31
VI. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Perancangan Alat Distilasi Etanol Dengan Metode Rektifikasi
Pada penelitian ini dimulai dengan perancangan alat distilasi etanol dengan metode rektifikasi. Bagian-bagian penting dari alat distilasi ini adalah
steam boiler, kolom bawah bottom column, menara kolom tray, tangki pemasukan feed tank, kondensor, dan tabung penampung distilat. Berikut ini
adalah disain alat distilasi etanol metode rektifikasi.
Gambar 6. Rancangan alat distilasi etanol
Keterangan: 1.
Kompor gas 2.
Tabung steam 3.
Kolom tray 4.
Penampung distilat 5.
Kondensor 6.
Tangki pemasukan feed tank 7.
Kolom bawah bottom coloum 2
7 3
6 5
4
1
32 Tabung steam boiler dirancang dengan ukuran diameter 15.24 cm dan
tinggi 22 cm. Bagian atas dibentuk merucut kemudian disambung dengan pipa cabang tiga yang berfungsi sebagai tempat pemasukan air dan pipa penyaluran
uap panas ke pipa spiral di dalam kolom bawah. Bagian pipa penyalur uap panas diberi katup untuk mengatur besar-kecilnya pengeluaran uap dari steam.
Sepanjang pipa penyalur uap diselubungi dengan bahan isolator, dengan tebal 1 cm. Pemberian isolator sehingga tidak ada panas yang keluar dari sistem.
Prinsip kerja dari steam boiler yaitu dengan memanaskan air yang dimasukkan kedalam tabung steam dengan menggunakan kompor listrik atau
kompor gas hingga mendidih dan terbentuk uap. Uap panas yang terkumpul kemudian disalurkan melalui pipa ke koil pemanas yang terdapat didalam
kolom bawah. Katub steam dibuka setelah suhu steam mencapai 110°C agar proses pemanasan etanol berlangsung lebih cepat. Semakin besar beda suhu
antara kedua bahan maka kecepatan pindah panas semakin besar.
Gambar 7. Steam boiler
Kolom bawah adalah tempat menampung bahan etanol yang akan didistilasi. Kolom bawah dirancang dari bahan stainless steel dengan diameter
15.24 cm, tebal 0.5 cm dan tinggi 26 cm. Didalam kolom bawah terdapat pipa tembaga yang berbentuk spiral dan piringan yang berlubang-lubang. Pipa
spiral terbuat dari bahan tembaga dengan panjang 3 m, diameter luar 6.5 cm dan tebal 1 cm. Pipa spiral berfungsi untuk memanaskan etanol didalam
33 kolom bawah dengan melewatkan uap panas dari steam sedangkan piringan
berlubang berfungsi sebagai tray seksi stripping.
Gambar 8. Kolom bawah
Gambar 9. Piringan dalam kolom bawah
Gambar 10. Pipa spiral tembaga
34 Kolom tray berfungsi sebagai unit pemisahan dengan sistem
bertingkat. Kolom tray dirancang dari bahan stainless steel dengan panjang 1000 cm, diameter luar 7.62 cm dan tebal 0.2 cm. Panjang kolom tray dibagi
menjadi dua bagian dan penggabungan kedua kolom menggunakan flange yang terdiri dari 8 buah mur. Kolom yang berisi tumpukan tray terdiri dari
seksi enriching atau rectifying dan seksi stripping. Tray atau plate terbuat dari stainless steel dengan diameter 7.4 cm dengan satu lubang besar dan beberapa
lubang kecil. Tray dalam kolom ini berjumlah 10 buah dengan jarak tiap tray adalah 10 cm. Bagian kolom sendiri dirancang dari bahan stainless steel
dengan diameter luar 7.62 cm, tebal 0.1 cm, dan tinggi 100 cm.
Gambar 11.Tray tampak samping
Tangki pemasukan berfungsi untuk memasukkan bahan umpan yang akan didistilasi. Pada metode batch, bahan umpan dimasukkan kedalam tangki
pemasukan kemudian katup dibuka dan umpan masuk ke kolom bawah sedangkan pada metode kontinyu, tangki pemasukan berfungsi untuk
menampung bahan yang masuk dalam kolom dan secara kontinyu etanol mengalir dengan mengatur katup. Bahan tangki pemasukan terbuat dari gelas
ukur berskala dua liter. Tujuan penggunan gelas ukur sebagai tangki pemasukan adalah untuk mempermudah pengukuran laju bahan umpan yang
masuk ke dalam kolom pada pengujian sistem kontinyu. Selain itu, penggunaan gelas ukur akan mempermudah dalam mengukur volume umpan
yang akan digunakan.
35 Gambar 12. Tangki pemasukan
Kondensor berfungsi
sebagai penukar
panas yang
akan mengkondensasi uap etanol. Jenis kondensor yang digunakan yaitu jenis
tabung dan pipa shell and tube. Kondensor yang dirancang adalah untuk mengkondensasi etanol secara total kondensasi total sehingga produk akhir
adalah etanol dalam bentuk cair seluruhnya. Kondensor ini terdiri dari dua jenis pipa yaitu pipa saluran etanol pipa dalam dan pipa saluran air
pendingin pipa luar. Pindah panas antara etanol dan air secara konduksi yaitu melalui pipa-pipa stainless steel.
Kondensor yang dirancang memilik ukuran yaitu panjang 30 cm, diameter luar 5 cm dan tebal 0.2 cm. Pipa bagian dalam terdiri dari empat pipa
kecil dengan ukuran yaitu panjang 30 cm, diameter luar 0.5 cm, dan tebal 0.15 cm. Pipa didalam kondensor terdiri dari empat pipa. Hal ini dimaksudkan
untuk memperluas kontak antara uap etanol dengan air sehingga mempercepat pindah panas.
Prinsip kerja kondensor yaitu adanya pindah panas dari uap etanol ke air yang mengalir didalam kondensor. Air dialirkan dengan menggunakan
pompa air dengan daya 32 Watt yaitu dari pipa bawah ke atas. Arah aliran dari
bawah ke atas agar seluruh ruang pipa kondensor terisi air tanpa adanya ruang udara yang akan mempengaruhi pindah panas. Perhitungan disain kondensor
seperti pada lampiran 14.
36 Gambar 13. Kondensor
Hasil distilasi ditampung dalam pipa penampung distilat yang dirancang dari pipa stainless steel dengan diameter 5 cm dan panjang 10 cm.
Pada pipa penampung ini dibuat dua percabangan yang berfungsi sebagai pembagi distilat. Percabangan pertama berfungsi sebagai saluran refluks
sedangkan percabangan kedua sebagai saluran hasil atas etanol murni. Pipa saluran refluks didesain dengan menambahkan selang melengkung sehingga
hasil distilat dapat mengalir kembali ke kolom tray. Prinsip pembagi distilat pada pipa penampung yaitu dengan
menggunakan sistem grafitasi dimana disain katub dan pipa saluran dibuat miring agar distilat dapat mengalir. Rasio refluks dapat dtentukan dengan
menggunakan katub yaitu dengan mengatur laju aliran pada refluks dan produk atas.
Gambar 14. Pipa penampung
37 Gambar 15. Selang refluks
B. Pengujian Alat Distilasi Etanol
Kategori