65 suhu pada menara ketika konsentrasi etanol berada pada titik azeotropnya
adalah 78°C. Pada pengujian ini, suhu menara tidak dapat mencapai suhu tersebut karena adanya kehilangan panas disepanjang kolom tray.
Kehilangan panas dapat disebabkan oleh beberapa faktor seperti isolator dan panjang kolom. Isolator berfungsi untuk mencegah terjadinya pindah
panas dari dalam kolom ke lingkungan. Semakin tebal isolator maka heat loss semakin kecil karena pindah panas dapat dicegah lebih optimal. Faktor kedua
adalah panjang kolom. Semakin panjang suatu kolom distilasi maka suhu akan semakin rendah tetapi konsentrasi akan semakin tinggi. Hal ini disebabkan
adanya kontak uap etanol dengan air yang terkondensasi. Oleh karena arus zat cair berada pada titik gelembungnya, sedangkan arus uap berada pada titik
embunnya, maka kalor yang diperlukan untuk menguapkan komponen etanol harus didapatkan dari kalor yang dibebaskan pada waktu kondensasi
komponen air. Pada kolom tray, setiap piringan dalam kaskade berfungsi sebagai peranti pertukaran dimana komponen etanol berpindah ke arus uap
dan komponen air ke arus zat cair. Karena konsentrasi etanol didalam zat cair maupun dalam uap meningkat dengan bertambahnya tinggi kolom, suhu akan
berkurang dengan semakin tingginya kolom.
E. Kebutuhan Energi Untuk Proses Distilasi
Berdasarkan hasil pengujian, didapatkan data penggunaan air sebagai bahan pemanas pada steam dan energi yang terpakai selama proses distilasi
sebagai berikut:
Tabel 5. Penggunaan energi selama proses distilasi
No Keterangan
Metode Batch tanpa refluks
Batch dengan refluks Kontinyu dengan
refluks 10
30 10
30 10
30 1
Volume air awal ml
3000 3000
3000
3000 4000
3000 2
Volume air akhir ml
2151 2008
2037
840 750
3 Volume air yang
terpakai ml 849
992
963
2160 3250
3000
66
4 Massa air yang
terpakai kg 0.849
0.992
0.963
2.16 3.25
3 5
Ts °C 101
100.83
101.15
100.32 103.06
103.18 6
h
g
kJm
3
2677.64 2677.38
2677.87
2676.59 2680.81
2681 7
Tsc °C 64.67
57.5
67.33
65.8 86.72
86.5 8
h
f
kJm
3
270.68 240.68
281.81
275.41 363.13
362.21 9
h
fg
kJm
3
2406.96 2436.7
2396.06
2401.18 2317.68
2318.79 10
Energi yang terpakai kJ
2043.509 2417.206
2307.406
5186.549 7532.46
6956.37 11
Volume etanol sampel ml
1000 1000
1000
1000 3000
2500 12
Volume distilat ml
47 154.5
24.5
229 213
355 13
Konsentrasi distilat 88.77
92.5
88.58
97.6 94.84
92.5 14
Volume etanol murni ml
41.72 142.92
21.7021
223.5 202.01
328.38 15
Energi per volume etanol murni
kJml 48.98
16.91
106.33
23.21 37.29
21.18
Grafik energi yang terpakai per volume setara etanol murni yang dihasilkan selama proses distilasi.
Gambar 40. Energi yang terpakai untuk distilasi
48.98 16.91
106.33
23.21 37.29
21.18
20 40
60 80
100 120
10 30
Ene rg
i p e
r v
o lu
m e
e ta
n o
l m
u rn
i k
J m
l
Konsentrasi Etanol Sampel
BTR BR
KR
67 Dari grafik diatas dapat diketahu bahwa penggunaan energi terbesar
yaitu pada pengujian distilasi dengan metode BR.10 yaitu sebesar 106.33 kJml sedangkan energi terkecil yaitu sistem BTR.30 yaitu sebesar 16.91
kJml. Secara umum, penggunaan energi dalam distilasi per ml volume etanol murni pada sampel etanol 10 lebih besar dibandingkan dengan sampel
etanol 30. Sampel etanol 30 membutuhkan energi lebih kecil karena volume distilat yang dihasilkan lebih banyak sehingga jumlah energi tiap ml
etanol distilat yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan sampel etanol 10. Dari dua pengujian dengan sampel berbeda, metode BTR lebih efisien
dalam penggunaan energi dibandingkan dengan metode BR. Hal ini disebabkan dengan pemberian aliran refluks proses distilasi berlangsung lebih
lama. Metode KR yaitu distilasi kontinyu membutuhkan energi yang relatif lebih efisien dibandingkan dengan metode BR. Metode kontinyu akan lebih
efisien untuk kapasitas yang lebih besar karena setiap prosesnya tidak dilakukan secara berulang-ulang. Tetapi pada pengujian dengan sampel etanol
30 metode KR membutuhkan energi lebih besar dibandingkan dengan metode BTR. Hal ini disebabkan adanya penggunaan refluks untuk pengayaan
uap sebagai produk atas.
68
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Alat distilasi yang dirancang terdiri dari enam bagian utama, yaitu steam
boiler, kolom bawah, kolom tray, tangki pemasukan, kondensor, dan pipa penampung distilat yang dilengkapi dengan pembagi distilat.
2. Pengujian dengan metode refluks menghasilkan distilat dengan
konsentrasi lebih tinggi dibandingkan dengan distilasi tanpa refluks yaitu pada metode KR.10 sebesar 94.84 dan metode BR.30 sebesar 97.6.
3. Pemurnian etanol dengan metode pertama yaitu BTR.10 dan BTR.30
membutuhkan energi sebesar 2043.509 kJ dan 2417.206 kJ untuk memurnikan satu liter etanol. Metode kedua yaitu BR.10 dan BR.30
membutuhkan energi sebesar 2307.406 kJ dan 5186.549 kJ. Sedangkan
metode ketiga yaitu KR.10 dan KR.30 membutuhkan energi sebesar 7532.46 kJ dan 6956.37 kJ.
4. Metode BR membutuhkan energi yang lebih besar dibandingkan dengan
metode BTR. Metode BR membutuhkan waktu 180 menit dan 450 menit dengan konsentrasi produk atas 88.58 dan 97.6, sedangkan metode
BTR membutuhkan waktu 135 menit dan 165 menit dengan konsentrasi produk atas 88.77 dan 92.5.
5. Energi yang terpakai per ml volume etanol setara etanol murni pada
metode BTR.10, BR.10, dan KR.10 masing-masing adalah 48.96 kJml, 106.33 kJml, dan 32.29 kJml, sedangkan pengujian dengan metode
BTR.30, BR.30, dan KR.30 masing-masing adalah 16.91 kJml, 23.21 kJml, dan 21.18 kJml.
B. Saran
Penggunaan isolator pada alat distilasi etanol ini perlu ditambah ketebalannya dengan cara menambah lapisan kedua atau menggunakan
isolator yang memiliki ketebalan lebih besar dari sebelumnya, sehingga proses kehilangan panas dapat dicegah.
