REVIEW JURNALPEMURNIAN ETANOL DENGAN AZEOTROPIC

DISTILATION

Disusun oleh :

1. Jemy Harris (I0508097)2. Anni Nurhayati (I0511006)3. Cornelius Satria Yudha (I0511012)4. Eka Yoga Ramadhan (I0511019)5. Ira Wariadi (I0511028)6. Nugroho Fajar W. (I0511033)7. Putria Ari Susanti (I0511040)8. Simon Dicky Surya S. (I0511049)

JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA

2013

BAB IPENDAHULUAN

Seiring kemajuan bidang industri dan transportasi,konsumsi bahan bakar

minyak bumi semakin meningkat. akibatnya, persediaan di dunia semakin

menipis. perkiraan tentang penurunan produk minyak bumi pada masa yang akan

datang dan ketergantungan yang besar terhadap sumber energi minyak bumi,

mendorong penelitian dan pengembangan suber energi alternatif dari bahan-bahan

alam yang jumlahnya melimpah dan bersifat terbarukan (renewable natural

resources).

Bioetanol merupakan salah satu sumber energi alternatif yang sangat

prospektif untuk dikembangkan di Indonesia sebagai bahan bakar substitutif

ataupun aditif bahan bakar fosil yang digunakan selama ini, yaitu bensin, karena

terbuat dari bahan baku alam yang dapat diperbaruhi dan bersifat lebih ramah

linkungan

Salah satu persoalan dalam proses pembuatan bioetanol berkaitan dengan

pemurniannya, karena terbentuk campuran azeotrop etanol-air yang tidak dapat

dipisahkan dengan proses distilasi biasa. Oleh karena itu, metode lain diperlukan

untuk memisahkan campuran azeotrop etanol-air. Pada penelitian ini, distilasi

azeotrop digunakan untuk mendapatkan bioethanol murni dari campuran

azeotropnya. dalam distilasi azeotrop, pemisahan dapat terjadi dengan

penambahan entrainer, yaitu suatu zat yang berperan mengubah volatilitas relatif

komponen kunci. Pada penelitian ini, entrainer yang digunakan adalah isooktan.

Penelitian dilakukan dengan konstruksi model, validasi model, dan

simulasi proses distilasi azeotrop dengan bantuan ChemCad Simulation Software

sehingga dapat diketahui konfigurasi kolom dan kondisi operasi optimum untuk

menghasilkan etanol yang memenuhi standar bahan bakar (fuel grade ethanol),

yaitu etanol dengan kemurnian 99,5%

BAB II

METODE SUBJEK

A. Bioetanol

Bioetanol merupakan salah satu sumber energi alternatif yang

sangat prospektif untuk dikembangkan di Indonesia sebagai bahan bakar

substitutif ataupun aditif bahan bakar fosil yang digunakan selama ini, yaitu

bensin, karena terbuat dari bahan baku alam yang dapat diperbarui dan bersifat

lebih ramah lingkungan.

Etanol dapat diperoleh dari berbagai cara, yakni hidrasi etilen, fermentasi

glukosa atau sebagai hasil samping dari kegiatan industri. Namun, kadar etanol

yang dihasilkan dari proses ini belum memenuhi syarat sebagai bahan bakar

kendaraan bermotor, yakni 99,5% sehingga diperlukan suatu proses untuk

meningkatkan kemurnian etanol tersebut. Bioetanol yang dimanfaatkan sebagai

substitusi bahan bakar minyak untuk motor berbahan bakar bensin diaplikasikan

dalam bentuk murni (E100) atau campuran (gasohol), misalnya 10% bioetanol

dicampur dengan 90% bensin (disebut E10).

Salah satu persoalan dalam proses pembuatan bioetanol berkaitan dengan

pemurniannya, karena terbentuk campuran azeotrop etanol-air yang tidak dapat

dipisahkan dengan proses distilasi biasa karena etanol akan membentuk azeotrop

dengan air pada temperatur 78,15°C pada konsentrasi 95,6% berat (97,2%volume)

sehingga tidak dapat dipisahkan melalui proses distilasi biasa. Oleh karena itu,

metode lain diperlukan untuk memisahkan campuran azeotrop etanol-air.

Distilasi azeotrop digunakan untuk mendapatkan bio-ethanol murni dari campuran

azeotropnya. Dalam distilasi azeotrop, pemisahan dapat terjadi dengan

penambahan entrainer, yaitu suatu zat yang berperan mengubah volatilitas relatif

komponen.

B. Distilasi Azeotropik

Dalam distilasi azeotropik volatilitas komponen yang ditambahkan sama

dengan campuran, dan azeotrop terbentuk dengan satu atau lebih komponen

berdasarkan perbedaan polaritas. Jika agen pemisahan bahan yang dipilih untuk

membentuk azeotrop dengan lebih dari satu komponen pada umpan maka disebut

sebagai entrainer. Penambahkan entrainer harus dipulihkan dengan distilasi,

dekantasi, atau metode pemisahan yang lain dan dikembalikan ke bagian atas

kolom.

Distilasi azeotrop digunakan untuk campuran yang sulit dipisahkan

melalui proses distilasi biasa, karena membentuk azeotrop, di mana komposisi

komponen di fasa uap maupun cair tidak berubah lagi oleh pemanasan (Widagdo

dan Seader, 1996). Prosesnya dilakukan dengan penambahan extraneous mass-

separating agent yang dikenal sebagai entrainer ke dalam campuran azeotrop

sehingga entrainer akan membentuk azeotrop terner dengan kedua komponen

kunci tersebut. Entrainer harus memenuhi syarat: murah dan mudah diperoleh,

stabil secara kimia (tidak reaktif selama pemisahan berlangsung), tidak korosif,

tidak beracun, memiliki panas penguapan yang rendah, viskositas rendah untuk

memberikan efisiensi tinggi pada tray (Treybal, 1981).

Gambar 1. Diagram Alir Destilasi Azeotropik

B.1. Distilasi azeotropik dengan iso-oktan

Menurut Bisowarno, dkk (2010), Distilasi azeotropik dengan iso-oktan

sebagai entrainer dapat disimulasi dengan menggunakan program ChemCad 6.0.1.

Model yang digunakan adalah model Cairns dan Furzer dikarenakan dalam

program tersebut sudah terdapat data-data termodinamik senyawa murni dan biner

sehingga dengan memasukan input data dan kondisi operasi dapat diperoleh data-

data hasil penelitian sebagai upaya mendapatkan etanol anhidrat.

Gambar 2. Diagram Alir Proses Destilasi Etanol dengan Iso-oktan

B.2 . Distilasi azeotropik dengan sikloheksana

Distilasi azeotropik menggunakan pelarut dengan titik didih sedang untuk

membentuk azeotrope baru ke dalam campuran dan pada saat yang sama untuk

menghasilkan dua fase cair yang memungkinkan , dengan cara gabungan ,

memisahkan etanol dari air . Teknik ini meskipun banyak digunakan, tetapi masih

terdapat kekurangan yaitu kehilangan penerimaan karena stabilitas yang buruk

dan konsumsi energi yang tinggi . Proses ini memiliki dua kolom dan satu

dekanter . Pertama kolom distilasi azeotropik heterogen dirancang untuk

mendapatkan produk etanol dengan kemurnian tinggi di bagian bawah kolom

sementara mendapatkan minimum didih etanol - air - sikloheksana azeotrop di

bagian atas kolom . itu azeotrop diperoleh di atas adalah heterogen dan aliran uap

atas kemudian terkondensasi untuk membentuk dua fasa cair dalam dekanter [ 7 ,

9 ] . Fase organik terutama mengandung sikloheksana direfluks kembali ke

azeotropik heterogen kolom distilasi. Fasa air ditarik keluar dari botol yang akan

dikirim ke entrainer kolom recovery dimana pada aliran dasar diperoleh air pada

dasarnya murni dan di atas dihapus sikloheksana untuk didaur ulang ke kolom

pertama.

Gambar 3. Diagram Alir Proses Destilasi Etanol dengan Sikloheksana

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

C.1. Distilasi azeotropik dengan iso-oktan

Gambar 4. Pengaruh Reboiler Duty terhadap Kemurnian Etanol

Gambar 5. Pengaruh Refluks Rasio terhadap Kemurnian Etanol

Gambar 6. Pengaruh Feed locationTehadap Kemurnian

C.2. Distilasi azeotropik dengan siklo-heksana

Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa memungkinkan untuk menghasilkan etanol anhidrat menggunakan sikloheksana sebagai entrainer dengan pemulihan mol etanol yang tinggi . Sebagai uap di kolom atas pendekatan konsentrasi ke azeotrop tersier heterogen , pemisahan itu dicapai ditingkatkan di kolom dehidrasi . Sebagai laju aliran refluks organik dan laju alir recycle meningkatkan konsentrasi etanol pada residu dehidrasi. Kolom juga meningkatkan meningkatkan kinerja pemisahan tetapi juga meningkatkan beban panas

C.3. Analisi ekonomi

Biaya modal untuk kolom dan adsorpsi banyak dipengaruhi oleh rasio

refluks

, laju aliran daur ulang dan penggunaan entrainer dalam destilasi. Selain itu

parameter ini mempengaruhi secara langsung panas pada proses dan kualitas akhir

produk etanol. Untuk mengevaluasi biaya yang terkait dengan teknologi, empiris

korelasi yang digunakan, secara singkat dijelaskan di bawah ini.

Untuk penukar panas, kondensor dan reboilers dari kolom distilasi, korelasi

didasarkan pada luas permukaan pertukaran panas, semua penukar panas yang

disimulasikan sebagai shell and tube, sehingga daerah ini disebut luas permukaan

luar tabung. Korelasi juga diperhitungkan untuk panjang tabung , bahan dari shell

dan tabung , penurunan tekanan di sisi shell dan jenis peralatan (ketel vaporizer, U

-Tube, kepala mengambang, dll ). Di sisi lain digunakan untuk memperkirakan

kolom distilasi dan biaya decanter, kapal, menara bisa horizontal ( decanter ) dan

vertikal ( kolom distilasi ) diatur. Korelasi juga pada tekanan operasi yang lebih

tinggi daripada tekanan atmosfer atau vakum, dan korelasi digunakan berbeda

sesuai dengan ini parameter. Biaya dasar dikoreksi oleh berat shell kosong

termasuk nozel, manholes, dan biaya platform. Faktor penting lain dalam memilih

teknologi terbaik alternatif adalah konsumsi utilitas, serta biaya investasi yang

terjadi selama awal teknologi. Lalu, dengan mempertimbangkan dua faktor

terakhir, distilasi ekstraktif dengan etilenaglikol merupakan alternatif yang paling

menarik karena konsumsi energi dan biaya investasi modal yang kompetitif dan

mewakili penghematan penting dalam biaya akhir etanol yang dihasilkan.

Sedangkan biaya yang paling mahal adalah teknologi distilasi azeotropik.