993,Transport Processes and Unit Operation, 3nd

Edition, Prentice Hall, Inc, U.S.A

McCabe, W. L., and J. C., Smith. 1999.Operasi Teknik Kimia, edisi

keempat, jilid 2, Erlangga, Jakarta

74

BAB I

PENDAHULUAN

A. Judul Percobaan

Fluidisasi ( fluidization)

B. Maksud Dan Tujuan Percobaan

1. Maksud :

Percobaan ini adalah untuk mengetahui besarnya kehilangan

tekanan di dalam unggun padatan yang cukup penting karena

selain erat sekali hubungannya dengan banyaknya energi yang

diperlukan, juga bisa memberikan indikasi tentang kelakuan

unggun selama operasi berlangsung

Yang dimaksud kecepatan minimum fluidisasi (Umf), adalah

kecepatan superficial fluida minimum dimana fluida mulai terjadi

2. Tujuan Percobaan

a. Mempelajari pengaruh kehilangan tekanan ( pressure loss) pada

fixed dan fluidized bed, mengukur pororitas ( voidage) dan

mengamati keadaan fluidiasasi

b. Mempelajari kecepatan fluidisasi minimum(umf ¿

75

C. Latar Belakang

Fluidisasi adalah metoda pengontakan butiran-butiran padatan

dengan fluida baik cair maupun gas. Metoda ini diharapkan

butiran padatan memiliki sifat seperti fluida dengan

viskositastinggi. Sebagai ilustrasi, tinjau suatu kolom berisi

sejumlah partikel padat berbentuk bola. Melaluiunggun padatan

ini kemudian dialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang

cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya

mengalir dari bawah ke atas. Pada laju alir yangcukup rendah,

butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir melalui ruang

antar partikeltanpa menyebabkan perubahan susunan partikel

tersebut. Keadaan yang demikian disebut unggun diam atau fixed

bed. Ka lau l a ju a l i r kemudian d ina ikkan , akan sampa i pada

sua tu keadaan d i mana unggun  padatan akan tersuspensi di

dalam aliran gas yang melaluinya.

Pada keadaan ini masing-masing butiran akan terpisahkan

satu sama lain sehingga dapat bergerak dengan lebih mudah. Pada

kondisi butiran yang dapat bergerak ini, sifat unggun akan menyerupai

suatu cairan dengan viskositas tinggi,misalnya adanya kecenderungan

untuk mengalir, mempunyai sifat hidrostatik dan sebagainya.Dalam dunia

industri, fluidisasi diaplikasikan dalam banyak hal seperti transportasi

serbuk  padatan (conveyor untuk solid), pencampuran padatan halus,

perpindahan panas (seperti pendinginanuntuk bijih alumina panas),

pelapisan plastik pada permukaan logam, proses drying dan sizing

pada pembakaran, proses pertumbuhan partikel dan kondensai

bahan yang dapat mengalami sublimasi,adsorpsi (untuk pengeringan

udara dengan adsorben), dan masih banyak aplikasi lain.

BAB II

76

TINJAUAN PUSTAKA

A. Defenisi Percobaan

FLUIDISASI

Fluidisasi dipakai untuk menerangkan atau menggambarkan salah satu cara

mengontakkan butiran-butiran padat dengan fluida (gas atau cair). Sebagai

ilustrasi dengan apa yang dinamakan fluidisasi ini, kita tinjau suatu bejana dalam

air di dalam mana ditempatkan sejumlah partikel padat berbentuk bola, melalui

unggun padatan ini kemudian dialirkan gas dengan arah aliran dari bawah ke atas.

Pada laju al ir yang cukup rendah partikel padat akan diam. Keadaan yang

demikian disebut sebagai unggun diam atau”fixed bed”. Kalau laju alir gas

dinaikkan, maka akan sampai pada suatu keadaan dimana unggun padatan tadi

tersuspensi di dalam aliran gas yang melaluinya. Pada kondisi partikel yang mobil

ini, sifat unggun akan menyerupai sifat-sifat suatu cairan dengan viskositas tinggi,

misalnya ada kecenderungan untuk mengalir, mempunyai sifat hidrostatik.

Keadaan demikian disebut “fluidized bed”.

KEHILANGAN TEKANAN (Pressure Drop)

Aspek utama yang akan ditinjau di dalam percobaan ini adalah untuk

mengetahui besarnya kehilangan tekanan di dalam unggun padatan yang cukup

penting karena selain erat sekali hubungannya dengan banyaknya energi yang

diperlukan, juga bisa memberikan indikasi tentang kelakuan unggun selama

operasi berlangsung. Korelasikorelasi matematik yang menggambarkan hubungan

antara kehilangan tekanan dengan laju alir fluida di dalam suatu sistem unggun

diperoleh melalui metode-metode yang bersifat semi empiris dengan

menggunakan bilangan-bilangan tak berdimensi.

77

Untuk aliran laminer dimana kehilangan energi terutama disebabkan oleh

“viscous loses”, Blake memberikan hubungan sebagai berikut :

dP/L  : kehilangan tekanan per satuan panjang atau tinggi ukuran

gC        : faktor konversi

µ            : viskositas fluida

ε             : porositas unggun yang didefinisikan sebagai perbandingan volume

ruang kosong di dalam unggun dengan volume unggunnya

V        : kecepatan alir superficial fluida

S         : luas permukaan spesifik partikel

Luas permukaan spesifik partikel (luas permukaan per satuan volume unggun)

dihitung berdasarkan korelasi berikut:

Persamaan (4) ini kemudian diturunkan lagi oleh kozeny dengan

mengasumsikan bahwa unggun zat padat tersebut adalah ekuivalent dengan

78

satu kumpulan saluransaluran lurus yang partikelnya mempunyai luas

permukaan dalam total dan volume total masing-masing sama dengan luas

permukaan luar partikel dan volume ruang kosongnya. Harga konstanta ‘k’

yang diperoleh beberapa peneliti sedikit berbeda misalnya:

Kozeny  (1927)                             k’= 150

Carman ( 1937)                             k’= 180

US Bureau of Munes (1951)         k’= 200

Untuk aliran turbulen, persamaan (4) tidak bisa dipergunakan lagi, sehingga

Ergun (1952) kemudian menurunkan rumus lain dimana kehilangan tekanan

digambarkan sebagai hubungan dari : “viscous losses” dan “kinetic energy

losses”.

dimana           : k1      =150 ; k2      = 1,75

Pada tekanan ekstrim, yaitu:

Aliran laminer (Re=20), sehingga term II bisa diabaikan

Aliran turbulen (Re=1000), sehingga term I bisa diabaikan

UNGGUN TERFLUIDAKAN (fluidized bed)

Untuk unggun terfluidakan, persamaan yang menggambarkan pressure

drop adalah persamaan Ergun yaitu:

79

Dimana εf adalah porositas unggun pada keadaan terfluidakan. Pada keadaan

ini dimana partikel-partikel zat padat seolah-olah terapung di dalam fluida, akan

terjadi kesetimbangan antara berat partikel dengan gaya berat dan gaya apung dari

fluida di sekelilingnya.

Gaya berat oleh fluida yang naik = berat partikel – gaya apung atau:

[kehilangan tekanan pada unggun] [luas penampang] = [volume unggun] [densitas

zat padat-densitas fluida].

Kecepatan Minimum Fluidisasi

Yang dimaksud kecepatan minimum fluidisasi (Umf), adalah kecepatan

superficial fluida minimum dimana fluida mulai terjadi. Harga Umbisa diperoleh

dengan

mengkombinasikan persamaan (6) dengan persamaan (8)

80

B. Perkembangan Serta Penggunaannya Didunia Industri

Dalam dunia industri, fluidisasi diaplikasikan dalam banyak hal seperti

transportasi serbuk  padatan (conveyor untuk solid), pencampuran padatan halus,

perpindahan panas (seperti pendinginanuntuk bijih alumina panas), pelapisan

plastik pada permukaan logam, proses drying dan sizing pada pembakaran,

proses pertumbuhan partikel dan kondensai bahan yang dapat

mengalami sublimasi,adsorpsi (untuk pengeringan udara dengan adsorben),

dan masih banyak aplikasi lain

81

BAB III

MATERI DAN METODA

A. Materi

Peralatan :

Kompresor udara/blower.

Orifice meter.

Manometer H 2O.

Kolom Fuidized Bed.

Berapa buah valve.

Timbangan.

Stop watch.

Gelas ukur.

Dll.

Bahan-bahan :

Pasir kwarsa.

Pellet plastic.

Dll.

B. Metoda

Cara kerja :

1. Timbanglah pertikal-pertikal padat yang akan di gunakan dan carilah

perositasnya untuk setiap diameter partikal yang digunakan .

82

2. Periksalah rangkaian peralatan seperti pada gambar (3) apakah sudah

lengkap

3. Sebelum menghidupkan blower ( compressor) mintalah lebih dahulu ijin

dari asisten

4. Uji lebih dahulu peralatan dimana kolom dalam keadaan kosong.

5. Masukan partikal kedalam kolom dengan diameter dan ketinggian tertetu

6. Hidupkan blower, ataw flow rate udara dengan control valve

7. Catat gerakan partikal yang yang terjadi di dalam kolom sampai terjadi

fluidisasi

8. Setelah terjadi fluidasasi tutup katup control perlahan-lahan dan lakukan

pengamatan dan pencatatan gerakan pertikal-pertikal sampai unggun

menjadi diam.

83

BAB IV

DATA PENGAMATAN

Exp temp ManometerAir

volumeL Ket

No OC ( m/ sec)

1 30 5 1,33 13 Diam

2 38 9 2,06 8 Bergerak

3 41 11 2,15 22 Bergerak

4 45 15 2,45 25 Bergerak

5 48 17 2,58 28 Bergerak

84

BAB V

HASIL KERJA PRAKTEK

A. Analisa Data

D = 56,30mm

Dp = 0,39 mm

v1 = 7 ml

v2 = 10 ml

x1 =128,5 gr

x2 =136,5 gr

€ o =v 1+V 2¿¿ =¿¿

= 0,117

∫ pertikal = x2− x1

v t−v1

=136,5 gr−128,5 gr

15−10 ml

= 1,2 gr/ml

Pada fixed bed ( saat diam )

∆ p = 5

V = 80 L/ menit

= 80 Litermenit

x1 m3

1000 L x1menit60 sec

= 0,00133 m3 /s

85

D = 56,30 mm

= 0,0563 m

Q =VA

=V

π /4 X D2

=0,00133 M 3 /S

3,144

X (0,0563)2 0,00133 m3 /S0,00248 m /S

= 0,5362 m/s

Untuk pasir kwarsa

L = 13 cm = 0,13 m

D1=56,30 MM=0,0563 M¿

¿

DP = 0,39 mm = 0,00039 m

Vto =AO X LO¿¿

= 0,00248 M 2 .0,13 m

= 0,00032m3

V udara = V to x ϵ 0

= 0,000322M 3 X 0,117

= 0,0000376 M 3

VP = Vto – Vudara

= 0,000322 m3- 0,0000376m3

86

= 0,000284m3

μ1 =x−x1

x2− x1

=y− y1

y2− y1

= 30−050−0 =

y−17,1019,54−17,10

¿¿¿¿

= 3050 =

y−17,102,44

= 50 y = 928,2 y = 928,2

50

= 18,564 kg/m3

μ2 =x−x1

x2− x1

=y− y1

y2− y1

=38−0= y−17,10

50−0 =y−17,10

19,54−17,10

= 50y-855 =97,22

= y = 19,05 kg/m3

μ3 = x−x1

x2− x1

=y− y1

y2− y1¿

¿

= 41−050−0 =

y−17,1019,54−17,10

¿¿

= 50y-855 =100,04

= 50y=955,04¿

¿

87

= y= 19,10 kg/m3

μ4=x− ¿

x2−x1

x1¿ =y− y1

y2− y1

=45−050−0=

y−17,1019,54−17,10

= 50 y – 855 = 109,8

= 50 y = 964,8

= y= 19,28 kg/m3

μ5 =x−x1

x2− x1

= y− y1

y2− y1

48−050−0=

y−17,1019,54−17,10

¿¿

50 y- 855 = 117,12

50 y = 972,12

y = 19,44 kg/m3

∆ p1 ¿150× (1−εo) 2× γ × μs × L× 1

∈03× D p2 × g

150 ׿¿¿

= 9573,15 kg/m2

∆ p2=13600kg /m2

∆ p3=16650 kg /m2

∆ p4=17850kg /m2

88

∆ p5=20600 kg /m2

Pada fluidized bed ( saat bergerak)

Vt 1=A 1× L1

= 0,00248 M 2× 0,13 M

= 0,00032 M 3

PUdara1 =x−x1

x2− x1

= y− y1

y2− y1¿

¿

= 30−050−0 =

y−1,2931,093−1,293

¿¿

= 3050 =

y−1,2931,093−1,293

¿¿

= 50y- 64,65 = 6

= 50 y = 70,65

umf = 1

180 g( ∈3 mf

1−∈mf)(ρρ-ρ) DP2

= 1

180 × 9,8 m /s(

0,1171−0,117

) × (1,2 gr /ml−1,113 )¿

= 1

180 × 9,8 m /s(

0,0016070,883

) × (1,2 gr /ml−1,413 ) ¿

89

=0,0055× 9,8ms

× 0,0018× (0,213 ) ×1,52 ×10−8=0,0000314 10−8 kg/ s2

∆ pf= LC ( ρρ−ρ )(1-∈c)

= 0,13 m (1,2 gr/ml-0,001445 gr/ml) ×(1−0,117)

= 0,13 m ×1,98 gr /ml × 0,883 = 0,1375

B. Tabulasi Data

Exp Temp Air volume Flow

rate

L Ket

No ¿¿) ( m/ sec)

1 30 1,33 ×10−3 0,5362 13 Diam

2 38 2,06 ×10−3 0,8306 8 Bergerak

3 41 2,15×10−3 0,8669 22 Bergerak

4 45 2,45 ×10−3 0,9879 25 Bergerak

5 48 2,58×10−3 1,0403 28 Bergerak

90

BAB VI

KESIMPULAN

1. Kesimpulan

1. Hal-hal yang mempengaruhi kehilangan tekanan ( pressure loss)

2. Pada fixed dan fluidized bed adalah prositas, viskositas,velolity kolom

kosong, tinggi fixed bend an diameter pertikal

91

DAFTAR PUTSAKA

Penuntun Praktikum SATUAN OPERASI II, 2011, PTKI MEDAN

Coulson and Richardson’s, 2002,Chemical Engineering,5th Edition,

Butterworth- Heinemann, Tokyo

Geankoplis, C. J., 1993,Transport Processes and Unit Operation, 3nd

Edition, Prentice Hall, Inc, U.S.A

McCabe, W. L., and J. C., Smith. 1999.Operasi Teknik Kimia, edisi

keempat, jilid 2, Erlangga, Jakarta

92