Laporan Praktikum(destilasi).docx

Nilai :

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PASCA PANEN (Destilasi)

Oleh: Nama

: Thristyanta

NPM

: 240110150075

Hari, Tanggal Praktikum : Jumat, 18 Mei 2018 Waktu/Shift

: 07.30 WIB/ B1

Co.Ass

: 1. Ima Renicha 2. Sita Halimatus Sa’diyah 3. Zahrah Eza Arpima 4. Zulfaa Irbah Zain

LABORATORIUM PASCA PANEN DAN TEKNOLOGI PROSES DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2018

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pemisahan komponen yang memiliki sifat fisik atau kimiawi merupakan salah satu proses yang sering dijumpai pada proses teknik kimia selain pencampuran, evaporasi dll. Distilasi atau dikenal juga penyulingan bertujuanuntuk meningkatkan konsentrasi atau kemurnian satu atau lebih komponen yang biasanya produknya memiliki titik didih lebih rendah (produk atas). Sedangkan yang memiliki titik didih lebih tinggi akan diperoleh pada produk bawah dan jika lebih dari dua komponen akan merupakan residu. Destilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Dimana zat yang mempunyai titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu,kemudian uap tadi akan mengalami proses pendinginan pada kondensor. Di dalam kondensor akan terjadi proses perubahan fasa, uap akan berubah menjadi fasa cair yang akan mengalir keluar sebagai distilat. Titik didih air murni adalah 100 ºC Pada proses destilasi terjadi perubahan wujud dari cair ke uap hasil pemanasan berdasarkan titik didihnya. Kemudian uap tersebut di dinginkan dan terjadi proses pengembunan sehingga memperoleh cairan murni (destilat). Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton.

1.2 Tujuan Praktikum Tujuan dari praktikum kali ini adalah: 1.2.1 Tujuan Instruksional Umum (TIU)

Mahasiswa dapat mempelajari proses destilasi secara umum dalam Teknik Pertanian. 1.2.2 Tujuan Intruksional Khusus (TIK) Adapun Tujuan Intruksional Khusus yaitu: 1. Mahasiswa dapat mengetahui cara melakukan pemisahan 2 jenis bahan atau lebih yang mempunyai titik didih berbeda dengan cara destilasi. 2. Mahasiswa dapat melakukan destilasi terfraksi.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Destilasi Destilasi adalah suatu proses pemurnian untuk senyawa cair, yaitu suatu proses yang didahului dengan penguapan senyawa cair dengan memanaskannya, lalu mengembunkan uap yang terbentuk yang akan ditampung dalam wadah yang terpisah untuk mendapatkan destilat(Underwood, 1983). Proses yang terjadi pada destilasi adalah perubahan fase cair menjadi fase uap atau gas dengan pendidihan dan kondensasi pengembun, tetapi destilasi bukan merupakan dua urutan proses penguapan kondensasi. Tekanan uap selalu bertambah dengan kenaikan suhu(Khopkar, 2003) Destilasi merupakan metode pemisahan dan pemurnian dari cairan yang mudah menguap yang penting. Prosesnya meliputi penguapan cairan tersebut dengan cara memanaskan, dilanjutkan dengan kondensasi uapnya menjadi cairan, disebut dengan destilat. Terdapat berbagai macam cara destilasi, yaitu destilasi sederhana, destilasi fraksi, destilasi tekanan rendah, destilasi uap air, dan microscale destilasi. Dalam prakteknya pemilihan prosedur destilasi tergantung pada sifat cairan yang akan dimurnikan dan sifat pengotor yang ada di dalamnya (Komariah,2015).

2.2 Macam-macam Teknik Destilasi 2.2.1

Destilasi Sederhana Tekanan uap suatu cairan akan meningkat seiring dengan bertambanya

temperatur, dan titik dimana tekan uap sama dengan tekanan eksternal cairan disebut sebagai titk didih. Proses pemisahan campuran cairan biner A dan B menggunakan distilasi dapat dijelaskan dengan hukum Dalton dan Raoult. Menurut hukum Dalton, tekanan gas total suatu campuran biner, atau tekanan uap suatu cairan (P), adalah jumlah tekanan parsial dari masing-masing komponen A dan B (PA dan PB) P = PA + PB

(1)

Hukum Raoult menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan tertentu, tekanan parsial uap komponen A (PA) dalam campuran sama dengan hasil kali antara tekanan uap komponen murni A (PAmurni) dan fraksi molnya XA PA = PAmurni . XA

(2)

Sedang tekanan uap totalnya adalah Ptot = PAmurni . XA + PBmurni . XB

(3)

Dari persamaan tersebut di atas diketahui bahwa tekanan uap total suatu campuran cairan biner tergantung pada tekanan uap komponen murni dan fraksi molnya dalam campuran (Treybal, 1995) Hukum Dalton dan Raoult merupakan pernyataan matematis yang dapat menggambarkan apa yang terjadi selama distilasi, yaitu menggambarkan perubahan komposisi dan tekanan pada cairan yang mendidih selama proses distilasi. Uap yang dihasilkan selama mendidih akan memiliki komposisi yang berbeda dari komposisi cairan itu sendiri. Komposisi uap komponen yang memiliki titik didih lebih rendah akan lebih banyak (fraksi mol dan tekanan uapnya lebih besar). Komposisi uap dan cairan terhadap suhu tersebut dapat digambarkan dalam suatu grafik diagram fasa berikut ini.

Gambar 1. Grafik fasa Jika uap dipindahkan dari campuran cairan, maka pada suatu waktu tertentu, komposisi campuran cairan akan berubah. Fraksi mol cairan yang memiliki titik didih lebih tinggi akan meningkat di dalam campuran. Karena komposisi campuran

cairan berubah, maka titik didih akan berubah. Biasanya yang diukur adalah suhu uap. Plot berbagai jenis kurva pemanasan ditunjukkan pada grafik di bawah ini.

Gambar 2. Grafik Kurva Pemanasan Untuk memperoleh distilasi sederhana yang efektif diperlukan suatu kurva seperti lurva C. Kita akan mengamati suhu uap yang konstan, sangat dekat dengan titik didih cairan yang memiliki titik didih lebih rendah. Jika suhu uap mulai naik dengan cepat, maka kita dapat menghentikan pengumpulan distilat. Pada prakteknya, kebanyakan campuran sukar untuk dimurnikan melalui satu distilasi sederhana. (Treybal,1995)

Gambar 3. Distilasi sederhana

2.2.2

Destilasi Fraksi Distilasi sederhana yang dilakukan hanya sekali biasanya tidak akan dapat

memisahkan dua cairan secara sempurna. Cairan yang berasal dari uap terkondensasi (distilat) akan mengandung komponen dengan titik didih lebih rendah dengan proporsi yang lebih besar, akan tetapi masih mengandung komponen yang memiliki titik didih lebih tinggi di dalamnya.

Jika distilat ini kita distilasi sekali lagi, maka komponen dengan titik didih rendah akan makin banyak pada distilatnya. Demikian seterusmnya, hingga kita bisa mendapatkan distilat yang hampir 100% mengandung komponen dengan titik didih lebih rendah. Diagram fasa berikut ini menyatakan perubahan komposisi dari multipel distilasi ini

Gambar 4. Grafik Perubahan komposisi Melakukan multipel distilasi memerlukan banyak waktu dan kita akan kehilangan banyak sampel karena cairan yang tertinggal di dalam labu. Untuk itu kita dapat menggunakan alat yang disebut dengan kolom fraksi yang berfungsi untuk meningkatkan efek multipel distilasi ini. Prosesnya disebut sebagai distilasi fraksi. Fungsi kolom fraksi ditunjukkan pada diagram di bawah ini, Saat uap mencapai kolom, uap tersebut akan mengalami kondensasi dan membentuk cairan. Cairan tersebut memiliki komposisi sama dengan uap darimana dia berasal dan diperkaya dengan cairan dengan titik didih rendah. Cairan terkondensasi tersebut akan ditahan pada kolom dan menetes secara pelahan-lahan. Uap campuran akan terus terbentuk dan bergerak ke arah bagian atas kolom. Ketika uap tersebut bertemu dengan tetesan cairan, maka uap akan terkondensasi dan mentransfer energi panasnya pada cairan. Energi panas ini dapat menyebabkan tetesan cairan mendidih, membentuk uap baru. Uap yang baru terbentuk ini akan makin banyak pada cairan bertitik didih rendah dibanding uap pada bagian awal. Uap baru ini akan bergerak ke atas dan berkondensasi lagi. Proses ini berulang sehingga uap/cairan mengalir pada kolom fraksi. Uap cairan yang keluar pada bagian atas kolom sebagain besar mengandung cairan dengan titik didih

rendah, kadang-kadang sampai 100%, tergantung panjang kolom. Uap ini berkondensasi dan ditampung (Treybal,1995).

Gambar 5. Distilasi Fraksi

Gambar 6. Distilasi uap

2.3 Prinsip dan Proses Kerja Destilasi Adapun prinsip destilasi yaitu :”Jika suatu zat dalam larutan tidak sama-sama menguap, maka uap larutan akan memiliki komponen yang berbesa dengan larutan aslinya”. Apabila salah satu zat menguap maka pemisahannya akan terjadi sempurna. Namun apabila kedua zat tersebut menguap maka pemisahannya akan hanya terjadi sebagian namun destilat atau produk akan menjadi kaya dapa suatu komponen daripada larutan aslinya. Penguapan dan destilasi umumnya merupakan proses pemisahan satu tahap. Proses ini dapat dilakukan secara tak kontinu atau kontinu, pada tekanan normal ataupun vakum. Pada destilasi sederhana, yang paling sering dilakukan adalah operasi taak kontinu. Dalam hal ini campuran yang akan dipisahkan dimasukkan kedalam alat penguap dan dididihkan. Pendidihan terus dilangsungkan hingga sejumlah tertentu komponen yang mudah menguap terpisahkan. Proses pendidihan erat hubungannya dengan kehadiran udara permukaan. Pendidihan akan terjadi pada suhu dimana tekanan uap dari larutan sama dengan tekanan udara di permukaan cairan. (Putra,2014)

2.4 Kondensor Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja. Pada sistem tenaga uap, fungsi utama kondensor adalah untuk mengembalikan exhaust steam dari turbin ke fase cairnya agar dapat dipompakan kembali ke boiler dan digunakan kembali. Selain itu, kondensor juga berfungsi untuk menciptakan back pressure yang rendah (vacuum) pada exhaust turbin . Dengan back pressure yang rendah, maka efisiensi siklus dan kerja turbin akan meningkat. Kondensor adalah alat untuk mengurangi gas atau uap ke cair. Kondensor yang digunakan dalam pembangkit listrik untuk menyingkat uap gas buang dari turbin dan alat pendingin untuk menyingkat uap refrigeran, seperti amonia dan freon. Industri minyak dan kimia menggunakan kondensator sebagai hidrokarbon dan uap kimia lainnya. Dalam distilasi, kondensor mengubah uap menjadi cair. Semua kondensor bekerja dengan menghilangkan panas dari gas atau uap. Dalam beberapa kasus, gas melewati tabung panjang panas-konduktif logam, seperti tembaga

(biasanya diatur dalam kumparan atau bentuk lainnya), dan memindahkan panas ke udara sekitarnya. Kondensor industri besar menggunakan air atau cairan lainnya untuk menghilangkan panas. Kondensor panjang juga mengacu pada perangkat yang terpasang pada mesin carding dipabrik-pabrik tekstil untuk mengumpulkan serat ke dalam keliling untuk mesin berputar. Kondensor adalah sebuah alat yang digunakan untuk membuang kalor ke lingkungan, sehingga uap refrigeran akan mengembun dan berubah fasa dari uap ke cair. Sebelum masuk ke kondensor refrigeran berupa uap yang bertemperatur dan bertekanan tinggi, sedangkan setelah keluar dari kondenser refrigeran berupa cairan jenuh yang bertemperatur lebih rendah dan bertekanan sama (tinggi) seperti sebelum masuk ke kondensor (Reza,2016).

BAB III METODOLOGI PENGAMATAN DAN PENGUKURAN

3.1

Alat dan Bahan

3.1.1

Alat Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah: 1. Baskom; 2. Cooler; 3. Destilator; 4. Gelas ukur 250 ml; 5. Gelas ukur 500 ml; 6. Kompor listrik; 7. Labu ukur 500 ml; dan 8. Timbangan

3.1.2

Bahan Bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah: 1. Air; dan 2. Daun Salam

3.2

Prosedur Percobaan Prosedur percobaan pada praktikum kali ini adalah: 1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan; 2. Memotong daun salam menjadi bagian-bagian yang kecil; 3. Memasukkan daun salam ke dalam labu ukur; 4. Mendidihkan air dan daun salam kering di atas kompor listrik sehingga membentuk kondensat; 5. Memasang kondensor pada alat destilasi serta alat yang mendukung destilasi daun salam; 6. Mengukur dan mencatat volume destilat dengan interval 3 menit pada gelas ukur selama 30 menit; 7. Membuat grafik hubungan waktu terhadap volume destilat.

BAB IV HASIL PERCOBAAN

4.1 Tabel Tabel 1. Hasil Pengamatan Terhadap Volume Destilat Waktu (menit) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Volume Destilat (ml) 1.2 11 17.5 22.9 26.5 33.45 38,65 40.6 45.5 52 56.5

4.2 Perhitungan Diketahui: Suhu titik didih = 88 oC Volume air

= 100 ml

Massa bahan

= 5 gram

P

= 300 watt

Waktu

= 30 menit = 1800 detik

Ditanyakan: Laju Destilat

=?

Rendemen

=?

Energi yang diperlukan (W)

=?

Penyelesaian: 

Volume akhir

Laju Destilat = waktu 30 menit 56.5 ml



Rendemen

=

𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡 91.5

x 100%

= 1800 detik

=

= 0.031389 ml/s

= 87.1428%

105

x 100%



Energi yang diperlukan (W) = P x t = 300 watt x 3790 detik = 1137000 joule

4.3 Grafik

Grafik Hubungan Waktu terhadap Volume destilat Volume Destilat (ml)

70 y = 1.7335x + 5.4341 R² = 0.9876

60 50 40 30 20 10 0 0

5

10

15

20

25

30

Waktu (menit) Volume Destilat (ml)

Linear (Volume Destilat (ml))

Gambar 1. Grafik Hubungan Waktu terhadap Volume Destilat

35

BAB V PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan mengenai destilasi. Destilasi sendiri merupakan metode yang digunakan untuk melakukan pemisahan komponen dalam larutan yang berdasarkan perbedaan kecepata atau kemudahan menguap bahan. Dalam destilasi atau yang biasanya dikenal dengan teknik penyulingan larutan akan dididihkan sehingga menguap, dan uap ini akan didinginkan kembali sehingga akan kembali berbentuk cairan. Dengan perbedaan titik didih, zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini juga termasuk dalam unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ini dasari oleh hukum Dalton, dan Raoult. Destiliasi memiliki tujuan dengan pemurnian zat cair pada titik didihnya, dan memisahkan cairan tersebut dari zat padat yang terlarut atau dari zat lainnya yang mempunyai titik didih murine. Pada destilasi biasa, tekanan uap diatas cairan adalah tekanan atmosfer. Pada praktikum destilasi ini alat yang digunakan telah terangkai, sehingga tidak perlu merangkai alat destilasi lagi. Rangkaian ini terdiri dari labu, kondensor, pipa, thermometer, adaptor dan steel head. Setelah rangkaian siap digunakan, praktikum destilasi ini menggunakan daun salam sebagai bahannya. Daun salam dengan berat 5 gr kemudian dicampurkan dengan air 100 ml. Pengamatan dilakukan setelah suhu uao densilat konstan yang dipanaskan menggunakan daya sebesar 300 watt. Pada praktikum kali ini suhu titik didihnya adalah 96˚C. Pengamatan dilakukan selama 30 menit dengan setiap 3 menit dilakukan pengukuran volume yang diperoleh. Bedasarkan data yang diperoleh dari titik 0 hingga 30 ˚C nilai volume terjadi kenaikan volume. Dengan laju destilasi yang didapat sebesar 0,031389 ml/s dan besar rendemen yang diperoleh 87,1428%. Sehingga dapat disimpulkan dengan bahan 5 gr daun salam terkandung minyak 2,369 gr. Dilihat dari nilai regresi yang diperoleh kenaikan volume destilasi mendekati nilai 1 dengan demikian hasil volume oleh alat destilasi ini mendekati nilai yang presisi. Dari daya yang digunakan kita dapat melihat bahwa nilai energy yang diperlukan bedasarkan

perhitungan sebesar 1137000 J. Besarnya penggunaan energy tersebut akan berpengaruh terhadap laju destilasi volume dan waktu yang digunakan. Semakin besar daya yang digunakan maka semakin besar juga volume dan laju destilasi dengan penggunaan waktu yang sama. Sedangakan besarnya rendemen yang diperoleh akan bergantung pada bahan yang digunakan. Pada praktikum kali ini diperoleh nilai rendemen yang akan berbanding lurus dengan besarnya bahan yang digunakan.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan Kesimpulan dari hasil praktikum destilasi uap kali ini adalah: 1. Prinsip dasar destilasi secara sederhana adalah perbedaan titik didih dari zat cair dalamcampuran, zat yang memiliki titik didih rendah akan menguap terlebih dahulu kemudian akanmengembun dan berbentuk cairan pada akhir destilasi; 2. Semakin tinggi titik didih makan akan semakin banyak larutan yang diuapkan dari labu destilator, dan sebaliknya semakin kecil titik didihnya makan akan sedikuit larutan yang diuapkan; 3. Output dari proses destilasi adalah dihasilkannya larutan yang Murni; 4. Hasil data volume destilat yang diperoleh dari 11 kali percobaan dengan rentan waktu 3 menit adalah 1,2 ml; 11 ml; 17,5 ml; 22,9 ml; 26,5 ml; 33,45 ml; 38,65 ml; 40,6 ml; 45,5 ml; 52 ml dan 56,5 ml. 5. Hasil data yang diperoleh dari perhitungan didapatkan nilai laju destilat, rendemen dan energi yang diperlukan masing-masing sebesar 0,031389 ml/s, 87,1428 % dan 1137000 Joule.

6.2

Saran Saran yang dapat diambil dari praktikum kali ini adalah pada saat praktikum

berlangsung praktikan harus benar-benar memperhatikan prosedur praktikum agar tidak salah perhitungan untuk perhitungan selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA

Khopkar. 2013. Irigasi Uap terdapat pada http://java-borneo.co.id (Diakses pada Minggu, 27 Mei 2018 Pukul 17.00 WIB) Komariah. Dkk. 2015. TINJAUAN TEORITIS PERANCANGAN KOLOM DISTILASI UNTUK PRA-RENCANA PABRIK SKALA INDUSTRI. Terdapat pada http://www.pelajaran.co.id/2017/04/pengertian-destilasi-prinsip-kerjatujuan-jenis-dan-contoh-destilasi.html (diakses pada Senin,28 Mei 2018 pukul 06.00 WIB) Treybal, R.E. 1995. Mass Transfer Operations, 3rd Edition. Rhode Island: McGraw-Hill Book Co. Underwood, J.M. Richardson, Sinnot, R.K. 1983. Chemical Engineering Volume 6 (SI Units) Design. Oxford: Pergamon Press. Putra, 2014. Pengertian Destilasi terdapat pada http://eprints.polsri.ac.id (Diakses pada Selasa, 22 Mei 2018 Pukul 16.50 WIB) Reza, Syarif. 2016. Kondensor dan Prinsip Kerjanya. Terdapat pada: http:// prosesindustri.com (Diakses pada 22 Mei 2018 pukul 23.13 WIB).

LAMPIRAN Dokumentasi Praktikum

Gambar 2. Proses Destilasi

Gambar 3. Daun Salam sebagai bahan yang digunakan sedang didihkan

Gambar 4. Hasil Destilasi (Destilat)