Distilasi batch: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
NonaSenjaa (bicara | kontrib) Tidak ada ringkasan suntingan |
Wagino Bot (bicara | kontrib) |
||
| (11 revisi perantara oleh 7 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{Orphan|date=Januari 2023}}
'''Distilasi batch''' adalah salah satu jenis distilasi atau pemisahan suatu campuran antara dua cairan berdasarkan titik didihnya. Dalam skala laboratorium, proses pemisahan secara distilasi dapat dilakukan dalam sebuah kolom packing yang dioperasikan secara batch. Sedangkan dalam skala industri dapat dilakukan dengan kolom packing maupun tray. Dalam operasi distilasi batch, sejumlah massa larutan dimasukkan ke dalam labu didih dan dipanaskan. Selama proses dilakukan, larutan akan menguap dan uap yang terbentuk secara kontinyu mengalir meninggalkan labu didih (reboiler) untuk kemudian diembunkan pada kondenser. ▼
▲'''Distilasi batch''' adalah salah satu jenis distilasi atau pemisahan suatu campuran antara dua cairan berdasarkan titik didihnya. Dalam skala laboratorium, [[proses pemisahan]] secara distilasi dapat dilakukan dalam sebuah kolom packing yang dioperasikan secara batch. Sedangkan dalam skala industri dapat dilakukan dengan kolom packing maupun tray. Dalam operasi distilasi batch, sejumlah massa larutan dimasukkan ke dalam labu didih dan dipanaskan. Selama proses dilakukan, larutan akan menguap dan uap yang terbentuk secara kontinyu mengalir meninggalkan labu didih (reboiler) untuk kemudian diembunkan pada kondenser.<ref>{{Cite journal|last=Permatasari|first=Ratih; Atlway, Ali; Susianto, Susianto|date=19 Juni 2016|title=Pemodelan dan Simulasi Distilasi Batch Broth Fermentasi Tray Column dengan Serabut Wool|journal=Teknik Kimia|volume=9|issue=2|pages=44-49|doi=doi:10.33005/jurnal_tekkim.v9i2.544. ISSN 2655-8394.}}</ref>
Pada skala laboratorium, panas disuplai melalui pemanas mantel atau waterbath. Sedangkan dalam skala industri, panas disuplai melalui kumparan atau dinding bejana hingga mencapat titik didihnya. Ciri utama dari operasi ini adalah tidak adanya aliran umpan masuk selama proses operasi distilasi berjalan. Selama berjalannya waktu, terjadi perubahan komposisi dan suhu. Uap akan mengalir meninggalkan reboiler saat berada dalam kesetimbangan dengan cairannya, namun karena didalam uap mengandung lebih banyak senyawa yang volatil, komposisi cairan dan uap tidak konstan. Dalam industri, distilasi batch digunakan dalam pemisahan minyak mentah menjadi bagian-bagian khusus seperti transportasi, pembangkit listrik, pemanas, dll. Selain itu, distilasi batch juga digunakan dalam bidang farmasi dan minyak esensial seperti pemisahan minyak kemiri dari biji kemiri hingga pembuatan bahan bakar nabati hasil fermentasi yang prosesnya menggunakan operasi distilasi batch multikomponen.▼
▲Pada skala laboratorium, panas disuplai melalui pemanas mantel atau waterbath. Sedangkan dalam skala industri, panas disuplai melalui kumparan atau dinding bejana hingga mencapat titik didihnya. Ciri utama dari operasi ini adalah tidak adanya aliran umpan masuk selama proses operasi distilasi berjalan. Selama berjalannya waktu, terjadi perubahan komposisi dan suhu. Uap akan mengalir meninggalkan reboiler saat berada dalam kesetimbangan dengan cairannya, namun karena didalam uap mengandung lebih banyak senyawa yang volatil, komposisi cairan dan uap tidak konstan. Dalam industri, distilasi batch digunakan dalam pemisahan minyak mentah menjadi bagian-bagian khusus seperti transportasi, pembangkit listrik, pemanas, dll. Selain itu, distilasi batch juga digunakan dalam bidang farmasi dan minyak esensial seperti pemisahan minyak kemiri dari biji kemiri hingga pembuatan bahan bakar nabati hasil fermentasi yang prosesnya menggunakan operasi distilasi batch multikomponen.<ref>{{Cite journal|last=Santosa|first=Herry|date=2002|title=“Distilasi Multistage dengan Sistem Refluk”|journal=Operasi Teknik Kimia Distilasi,Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.}}</ref>
== Rumus ==▼
Persamaan yang menggambarkan proses distilasi batch adalah sebagai berikut :<ref>{{Cite journal|last=Atkins,|first=P.W.,|date=1999|title=Kimia Fisika Jilid II|journal=Erlangga, Jakarta}}</ref>
- Neraca Massa Total
Baris 19 ⟶ 20:
ROMA = ''Rate of Mass Accumulation''
dimana,
<math>0-D={dW \over dt}</math>
Baris 35 ⟶ 36:
W = Mol total larutan bottom, mol
yi = [[Fraksi mol]] komponen i pada distilat, mol/mol
xi = Fraksi mol komponen i pada larutan bottom, mol/mol
== Kesetimbangan Fasa<ref>{{Cite journal|last=Abilkhairova, Zh.A.|first=; Baimaganbetova, Zh.T.; Bekmurzaeva, R.A.; Nurgaliyeva, S.A.|date=29-12-2021|title=Bulletin of the Karaganda University.|journal=Pedagogy series.|volume=104|issue=4|pages=101-107|doi=doi:10.31489/2021ped4/101-107. ISSN 2518-7937.}}</ref> ==
Kesetimbangan fasa terjadi apabila sistem terdiri atas lebih dari satu fasa. Keadaan setimbang dapat dicapai ketika temperatur dan tekanan di dalam sistem tidak lagi mengalami perubahan sehingga nilainya seragam di seluruh sistem. Pada keadaan setimbang, fraksi mol suatu komponen dalam campuran akan memiliki nilai tertentu. Terdapat beberapa syarat yang menentukan apakah suatu sistem berada dalam keadaan setimbang, antara lain:
Baris 54 ⟶ 55:
Kesetimbangan uap-cair merupakan kondisi dimana fase uap berkesetimbangan dengan fasa cairnya. Kesetimbangan uap-cair dapat dianalisis dan diprediksi dengan persamaan termodinamika. Pada kondisi yang belum disediakan dalam eksperimen, perlu dilakukan ekstrapolasi dan interpolasi. Dalam wadah tertutup untuk sistem fase uap-cair akan terbentuk paling sedikit dua fase pada keadaan setimbang.
== Larutan Ideal dan Non-ideal<ref>{{Cite journal|last=Kurniati|first=E|date=2011|title=Kesetimbangan Uap Cair Sistem Binair Pada Distilasi Batch N-Hexane-Air,|journal=UPN Press, Surabaya}}</ref> ==
Larutan ideal merupakan larutan yang memenuhi hukum Raoult. Hal ini disebabkan karena gaya antar molekul seluruh komponen-komponennya sama, misalnya zat A dan zat B, gaya antar partikel adalah sama. Fenomena tersebut menyebabkan volume larutan sama dengan jumlah volume pelarut dan terlarut yang dicampur. Selain itu, pada proses pencampuran antara zat pelarut dan terlarutnya tidak menghasillkan entalpi.
Larutan non ideal merupakan larutan yang menyimpang dari hukum Raoult karena seluruh gaya antar molekulnya harus dipertimbangkan ke dalam perhitungan. Hal ini mengakibatkan adanya beda volume pada saat pencampuran, artinya penjumlahan volume zat terlarut dengan zat pelarut tidak sama dengan volume larutannya. Selain itu, pada saat pencampuran menghasilkan efek kalor atau entalpi.
Pada kenyataannya, tidak ada larutan yang benar-benar ideal. Oleh karena itu, diperlukan fugasitas untuk menghubungkan penyimpangan suatu larutan dari kondisi idealnya. Perbandingan antara fugasitas dalam keadaan tertentu terhadap fugasitas dalam keadaan standar pada temperatur yang sama disebut dengan aktivitas. [[Koefisien aktivitas]] (γ) merupakan bilangan yang menunjukkan penyimpangan pada suatu larutan dan digunakan untuk memprediksi dan mengevaluasi proses sesungguhnya dari perilaku ideal. Apabila suatu larutan bersifat ideal, maka γ = 1.
== Model Koefisien Aktivitas<ref>{{Cite journal|last=Agung Rasmito|first=Yustia Wulandari|date=April 2010|title=The Use Of Wilson Equation, NRTL, and Uniquac In Predicting VLE Of Ternary Systems|journal=Jurnal Teknik Kimia|volume=4|issue=2|pages=305-306}}</ref> ==
=== Persamaan Wilson ===
Baris 109 ⟶ 110:
=== Persamaan TPM ===
Persamaan ini menyatakan excess Gibss energi dari campuran cairan. Kelebihan dari persamaan ini adalah mudah digunakan karena tidak memerlukan banyak basis perhitungan. Sedangkan kekurangan dari persamaan ini adalah memiliki keakuratan yang masih terbilang rendah dalam menyatakan kondisi campuran dua zat (biner).
<math>{G^E \over RT}=(A_2x_1+A_1x_2)x_1x_2</math>
<math>ln\gamma_1 = x_2^2[A_1+2(A_2-A_1)x_1]</math>
<math>ln\gamma_2 = x_2^1(A_2+2(A_1-A_2)x_2)</math>
==Lihat pula==
{{Portal|Kimia|Ilmu}}
*[[Distilasi azeotropik]]
*[[Distilasi ekstraktif
*[[Distilasi fraksional]]
*[[Heteroazeotropi]]
Baris 120 ⟶ 128:
==Bacaan lanjutan==
* {{cite book|author1=Perry, Robert H. |author2=Green, Don W. |name-list-style=amp |title=Perry's Chemical Engineers' Handbook|edition=7th| publisher=McGraw-Hill|year=1984|isbn=978-0-07-049841-9|title-link=Perry's Chemical Engineers' Handbook }}
* {{cite book |author1=Johann G. Stichlmair |author2=James R. Fair | title = Distillation: principles and practice |url=https://archive.org/details/distillationprin0000stic | publisher = Wiley-VCH | year = 1998 | isbn = 978-0-471-25241-2}}
* {{cite book|author=I.M. Mujtaba|title=Batch Distillation:Design and Operation|publisher=Imperial College Press|year=2004|isbn=978-1-86094-437-6}}
* Hilmen Eva-Katrine, ''Separation of Azeotropic Mixtures:Tools for Analysis and Studies on Batch Distillation Operation'', Thesis, Norwegian University of Science and Technology Department of Chemical Engineering, (2000).
*{{cite journal | last = Beychok | first = Milton | title = Algebraic Solution of McCabe-Thiele Diagram | journal = Chemical Engineering Progress | date = May 1951 }}
== Referensi ==
[[Kategori:Distilasi|batch]]
| |||