PENGARUH FAKTOR HIDRODINAMIKA (JENIS IMPELER)TERHADAP PROSES PRODUKSI HIDROGEN SECARA FERMENTATIF DI DALAM REAKTOR BERPENGADUK

Transkripsi

1 PENGARUH FAKTOR HIDRODINAMIKA (JENIS IMPELER)TERHADAP PROSES PRODUKSI HIDROGEN SECARA FERMENTATIF DI DALAM REAKTOR BERPENGADUK Oleh : Christina Wahyu K Iss Gagha Astried N Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sugeng Winardi, M.Eng. Dr. Tantular Nurtono, ST. M.Eng. Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran Jurusan Teknik Kimia Fakultas Industri Institut TeknologiLOGO Sepuluh Nopember Surabaya 211

2 Latar Belakang Ketergantungan pada bahan bakar fosil Menipisnya bahan bakar fosil Perubahan iklim global, kerusakan lingkungan, dan masalah kesehatan Tidak menghasilkan CO 2 dan CO 122 kj/gr HIDROGEN Sumber energi alternatif yang ramah lingkungan Produksi Hidrogen Secara Fermentatif

3 Rumusan Masalah Pada produksi hidrogen selama ini hidrogen yang dihasilkan tidak bisa dilepaskan secara maksimal sehingga menyebabkan yield gas H 2 yang diperoleh kurang maksimal. Tujuan Penelitian Mempelajari pengaruh jenis impeller terhadap proses pelepasan hidrogen dari substrat dalam proses produksi hidrogen secara fermentatif di dalam reaktor berpengaduk sehingga diharapkan dapat meningkatkan yield gas H 2.

4 Penelitian Terdahulu Lee et al., 2 Ding et al., 21 Kinasih dan Safitri, 21 Menggukan impeller flat type dan pitched type menghasilkan produk yang lebih tinggi pada penggunaan impeller pitched type untuk kecepatan yang sama. Impeler dengan tipe (normal impeller dan optimized impeller) dan kecepatan berbeda menghasilkan pola alir yang berbeda pula, yang akhirnya mempengaruhi efisiensi produksi bio-hidrogen. Mempelajari pengaruh kecepatan pengadukan terhadap yield hidrogen dengan menggunakan impeller tipe pitched blade turbine. Yield meningkat dari,8 mol H 2 /mol glukosa (46 rpm) menjadi,17 mol H 2 /mol glukosa (165 rpm)

5 Pengaruh Faktor Hidrodinamika Proses Fermentasi Hidrogen Multi fasa (Padat, Cair, Gas) C 6 H 12 O 6 + 2H 2 O mikroba 2CH 3 COOH + 4H 2 + 2CO 2 Fungsi Pengadukan: C 6 H 12 O 6 mikroba CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2CO 2 + 2H 2 Menghomogenkan media cair (substrat) dan bakteri Memeratakan suhu dan ph Pelepasan gas dari substrat

6 Pola Aliran Fluida Berdasarkan Jenis Impeler Pitched Blade turbine axial flow Rushton turbine radial flow

7 Skema Reaktor

8 Dimensi Impeler 6 blade 45 pitched blade turbine impeller turbine impeller

9 Prosedur Eksperimen

10 Hasil Percobaan dan Pembahasan Pengaruh Jenis Impeler Terhadap Pertumbuhan Bakteri dan Konsumsi Glukosa (Pada Clearance tetap 1/3 H) 165 rpm 2 rpm 6 Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller 6 Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller turbine impeller turbine impeller Jumlah Bakteri (sel/mm 3 ) Fase adaptasi Fase log Fase stasioner Konsentrasi glukosa %(w/v) Jumlah Bakteri (sel/mm 3 ) Fase adaptasi Fase log Fase stasioner Konsentrasi Glukosa % (w/v) Waktu (jam) Waktu (jam)

11 Hasil Percobaan dan Pembahasan Pengaruh Jenis Impeler Terhadap Konsentrasi Gas Hidrogen (Pada Clearance tetap 1/3 H) 165 rpm 2 rpm 6 blade 45 pitched blade turbine impeler 165 rpm 2 rpm turbine impeler 6 blade 45 pitched blade turbine impeler turbine impeler 3,32 29,8 29,36 32,5 Catatan: konsentrasi gas hidrogen merupakan hasil rata-rata

12 Hasil Percobaan dan Pembahasan Pengaruh Jenis Impeler Terhadap Volume Gas Hidrogen (Pada Clearance tetap 1/3 H) 165 rpm 2 rpm Volume (ml) Volume biogas Volume Gas H2 Volume (ml) Volume Biogas Volume Gas H Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeler Blade Rushton Turbine Impeler 2 6 Blade 45 Pitched 1 Blade Turbine Impeler Blade Rushton Turbine Impeler

13 Hasil Percobaan dan Pembahasan Pengaruh Jenis Impeler Terhadap Yield Gas Hidrogen (Pada Clearance tetap 1/3 H) 165 rpm 2 rpm Yield (mol H2/mol glukosa terkonsumsi) Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller Turbine Impeller.2992 Yield (mol H2/mol glukosa terkonsumsi) Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller Turbine Impeller.483 Tipe Pengaduk 1 Tipe Pengaduk 1

14 Hasil Percobaan dan Pembahasan Pengaruh Jenis Impeler Terhadap Pertumbuhan Bakteri dan Konsumsi Glukosa (Pada Kecepatan Putar Impeler Tetap 2 rpm) 1/3 H 1/2 H 6 Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller 6 Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller turbine impeller turbine impeller Jumlah Bakteri (sel/mm 3 ) Fase adaptasi Fase log Fase stasioner Konsentrasi Glukosa % (w/v) Jumlah Bakteri (sel/mm 3 ) Fase adaptasi Fase log Fase stasioner Konsentrasi Glikosa % (w/v) Waktu (jam) Waktu (jam)

15 Hasil Percobaan dan Pembahasan Pengaruh Jenis Impeler Terhadap Konsentrasi Gas Hidrogen (Pada Kecepatan Putar Impeler Tetap 2 rpm) 1/3 H 1/2 H 6 blade 45 pitched blade turbine impeler 1/3 H 1/2 H turbine impeler 6 blade 45 pitched blade turbine impeler turbine impeler 29,36 32,5 39,65 18,9 Catatan: konsentrasi gas hidrogen merupakan hasil rata-rata

16 Hasil Percobaan dan Pembahasan Pengaruh Jenis Impeler Terhadap Volume Gas Hidrogen Kecepatan Putar Impeler Tetap 2 rpm) (Pada 1/3 H 1/2 H Volume (ml) Volume Biogas Volume Gas H2 Volume (ml) Volume Biogas Volume Gas H2 2 6 Blade 45 Pitched 1 Blade Turbine Impeler Blade Rushton Turbine Impeler Blade 45 Pitched 1 Blade Turbine Impeler impeller

17 Hasil Percobaan dan Pembahasan Pengaruh Jenis Impeler Terhadap Yield Gas Hidrogen (Pada Kecepatan Putar Impeler Tetap 2 rpm) 1/3 H 1/2 H Yield (mol H2/mol glukosa terkonsumsi) Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller Turbine Impeller.483 Yield (mol H2/mol glukosa terkonsumsi) ,1848,26 6 Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller Turbine Impeller Tipe Pengaduk 1 Tipe1Pengaduk

18 Simpulan Pada kecepatan putar impeler yang sama jenis Impeler tidak memberikan pengaruh yang besar pada pertumbuhan bakteri dan konsumsi glukosa. Jenis impeler sangat berpengaruh pada keluaran gas hidrogen dari reaktor. Jenis impeler 6 Blade 45 Pitched Blade Turbine Impeller Menghasilkan yield gas hidrogen yang jauh lebih baik dari pada turbine impeller pada kecepapan putar impeler 165 dan 2 rpm maupun clearance 1/3 H dan 1/2 H.

19 Mohon Saran dan Bimbingan Laboratorium Mekanika Fluida dan Pencampuran Jurusan Teknik Kimia Fakultas Industri Institut TeknologiLOGO Sepuluh Nopember Surabaya 211