Perbandingan Reaksi menggunakan Static-mixer dan Blade agitator

61

4.2.2 Perbandingan Reaksi menggunakan Static-mixer dan Blade agitator

Waktu reaksi transesterifikasi untuk mencapai kandungan metil ester dengan static-mixer lebih singkat dengan blade agitator. Hal ini dimungkinkan karena beberapa hal : 1 Pengaruh elemen static-mixer Di dalam elemen dalam rumahan casing static-mixer fluida reaktan dipecah menjadi beberapa lapisan. Jumlah lapisan yang terbentuk setara dengan 2n di mana n adalah jumlah elemen Paul, 2003; Oldshoe, 1983. Di dalam penelitian ini elemen yang dirancang berjumlah 5 elemen, jadi jumlah lapisan yang dihasilkan adalah 10 lapisan. Pada tahap awal fluida dipecah dalam elemen pertama untuk membentuk lapisan, dan lapisan yang dihasilkan kemudian diputar 180 o . Setiap lapisan dipecah kembali dan diputar 180 o dalam arah yang berlawanan. Posisi elemen diatur sedemikian rupa sehingga membentuk sudut 90 o . Di dalam setiap elemen atau mixing chamber, setiap lapisan akan mengalami proses 1 pemecahan, 2 pemutaran, 3 pembalikan, dan 4 penggabungan lapisan aliran reaktan yang terjadi secara reversal. Secara teoritis semakin banyak elemen maka akan meningkatkan jumlah perputaran travel dan jumlah lapisan yang dihasilkan serta menghasilkan tegangan geser lapisan dan tumbukan antara molekul reaktan yang lebih tinggi pula. Nilai laju pengurangan reaktan yang dalam static-mixer dinyatakan dalam dC A dt = k r C A - k l C A sesuai persamaan [16] akan semakin besar. Nilai dC A dt akan tinggi terutama pada saat awal reaksi di mana jumlah TG, DG, dan MG masih banyak dan langsung terkonversi menjadi FAME dan GL. Berdasarkan persamaan [11] pula jumlah FAME yang terbentuk C Me sebanyak 3 konsentrasi awal TG 1- e -k’t . Nilai dC A dt akan semakin mengecil sejalan dengan berkurangnya jumlah gliserol terikat tersebut dan akan mencapai nilai mendekati keseimbangan ketika gliserol terikat hampir semua terkonversi menjadi FAME. Dari hasil kurva Gambar 26 tersebut, pengaruh suhu reaksi terhadap waktu reaksi tidak terlalu besar bila menggunakan static-mixer. 62 2 Pengaruh sirkulasi aliran Adanya sirkulasi aliran dalam pipa saluran reaktan baik sebelum dan seseudah elemen static-mixer sedikit banyak juga akan mempengaruhi proses laju rekasi pembentukan produk ME dan GL atau laju jumlah reaktan yang bereaksi TG dan MeOH. Aliran reaktan selama melalui saluran akan mempercepat laju reaksi yang dimungkinkan akibat pengaruh panas dari dinding pipa saluran. Di samping itu pengaruh pompa sentrifugal yang digunakan juga dimungkinkan untuk mempengaruhi laju reaksi karena reaktan di dalam pompa sentrifugal akan diputar sebelum dialirkan ke dalam elemen static-mixer. Mekanisme lain yang berpengaruh adalah pada saat reaktan melalui tangki utama sebelum menuju pompa sentrifugal dan elemen static-mixer terjadi reaksi secara kimiawi karena pengaruh aliran dari atas ke bagian bawah tangki dan karena pengaruh panas. 3 Blade agitator Di sisi lain penggunaan sistem pengadukan blade agitator terlihat dipengaruhi oleh suhu reaksi lihat Gambar 27. Hal ini dimungkinkan karena dalam mekanisme pengadukan blade agitator menghasilkan aliran melingkar dalam tangki dengan arah aksial dan tangensial, serta memberikan turbulensi yang minimal Paul et al., 2003 . Intensitas reaksi antar molekul atau reaktan tidak begitu tinggi serta laju reaksi dan waktu reaksi transesterifikasi lebih lambat. Kondisi ini akan mempengaruhi frekuensi tumbukan yang tidak sebesar pada static-mixer sehingga akan mengakibatkan laju reaksi yang relatif rendah. Dalam skala laboratorium, produksi metil ester dengan rendemen tertinggi diperoleh pada suhu 60 o C setelah 1 jam menggunakan katalis basa Vicente et al., 2004, Meher et al ., 2006, Hazkil, 2008. Di samping itu menurut Livenspiel 1972, bila reaktan yang berbeda dicampur terlebih lagi bila reaktan bersifat immiscible dengan menggunakan blade agitator dan bila terjadi reaksi, maka reaksi yang terbentuk berada pada suatu zona reaksi sekitar as pengaduk blade agitator, di samping itu akan terbentuk pula zona non-homgen di mana terdapat reaktan yang masih belum bereaksi. Untuk memperbesar zona reaksi maka diperlukan jumlah putaran yang tinggi vigorous stirring. 63

4.2.3 Konstanta Laju Reaksi k