Sunday, June 26, 2022

RESUME JURNAL ARTIKEL OPTIMASI PEMURNIAN ETANOL DENGAN DISTILASI EKSTRAKTIF MENGGUNAKAN CHEMCAD

 OPTIMASI PEMURNIAN ETANOL DENGAN DISTILASI EKSTRAKTIF


MENGGUNAKAN CHEMCAD


Alex Pepsega Indra putra,

Proses distilasi merupakan suatu proses pemisahan campuran dengan menggunakan titik

didih dan relative volatility nya. Zat dengan relative volatility yang tinggi akan naik keatas

dan akan dikondensasikan untuk mendapatkan distilat, sedangkan yang gagal menguap akan

diambil sebagai residu. Distilasi biasanya menggunakan dua tahapan, yakni menguapkan dan

mengembunkan tanpa adanya refluks dan tahapan kedua yakni mengembalikan sebagian uap

yang dikondensasi untuk menjaga suhu tray atas dan menaikkan konsentrasi distilat.

Pada kasus pemisahan azeotrop campuran etanol-air dapat dipisahkan dengan beberapa

metode yakni distilasi bertingkat, pressure swing distillation, destilasi ekstraksi. Distilasi

ekstraktif merupakan suatu metode pemisahan beberapa komponen yang memiliki beda titik

didih yang rendah. Pemisahan ini dilakukan dengan penambahan zat ketiga atau disebut

”solvent/entrainer” yang biasanya memiliki titik didih yang lebih tinggi dari campuran

azeotrop yang akan dipisahkan.

Untuk menguji validasi dari data percobaan kesetimbangan uap-cair sistem biner, maka

data percobaan diuji konsistensinya secara thermodinamika yaitu menggunakan

persamaan Margules (1895) dan persamaan Van Laar (1910). persamaan Margules dan

Van Laar tidak mempunyai dasar yang rasional untuk dikembangkan ke sisitem

multikomponen.

Pengembangan teori modern didalam thermodinamika molekuler didasarkan atas konsep

komposisi lokal yang dinyatakan dalam fraksi volume didefinisikan dalam term-term

kemungkinan dan orientasi molekul secara tidak acak yang menghasilkan perbedaan

dalam ukuran molekul dan gaya antar molekul. Persamaan Wilson adalah persamaan yang

komplek, dimana parameter hanya bisa dicari secara numerik jika koefisien aktifitas

secara percobaan diketahui. persamaan Wilson dalam mempresentasikan data

kesetimbangan fasa uap-cair mendorong pengembangan persamaan alternatif yang

berdasarkan konsep modern yaitu komposisi lokal, diantaranya yang paling populer

adalah persamaan NRTL oleh Renon dan Prausnitz (1968) dan persamaan UNIQUAC.

NRTL dikembangkan berdasarkan teori dua cairan dengan tambahan parameter ketidak

acakan α, harga α yang direkomendasi adalah 0,2-0,47. Pengembangan semiteoritis

untuk memperoleh persamaan UNIQUAC, Abrams dan Prausnitz (1975) mengadopsi

model teori dua cairan dan komposisi lokal. Dalam model ini ditetapkan bahwa excess

energi Gibbs disusun atas dua bagian, yaitu :

1. Suatu kontribusi karena perbedaan ukuran dan bentuk molekul-molekul (bagian

konfigurasi dan kombinasi).

2. Kontribusi akibat interaksi energi antar molekul (bagian residual).

Perbandingan  antara  model  Wilson, NRTL  dan  UNIQUAC  dapat  dirangkum  sebagai berikut : 

  1.  Persamaan  Wilson  dapat  mempresentasikan  data  kesetimbangan  uap-cair  untuk  sistem biner  dan  multikomponen  hanya  dengan parameter  biner.  Persamaan  ini  jauh  lebih lebih  sederhana dari  persamaan  NRTL  dan  UNIQUAC. Tetapi  kerugiannya  tidak  bisa  secara langsung  digunakan  untuk mempresentasikan kesetimbangan cair-cair. 

  2. Persamaan  NRTL  dapat  mempresentasikan kesetimbangan  uap-cair  dan  cair-cair  baik untuk  sistem  biner  maupun  sistem multikomponen  secara  baik  hanya  dengan parameter  biner.  Dan  sering  sangat  superior terhadap  yang  lain  untuk  sistem  yang  encer. Bentuknya  lebih  sederhana  dari  persamaan UNIQUAC,  tetapi  mempunyai  kerugian karena  mengandung  tiga  parameter  untuk setiap  pasangan  komponennya.  Parameter ketiga  α  diperkirakan  berdasarkan  keadaan komponennya  dan  kadang-kadang  untuk  zat tertentu diperoleh harga yang ekstrem. 

  3. Walaupun  hanya  terdiri  dari  dua  parameter per-pasang  komponen,  persamaan UNIQUAC  secara  aljabar  mempunyai bentuk  yang  paling  komplek.  Dengan adanya  kontribusi  permukaan  dan  volume molekul  dari  komponen  murni,  ini menjadikan  persamaan  UNIQUAC  secara khusus  dapat  diaplikasikan  pada  campuran mempunyai perbedaan ukuran molekul yang besar.  Disamping  itu  dapat  diaplikasikan untuk  memperkirakan  kesetimbangan  uap-cair  dan  cair-cair  baik  untuk  sistem  biner maupun  multikomponen  hanya  dengan parameter biner.

Untuk  sistem  biner  persamaan Wilson  keluar  sebagai  persamaan  terbaik  dan persamaan UNIQUAC jatuh pada urutan terakhir, tetapi  ada  perbedaan  yang  menyolok  untuk kelompok  zat  tertentu  karena  persamaan  NRTL ternyata terbaik untuk larutan yang encer.

Pada percobaan ,untuk dapat memodelkan kesetimbangan uap cair dari bahan yang terlibat digunakan koefisien aktifitas termodinamika NRTL (Non Random Two Liquid)

Hubungan sistem terner dari etanol-air-etilen glikol dan untuk sistem etanol-air-dimetil sulfoksida digambarkan dalam peta kurva residu seperti pada gambar 2 dan 3. Pada kurva terner tersebut tidak ditemukan titik azeotrop terner. Kurva residu merupakan komponen penting yang berguna untuk memahami perilaku campuran yang akan berkaitan dengan desain sistem distilasi. Selain itu susunan kurva residu juga dapat digunakan untuk memungkinkan azeotrop yang stabil dan tidak stabil 

No comments:

Post a Comment