Optimasi Feed Plate dan Temperatur Feed Adsorber Dalam Proses Distilasi Adsorpsi Pada Pembuatan Etanol Absolut

Transkripsi

1 Optimasi Feed Plate dan Temperatur Feed Adsorber Dalam Proses Distilasi Adsorpsi Pada Pembuatan Etanol Absolut Disusun Oleh : Dimas Ardiyanta Koko Yuwono Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Nonot Soewarno, M. Eng

2 Limbah Pabrik Gula (Molasses) Menipisnya Cadangan Bahan Bakar Fosil Polusi Udara Perpres 5 (2006) dan Inpres 1 (2006) BACKGROUND Optimasi Pada Proses Distilasi - Adsorpsi

3 PENELITIAN TERDAHULU No Author's Title Information S. Al-Asheh, Separation of Ethanol-water Penggunaan adsorbent berbasis biomaterial Mixtures using Molecular Sieves (selulosa) dan membandingkan nya dengan F. Banat dan and Biobased Adsorbent molecular sieve. Didapat hasil molecular 1 N. Al-Lagtah sieve yang terbaik ialah ukuran 3A. (2004) S. Kumar et al. (2010) Renewable and Sustainable Energy Reviews 2 meal ialah 4187 kj/kg. Kebutuhan konsumsi energi proses distilasi - adsorpsi menggunakan adsorbent corn meal ialah 4187 kj/kg. 3 Jonathan Sergio G. dan Hartal Dwikurniawan (2011) Pembuatan Etanol Absolut Dengan Distilasi Dan Adsorbsi Menggunakan Molecular Sieve Pemisahan campuran etanol air menggunakan kolom distilasi 8 tray dan proses adsorpsi, dengan konsentrasi distilat 99% 4 Gerdathias Putra dan Ricky Reza Nasution (2011) Mendapatkan Kondisi Operasi Kolom Distilasi yang Menghasilkan Kadar 96% Dalam Pembuatan Etanol Absolut Pemisahan campuran etanol air menggunakan kolom distilasi 16 tray dan adsorpsi dengan konsentrasi 99.7%

4 RUMUSAN MASALAH 1. Berdasarkan penelitian sebelumnya, diperlukan energi yang besar M( kj/kg) pada proses distilasi adsorpsi 2. Belum adanya kondisi optimum untuk feed plate kolom distilasi 16 M tray dan suhu feed adsorpsi TUJUAN PENELITIAN 1. Mendapatkan etanol absolut melalui proses distilasi adsorpsi dengan energi yang optimum ( kurang dari kj/kg) 2. Mendapatkan kondisi optimal feed plate danmtemperatur feed adsorber pada proses distilasi - adsorpsi

5 TINJAUAN PUSTAKA Etanol Absolut Pembuatan Etanol Absolut Nama Lain: Ethanol anhydrous Penampakan Fisik: Cairan jernih, tidak berwarna, dan tidak tersuspensi. Ethanol Fraction: min. 99,5 % v/v etanol (15,6 o C) Fermentasi Distilasi Adsorpsi (Kumar et al., 2010)

6 TINJAUAN PUSTAKA Feed Mikroorganisme Fermentasi Sukrosa : Fermentasi : Carbohidrat (mono-, di-, atau polisakarida) : Yeast Sacharomyces cerevisiae invertase C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Sukrosa Glukosa Fruktosa zymase C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 Glukosa atau fruktosa Etanol Distilasi Pemisahan dari larutan miscible atau partial miscible yang mempunyai perbedaan titik didih dan volatilitas pada masing masing komponen.

7 Metode McCabe-Thiele TINJAUAN PUSTAKA Adsorpsi Fixed-bed Adsorber (Breakthrough Time) Adsorbent Ukuran partikel : Molecular sieve 3A : Air 2,8 A ; Etanol 4,4 A (Mc Cabe, 834)

8 METODOLOGI PERCOBAAN ns

9 Bahan Penelitian >Molase >Urea > Air > Fermipan (Yeast Saccharomyces cerevisiae) Kondisi Operasi Tekanan 760 mmhg ( tekanan atmosferik) Konsentrasi Feed, xf : 10% v/v

10 SKEMA ALAT PENELITIAN g

11 Hasil Penelitian Proses Distilasi 100 DISTILL LATE, %v/v FEED PLATE Gambar 1. Hubungan Konsentrasi Distillate dan Posisi Feed Plate

12 Hasil Penelitian Proses Distilasi RATE DISTILL LATE (ml/detik) FEED PLATE Gambar 2. Hubungan Rate Distillate dan Posisi Feed Plate

13 Hasil Penelitian Proses Distilasi 0.29 Energ gy (kw/l) FEED PLATE Gambar 3. Hubungan Konsumsi Energi dan Posisi Feed Plate

14 Hasil Penelitian Proses Adsorpsi Kurva Break Trough pada Variasi Temperatur C/Co C/Co C= (water) concentration Co= kg/liter Temp 80 o C break trough 0.25 time Temp 100 o C waktu (menit) C= (water) concentration Co= kg/liter waktu (menit) break trough time C/Co C/Co C= (water) concentration Co= kg/liter Temp 90 o C break trough 0.25 time C= (water) concentration Co= kg/liter Temp 110 o C waktu (menit) break trough time waktu (menit)

15 Hasil Penelitian Proses Distilasi - Adsorpsi Biaya Operasi pada Pembuatan Etanol Absolut PLATE %v/v Volume (liter) Biaya Operasi energy cooling water kw Rp volume (liter) Rp Harga Ethanol/ liter (Rp) Harga Explain ethanol/ liter (Rp) profit/liter (Rp) Distillation-Adsorption Tempera ture o C %v/v Volume (liter) Operating Cost energy cooling water kw Rp volume (liter) Rp Cost Ethanol/ liter (Rp) Cost Explain ethanol/ liter (Rp) profit/liter (Rp) Note: biaya feed, transportasi, limbah, operator dan lain-lain dianggap sama.

16 KESIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, didapat beberapa kesimpulan, yaitu: Keadaan optimum feed masuk kedalam kolom distilasi 16 tray adalah pada plate ke-14 dengan kadar distilate 92% v/v dan energi yang diperlukan adalah 759,74 kj/kg. Keadaan optimum temperatur feed masuk kolom adsorpsi adalah pada temperatur 90 o C dengan waktu break through 28 menit. Total energi yang diperlukan dalam proses distilasi adsorpsi pada pembuatan etanol absolut adalah 1358,92 kj/kg.

17 DAFTAR PUSTAKA [1] Al-Asheh, S., Banat, F., Al-Lagtah, N. Separation of Ethanol-Water Mixtures using Molecular Sieves and Biobased Adsorbent, Chemical Engineering Research and Design. 2004; 82(A7): [2] Choiruddin Sinaga, Annisa Damayanti. Optimization of Reflux Ratio and Use of Energy in Distillation Process Ethanol-Water Mixture, [3] Gerdathias putra, Reza Ricky Nasution, Getting Distillation Column Operating Conditions that produce 96% of the content of Making Ethanol Absolu, [4] Jonathan Sergio G, Dwikurniawan, Built With Absolute Ethanol Distillation and Molecular Sieve Using adsorption [5] Kumar, S., Singh, N., Prasad, R. Anhydrous Ethanol : A Renewable Source of Energy. Renewable and Sustainable Energy Reviewes. 2010; 14: [6] McCabe,W.L., Smith,J.C., and Harriot,P. Unit Operations Of Chemical Engineering. New York : McGraw- Hill Book Company [7] Seader,J.D. and Henley,E.J. Separation Process Principles. New York : John Wiley & Sons, Inc [8] Wang, Y., Gong, C., Sun, J. Separation of Ethanol/Water Azeotrope using Compound Starch-based Adsorbent. Bioresource Technology. 2010; 101:

18