commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
19 mencapai kondisi operasi pada suhu dan tekanan yang diinginkan, juga untuk
mendorong produk furfural keluar reaktor.
2.2.5 Kondisi Operasi
Proses pembuatan furfural dengan proses Quaker Oats berlangsung pada fase padat–cair, pada suhu 70ºC dan tekanan 1,013 bar reaksi hidrolisis dan
pada suhu 230ºC dan tekanan 68,901 bar reaksi dehidrasi. Kondisi operasi tersebut adalah kondisi optimal untuk mencapai konversi dan kecepatan reaksi
yang besar.
2.2.6 Tinjauan Termodinamika dan Kinetika
Tinjauan dari segi termodinamika adalah untuk mengetahui apakah reaksi tersebut melepaskan panas eksotermis atau memerlukan panas endotermis
dan juga untuk mengetahui apakah reaksi berjalan searah irreversible atau
dapat balik reversible.
Adapun reaksinya adalah : C
5
H
8
O
4 100s
+100 H
2
O
l
H
2
SO
4
100 C
5
H
10
O
5l
…………2-5 Pentosan
Pentosa C
5
H
10
O
5l
H
2
SO
4
C
5
H
4
O
2l
+ 3 H
2
O
l
………………………2-6 Pentosa
Furfural
Harga ΔH°298 Reaksi Pada suhu reff 298 K Yaws,1999 diperoleh data sebagai berikut :
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
20 ΔHf H
2
O = -68,524 kcalmol -286,91 kJmol
ΔHf C
5
H
4
O
2
= -47,814 kcalmol -200,2 kJmol ΔHf C
5
H
8
O
4
= -157,83 kcalmol -660,83 kJmol ΔHf C
5
H
10
O
5
= -210,75 kcalmol -882,41 kJmol ΣΔH
R
= ΔH
1
+ ΔH
R
+ ΔH
2
……………………………………………2-7 ΔH
1
= Σni ⌡Cpi dT = -115.900 kcalmol -485.193,648 kJmol
ΔH
2
= Σ ni ⌡Cpi dT = 1.039.000 kcalmol 4.351.635,140 kJmol
ΣΔH
R
= n. ΔHf C
5
H
10
O
5
– n. ΔHf C
5
H
8
O
4
+ n. ΔHf H
2
O = -882,41 kJ3,525 - 0,0004.-660,83 + -286,91 3,525
= -2.098.918,940 kJmol -501.300 kcalmol ΣΔH
R
= ΔH
1
+ ΔH
R
+ ΔH
2
=-485.191,148 + 4.351.635,140 + -2.098.918,940 kJmol = 1.767.522,552 kJmol 422.100 kcalmol
Harga ΔHr menunjukkan positif, maka reaksi ini merupakan reaksi endotermis atau memerlukan panas.
Harga ΔG° ReaksiYaws, 1999
ΔG° H
2
O = - 228,6 kJmol -54,598 kcalmol
ΔG° C
5
H
4
O
2
= - 102,87 kJmol -24,57 kcalmol ΔG° C
5
H
8
O
4
= - 690 kJmol -164,8 kcalmol
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
21 ΔG° C
5
H
10
O
5
= - 1.187,2 kJmol -283,54 kcalmol ΔG° produk = ΔG° C
5
H
10
O
5
– ΔG° C
5
H
8
O
4
+ ΔG° H
2
O = - 1.187,2 - -690 + - 228,6 kJmol
= -268,6 kJmol -64,15 kcalmol ΔG° reaktan = ΔHf C
5
H
4
O
2
+ 3 ΔG° H
2
O – ΔG° C
5
H
10
O
5
= -102,87 + 3 x -228,6 – - 1.187,2 kJmol = -138,67 kJmol -33,12 kcalmol
ΔG° = ΣΔHr produk + ΣΔHr reaktan
= -268,6 kJmol + -138,67 KJmol = - 407,27 kJmol -97,27 kcalmol
Perhitungan harga tetapan kesetimbangan K dapat ditinjau dari rumus berikut :
ΔG° = -RT lnK ……………………………………………………2-8 Keterangan :
ΔG° = Energi Gibbs standart , kjmol R
= Tetapan gas ideal 8,314 jmol K
T = Temperatur, K
K = Konstanta kesetimbangan
Smith and Van Ness, 2001 Dari persamaan dapat dicari konstanta kesetimbangan Treff = 298K
- RTlnK = ΔG°
Δ G
o 298
: -RT ln K
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
22 ln K
298
:
T R
G .
ln K
298
:
K molK
j mol
J 298
314 ,
8 3
10 27
, 407
K
298
: 2,457 x 10
71
298 ln
K K
Toprasi
=
298 298
1 1
T T
R H
operasi K
71 426
2,457x10 ln
K =
298
1 426
1 314
, 8
209666
K
1 T operasi
= 2,225 x10
60
Dari perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa reaksi yang terjadi adalah reaksi searah irreversible.
Smith Vannes, 1984
Tinjauan Kinetika
Reaksi pembuatan furfural merupakan reaksi orde satu C
5
H
8
O
4 100s
+ 100 H
2
O
l k1
100 C
5
H
10
O
5l
…………...…..…2-9 Pentosan Pentosa
C
5
H
10
O
5l k2
C
5
H
4
O
2l
+ 3 H
2
O
l
…………………………...2-10 Pentosa Furfural
Persamaan kinetika reaksi untuk orde satu: t = 1 jam , X
A
= 90 k = X
A
.......................................................................2-11 t1- X
A
dimana: t
: waktu reaksi, jam k
: konstanta kecepatan reaksi, jam
commit to user
K apasit as Produksi 3000 Ton Tahun
23 X
A
: konversi pentosan k = 0,9
11- 0,9 k = 9 jam
2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses
