27 Gambar 18. Grafik hubungan luas kontak permukaan dengan gas holdup
4.2.4 Pengaruh Penggunaan Obstacle Terhadap Residence Time
Residence time merupakan lamanya waktu diam gelembung di dalam minyak. Semakin lama gelembung berada di dalam minyak maka waktu untuk bereaksi akan semakin panjang. Residence
time dianalisis dari gambar hasil simulasi CFD, yaitu dengan menghitung waktu mulai terbentuknya gelembung dari nozzle sampai gelembung tersebut pecah, distribusi gelembung dalam reaktor kolom
gelembung dapat dilihat pada Lampiran 12 sampai Lampiran 20. Rata-rata residence time gelembung di dalam reaktor kolom gelembung yang menggunakan obstacle jauh lebih tinggi dibandingkan
dengan reaktor kolom gelembung kosong. Obstacle menahan gelembung metanol lebih lama berada di dalam minyak, sehingga memiliki peluang agar kontak antara minyak dan metanol berlangsung lebih
lama dan akhirnya dapat menyempurnakan reaksi pembentukan biodiesel. Rata-rata residence time, luas permukaan kontak, dan gas holdup dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Rata-rata luas permukaan kontak, gas holdup, dan residence time No
Reaktor kolom gelembung
Contact surface area Gas holdup
Residence time m
2
- detik
1 S
0.0081 0.054
0.18 2
DO7 0.0200
0.161 0.34
3 N1
0.0132 0.125
0.18 4
N2 0.0131
0.101 0.19
5 N3
0.0108 0.080
0.16 6
N2+DO7 0.0189
0.132 0.27
7 A1
0.0250 0.194
0.36 8
A2 0.0254
0.205 0.41
9 A3
0.0257 0.216
0.32 0.00
0.05 0.10
0.15 0.20
0.25
0.000 0.005
0.010 0.015
0.020 0.025
0.030
L u
a s
p e
r m
u k
a a
n k
o n
ta k
m
2
Gas holdup -
A1 A2
A3 DO7
28 Selain dipengaruhi oleh distribusi gelembung di dalam reaktor, residence time juga dipengaruhi
oleh kecepatan naiknya gelembung ke permukaan minyak, semakin tinggi kecepatan gelembung maka residence time akan semakin rendah. Pada Tabel 5 terlihat bahwa reaktor kosong memiliki
residence time yang lebih rendah dibandingkan dengan DO7 dan A3. Hal ini disebabkan oleh kecepatan gelembung pada reaktor kosong yang lebih tinggi daripada DO7 dan A3. Vektor kecepatan
reaktor kosong dapat dilihat pada Gambar 19, untuk lebih jelas vektor kecepatan aliran S, DO7 dan A3 dapat dilihat pada Lampiran 21 sampai Lampiran 23.
Gambar 19. Vektor kecepatan simulasi reaktor kosong S Secara umum pada saat simulasi dengan menggunakan mass flow rate metanol
6.67x10
-5
kgdetik atau sekitar 4 gmenit, reaktor dengan obstacle tipe A mempunyai rata-rata luas permukaan kontak, gas holdup, dan residence time yang jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan
obstacle DO7 maupun obstacle tipe N seperti yang terlihat pada Tabel 5. Joelianigsih et al. 2006, interface bidang antar muka antara gelembung metanol dan cairan minyak disekitarnya sangat
berpengaruh terhadap hasil reaksi. Semakin besar interface area dan semakin lama waktu tinggal gelembung dalam fasa cair minyak akan memperbesar laju reaksi.
Bentuk dari obstacle sangat berpengaruh terhadap luas permukaan kontak, gas holdup, dan residence time, seperti yang terlihat pada hasil simulasi reaktor kolom gelembung yang menggunakan
obstacle tipe DO7, N, dan A pada Tabel 4, dimana perbedaan luas permukaan kontak, gas holdup, dan residence time yang dihasilkan cukup jauh, sedagkan pengaruh jumlah lubang obstacle dan
ukuran obstacle ketinggian terhadap luas permukaan kontak, gas holdup, dan residence time tidak terlalu besar. Hal ini terlihat dari hasil simulasi reaktor yang menggunakan obstacle tipe N pada Tabel
4, dimana perbedaan luas permukaan kontak, gas holdup, dan residence time yang dihasilkan tidak terlalu signifikan. Kombinasi antara obstacle DO7 dengan obstacle N2 juga tidak terlalu
mempengaruhi hasil simulasi. Demikian pula dengan jarak pasang antar plat berlubang pada obstalce tipe A, perbedaan luas permukaan kontak, gas holdup, dan residence time yang dihasilkan tidak
terlalu besar.
29
4.3 VERIFIKASI MODEL CFD DENGAN HASIL PERCOBAAN
Kategori