OPTIMASI PROSES PERPINDAHAN MASSA PADA EKSTRAKSI P-KRESOL DALAM TANGKI BERPENGADUK DARI TIR BATU BARA ARTIFISIAL DENGAN PELARUT ASETON-AIR.

ABSTRAK

Afifah, Siti Nur dan Tyaningsih, Dyan Sulys. 2016. Optimasi Proses Perpindahan
Massa pada Ekstraksi p-Kresol dari Tir Batu Bara Artifisial dalam Tangki
Berpengaduk dengan Pelarut Aseton-Air. Dr. Dewi Selvia Fardhyanti,
S.T., M.T. Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variabel operasi yang
berkaitan dalam ekstraksi p-kresol, nilai koefisien transfer massa dan model
perpindahan massa yang sesuai untuk ekstraksi p-kresol dalam tangki
berpengaduk.
Larutan tir batu bara artifisial sebanyak 250 mL dicampurkan dengan
larutan solven (aseton-air) 250 mL dalam tangki berpengaduk. Ekstraksi dimulai
dengan mengkondisikan suhu dan kecepatan pengadukan. Pengambilan sampel
selama proses ekstraksi dilakukan dalam selang waktu 5, 10, 15, 20, 25 dan 30
menit.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi p-kresol yang terekstrak
dan rendemen ekstraksi semakin besar dengan meningkatnya kecepatan putar
pengaduk, suhu, ukuran diameter tangki dan berkurangnya ukuran diameter
pengaduk. Konsentrasi ekstrak p-kresol sebesar 8,96% diperoleh pada suhu
ekstraksi 40oC dalam tangki berdiameter 10 cm, diameter pengaduk 3,5 cm dan
kecepatan pengadukan 250 rpm. Didapatkan harga koefisien perpindahan massa

terbesar yaitu 4,757.10-6 kg/m2s dan model perpindahan massa yang sesuai yaitu
Sh = 3,683.10-10. Re1,65 .Sc 0,33 dengan ralat rerata yaitu dibawah 24,4%
Kata kunci: aseton, ekstraksi, p-kresol

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

LATAR BELAKANG
Pemanfaatan batu bara sebagai salah satu sumber energi telah
banyak dilakukan. Dalam rangka efisiensi pemakaian dan pencegahan efek
polusi yang dihasilkan, maka pemakaian batu bara diarahkan pada aplikasi
batu bara tercairkan melalui proses pirolisis. Teknik pirolisis merupakan
suatu teknik pemanasan batu bara dalam temperatur tinggi (500-1000 oC),
sehingga dihasilkan coke (batu bara dengan kalor pembakaran lebih
tinggi), gas dan tir (Hesley dkk, 1986).
Batu bara yang ada di Indonesia termasuk batubara yang
mempunyai nilai kalori rendah (low calorine), untuk meningkatkan nilai
kalori tersebut dapat dilakukan dengan cara gasifikasi, karbonisasi, atau
pirolisis, hasil samping proses tersebut berupa tir batubara. Tir yang

dihasilkan cukup melimpah, namun karena baunya yang tajam dan tidak
enak, maka sering dianggap sebagai limbah. Penelitian sebelumnya
menunjukkan bahwa tir batu bara ini mengandung banyak komponen
senyawa organik baik alifatis ataupun aromatis (Lappas dkk, 1990).
Produk pirolisis batubara ini sangat potensial untuk dimanfaatkan lebih
lanjut, misalnya sebagai bahan dasar industri kimia berbasis senyawa
olefin maupun senyawa aromatis (Newman, 1985). Berbeda dengan
minyak bumi yang kualitasnya baik untuk bahan bakar, tir batubaraini
kualitasnya masih rendah karena berat molekul, viskositas, kandungan
senyawa heteroatom (S dan N) masih tinggi (Krichko dkk, 1996). Tir
batubaramengandung campuran dari komponen alifatik, aromatik,
alisiklik, dan komponen heterosiklik (Kan dkk, 2011). Salah satu senyawa
yang banyak terdapat di dalam tir batu bara adalah senyawa fenolik. Jenis
senyawa fenolik sendiri yang memiliki kadar tertinggi dalam tir batu bara
adalah p-kresol, dalam kehidupan sehari-hari kresol sering digunakan
untuk bahan desinfektan yang biasa disebut Lysol.

1

Penelitian-penelitian terhadap batu bara telah banyak dilakukan,

tetapi khusus terhadap tirnya masih sangat sedikit. Banyak peneliti yang
belum mempelajari fenomena dan pemodelan perpindahan massa serta
belum banyak yang mengambil senyawa p-kresol dari tir batu bara.
Perancangan dan scale-up kolom alat ekstraksi dapat dilakukan dengan
baik, dan operasi dapat dilakukan secara optimum bila nilai parameter
dalam dinamika proses pengolahan itu diketahui dengan tepat. Mengingat
pentingnya data fenomena dan pemodelan perpindahan massa volumetris
pada proses ekstraksi ini serta harga pelarut dibandingkan dengan harga
senyawa p-kresol, maka penelitian ini menjadi hal yang penting untuk
dilakukan.
1.2

IDENTIFIKASI MASALAH
1 Masih kurangnya penelitian mengenai ekstraksi senyawa p-kresol
maupun mengenai pengolahan tir batu bara.
2

Belum adanya data mengenai koefisien perpindahan massa pada
ekstraksi senyawa p- kresol dari tir batu bara yang nantinya berguna
dalam perancangan dan scale-up kolom alat ekstraksi maupun

pengoptimuman kondisi operasi ekstraksi.

3

Masih kurangnya data mengenai teori fenomena proses perpindahan
massa yang terjadi di dalam ekstraksi senyawa p-kresol dari tir batu
bara.

1.3

RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana kondisi optimum dalam proses ekstraksi senyawa p-kresol
dari tir batu bara ?
2.

Bagaimana rendemen dan koefisien distribusi p-kresol yang terekstrak
dari tir batu bara?

3.


Bagaimana penentuan koefisien perpindahan massa pada proses
ekstraksi senyawa p- kresol dari tir batu bara ?

4.

Bagaimana model perpindahan massa yang terjadi di dalam proses
ekstraksi senyawa p-kresol dari tir batu bara ?

2

1.4

TUJUAN
1. Mengetahui kondisi optimum pada proses ekstraksi senyawa p-kresol
dari tir batu bara.
2.

Mengetahui rendemen dan koefisen distribusi p-kresol yang terekstrak
dari tir batu bara.


3.

Mengetahui harga koefisien perpindahan massa (k) pada ekstraksi pkresol dari larutan tir batu bara menggunakan pelarut aseton-air.

4.

Mengetahui model perpindahan massa yang terjadi di dalam proses
ekstraksi senyawa p-kresol dari tir batu bara.

1.5

MANFAAT
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi :
1. Lingkungan dan masyarakat,
Memberi kontribusi di bidang pengolahan limbah tir batu bara
untuk memanfaatkan atau mengolah kembali menjadikan produk yang
lebih bernilai guna tinggi.
2.

IPTEK

a. Meningkatkan nilai guna dari limbah tir batu bara yang masih
dapat diekstrak senyawa p-kresol yang memiliki nilai guna
tinggi.
b. Menambah wawasan keilmuan dan memberikan informasi
mengenai

sintesis

p-kresol

dengan

metode

ekstraksi

menggunakan peralatan yang lebih efisien, ekonomis dan
praktis.

3


Daftar Pustaka :
Abidin, Zainal. 2007. Model Perpindahan Massa Sistem Cair-Cair Dalam Tangki
Berpengaduk Dengan Pendekatan Teori Lapisan Film. Teknik Kimia :
UNDIP
Anggoro, Didi. 2015. Preparasi dan Karakterisasi Katalis Co/Zeolite Y and CoMo/Zeolite Y untuk Konversi Tar Batubara. Prosiding Seminar Nasional
Teknik Kimia “Kejuangan”. Pengembangan Teknologi Kimia untuk
Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia: Yogyakarta
Billah, Mustasim. 2010. Peningkatan Nilai Kalor Batubara Peringkat Rendah
Dengan Menggunakan Minyak Tanah Dan Minyak Residu. UPN Press:
Surabaya
Boon-Long, S., Laguerie, C. and Couderc, J.P., 1978, Mass Transfer from
Suspended Solids to a Liquid in Agitated Vessels, Jurnal Chemical
Engineering Science, Vol 33, Hal: 813-819.
Budiyanto, Agus. 2008. Pengaruh Suhu dan Waktui Ekstraksi Terhadap Karakter
Pektin dari Ampas Jeruk Siam (Citrusnobilis L). Jurnal Pascapanen, Vol. 5,
No 2, Hal: 37-44
Chalid, Mochamad. 2005. Studi Pengaruh Magnetisasi Sistem Dipol Terhadap
Karakteristik Kerosin. Jurnal Makara, Teknologi, Vol. 8. No. 1, Hal: 36-42
Day, R.A; Underwood,A.L. 1993. Analisis Kimia Kuantitatif (terjemahan oleh

Pudjaatmaka, A.H), edisi Keempat. Erlangga: Jakarta
Egashira, R., Salim, C., and Saito, J..2005. Separation of Coal Tar Fractions by
Solvent Extraction – Extraction/Solvent Separation by Secondary
Extraction. Journal of the Japan Petroleum Institute
Fanani, Zainal. 2010. Hidrocracking Tir Batubara Menggunakan Katalis Ni-MoS/ZAA untuk Menghasilkan Fraksi bensin dan Fraksi Kerosin. Jurnal
Penelitian Sains. Vol 10. Hal: 06-08
Fardhyanti,Dewi Selvia, Wahyudi Budi Sediawan, Panut Mulyono, dan Muslikin
Hidayat. 2015 “Liquid-liquid Extraction of Phenolic Compounds From

Sub Bituminous Kalimantan Coal Tar”. Journal of Basic and Applied
Research International. Vol 7. No 1. Hal: 23-27
Fessenden, R.J. 1999. Kimia Organik. Jilid 1. Terjemahan Aloysius. Hadyana
Pudjaatmaka. Erlangga: Jakarta
Geankoplis, C., 1993, Transport Process and Unit Operations, 3Rd edition PTR
Prentice Hall, Inc.
George, Wypych. 2001. Handbook of Solvents. William Andre Publishing : New
York.
Handayani, Dwi. 2015. Peningkatan Kadar Zingiberen dalam Minyak Jahe
dengan Ekstraksi Cair-Cair. Prosiding SNST ke-6. Fakultas Teknik
Universitas Wahid Hasyim Semarang.

Hartati, Indah. 2010. Isolasi Alkaloid dari Tepung Gadung (Dioscorea hispida
Dennst) dengan Teknik Ekstraksi Berbantu Gelombang Mikro. Tesis.
Universitas Diponegoro : Semarang
Hartati, Pristi dkk. 2001. Ekstraksi Pemisahan Zirkonium dan Hasnium dalam
Suasana Asam Klorida.Prosiding Pertemuan dan Presesntasi Ilmiah
Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nukril P3TM-BATAN
Yogyakarta.
Hessley, R.K., Reasoner, J.W., and Riley, J.T. 1986. Coal Science, An
Introduction to Chemistry, Technology and Utilization.Mc Graw Hill
Publishing Company Limited: London.
Kan, T., Wang, H., He, H., Li, C., and Zhang, S. 2011. Experimental Study on
Two-stage catalytic hydroprocessing of middle-temperature Coal tar to
clean liquid fuels, Fuel, Elsevier, Vol 90.
Kirk, Othmer. 1994.Encyclopedia of Chemical Technology. John Willey & Sons:
NewYork
Krichko, A.A., Maloletnev, A.S., Mazneva, O., and Gagarin, S.G., 1996, Catalytic
Properties of High-Silica Zeolite in Hydrotreatment of Coal Liquefaction
Product.Jurnal of Fuel.

Lappas, A.A., Papavasiliou, D., Batos, K., and Vasalos, I.A. 1990. Product

Distribution and Kinetic Predicitions on Greek Lignite Pyrolysis. Jurnal
Fuel. Chem,Vol: 69. Hal: 1304-1308
Lembaga Minyak dan Gas Bumi, Kamus Minyak dan Gas Bumi, Edisi keempat,
Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi,
Lemigas, Jakarta, 1999.
Lewis, J.B., 1954, The Mechanism of Mass Transfer of Solutes Across LiquidLiquid 20 Interfaces, Jurnal Chemical Engineering Science, Vol 3, Hal.
248-259.
Maloney, James. 2008. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. McGraw-Hill
Companies, Inc.USA.
Mardina, Primata. 2011. Pengaruh Kecepatan Putar Pengaduk dan Waktu Operasi
pada Ekstraksi Tannin dari Mahkota Dewa. Jurnal Kimia 5 (2): 125-132.
Miller, D.N., 1971, Scale-Up of Agitated Vessels. JurnalIndustrial Engineering
Chemistry Process Design and Development. Vol.10, No.3, Hal: 365-375.
Mukti, Kustanto. 2013. Analisis Spektroskopi Uv-Vis Penentuan Konsentrasi
Permanganat (KMnO4). FMIPA: UNS
Robert E. Treybal. 1981.Mass Transfer Operations, Mc. Graw Hill Book
Company.
Setiadji, Bambang. 2006. Pemisahan Komponen Tar Batubara Dengan Kolom
Fraksinasi Menggunakan Fasa Diam Zeolit-Mn. Jurnal Berkala MIPA,
Vol: 16(1)
Setia Budi, Faleh. 2009. Koefisien Transfer Massa pada Proses Ekstraksi Kayu
Manis (Cinnamomum Burmanni ). Jurnal Reaktor, Vol. 12 No. 4. Hal. 232238
Suryani, Ana. 2014. Penggunaan Model Pengaduk Pitched Blade Turbin dan Five
Blade Turbin pada Produksi Biodiesel dari Residu Minyak dalam Tanah
Pemucat Bekas (SBE) Secara In Situ. Jurnal Teknologi Industri Pertanian
24(1): 72-81
Rokhani, Nur. 1998. Pirolisis Tir Batubara secara Sinambung. Tesis. Yogyakarta:
Universitas Gadjah Mada.

Geankoplis, Christie J. 1993. Transport Processes and Unit Operations. Prentice
hall international.
George, Wypych. 2001. Handbook of Solvents. William Andre Publishing : New
York.
Zmudziński, Wojciech. 2010. Removal of o-Cresol from Water by Adsorption/
Photocatalysis. Polish J. of Environ. Stud. Vol. 19, No. 6. 1353-1359.

OPTIMASI PROSES PERPINDAHAN MASSA PADA
EKSTRAKSI P-KRESOL DALAM TANGKI
BERPENGADUK DARI TIR BATU BARA
ARTIFISIAL DENGAN PELARUT ASETON-AIR
Skripsi
diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Kimia

Oleh
Siti Nur Afifah

NIM.5213412019

Dyan Sulys Tyaningsih

NIM.5213412035

JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2016