kelompok 8_2a d3 teknik kimia_distilasi

Click here to load reader

Post on 13-Feb-2016

54 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

LAPORAN PRAKTIKUM DISTILASI

TRANSCRIPT

LABORATORIUM LABTEK 1SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015

MODUL: DistilasiPEMBIMBING : Iwan Ridwan ST,. MTPraktikum: 3 Desember 2015Penyerahan: 10 Desember 2015 (Laporan)

Oleh :Kelompok: 8 (delapan)Nama: 1. Dita AprianiNIM 141411008 2. Faisal RiadiNIM 1414110103. Khoirin Najiyyah SablyNIM 141411015Kelas : 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2015DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN 11.1 Latar Belakang 11.2 Tujuan Percobaan 1BAB II LANDASAN TEORI 2BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 63.1 Alat dan Bahan 63.2 Diagram Kerja 7BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 94.1 Data Pengamatan 84.2 Pembahasan 13BAB V KESIMPULAN 15DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Dalam industri kimia unit reaksi dan pemisahan merupakan 2 hal yang penting. Kedua unit tersebut berperan dalam menentukan kapasitas pabrik sebagai penghasil produk yang memenuhi spesifikasi produk. Persaingan yang ketat menyebabkan industri mulai mencari cara untuk mendapatkan proses reaksi dan pemisahan yang mampu member perolehan maksimal dengan kebutuhan energy dan biaya yang sedikit mungkin. Saat ini banyak sekali bermunculan industri-industri penyulingan minyak atsiri yang menggunakan teknologi distilasi baik yang untuk skala besar maupun skala kecil di Indonesia. Industri-industri ini jumlahnya didominasi oleh industri-industri skala rakyat yang menggunakan teknologi distilasi. Industri skala rakyat ini biasanya memerlukan waktu distilasi yang cukup lama. Waktu yang lama ini mengakibatkan konsumsi energi untuk distilasi menjadi sangat besar yang mengakibatkan keuntungan penyuling menjadi berkurang.Destilasi reaktif merupakan kombinasi dari reaksi dan destilasi dalam suatu alat. Alat destilasi reaktif ini memiliki fungsi yang sama dengan reactor yang dirangkai dengan separator. Dibandingkan system reactorseparator yang terangkai, alat destilasi reaktif memiliki kelebihan yaitu konversi reaksi yang lebih tinggi, pengurangan biaya konstruksi, pengurangan beban panas.Berdasarkan latar belakang di atas maka dilakukan percobaan yang berjudul Destilasi.

1.2 Tujuan Percobaan1. Memahami dan dapat mengoprasikan alat distilasi fraksionasi sistem batch.2. Memisahkan campuran biner air dan etanol dengan cara distilasi.3. Dapat menghitung etanol yang terdapat dalam sampel yang diperoleh dengan persamaan luas Rayleigh.4. Mengetahui hasil pemisahan (indeks bias) etanol dan air, baik di destilat maupun di residu.1

BAB IILANDASAN TEORI2.1 Teori DasarDalam destilasi sederhana, uap campuran diambil dan dikondensasi seluruhnya, tetesan merupakan cairan dengan komposisi yang lebih banyak mengandung minyak atsiri dari pada cairan semula (Atkins, 1999). Cara umum untuk melukiskan hasil destilat adalah dengan menggambarkan kurva distilat, dimana komposisi, titik didih atau sifat-sifat fisika lain dari distilat digambarkan terhadap persen atau jumlah distilat (Anwar, 1994). Destilasi merupakan proses gabungan antara pemanasan dan pendinginan uap yang terbentuk sehingga diperoleh cairan kembali yang murni. Dalam pemanasan cairan biasanya ditambahkan batu didih (boililng chips), untuk mencegah pendidihan yang mendadak (bumping). Batu didih yang berpori perlu diganti setiap kali akan melakukan destilasi kembali. Untuk destilasi hampa udara (vacum destilation), aliran udara melalui kapiler ke dalam bagian bawah labu merupakan pengganti batu didih (Basset, 1983).Salah satu metode pemisahan campuran yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah prinsip destilasi. Destilasi yaitu metode pemisahan campuran yang didasarkan pada perbedaan titik didih. Cara ini dapat digunakan untuk memisahkan campuran yang mempunyai titik didih berbeda (Arifiadi dkk, 2013)Destilasi adalah metode pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih. Proses ini dilakukan untuk mengambil alkohol dari hasil fermentasi. Destilasi dapat dilakukan pada suhu 80 C, karena titik didih alkohol 78 C. sedangkan titik didih air 100 C. destilasi adalah memisahkan komponen-komponen yang mudah meguap suatu campuran cair dengan cara menguapkannya (separating agentnya panas), yang diikuti dengan kondensasi uap yang terbentuk dan menampung kondensat yang dihasilkan. Uap yang dikeluarkan dari campuran disebut sebagai uap bebas, kondensat yang jatuh sebagai destilat dan bagian campuran yang tidak menguap disebut residu (Kurniawan dkk, 2014).Pelaksanaan operasi distilasi batch dapat dilakukan dengan perbandingan refluks konstan atau bervariasi. Gambar -1 berikut ditunjukan proses distilasi batch sederhana. 2

Gambar 1. Skema dstilasi batch sederhana.

Bila jumlah tahap kesetimbangan adalah tunggal (single stage) dan pada setiap saat, penambahan jumlah distilat(dD) sama dengan pengurangan jumlah cairan di reboiler (dW) , maka hubungan tersebut ditulis :

Integrasi Persamaan (3) diperoleh :(4)

dengan :xw= komposisi fasa cair di reboileryD = komposisi fasa uap di distilatWo = jumlah cairan pada saat awal (mol) 3

W = jumlah cairan pada saat akhir operasi (mol)Persamaan (4) disebut persamaan Rayleigh dapat diselesaikan dengan salah satu cara, yaitu integrasi secara grafis, numerik ataupun analitik. Selisih antara (yHxH) tergantung jumlah tahap, perbandingan refluks (R) dan hubungan kesetimbangan antara fasa uap-cair.Penyelesaikan persamaan secara analitik dilakukan dengan menggunakan hubungan antara kesetimbangan fasa uap-cair yang dinyatakan dengan relative volatility, yang didifinisikan sebagai berikut :

(5)Atau(6)dengan :y* = komposisi komponen yang relatif lebih volatil di fasa uap yang berada dalam kesetimbangan dengan x*x* = komposisi komponen yang lebih mudah menguap di fasa cair = relative volatility

Dengan menggunakan Persamaan (4) danj (6) kemudian diselesaikan secara integrasi analitis diperoleh persamaan :(7)

Persamaan (4) atau (7) digunakan untuk menentukan jumlah produk atau distilat pada berbagai komposisi.Persamaan (4) diselesaikan dengan integrasi secara grafik dengan cara menghitung luas di bawah kurva antara 1/( yD - xw) vs. xw, mulai dari xwo sampai xw yang diamati. Gambar 2 berikut ditunjukkan bahwa komposisi distilat rata-rata (average) dihitung dengan menggunakan persamaan : 4

(8)

Gambar-2. Kurva penentuan luas di bawah kurva.

Gambar 2. Luas dibawah KurvaApabila hold-up tidak diabaikan Colburn dan Stearn dan Asghar Husainmenurunkan persamaan neraca massa dinyatakan dengan laju pengurangan jumlah komponen dalam reboiler, -d(Wxw) ditambah dengan laju perubahan jumlah hold-up dalam reboiler, -d(Hxh) sama dengan laju akumulasi, xD.dW atau secara matematis ditulis sebagai berikut :

dengan :H = hold-up pada reboiler [mol]xh = fraksi komposisi hold up

5

BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan Tabel 1. Alat dan BahanAlata. Seperangkat alat destilasi dan unit pengendalib. Refraktometerc. Jam pencatat waktu (stop watch)d. Gelas ukur 50 mle. Botol semprot dan tissuef. Pipet tetesg. Gelas kimiah. Erlenmeyer 250mli. Bola isapj. Pipet ukur 5ml

Bahana. Aquadestb. Etanol

3.2 Diagram Kerja1. Buat kurva kalibrasia. Buat kurva kalibrasi larutan etanol air dengan perbandingan 10ml (fraksi mol etanol 1; 0,9; 0,8; 0,7; 0,8; 0,9;1) dan ukur indeks bias tiap larutan lalu plotkan dalam grafik.

6

2. Proses Distilasi

7

Gambar 3. Langkah kerja

8

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan4.1.1 Kondisi operasiSuhu Pemanas minyak = 900CTemperatur uap = 800CRefluks = 6/3Tabel 2. Data Kondisi 0perasiWaktu(menit)Suhu pemanas minyak(oC)Temperatur Uap(oC)Suhu Kondensor(oC)

080762

1580762

3080761,5

4580762,6

6080773,5

7580776,6

9080773,6

10580763,5

12080767,1

13580766

15080768,8

4.1.2 kurva kalibrasiDensitas Etanol= 0,789 g/cm3Densitas Air = 0,9797 g/cm3BM Etanol= 46 gr/molBM Air = 18 gr/mol9

Tabel 3. Data Pembuatan Kurva KalibrasiVolume Etanol (cm3)Volume Air (cm3)Indeks biasEtanol(mol)X etanol

1001,36330,1711

911,36380,1540,737

821,36340,1370,552

731,36220,1200,419

641,35930,1020,314

551,35870,0850,235

461,35540,0680,170

371,34940,0510,116

281,34400,0340,071

191,33660,0170,033

0101,333100

Gambar 4. Kurva Kalibrasi10

4.1.3 Data PercobaanIndeks Bias Sampel tetesan Pertama= 1,3628Indeks Bias Sampel Awal= 1,3544Indeks Bias Feed mendidih= 1,3542

Tabel 4. Data PengamatanWaktu (menit)Indeks biasVolume EtanolDari kurva kalibrasi

DistilatResiduDistilat (mL)Residu (mL)XDXW

01,36331,3554-32,8755,3440,405

151,36241,358416,533,1564,40,803

301,36241,356417,233,1564,40,803

451,36231,355516,333,18755,31250,47

601,36211,353218,133,256,0310,36

751,36191,352917,133,31256,1250,355

901,36181,352715,833,34376,18750,3516

1051,36161,352316,333,4066,31250,344

1201,36151,352214,933,43756,343750,344

1351,36141,35217,233,4686,3750,344

1501,36131,352010,133,56,410,3436

Perhitungan Kandungan Etanol dalam Residu (XW) dengan Menggunakan Persamaan Raylaigh

Perhitungan Sampel Dengan Menggunakan Persamaan RayleighXD = fraksi etanol dalam distilatXW = fraksi etanol dalam waste (residu)

11

Persamaan garis dari kurva kalibrasi adalah: y = -0,0032x + 1,3725R = 0,879dengan y menunjukkan indeks bias dan x menunjukkan fraksi etanol sehingga:x =

10

9

8

7654321

Grafik 5. Kurva Hubungan Antara Xw Terhadap

lnLtrapesium = Lpersegi panjang = P x L12

4.2 PembahasanPada percobaan kali ini dilakukan proses pemisahan zat cair-cair dengan metoda destilasi. Distilasi adalah proses pemisahan suatu campuran cair-cair yang homogen dima