Gambar 9. Ruang penyerapan etilen dan oksigen
Gambar 10. Skema ruang penyerapan etilen dan oksigen Keterangan :
A = balok kaca sebagai ruang penyerapan B = kipas seperti pada Gambar 8
C = penyerap etilen dan oksigen D, E, F, dan G = lubang injeksi etilen dan lubang pengambilan sample etilen dan oksigen
Etilen yang diinjeksikan berasal dari tabung etilen yang tersedia di laboratorium sedangkan oksigen berasal dari oksigen ruangan, sebesar 21 . Etilen awal yang diinjeksikan adalah 500 ppm.
Selanjutnya kipas pengatur kecepatan disimpan di dalam paralon dan mulai dioperasikan untuk mengumpankan udara di dalam balok kaca ke dalam paralon yang telah berisi penyerap etilen dan
penyerap oksigen dengan cara mengubah resistensi pada potensiometer sehingga dihasilkan dua putaran kipas yang berbeda.
3.3.2 Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan penelitian eksperimental dimana dilakukan eksperimen terlebih dahulu yang berupa simulasi penyerapan etilen dan oksigen. Adapun
prosedur yang perlu dilakukan untuk tahap simulasi ini adalah dengan melakukan persiapan kolom penyerap, bahan penyerap, rangkaian pengatur kecepatan dan ruang penyerapan.
D E
F G
o10.2 cm B C
20 cm
50 cm 35 cm
A
Kalium permanganat sebagai penyerap etilen yang digunakan adalah KMnO
4
10 dan KMnO
4
75. Konsentrasi asam askorbat sebagai penyerap oksigen yang digunakan adalah C
6
H
8
O
6
40, dan C
6
H
8
O
6
60. Tabel 4. Perlakuan Bahan Penyerap KMnO
4
dan C
6
H
8
O
6
Kecepatan KMnO
4
C
6
H
8
O
6
Simbol 1800 rpm
75 60
R1K1A2 10
40 R1K2A1
10 60
R1K2A2 700
rpm 75
40 R2K1A1
75 60
R2K1A2 10
40 R2K2A1
10 60
R2K2A2
Pengukuran sampel etilen dilakukan setiap 2 jam sekali selama 8 jam sedangkan oksigen diukur setiap 4 jam sekali selama 24 jam untuk setiap kombinasi penyerap etilen dan oksigen yang
digunakan. Selanjutnya dilakukan penyusunan pola penyerapan etilen dan oksigen berdasarkan hasil eksperimen. Pola penyerapan etilen dan oksigen yang akan dirancang merupakan fungsi dari waktu,
kecepatan kipas, dan konsentrasi penyerap etilen dan oksigen. Diagram alir penelitian secara umum disajikan pada Gambar 10.
3.3.3 Pengamatan dan Analisa Sampel Etilen dan Oksigen
Analisis oksigen dapat dilakukan dengan menggunakan Gas Analyzer GA. GA dinyalakan dan dibiarkan selama kurang lebih 45 menit sampai lampu petunjuk ready berkedip-kedip, GA siap
digunakan. Pada saat running selang penyaluran oksigen dari ruang penyerapan etilen dan oksigen ke GA dijepit oleh klip agar oksigen yang ada pada ruang penyerapan tidak bocor tidak ada sirkulasi
udara. Pada saat pengamatan oksigen, klip ini dilepas sehingga oksigen yang ada pada ruang penyerapan terhubung dengan GA untuk dilakukan pembacaan nilai oksigen.
Analisa sampel etilen dilakukan dengan menggunakan gas kromatografi jenis FID Flame Ionization Detektor. Pengukuran tersebut dilakukan di Laboratorium Lingkungan dan Bangunan
Pertanian dengan menggunakan GC tipe D-263-50 Hitachi. Penginjeksian etilen dilakukan dengan cara mengambil sampel etilen dari ruang penyerapan dengan menggunakan syringe dan kemudian
sampel diijneksikan kedalam kolom yang terdapat pada gas kromatografi. Kolom yang digunakan untuk etilen analisa didorong dengan gas pendorong N
2
tekanan 0.5 kgf menit dan gas kromatografi dihubungkan dengan rekorder grafik yang diberi kertas. Maicardinal, 1999.
Gambar 11. Skema gas kromatografi Sebelum dilakukan pengukuran, gas kromatografi harus dikalibrasi dengan standar etilen murni
misalnya 50 ppm, 100 ppm, dan 200 ppm. Sampel dimasukan ke dalam gas kromatografi dan nilai konsentrasi ditunjukan dengan gambar peak puncak yang menunjukan luasan area dengan melihat
recorder time sample berdasarkan standar gas etilen. Konsentrasi etilen y =
xCs As
Ac
4 Keterangan:
y = produksi etilen ppm Ac = luasan area konsentrasi sampel
As = luasan area konsntrasi standar V
etilen
mlgramjam x i
ρ
etilen
] [m
absorber
x Δt] 5 Keterangan:
V
etilen
= laju penyerapan etilen mlgramjam C
= konsentrasi etilen awal ppm Ct
= konsentrasi etilen pada jam ke-t ppm i
= volume ruang penyerapan ml ρ
etilen
= 1.178 kgm
3
= 1.178 x 10
-3
grcm
3
m
arang
= massa arang aktif sebagai absorber gram Δt
= selang waktu pengukuran ke-n dengan pengukuran selanjutnya jam V
oksigen
mlgramjam = 6
Keterangan: V
oksigen
= laju penyerapan etilen mlgramjam C
= konsentrasi etilen awal ppm Ct
= konsentrasi etilen pada jam ke-t ppm i
= volume ruang penyerapan ml m
arang
= massa arang aktif sebagai absorber gram Δt
= selang waktu pengukuran ke-n dengan pengukuran selanjutnya jam \
Gambar 12. Diagram alir penelitian [75]
[10]
C
2
H
4
KMnO
4
KMnO
4
Analisis: 1.
Pengaruh kecepatan kipas terhadap penyerapan etilen dan oksigen 2.
Konsentrasi bahan penyerap etilenoksigen yang memberikan hasil penyerapan paling baik
3. Pola penyerapan etilen dan oksigen
[60] [40]
O
2
Persiapan sistem penyerap etilen dan oksigen
Penginjeksian etilen 500 ppm dan oksigen
1800 rpm 700 rpm
C
6
H
8
O
6
[60] [40]
O
2
C
6
H
8
O
6
[10]
C
2
H
4
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengaruh Aliran Udara Kipas terhadap Penyerapan Etilen dan Oksigen
Pada ruang penyerapan digunakan kipas yang dihubungkan dengan rangkaian sederhana seperti pada gambar 7. Kecepatan kipas dapat diatur dengan cara mengubah resistansi potensiometer yang
ada pada rangkaian. Pengukuran kecepatan kipas dilakukan dengan menggunakan tachometer. Adapun kecepatan kipas yang digunakan adalah 700 rpm dan 1800 rpm yang menghasilkan laju aliran
udara 0.159 m
3
s dan 0.408 m
3
s. Perhitungan performansi kipas dapat dilihat pada Lampiran 3. Kipas mulai digunakan sekitar 15 menit sebelum pengambilan sampel. Hal ini dilakukan
untuk menghomogenisasikan udara yang ada pada ruang penyerapan. Data hasil penyerapan etilen dan oksigen untuk masing-masing kecepatan kipas dapat dilihat pada Lampiran 1. Gambar 12
menyajikan perbandingan penyerapan etilen untuk penggunaan kalium permanganat dan asam askorbat yang sama dalam dua kecepatan kipas yang berbeda. Gambar 13 memperlihatkan hasil
penyerapan oksigen untuk penggunaan kalium permanganat dan asam askorbat yang sama dalam dua kecepatan kipas yang berbeda. Dari Gambar 13 terlihat bahwa putaran kipas mempengaruhi
kecepatan reaksi kimia antara kalium permanganat dan etilen di dalam ruang penyerapan. Berdasarkan cepatnya etilen terserap oleh kalium permanganat, penggunaan kipas 700 rpm memberikan hasil
penyerapan yang lebih baik dibanding dengan kipas 1800 rpm. Pada dasarnya kecepatan putaran kipas tidak mempengaruhi langsung reaksi kalium permanganat dan etilen. Dari hasil pengamatan, jika
kecepatan udara diperbesar maka suhu berkurang dan kelembaban udaranya pun berkurang. Dalam hal ini kipas 1800 rpm menghasilkan suhu dan kelembaban udara lebih rendah dibanding dengan
penggunaan kipas 700 rpm walaupun perbedaannya tidak terlalu signifikan Lampiran 2. Suhu merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi laju reaksi kimia. Umumnya kenaikan suhu
mempercepat laju reaksi dan sebaliknya penurunan suhu akan memperlambat reaksi. Pada kipas 700 rpm untuk kombinasi penyerapan etilen dan oksigen yang sama, suhu di ruang penyerapan lebih tinggi
dibanding dengan kipas 1800 rpm. Tingginya suhu pada akhirnya akan mempercepat reaksi kalium permanganat dan etilen sehingga etilen mampu terserap dalam waktu yang relatif singkat.
a 200
400 600
2 4
6 8
K o
n sen
tr a
si E
ti len
ppm
Waktu jam
KMnO4 Jenuh, C6H8O6 60, 1800 rpm R1K1A2 KMnO4 Jenuh, C6H8O6 60, 700 rpm R2K1A2
