SIMULASI DISTILASI BATCH BERBASIS PEMROGRAMAN BERORIENTASI OBJEK.
SIMULASI DISTILASI BATCH BERBASIS
PEMROGRAMAN BERORIENTASI OBJ EK
TUGAS AKHIR
Diajukan Oleh:
ARISTARKHUS ANASITO
NPM : 0934215006
Kepada
J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
SURABAYA
2011
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Tugas Akhir
:
SIMULASI DISTILASI BATCH SISTEM BINER
BERBASIS PEMOGRAMAN BERORIENTASI OBJEK
Nama Mahasiswa
:
ARISTARKHUS ANASITO
NPM
:
0934215006
Program Studi
:
TEKNIK INFORMATIKA
Jurusan
:
TEKNIK INFORMATIKA
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Ir. NI KETUT SARI, M.T.
NIP / NPT. 19650731 199203 2001
WAHYU SYAIFULLAH J.S., S.KOM.
NIP / NPT. 3 8608 10 0295 1
KETUA JURUSAN
TEKNIK INFORMATIKA
DEKAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
Dr. Ir. NI KETUT SARI, M.T.
NIP / NPT. 19650731 199203 2001
Ir. BAMBANG WAHYUDI, MS
NIP / NPT. 030 180 480
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ABSTRAK
Simulasi distilasi batch dilakukan untuk efisiensi biaya dan waktu. Karena
dalam eksperimen distilasi batch memerlukan zat kimia yang banyak dengan hasil
percobaan yang belum pasti, sehingga dibutuhkan biaya yang banyak dan waktu
yang lama. Oleh karena itu dibutuhkanlah simulasi yang memudahkan untuk
memperoleh perkiraan komposisi kimia yang akan dilakukan percobaan. Dengan
menggunakan Visual Studio 2010 dengan menggunakan bahasa pemograman
C#.net, maka dapat dibuat halaman antar muka (User Interface) yang dapat
berjalan di Dekstop Windows dan hasil laporan dapat segera diketahui dan dapat
langsung dicetak.
Dalam penelitian ini metode yang dilakukan ialah dengan cara membuat
suatu aplikasi simulasi distilasi batch berbasis pemograman berorientasi objek.
Dari aplikasi simulasi distilasi batch ini kemudian akan dibandingkan dengan
simulasi distilasi batch yang telah dibuat dengan Matlab 6.1 dimana untuk
mendapatkan hasil simulasi berupa grafik, data yang diperoleh kemudian dibuat
grafik dengan menggunakan Microsoft Excel.
Hasil simulasi distilasi batch berbasis pemograman berorientasi objek ini
berupa profil Temperatur, Komposisi Liquida, dan Komposisi Uap dapat langsung
dilihat dan di cetak dari aplikasi yang dibuat ini.
Kata Kunci : simulasi, distilasi batch, C#.net, Visual Studio 2010.
i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
KATA PENGANTAR
Dengan menguc ap syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, atas Kasih
KaruniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan Judul :
SIMULASI
DISTILASI
BATCH
BERBASIS
PEMOGRAMAN
BERORIENTASI OBJ EK.
Tujuan disusun Tugas Akhir ini adalah untuk menyelesaikan Program
Strata Satu (S1) pada Program Studi Teknik Informatika, Jurusan Teknik
Informatika, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur. Selain itu, juga untuk menerapkan ilmu pengetahuan yang
didapat oleh penulis selama menimba ilmu di perkuliahan.
Terselengaranya Tugas akhir ini juga berkat bantuan dan dukungan dari
berbagai pihak, baik secara material maupun secara spiritual. Tak lupa penulis
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah
membantu hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Ucapan terimakasih ini
penulis berikan kepada :
1. Tuhan Yesus Kristus, sebagai Tuhan dan Juru Selamat yang sudah
memberikan
kasihNya
dan
KaruniaNya
yang telah
memberikan
kesempatan kepada penulis untuk berkuliah dan dapat menyelesaikan
perkuliahan hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. “ Thanks Jesus,
You are my God and my every thing”.
2. Kedua orang tua saya, Purbojo Djojowasito Jatiman dan Susana
Karuniawati yang paling saya cintai. Terimakasih atas semua doa dan
ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
dukungan sehingga penulis dapat berkuliah dan dapat menyelesaikan
perkuliahan dengan terselesainya Skripsi ini. “Terimakasih Papa,
Terimakasih Mama. Terimakasih untuk semuanya”.
3. Kakak saya yang terkasih, Petry Purenia, S. Kom, M. T. Terimakasih
untuk mau jadi tempat cerita yang terimakasih untuk dukungannya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Teguh Santoso, M.P. Selaku Rektor Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
5. Bapak Ir. Sutiyono, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri.
6. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika.
7. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan selama penulis mengerjakan
Tugas Akhir ini hingga selesai.
8. Bapak Wahyu S., S.Kom. selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan selama penulis mengerjakan
Tugas Akhir ini hingga selesai.
9. Teman-teman Teknik Informatika Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur yang telah bersama-sama menimba ilmu.
10. Teman-teman Pemuda GBT. Bethlehem yang telah memberikan dukungan
kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11. Terimakasih kepada semua pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu, yang telah memberika dukungannya selama penulis
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Semoga Tuhan Yesus memberikan Kasih dan KaruniaNya untuk anda
semua. Amin. Terimakasih.
Surabaya, 25 Desember 2011
Penulis
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1.
Latar Belakang....................................................................................... 1
1.2.
Perumusan Masalah ............................................................................... 2
1.3.
Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4.
Tujuan ................................................................................................... 3
1.5.
Manfaat ................................................................................................. 3
1.6.
Metodologi Penelitian ............................................................................ 3
1.7.
Sistematika Penulisan ............................................................................ 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 6
2.1.
Sifat Fisika dan kegunaan Aseton – n-Butanol – Etanol ......................... 6
2.2.
Tinjauan Thermodinamika dalam Mengevaluasi Kesetimbangan Fasa ... 7
2.2.1.
Perhitungan Temperature Bubble .................................................... 7
2.2.2.
Metoda Distilasi Batch pada Sistem Terner ..................................... 9
2.3.
Pemograman Berorientasi Objek .......................................................... 12
BAB III METODA PENELITIAN ..................................................................... 17
3.1.
Simulasi Sistem Biner .......................................................................... 17
3.1.1.
Simulasi Sistem Biner Etanol – Air ............................................... 21
3.1.2.
Simulasi Sistem Biner Aseton – n-Butanol.................................... 22
3.1.3.
Simulasi Sistem Biner Aseton – Etanol ......................................... 23
3.1.4.
Simulasi Sistem Biner n-Butanol – Etanol .................................... 24
3.2.
Simulasi Sistem Terner ABE ............................................................... 25
3.3.
Perancangan Sistem ............................................................................. 27
3.3.1.
Deskripsi Umum Sistem ............................................................... 27
3.3.2.
Use Case Diagram........................................................................ 28
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3.3.3.
Activity Diagram .......................................................................... 29
3.3.4.
Sequence Diagram ........................................................................ 33
3.3.5.
Class Diagram .............................................................................. 35
3.4.
Analisa Kebutuhan............................................................................... 37
3.4.1.
Perancangan Antar Muka .............................................................. 37
3.4.1.1.
Halaman Memasukkan Data Kompsisi Larutan Dua Elemen.. 37
3.4.1.2.
Halaman Memasukkan Data Kompsisi Larutan Tiga Elemen . 39
3.4.2.
Halaman Laporan ......................................................................... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 41
4.1.
Proses Pembuatan Program .................................................................. 41
4.1.1.
Pemanggilan Fungsi Class Sebagai Obyek .................................... 41
4.1.2.
Source Code Rumus ..................................................................... 42
4.1.3.
DataSet......................................................................................... 45
4.1.4.
CrystalReport ............................................................................... 48
4.1.5.
CrystalReportViewer .................................................................... 49
4.2.
User Interface (Tatapan Antar Muka) .................................................. 51
4.2.1.
User Interface Dua Elemen ........................................................... 51
4.2.2.
User Interface Tiga Elemen .......................................................... 53
4.3.
Halaman Laporan................................................................................. 54
4.4.
Hasil Laporan Simulasi Distilasi Batch ................................................ 55
4.3.1.
Sistem Biner ................................................................................. 55
4.3.2.
Sistem Terner ABE ....................................................................... 59
BAB V UJI COBA DAN EVALUASI PROGRAM ........................................... 63
5.1.
Uji Coba Memasukkan Data Simulasi .................................................. 63
5.2.
Uji Coba Validasi Data ........................................................................ 65
5.3.
Uji Coba Perubahan Data Simulasi ...................................................... 66
5.4.
Uji Coba Laporan ................................................................................ 69
BAB VI PENUTUP ........................................................................................... 72
6.1.
Kesimpulan.......................................................................................... 72
6.2.
Saran ................................................................................................... 72
LAMPIRAN ...................................................................................................... 73
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 74
vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1. Sketsa aliran distilasi batch sederhana (Henley and Seader, 1998) 10
Gambar 3. 1. Flowchart untuk perhitungan BUBL T.......................................... 18
Gambar 3. 2. Flowchart distilasi batch sederhana dengan Metoda Euler ............ 20
Gambar 3. 3. Proses Bisnis Simulasi Distilasi Batch .......................................... 27
Gambar 3. 4. Use Case Diagram........................................................................ 28
Gambar 3. 5. Activity Diagram “Memasukkan Nilai Umpan”............................. 29
Gambar 3. 6. Activity Diagram “Memproses Data” ............................................ 30
Gambar 3. 7. Activity Diagram “Melihat Laporan” ............................................ 31
Gambar 3. 8. Activity Diagram “Mencetak Laporan” ......................................... 32
Gambar 3. 9. Sequence Diagram “Memasukkan Nilai Umpan” .......................... 33
Gambar 3. 10. Sequence Diagram “Memproses Data” ....................................... 33
Gambar 3. 11. Sequence Diagram “Melihat Laporan” ........................................ 34
Gambar 3. 12. Sequence Diagram “Mencetak Laporan”..................................... 34
Gambar 3. 13. Class Diagram Simulasi Distilasi Batch ...................................... 35
Gambar 3. 14. Antar Muka Dua Elemen............................................................. 37
Gambar 3. 15. Antar Muka Tiga Elemen ............................................................ 39
Gambar 3. 16. Format Laporan Hasil Simulasi ................................................... 40
Gambar 4. 1. Tabel pada DataSet ....................................................................... 46
Gambar 4. 2. Desain Laporan Dua Elemen......................................................... 48
Gambar 4. 3. Desain Laporan Dua Elemen......................................................... 48
Gambar 4. 4. CrystalReportViewer pada Form ................................................... 49
Gambar 4. 5 User Interface Dua Elemen ............................................................ 51
Gambar 4. 6. Radio Button Dua Elemen ............................................................. 52
Gambar 4. 7. User Interface Dua Elemen ........................................................... 53
Gambar 4. 8. Laporan Dalam Bentuk Tabel ....................................................... 54
Gambar 4. 9. Laporan Dalam Bentuk Grafik ...................................................... 55
Gambar 4. 10. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Biner Eranol – Air
dengan Koefisian Aktifitas ................................................................................. 55
Gambar 4. 11. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Biner Eranol – Air
tanpa Koefisien Aktifitas.................................................................................... 56
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4. 12. Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan
Koefisian Aktifitas ............................................................................................. 57
Gambar 4. 13. Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa
Koefisian Aktifitas ............................................................................................. 57
Gambar 4. 14. Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan
Koefisian Aktifitas ............................................................................................. 58
Gambar 4. 15. Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa
Koefisian Aktifitas ............................................................................................. 58
Gambar 4. 16. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Terner Aseton – nButanol – Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ............................................... 59
Gambar 4. 17. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Terner Aseton – nButanol – Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas .................................................. 60
Gambar 4. 18. Profil Komposisi uap di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol
– Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ............................................................. 60
Gambar 4. 19. Profil Komposisi uap di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol
– Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas ............................................................... 61
Gambar 4. 20. Profil Temperatur di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol –
Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ............................................................... 61
Gambar 4. 21. Profil Temperatur di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol –
Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas .................................................................. 62
Gambar 5. 1. Kontrol Tab Jumlah Elemen.......................................................... 63
Gambar 5. 2. Pilih Jenis Komposisi Larutan ....................................................... 64
Gambar 5. 3. Input Data Dua Elemen ................................................................. 64
Gambar 5. 4. Input Data Tiga Elemen ................................................................ 65
Gambar 5. 5. Peringatan Karena Data Yang Tidak Valid .................................... 65
Gambar 5. 6. Peringatan Karena Data Yang Tidak Valid .................................... 66
Gambar 5. 7. Hapus Baris Data .......................................................................... 67
Gambar 5. 8. Hapus Baris Data .......................................................................... 67
Gambar 5. 9. Ubah Data..................................................................................... 68
Gambar 5. 10. Ubah Data ................................................................................... 68
Gambar 5. 11. Proses Simulasi ........................................................................... 69
Gambar 5. 12. Proses Simulasi ........................................................................... 69
Gambar 5. 13. Halaman Laporan........................................................................ 70
Gambar 5. 14. Laporan Dalam Bentuk Tabel ..................................................... 70
viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 5. 15. Laporan Dalam Bentuk Grafik .................................................... 71
ix
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1. Sifat Fisika Aseton, n-Butanol, Etanol ................................................ 6
Tabel 3. 1. Komposisi Umpan Sistem Biner Etanol – Air ................................... 21
Tabel 3. 2. Parameter Antoine Sistem Biner Etanol – Air ................................... 22
Tabel 3. 3. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – n-Butanol ........................ 22
Tabel 3. 4. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – n-Butanol ........................ 23
Tabel 3. 5. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – Etanol ............................. 23
Tabel 3. 6. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – Etanol ............................. 24
Tabel 3. 7. Komposisi Umpan Sistem Biner n-Butanol – Etanol ......................... 24
Tabel 3. 8. Parameter Antoine Sistem Biner n-Butanol – Etanol ......................... 25
Tabel 3. 9. Komposisi Umpan Sistem Terner ABE............................................. 26
Tabel 3. 10. Parameter Antoine Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol ...... 26
Tabel 4. 1. Field pada tabel DuaElemenDataTable ............................................. 47
Tabel 4. 2. Field pada tabel DuaElemenDataTable ............................................. 47
x
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Distilasi batch adalah suatu proses pemisahan suatu komponen dari
campurannya yang didasarkan pada perbedaan titik didih atau tekanan uap murni
masing-masing komponen dengan menggunakan panas sebagai tenaga pemisah.
Proses pemisahan pada operasi distilasi terjadi karena adanya perpindahan massa
akibat kontak antar fasa uap dengan fasa cairannya. Jika kontak antar fasa
dibiarkan berlangsung dalam waktu relative cukup, maka sistem akan
dimungkinkan berada dalam keseimbangan. Setelah keseimbangan tercapai, uap
segera
dipisahkan
dari
cairannya
dan
dikondensasikan
membentuk
embunan/distilat. Di industri, proses distilasi sering kita jumpai pada industri
pengilangan minyak bumi, pemurnian minyak atsiri, produksi etanol.
Dalam bidang industri umumnya menggunakan sistem multikomponen.
Sedangkan jika menggunakan sistem terner ABE (Aseton-Butanol-Etanol) dengan
distilasi batch sederhana dilakukan secara simulasi dan sederhana dalam skala
laboratorium secara ujicoba. Hasil dari pemisahan sistem terner ABE (AsetonButanol-Etanol) menjadi komposisi lebih murni dari komposisi awal mempunyai
nilai ekonomis tinggi.
Mahasiswa teknik kimia dalam melakukan perhitungan distilasi batch
sering menggunakan perhitungan secara manual dikarenakan belum adanya
program yang memproses hasil dari uji coba yang menghasilkan profil temperatur,
1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
komposisi liquida, dan komposisi uap. Program sebelumnya mengunakan Matlab
6.1 untuk memperoleh hasil langkah yang dilakukan cukup panjang. Langkahlangkah tersebut ialah membawa hasil perhitungan Matlab 6.1 dibawa ke
Microsoft Excel untuk dirubah ke bentuk grafik, setelah itu grafik tersebut dibawa
ke Microsoft Word untuk dapat dicetak laporan hasil simulasi. Dengan
menggunakan bahasa program C#.net dapat dengan mudah memasukkan data
komposisi umpan dan hasil yang diperoleh dapat langsung dilihat dan dicetak.
Hasil yang diperoleh pada penelitian ini di validasi dengan disertasi RK-3311
“Penentuan Peta Kurva Residu Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol
Dengan Distilasi Batch Sederhana” (Sari, 2007)
1.2.
Perumusan Masalah
Permasalahan dari Tugas Akhir ini ialah
a. Mendesain suatu user interface / tatapan antar muka yang memudahkan
mendapatkan hasil profil distilasi batch.
b. Membuat suatu aplikasi yang menggunakan bahasa pemograman C#.net
dengan memasukkan data umpan untuk mendapatkan hasil profil temperatur,
komposisi liquida, komposisi uap.
1.3.
Batasan Masalah
Dari Permasalahan yang telah disebutkan diatas, maka batasan-batasan
masalah dalam Tugas Akhir ini, ialah:
a. Dalam penelitian simulasi distilasi batch ini larutan yang digunakan berupa
larutan ideal, koefisien aktifitas sama dengan 1(satu).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
b. Hasil simulasi bukan dalam bentuk grafik 3Dimensi dan peta kurva residu
melainkan kurfa kartesius.
1.4.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini ialah untuk memperoleh profil temperatur,
komposisi liquida, dan komposisi uap dengan cara yang mudah tanpa menunggu
terlalu lama. Ketika data sudah di proses, maka hasil berupa data dalam bentuk
tabel dan Grafik sudah dapat langsung dilihat.
1.5.
Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah
a. Mempermudah bagi para pengguna yang ingin melakukan melakukan
percobaan sebenarnya, untuk mendapatkan perkiraan hasil percobaan
sebenarnya dengan melakukan simulasi terlebih dahulu.
b. Mempermudah dalam memasukkan data umpan simulasi dan untuk
mendapatkan hasil dari simulasi tersebut.
1.6.
Metodologi Penelitian
Metodologi pembuatan Tugas Akhir ini dibagi menjadi :
a. Studi Teori literatur.
Mempelajari konsep atau metode yang telah diterapkan diatas dan juga
mencari referensi metode lain sehingga dapat dijadikan panduan untuk
melakukan percobaan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
b. Survey atau Pengumpulan Data.
Setelah mempelajari teori maka dilanjutkan dengan mempelajari hasil dari
percobaan Distilasi Batch yang telah dilakukan, sehingga dapat mengetahui
hasil simulasi yang dapat mempermudah untuk menentukan komposisi yang
dikehendaki untuk dilakukan percobaan sebenarnya.
c. Analisis dan Perancangan Aplikasi
Pada tahap analisis dan perancangan aplikasi ini dilakukan analisa dan
rancangan awal dari aplikasi yang akan dibuat untuk kemudian ditentukan
langkah selanjutnya.
d. Pembuatan Aplikasi
Pada tahap ini dilakukan pembuatan sistem yang sesungguhnya, setelah
sebelumnya dilakukan tahap analisa dan perancangan sistem sesuai dengan
yang telah direncanakan.
e. Pengujian Aplikasi
Pada tahap pengujian program ini merupakan tahap analisa dan perancangan
sistem sesuai dengan yang telah direncanakan.
1.7.
Sistematika Penulisan
Laporan Tugas Akhir ini akan dibagi menjadi beberapa bab, yaitu:
BAB I
PENDAHULUAN
Berisi tentang deksripsi umum dalam penyusunan Skripsi yang
meliputi Latar Belakang, Perumusan Masalah, Batasan Masalah,
Tujuan, Manfaat, Metodologi Penilitian, dan Sistematika
Penulisan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Berisi teori-teori, studi literatur dan konsep-konsep yang terkait
tentang penyelesaian suatu masalah atau perumusan masalah
yang diambil dalam penyusunan Skripsi.
BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM
Berisi tentang analisa dan perancagan dari sistem aplikasi ang
akan dibangun meliputi desain masukkan (input), desain
keluaran (output), serta desain antarmuka (interface) yang
nantinya akan dipakai oleh sistem aplikasi.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang implementasi sistem aplikasi secara keseluruhan
mulai dari implementasi data yang diperlukan hingga laporan
dari Simulasi Distilasi Batch yang keluar.
BAB V
UJI COBA DAN EVALUASI
Membahas tentang ujicoba dan evaluasi dari program yang
dibuat.
BAB VI PENUTUP
Berisi kesimpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir ini
beserta saran untuk pengembangan selanjutnya.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1.
Sifat Fisika dan kegunaan Aseton – n-Butanol – Etanol
Aseton merupakan senyawa keton yang berupa liquid tak berwarna,
mudah terbakar dan larut dalam air serta pelarut organik. n-Butanol merupakan
liquid tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar, larut dalam air dan
memiliki bau yang khas. Etanol merupakan liquid yang mudah terbakar, cepat
teroksidasi di dalam tubuh dan tidak terakumulasi didalam tubuh. Sifat fisika
ketiga senyawa tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2. 1. Sifat Fisika Aseton, n-Butanol, Etanol
Harga
Sifat Fisika
Aseton
n-Butanol
Etanol
Berat Molekul
58,08
74,12
46,07
Titik didih, oC
56,1
117,7
78,32
Titik Beku, oC
(-89)
(-89)
(-114,1)
8
35
14
Melting Point, C
(-94,2)
(-90,2)
(-93,3)
Densitas (15 oC), g/ml
0,7857
0,813
0,7893
Viskositas (15 oC), cp
0,32
33,79
1,17
0,001316
0,001229
0,001256
Specific heat (20 oC), J/g.K
151,01
2,33
2,42
Panas penguapan, J/g
1690,13
591,2
839,31
Panas pembentukan, J/g
14403,8
125
104,6
Panas pembakaran, J/g
103789,0
2674
29676,69
235
289,9
240,8
24,74
0,64
5,78
o
Flash Point, C
o
Specific grafity (20 oC), kg/m3
Suhu kritis, oC
o
3
Tekanan uap (20 C), kg/cm
6
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Tekanan kritis, kg/cm3
47,93
45,07
62,68
Sumber : Prausnitz dkk., 2001 dan Hysis versi 3.1
Kegunaan aseton dalam industri kimia antara lain sebagai bahan kimia
pembuatan methyl isobuthyl ketone, methyl isobuthyl carbiol, bisphenol butanol
solvent untuk kalium iodida dan permangant, industri cat dan pernis. Kegunaan nButanol dalam industri kimia sebagai plasticizer, resin dan pelapis, bahan
pembuatan ester, dehydration agent dan pembuatan ditergent. Kegunaan etanol
dalam industri kimia sebagai solvent untuk resin, lemak, asam lemak, minyak,
hidrokarbon dan hidroksida, medium ekstraksi, bahan kosmetik, bahan farmasi,
pertumbuhan yeast dan pembuatan acetaldehyde, asam asetat, ethylene, bahan
pewarna dan bahan ditergent. Bahan campuran aseton-butanol sangat potensial
digunakan sebagai bahan bakar penganti minyak bumi. Selama ini, ABE
diproduksi dengan proses petrokimiawi dengaa menggunakan bahan baku turunan
minyak bumi yang semakin lama semakin mahal. Sebagai bahan bakar, ABE
cukup potensial karena panas pembakarannya cukup tinggi.
2.2.
Tinjauan Ther modinamika dalam Mengevaluasi Kesetimbangan Fasa
2.2.1. Perhitungan Temper ature Bubble
Prosedur iterasi untuk mencari temperature bubble yaitu mencari harga
temperatur jenuh dari komponen murni
=
pada P (Prausnitz dkk, 2001).
− log
−
(1)
dimana A, B, C adalah konstanta Antoine untuk spesies I, untuk semua estimasi
awal.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
=
(2)
Untuk i = 1, 2, 3.
Harga T sebagai awal akan digunakan untuk mengetahui tekanan uap jenuh suatu
zat yang akan diestemasi dengan persamaan Antoine.
)=
log(
−
(3)
−
Untuk i = 1, 2, 3.
Mencari tekanan uap jenuh untuk komponen-1 :
=
+
(4)
(5)
−
=
=
+
(6)
− ∑
Untuk j = 2, 3.
Sedangkan harga T baru dicari menurut persamaan :
=
−
− log
(7)
Kemudian mencari kesalahan antara T baru dengan T awal dengan persamaan :
(
−
)
≤
(8)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Konstanta kesetimbangan antara fase uap dan fase liquid didefinisikan sebagai
berikut :
=
=
.
(9)
2.2.2. Metoda Distilasi Batch pada Sistem Ter ner
Distilasi batch dapat dibagi menjadi 4 (empat) bagian yaitu:
1. Distilasi diferensial.
2. Rektifikasi batch.
-
Rektifikasi batch dengan komposisi distilat konstan dan variabel refluks.
-
Rektifikasi batch dengan variabel komposisi distilat dan refluks konstan.
3. Striping batch.
4. Distilasi batch kompleks.
Dalam hal ini yang dibahas pada penelitian yang dilakukan adalah distilasi
diferensial atau distilasi sederhana. Distilasi diferensial dengan metoda rigorous
menggunakan
model
Differential-Algebraic-Equations
(DAEs),
dimana
penyelesaian modelnya menggunakan bahasa C#.Net.
Adapun asumsi yang digunakan untuk distilasi diferensial sebagai berikut:
-
Tidak ada tray, packing dan refluks.
-
Merupakan single equilibrium stage.
-
Liquida tercampur sempurna.
-
Total kondensor, yD=xD.
-
Untuk menghitung komposisi uap menggunakan bubble-point temperatur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Menurut Rayleigh (1902), distilasi diferensial biasanya dilakukan
secarabatch dalam bejana distilasi,uap yang terbentuk segera diembunkan dan
distilasi yang terjadi dipisahkan dari liquida yang tertinggal dalam bejana (residu).
Karena uap akan lebih banyak mengandung komponen yang lebih volatile maka
kadar residu yang lebih volatile makin lama makin kecil, dapat digambarkan
sebagai berikut :
Gambar 2. 1. Sketsa aliran distilasi batch sederhana (Henley and Seader, 1998)
(10)
(11)
(12)
(13)
Pengurangan kecepatan aliran dalam still-pot = kecepatan aliran keluar.
(14)
(15)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Dalam pemisahan sistem ternet, diasumsikan bahwa liquida bercampur sempurna
dimana
=
dan
=
, , maka persamaan dibawah ini ditulis berikut
(Henley and Seader, 1998) :
= (
−
−
)
(
Dengan kondisi awal :
(17)
=
dan
=
(16)
)
, kemudian Persamaan 15
=
diintegrasikan menjadi :
(18)
(
−
)
(
−
=
= ln
)
= ln
(19)
Didefinisikan dimensionless waktu ( ) adalah sebagai berikut :
(20)
= ln
Dimana,
= bilangan tak berdimensi yang tergantung pada waktu
Persamaan (16) disubstitusi ke dalam Persamaan (15), sehingga diperoleh
Persamaan (17).
(
−
)
=
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
(21)
12
Persamaan (17) merupakan Model Differential-Algebraic-Equations (DAEs)
untuk distilasi batch sederhana sistem ternet, dengan asumsi tidak membentuk dua
phase liquida.
Persamaan (17) telah ditulis oleh Doherty dan Perkins (1978) sebagai berikut :
−
=
(
)
−
(22)
Dengan forward-finite-difference, dari Persamaan (17) akan diperoleh komposisi
liquida di bottom
sebagai fungsi ∆ , sehingga didapat Persamaan (19)
sebagai berikut :
∆
=
= (
−
)
= (
−
)∆
+
−
(23)
Dimana komposisi liquida mula-mula di bottom
sedangkan komposisi uap
(24)
∆
dan ∆
ditentukan,
dihitung mengggunakan Persamaan BUBL T
(Prausnitz, 2001).
2.3.
Pemogr aman Ber orientasi Objek
Program yang baik ialah program yang dapat berkembang dari waktu ke
waktu. Dengan tujuan pengembangan program itu dan perkembangan metode
pembuatan program oleh karena itu Tugas Akhir ini mengunakan metode
pemograman yang diterapkan akhir-akhir ini yaitu Pemorgaman Berorientasi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
Objek. Selain mudah dikembangkan diwaktu yang akan datang, perangkat lunak
yang menggunakan metode Pemograman berorientasi Objek ini memiliki
keuntungan yang lain yaitu dalam 1 projek perangkat lunak dapat menggunakan
bermacam-macam
bahasa
pemograman
yang
mendukung
Pemograman
Berorientasi Objeck, misalnya C#.Net, VB.Net, dsb. (Novak, 2010)
Kelas adalah kumpulan atas definisi data dan fungsi-fungsi dalam suatu
unit untuk suatu tujuan tertentu. Sebuah class adalah dasar dari modularitas dan
struktur dalam pemrograman berorientasi object. Sebuah class secara tipikal
sebaiknya dapat dikenali oleh seorang non-programmer sekalipun terkait dengan
domain permasalahan yang ada, dan kode yang terdapat dalam sebuah class
sebaiknya (relatif) bersifat mandiri dan independen (sebagaimana kode tersebut
digunakan jika tidak menggunakan OOP). Dengan modularitas, struktur dari
sebuah program akan terkait dengan aspek-aspek dalam masalah yang akan
diselesaikan melalui program tersebut. Cara seperti ini akan menyederhanakan
pemetaan dari masalah ke sebuah program ataupun sebaliknya.
Objek adalah membungkus data dan fungsi bersama menjadi suatu unit
dalam sebuah program komputer; objek merupakan dasar dari modularitas
dan struktur dalam sebuah program komputer berorientasi objek.
Abstraksi adalah Kemampuan sebuah program untuk melewati aspek
informasi yang diproses olehnya, yaitu kemampuan untuk memfokus pada inti.
Setiap objek dalam sistem melayani sebagai model dari "pelaku" abstrak yang
dapat melakukan kerja, laporan dan perubahan keadaannya, dan berkomunikasi
dengan objek lainnya dalam sistem, tanpa mengungkapkan bagaimana kelebihan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
ini diterapkan. Proses, fungsi atau metode dapat juga dibuat abstrak, dan beberapa
teknik digunakan untuk mengembangkan sebuah pengabstrakan.
Enkapsulasi adalah memastikan pengguna sebuah objek tidak dapat
mengganti keadaan dalam dari sebuah objek dengan cara yang tidak layak; hanya
metode dalam objek tersebut yang diberi izin untuk mengakses keadaannya.
Setiap objek mengakses interface yang menyebutkan bagaimana objek lainnya
dapat berinteraksi dengannya. Objek lainnya tidak akan mengetahui dan
tergantung kepada representasi dalam objek tersebut.
Polimorfisme melalui pengiriman pesan. Tidak bergantung kepada
pemanggilan subrutin, bahasa orientasi objek dapat mengirim pesan; metode
tertentu yang berhubungan dengan sebuah pengiriman pesan tergantung kepada
objek tertentu di mana pesa tersebut dikirim. Contohnya, bila sebuah burung
menerima pesan "gerak cepat", dia akan menggerakan sayapnya dan terbang. Bila
seekor singa menerima pesan yang sama, dia akan menggerakkan kakinya dan
berlari. Keduanya menjawab sebuah pesan yang sama, namun yang sesuai dengan
kemampuan hewan tersebut. Ini disebut polimorfisme karena sebuah variabel
tungal dalam program dapat memegang berbagai jenis objek yang berbeda selagi
program berjalan, dan teks program yang sama dapat memanggil beberapa metode
yang berbeda di saat yang berbeda dalam pemanggilan yang sama. Hal ini
berlawanan dengan bahasa fungsional yang mencapai polimorfisme melalui
penggunaan fungsi kelas-pertama.
Dengan menggunakan OOP maka dalam melakukan pemecahan suatu
masalah kita tidak melihat bagaimana cara menyelesaikan suatu masalah tersebut
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
(terstruktur) tetapi objek-objek apa yang dapat melakukan pemecahan masalah
tersebut. Sebagai contoh anggap kita memiliki sebuah departemen yang memiliki
manager, sekretaris, petugas administrasi data dan lainnya. Misal manager
tersebut ingin memperoleh data dari bag administrasi maka manager tersebut tidak
harus mengambilnya langsung tetapi dapat menyuruh petugas bag administrasi
untuk mengambilnya. Pada kasus tersebut seorang manager tidak harus
mengetahui bagaimana cara mengambil data tersebut tetapi manager bisa
mendapatkan data tersebut melalui objek petugas administrasi. Jadi untuk
menyelesaikan suatu masalah dengan kolaborasi antar objek-objek yang ada
karena setiap objek memiliki deskripsi tugasnya sendiri.
Dalam pembuatan aplikasi simulasi distilasi batch ini digunakan pembuat
program dan bahasa yang digunakan untuk membuat program tersebut.
Visual Studio 2010 – merupakan sebuah pembuat perangkat lunak
(Software Maker) yang dikeluarkan oleh salah satu perusahaan perangkat lunak
komputer terbesar didunia yaitu Microsoft. Keuntungan dari Visual Studio 2010
ini ialah sudah menganut .net Framework 4.0 dan banyak bahasa yang bisa
digunakan untuk membuat perangkat lunak tersebut, misalnya C#.Net, VB.Net,
dan lain sebagainya.
Microsoft .NET Framework (dibaca Microsoft Dot Net Framework) atau
lebih
dikenal
dengan
singkatan
dot
net
merupakan
sebuah perangkat
lunak kerangka kerja yang berjalan utamanya pada sistem operasi Microsoft
Windows, saat ini .NET Framework umumnya telah terintegrasi dalam distribusi
standar Windows (mulai dari Windows Server 2003 dan versi-versi Windows yang
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
lebih baru). Kerangka kerja ini menyediakan sejumlah besar pustaka
pemrograman komputer dan mendukung beberapa bahasa pemrograman serta
interoperabilitas yang baik sehingga memungkinkan bahasa-bahasa tersebut
berfungsi satu dengan lain dalam pengembangan sistem.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
METODA PENELITIAN
3.1.
Simulasi Sistem Biner
Simulasi sistem biner yang diteliti menggunakan metoda rigorous dengan
model DEAs seperti yang telah diuraikan pada BAB 2, dimana penyelesaian
modelnmya menggunakan persamaan numerik yaitu metoda Euler dengan
menggunakan bahasa C# .Net. Profil simulasi sistem biner yang diteliti adalah :
1. Profil temperatur terhadap dimensionless waktu.
2. Profil komposisi liquida di bottom terhadap dimensionless waktu.
3. Profil komposisi uap di bottom terhadap dimensionless waktu.
Asumsi yang digunakan pada simulasi sistem biner dengan distilasi batch
sederhana :
1. Kolom beroperasi dalam keadaan atmosperik yaitu tekanan 1 Bar.
2. Perkiraan kesetimbangan fasa uap-cair untuk
= 1, diasumsikan larutan ideal.
17
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
Gambar 3. 1. Flowchart untuk perhitungan BUBL T
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
Algoritma Perhitungan BUBL T :
1. Memasukkan harga, komposisi umpan komponen-i ( ) , tekanan (P), data
parameter Antoine (A, B, C).
2. Menghitung harga temperatur uap jenuh komponen-i (
) dengan
persamaan Antoine, kemudian dilanjutkan menghitung temperatur (T).
3. Menghitung harga koefisien aktivitas komponen-i (
) dengan persamaan
Antoine.
4. Identify species j, dengan menghitung tekanan uap jenuh komponen-1 (
)
menggunakan persamaan modifikasi Hukum Raoult.
5. Menghitung harga temperatur baru (T) dengan persamaan Antoine.
6. Menormalisasi temperatur baru dengan temperatur awal, apabila memenuhi
syarat sesuai dengan kesalahan yang kita tetapkan, maka program dilanjutkan.
Jika tidak memenuhi, kembali menghitung harga temperatur uap jenuh (T).
7. Hitung disilat komponen-i ( ) .
8. Print komposisi uap distilat komponen-i ( ) , dan temperatur komponen-i
( ).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Gambar 3. 2. Flowchart distilasi batch sederhana dengan Metoda Euler
Algoritma Distilasi Batch Sederhana dengan Metoda Euler :
1. Memasukkan harga, jumlah dimensionless waktu (N), incremen dimensionless
waktu ( ∆ ) , komposisi umpan komponen-i ( ) .
2. Menghitung harga komposisi liquida di bottom komponen-i ( ) fungsi pada
saat awal dengan forward-finite-difference.
3. Menghitung harga temperatur baru (T) fungsi dengan persaman Antoine.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
4. Menghitung harga komposisi uap di distilat komponen-i ( ) fungsi
pada
saat awal dengan persamaan BUBL T.
5. Ulangi langkah 2 sampai langkah 4 sebanyak 350 kali.
6. Print komposisi liquida di bottom komponen-i ( ) , komposisi uap di distilat
komponen-i ( ) , dan temperatur komponen-i ( ) .
3.1.1. Simulasi Sistem Biner Etanol – Air
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 1. Komposisi Umpan Sistem Biner Etanol – Air
Komposisi Umpan (fraksi nol)
Run
Etanol
Air
1
0,8
0,2
2
0,7
0,3
3
0,6
0,4
4
0,5
0,5
5
0,4
0,6
6
0,3
0,7
7
0,2
0,8
Untuk menghitung tekanan uap jenuh digunakan persamaan Antoine, data
parameter Antoine seperti tabel dibawah ini, dimana suhu (T) dalam satuan K dan
tekanan uap jenuh (Psat) dalam satuan Bar. Persamaan (1).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
Tabel 3. 2. Parameter Antoine Sistem Biner Etanol – Air
Par ameter Antoine
Komponen
A
B
C
Etanol
5.3365
1648.22
230.918
Air
5.11564
1687.537
230.17
Sumber : Prausnitz, 2001
3.1.2. Simulasi Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti dan profil tidak saling berhimpitan seperti data
dibawah ini.
Tabel 3. 3. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Komposisi Umpan (fraksi nol)
Run
Aseton
n-Butanol
1
0,8
0,2
2
0,7
0,3
3
0,6
0,4
4
0,5
0,5
5
0,4
0,6
6
0,3
0,7
7
0,2
0,8
Data parameter Antoine sistem biner Aseton – n-Butanol ditunjukan pada
tabel dibawah ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
Tabel 3. 4. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Par ameter Antoine
Komponen
A
B
C
Aseton
4.2184
1197.01
228.06
n-Butanol
4.6493
1395.14
182.739
Sumber : Prausnitz, 2001
3.1.3. Simulasi Sistem Biner Aseton – Etanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 5. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – Etanol
Komposisi Umpan (fraksi nol)
Run
Aseton
Etanol
1
0,8
0,2
2
0,7
0,3
3
0,6
0,4
4
0,5
0,5
5
0,4
0,6
6
0,3
0,7
7
0,2
0,8
Data parameter Antoine sistem biner Aseton – n-Butanol ditunjukan pada
tabel dibawah ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
Tabel 3. 6. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – Etanol
Par ameter Antoine
Komponen
A
B
C
Aseton
4.2184
1197.01
228.06
Etanol
5.3365
1648.22
230.918
Sumber : Prausnitz, 2001
3.1.4. Simulasi Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 7. Komposisi Umpan Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Komposisi Umpan (fraksi nol)
Run
Etanol
Air
1
0,8
0,2
2
0,7
0,3
3
0,6
0,4
4
0,5
0,5
5
0,4
0,6
6
0,3
0,7
7
0,2
0,8
Data parameter Antoine sistem biner n-Butanol – Butanol ditunjukan pada
tabel dibawah ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
Tabel 3. 8. Parameter Antoine Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Komponen
Par ameter Antoine
A
B
C
n-Butanol
4.6493
1395.14
182.739
Etanol
5.3365
1648.22
230.918
Sumber : Prausnitz, 2001
3.2.
Simulasi Sistem Ter ner ABE
Simulasi sistem terner ABE secara distilasi batch sederhana menggunakan
metoda rigorous dengan model DEAs seperti yang telah diuraikan pada BAB 2,
dimana penyelesaian modelnya menggunakan persamaan numerik yaitu metoda
Euler dengan menggunakan bahasa C#.net.
Adapun simulasi sistem terner ABE adalah sebagai berikut :
1. Perkiraan kesetimbangan fasa uap-cair untuk
= 1, diasumsikan larutan ideal.
2. Perhitugan BUBL T.
3. Perhitungan komposisi liquida di bottom.
Asumsi yang digunakan pada simulasi sistem terner ABE sama dengan
simulasi sistem biner. Dalam menentukan komposisi umpan sistem ternet ABE
dilakukan secara acak kuran lebih 24 run, kemudian dipilin 7 run yang mewakili
seperti tabel dibawah ini. Dimana kurva yang dihasilkan tidak saling berhimpitan,
sehingga dari kurva yang diperoleh bisa mewakili pa yang akan ditinjau dan
diteliti.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
26
Tabel 3. 9. Komposisi Umpan Sistem Terner ABE
Komposisi Umpan (fraksi mol)
Run
Aseton
n-Butanol
Etanol
1
0,8
0,1
0,1
2
0,7
0,2
0,1
3
0,7
0,1
0,2
4
0,6
0,3
0,1
5
0,6
0,1
0,3
6
0,5
0,1
0,4
7
0,4
0,1
0,5
Untuk menghitung tekanan uap jenuh digunakan persamaan Antoine, data
parameter Antoine seperti tabel dibawah ini, dimana suhu (T) dalam satuan K dan
tekanan uap jenuh (Psat) dalam satuan Bar.
Tabel 3. 10. Parameter Antoine Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol
Komponen
Par ameter Antoine
A
B
C
Aseton
4.2184
1197.01
228.06
n-Butanol
4.6493
1395.14
182.739
Etanol
5.3365
1648.22
230.918
Sumber : Prausnitz, 2001
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
27
3.3.
Perancangan Sistem
Pada bab ini akan menjelaskan mengenai proses desain dari sistem yang
akan dibuat.
3.3.1. Deskr ipsi Umum Sistem
Secara umum, proses bisnis yang terjadi dalam aplikasi ini dapat
dijelaskan melalui diagram berikut :
Gambar 3. 3. Proses Bisnis Simulasi Distilasi Batch
Penjelasan Diagr am Diatas :
User disini ialah mahasiswa yang akan melakukan percobaan Distilasi
Batch.
Sebelum melakukan percobaan yang sebenarnya di laboratorium kimia,
mahasiswa dapat melakukan simulasi percobaan distilasi batch untuk menentukan
komposisi dari elemen. Sehingga hasil dari percobaan yang akan dilakukan dapat
diprediksikan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
28
3.3.2. Use Case Diagram
Simulasi Dist ilasi Bat ch
M emasukkan Nilai
Umpan
*
*
M emproses Dat a
*
*
*
Pengguna
*
M elihat Laporan
*
*
M encet ak Laporan
Gambar 3. 4. Use Case Diagram
Pada aplikasi Simulasi Distilasi Batch ini, terdapat 4 proses yang terjadi.
Proses tersebut ialah :
1. Pengguna dapat memasukkan nilai umpan simulasi.
2. Pengguna menjalankan perintah untuk memproses data dari nilai
umpan yang dimasukkan.
3. Pengguna dapat melihat laporan hasil dari nilai umpan yang diproses.
4. Pengguna dapat mencetak laporan yang hasil proses data.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
29
3.3.3. Activity Diagram
Act ivit y Diagram “ M emasukkan Nilai Umpan”
Pengguna
Sistem
St art
M emilih jumlah
elemen yang akan
dilakukan simulasi
Jika yang dipilih
Dua Elem en
Ya
M enampilkan pilihan
campuran larut an dan
2 kolom nilai umpan
Tidak
Tidak
Jik
PEMROGRAMAN BERORIENTASI OBJ EK
TUGAS AKHIR
Diajukan Oleh:
ARISTARKHUS ANASITO
NPM : 0934215006
Kepada
J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
SURABAYA
2011
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Tugas Akhir
:
SIMULASI DISTILASI BATCH SISTEM BINER
BERBASIS PEMOGRAMAN BERORIENTASI OBJEK
Nama Mahasiswa
:
ARISTARKHUS ANASITO
NPM
:
0934215006
Program Studi
:
TEKNIK INFORMATIKA
Jurusan
:
TEKNIK INFORMATIKA
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Ir. NI KETUT SARI, M.T.
NIP / NPT. 19650731 199203 2001
WAHYU SYAIFULLAH J.S., S.KOM.
NIP / NPT. 3 8608 10 0295 1
KETUA JURUSAN
TEKNIK INFORMATIKA
DEKAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
Dr. Ir. NI KETUT SARI, M.T.
NIP / NPT. 19650731 199203 2001
Ir. BAMBANG WAHYUDI, MS
NIP / NPT. 030 180 480
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
ABSTRAK
Simulasi distilasi batch dilakukan untuk efisiensi biaya dan waktu. Karena
dalam eksperimen distilasi batch memerlukan zat kimia yang banyak dengan hasil
percobaan yang belum pasti, sehingga dibutuhkan biaya yang banyak dan waktu
yang lama. Oleh karena itu dibutuhkanlah simulasi yang memudahkan untuk
memperoleh perkiraan komposisi kimia yang akan dilakukan percobaan. Dengan
menggunakan Visual Studio 2010 dengan menggunakan bahasa pemograman
C#.net, maka dapat dibuat halaman antar muka (User Interface) yang dapat
berjalan di Dekstop Windows dan hasil laporan dapat segera diketahui dan dapat
langsung dicetak.
Dalam penelitian ini metode yang dilakukan ialah dengan cara membuat
suatu aplikasi simulasi distilasi batch berbasis pemograman berorientasi objek.
Dari aplikasi simulasi distilasi batch ini kemudian akan dibandingkan dengan
simulasi distilasi batch yang telah dibuat dengan Matlab 6.1 dimana untuk
mendapatkan hasil simulasi berupa grafik, data yang diperoleh kemudian dibuat
grafik dengan menggunakan Microsoft Excel.
Hasil simulasi distilasi batch berbasis pemograman berorientasi objek ini
berupa profil Temperatur, Komposisi Liquida, dan Komposisi Uap dapat langsung
dilihat dan di cetak dari aplikasi yang dibuat ini.
Kata Kunci : simulasi, distilasi batch, C#.net, Visual Studio 2010.
i
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
KATA PENGANTAR
Dengan menguc ap syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, atas Kasih
KaruniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan Judul :
SIMULASI
DISTILASI
BATCH
BERBASIS
PEMOGRAMAN
BERORIENTASI OBJ EK.
Tujuan disusun Tugas Akhir ini adalah untuk menyelesaikan Program
Strata Satu (S1) pada Program Studi Teknik Informatika, Jurusan Teknik
Informatika, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur. Selain itu, juga untuk menerapkan ilmu pengetahuan yang
didapat oleh penulis selama menimba ilmu di perkuliahan.
Terselengaranya Tugas akhir ini juga berkat bantuan dan dukungan dari
berbagai pihak, baik secara material maupun secara spiritual. Tak lupa penulis
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah
membantu hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Ucapan terimakasih ini
penulis berikan kepada :
1. Tuhan Yesus Kristus, sebagai Tuhan dan Juru Selamat yang sudah
memberikan
kasihNya
dan
KaruniaNya
yang telah
memberikan
kesempatan kepada penulis untuk berkuliah dan dapat menyelesaikan
perkuliahan hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. “ Thanks Jesus,
You are my God and my every thing”.
2. Kedua orang tua saya, Purbojo Djojowasito Jatiman dan Susana
Karuniawati yang paling saya cintai. Terimakasih atas semua doa dan
ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
dukungan sehingga penulis dapat berkuliah dan dapat menyelesaikan
perkuliahan dengan terselesainya Skripsi ini. “Terimakasih Papa,
Terimakasih Mama. Terimakasih untuk semuanya”.
3. Kakak saya yang terkasih, Petry Purenia, S. Kom, M. T. Terimakasih
untuk mau jadi tempat cerita yang terimakasih untuk dukungannya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Teguh Santoso, M.P. Selaku Rektor Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
5. Bapak Ir. Sutiyono, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri.
6. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika.
7. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan selama penulis mengerjakan
Tugas Akhir ini hingga selesai.
8. Bapak Wahyu S., S.Kom. selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan selama penulis mengerjakan
Tugas Akhir ini hingga selesai.
9. Teman-teman Teknik Informatika Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur yang telah bersama-sama menimba ilmu.
10. Teman-teman Pemuda GBT. Bethlehem yang telah memberikan dukungan
kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11. Terimakasih kepada semua pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu, yang telah memberika dukungannya selama penulis
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Semoga Tuhan Yesus memberikan Kasih dan KaruniaNya untuk anda
semua. Amin. Terimakasih.
Surabaya, 25 Desember 2011
Penulis
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ......................................................................................... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1.
Latar Belakang....................................................................................... 1
1.2.
Perumusan Masalah ............................................................................... 2
1.3.
Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4.
Tujuan ................................................................................................... 3
1.5.
Manfaat ................................................................................................. 3
1.6.
Metodologi Penelitian ............................................................................ 3
1.7.
Sistematika Penulisan ............................................................................ 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 6
2.1.
Sifat Fisika dan kegunaan Aseton – n-Butanol – Etanol ......................... 6
2.2.
Tinjauan Thermodinamika dalam Mengevaluasi Kesetimbangan Fasa ... 7
2.2.1.
Perhitungan Temperature Bubble .................................................... 7
2.2.2.
Metoda Distilasi Batch pada Sistem Terner ..................................... 9
2.3.
Pemograman Berorientasi Objek .......................................................... 12
BAB III METODA PENELITIAN ..................................................................... 17
3.1.
Simulasi Sistem Biner .......................................................................... 17
3.1.1.
Simulasi Sistem Biner Etanol – Air ............................................... 21
3.1.2.
Simulasi Sistem Biner Aseton – n-Butanol.................................... 22
3.1.3.
Simulasi Sistem Biner Aseton – Etanol ......................................... 23
3.1.4.
Simulasi Sistem Biner n-Butanol – Etanol .................................... 24
3.2.
Simulasi Sistem Terner ABE ............................................................... 25
3.3.
Perancangan Sistem ............................................................................. 27
3.3.1.
Deskripsi Umum Sistem ............................................................... 27
3.3.2.
Use Case Diagram........................................................................ 28
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3.3.3.
Activity Diagram .......................................................................... 29
3.3.4.
Sequence Diagram ........................................................................ 33
3.3.5.
Class Diagram .............................................................................. 35
3.4.
Analisa Kebutuhan............................................................................... 37
3.4.1.
Perancangan Antar Muka .............................................................. 37
3.4.1.1.
Halaman Memasukkan Data Kompsisi Larutan Dua Elemen.. 37
3.4.1.2.
Halaman Memasukkan Data Kompsisi Larutan Tiga Elemen . 39
3.4.2.
Halaman Laporan ......................................................................... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 41
4.1.
Proses Pembuatan Program .................................................................. 41
4.1.1.
Pemanggilan Fungsi Class Sebagai Obyek .................................... 41
4.1.2.
Source Code Rumus ..................................................................... 42
4.1.3.
DataSet......................................................................................... 45
4.1.4.
CrystalReport ............................................................................... 48
4.1.5.
CrystalReportViewer .................................................................... 49
4.2.
User Interface (Tatapan Antar Muka) .................................................. 51
4.2.1.
User Interface Dua Elemen ........................................................... 51
4.2.2.
User Interface Tiga Elemen .......................................................... 53
4.3.
Halaman Laporan................................................................................. 54
4.4.
Hasil Laporan Simulasi Distilasi Batch ................................................ 55
4.3.1.
Sistem Biner ................................................................................. 55
4.3.2.
Sistem Terner ABE ....................................................................... 59
BAB V UJI COBA DAN EVALUASI PROGRAM ........................................... 63
5.1.
Uji Coba Memasukkan Data Simulasi .................................................. 63
5.2.
Uji Coba Validasi Data ........................................................................ 65
5.3.
Uji Coba Perubahan Data Simulasi ...................................................... 66
5.4.
Uji Coba Laporan ................................................................................ 69
BAB VI PENUTUP ........................................................................................... 72
6.1.
Kesimpulan.......................................................................................... 72
6.2.
Saran ................................................................................................... 72
LAMPIRAN ...................................................................................................... 73
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 74
vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1. Sketsa aliran distilasi batch sederhana (Henley and Seader, 1998) 10
Gambar 3. 1. Flowchart untuk perhitungan BUBL T.......................................... 18
Gambar 3. 2. Flowchart distilasi batch sederhana dengan Metoda Euler ............ 20
Gambar 3. 3. Proses Bisnis Simulasi Distilasi Batch .......................................... 27
Gambar 3. 4. Use Case Diagram........................................................................ 28
Gambar 3. 5. Activity Diagram “Memasukkan Nilai Umpan”............................. 29
Gambar 3. 6. Activity Diagram “Memproses Data” ............................................ 30
Gambar 3. 7. Activity Diagram “Melihat Laporan” ............................................ 31
Gambar 3. 8. Activity Diagram “Mencetak Laporan” ......................................... 32
Gambar 3. 9. Sequence Diagram “Memasukkan Nilai Umpan” .......................... 33
Gambar 3. 10. Sequence Diagram “Memproses Data” ....................................... 33
Gambar 3. 11. Sequence Diagram “Melihat Laporan” ........................................ 34
Gambar 3. 12. Sequence Diagram “Mencetak Laporan”..................................... 34
Gambar 3. 13. Class Diagram Simulasi Distilasi Batch ...................................... 35
Gambar 3. 14. Antar Muka Dua Elemen............................................................. 37
Gambar 3. 15. Antar Muka Tiga Elemen ............................................................ 39
Gambar 3. 16. Format Laporan Hasil Simulasi ................................................... 40
Gambar 4. 1. Tabel pada DataSet ....................................................................... 46
Gambar 4. 2. Desain Laporan Dua Elemen......................................................... 48
Gambar 4. 3. Desain Laporan Dua Elemen......................................................... 48
Gambar 4. 4. CrystalReportViewer pada Form ................................................... 49
Gambar 4. 5 User Interface Dua Elemen ............................................................ 51
Gambar 4. 6. Radio Button Dua Elemen ............................................................. 52
Gambar 4. 7. User Interface Dua Elemen ........................................................... 53
Gambar 4. 8. Laporan Dalam Bentuk Tabel ....................................................... 54
Gambar 4. 9. Laporan Dalam Bentuk Grafik ...................................................... 55
Gambar 4. 10. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Biner Eranol – Air
dengan Koefisian Aktifitas ................................................................................. 55
Gambar 4. 11. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Biner Eranol – Air
tanpa Koefisien Aktifitas.................................................................................... 56
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 4. 12. Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan
Koefisian Aktifitas ............................................................................................. 57
Gambar 4. 13. Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa
Koefisian Aktifitas ............................................................................................. 57
Gambar 4. 14. Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan
Koefisian Aktifitas ............................................................................................. 58
Gambar 4. 15. Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa
Koefisian Aktifitas ............................................................................................. 58
Gambar 4. 16. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Terner Aseton – nButanol – Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ............................................... 59
Gambar 4. 17. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Terner Aseton – nButanol – Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas .................................................. 60
Gambar 4. 18. Profil Komposisi uap di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol
– Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ............................................................. 60
Gambar 4. 19. Profil Komposisi uap di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol
– Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas ............................................................... 61
Gambar 4. 20. Profil Temperatur di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol –
Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ............................................................... 61
Gambar 4. 21. Profil Temperatur di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol –
Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas .................................................................. 62
Gambar 5. 1. Kontrol Tab Jumlah Elemen.......................................................... 63
Gambar 5. 2. Pilih Jenis Komposisi Larutan ....................................................... 64
Gambar 5. 3. Input Data Dua Elemen ................................................................. 64
Gambar 5. 4. Input Data Tiga Elemen ................................................................ 65
Gambar 5. 5. Peringatan Karena Data Yang Tidak Valid .................................... 65
Gambar 5. 6. Peringatan Karena Data Yang Tidak Valid .................................... 66
Gambar 5. 7. Hapus Baris Data .......................................................................... 67
Gambar 5. 8. Hapus Baris Data .......................................................................... 67
Gambar 5. 9. Ubah Data..................................................................................... 68
Gambar 5. 10. Ubah Data ................................................................................... 68
Gambar 5. 11. Proses Simulasi ........................................................................... 69
Gambar 5. 12. Proses Simulasi ........................................................................... 69
Gambar 5. 13. Halaman Laporan........................................................................ 70
Gambar 5. 14. Laporan Dalam Bentuk Tabel ..................................................... 70
viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Gambar 5. 15. Laporan Dalam Bentuk Grafik .................................................... 71
ix
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1. Sifat Fisika Aseton, n-Butanol, Etanol ................................................ 6
Tabel 3. 1. Komposisi Umpan Sistem Biner Etanol – Air ................................... 21
Tabel 3. 2. Parameter Antoine Sistem Biner Etanol – Air ................................... 22
Tabel 3. 3. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – n-Butanol ........................ 22
Tabel 3. 4. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – n-Butanol ........................ 23
Tabel 3. 5. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – Etanol ............................. 23
Tabel 3. 6. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – Etanol ............................. 24
Tabel 3. 7. Komposisi Umpan Sistem Biner n-Butanol – Etanol ......................... 24
Tabel 3. 8. Parameter Antoine Sistem Biner n-Butanol – Etanol ......................... 25
Tabel 3. 9. Komposisi Umpan Sistem Terner ABE............................................. 26
Tabel 3. 10. Parameter Antoine Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol ...... 26
Tabel 4. 1. Field pada tabel DuaElemenDataTable ............................................. 47
Tabel 4. 2. Field pada tabel DuaElemenDataTable ............................................. 47
x
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Distilasi batch adalah suatu proses pemisahan suatu komponen dari
campurannya yang didasarkan pada perbedaan titik didih atau tekanan uap murni
masing-masing komponen dengan menggunakan panas sebagai tenaga pemisah.
Proses pemisahan pada operasi distilasi terjadi karena adanya perpindahan massa
akibat kontak antar fasa uap dengan fasa cairannya. Jika kontak antar fasa
dibiarkan berlangsung dalam waktu relative cukup, maka sistem akan
dimungkinkan berada dalam keseimbangan. Setelah keseimbangan tercapai, uap
segera
dipisahkan
dari
cairannya
dan
dikondensasikan
membentuk
embunan/distilat. Di industri, proses distilasi sering kita jumpai pada industri
pengilangan minyak bumi, pemurnian minyak atsiri, produksi etanol.
Dalam bidang industri umumnya menggunakan sistem multikomponen.
Sedangkan jika menggunakan sistem terner ABE (Aseton-Butanol-Etanol) dengan
distilasi batch sederhana dilakukan secara simulasi dan sederhana dalam skala
laboratorium secara ujicoba. Hasil dari pemisahan sistem terner ABE (AsetonButanol-Etanol) menjadi komposisi lebih murni dari komposisi awal mempunyai
nilai ekonomis tinggi.
Mahasiswa teknik kimia dalam melakukan perhitungan distilasi batch
sering menggunakan perhitungan secara manual dikarenakan belum adanya
program yang memproses hasil dari uji coba yang menghasilkan profil temperatur,
1
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
komposisi liquida, dan komposisi uap. Program sebelumnya mengunakan Matlab
6.1 untuk memperoleh hasil langkah yang dilakukan cukup panjang. Langkahlangkah tersebut ialah membawa hasil perhitungan Matlab 6.1 dibawa ke
Microsoft Excel untuk dirubah ke bentuk grafik, setelah itu grafik tersebut dibawa
ke Microsoft Word untuk dapat dicetak laporan hasil simulasi. Dengan
menggunakan bahasa program C#.net dapat dengan mudah memasukkan data
komposisi umpan dan hasil yang diperoleh dapat langsung dilihat dan dicetak.
Hasil yang diperoleh pada penelitian ini di validasi dengan disertasi RK-3311
“Penentuan Peta Kurva Residu Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol
Dengan Distilasi Batch Sederhana” (Sari, 2007)
1.2.
Perumusan Masalah
Permasalahan dari Tugas Akhir ini ialah
a. Mendesain suatu user interface / tatapan antar muka yang memudahkan
mendapatkan hasil profil distilasi batch.
b. Membuat suatu aplikasi yang menggunakan bahasa pemograman C#.net
dengan memasukkan data umpan untuk mendapatkan hasil profil temperatur,
komposisi liquida, komposisi uap.
1.3.
Batasan Masalah
Dari Permasalahan yang telah disebutkan diatas, maka batasan-batasan
masalah dalam Tugas Akhir ini, ialah:
a. Dalam penelitian simulasi distilasi batch ini larutan yang digunakan berupa
larutan ideal, koefisien aktifitas sama dengan 1(satu).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
b. Hasil simulasi bukan dalam bentuk grafik 3Dimensi dan peta kurva residu
melainkan kurfa kartesius.
1.4.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini ialah untuk memperoleh profil temperatur,
komposisi liquida, dan komposisi uap dengan cara yang mudah tanpa menunggu
terlalu lama. Ketika data sudah di proses, maka hasil berupa data dalam bentuk
tabel dan Grafik sudah dapat langsung dilihat.
1.5.
Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah
a. Mempermudah bagi para pengguna yang ingin melakukan melakukan
percobaan sebenarnya, untuk mendapatkan perkiraan hasil percobaan
sebenarnya dengan melakukan simulasi terlebih dahulu.
b. Mempermudah dalam memasukkan data umpan simulasi dan untuk
mendapatkan hasil dari simulasi tersebut.
1.6.
Metodologi Penelitian
Metodologi pembuatan Tugas Akhir ini dibagi menjadi :
a. Studi Teori literatur.
Mempelajari konsep atau metode yang telah diterapkan diatas dan juga
mencari referensi metode lain sehingga dapat dijadikan panduan untuk
melakukan percobaan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
b. Survey atau Pengumpulan Data.
Setelah mempelajari teori maka dilanjutkan dengan mempelajari hasil dari
percobaan Distilasi Batch yang telah dilakukan, sehingga dapat mengetahui
hasil simulasi yang dapat mempermudah untuk menentukan komposisi yang
dikehendaki untuk dilakukan percobaan sebenarnya.
c. Analisis dan Perancangan Aplikasi
Pada tahap analisis dan perancangan aplikasi ini dilakukan analisa dan
rancangan awal dari aplikasi yang akan dibuat untuk kemudian ditentukan
langkah selanjutnya.
d. Pembuatan Aplikasi
Pada tahap ini dilakukan pembuatan sistem yang sesungguhnya, setelah
sebelumnya dilakukan tahap analisa dan perancangan sistem sesuai dengan
yang telah direncanakan.
e. Pengujian Aplikasi
Pada tahap pengujian program ini merupakan tahap analisa dan perancangan
sistem sesuai dengan yang telah direncanakan.
1.7.
Sistematika Penulisan
Laporan Tugas Akhir ini akan dibagi menjadi beberapa bab, yaitu:
BAB I
PENDAHULUAN
Berisi tentang deksripsi umum dalam penyusunan Skripsi yang
meliputi Latar Belakang, Perumusan Masalah, Batasan Masalah,
Tujuan, Manfaat, Metodologi Penilitian, dan Sistematika
Penulisan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Berisi teori-teori, studi literatur dan konsep-konsep yang terkait
tentang penyelesaian suatu masalah atau perumusan masalah
yang diambil dalam penyusunan Skripsi.
BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM
Berisi tentang analisa dan perancagan dari sistem aplikasi ang
akan dibangun meliputi desain masukkan (input), desain
keluaran (output), serta desain antarmuka (interface) yang
nantinya akan dipakai oleh sistem aplikasi.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang implementasi sistem aplikasi secara keseluruhan
mulai dari implementasi data yang diperlukan hingga laporan
dari Simulasi Distilasi Batch yang keluar.
BAB V
UJI COBA DAN EVALUASI
Membahas tentang ujicoba dan evaluasi dari program yang
dibuat.
BAB VI PENUTUP
Berisi kesimpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir ini
beserta saran untuk pengembangan selanjutnya.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1.
Sifat Fisika dan kegunaan Aseton – n-Butanol – Etanol
Aseton merupakan senyawa keton yang berupa liquid tak berwarna,
mudah terbakar dan larut dalam air serta pelarut organik. n-Butanol merupakan
liquid tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar, larut dalam air dan
memiliki bau yang khas. Etanol merupakan liquid yang mudah terbakar, cepat
teroksidasi di dalam tubuh dan tidak terakumulasi didalam tubuh. Sifat fisika
ketiga senyawa tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2. 1. Sifat Fisika Aseton, n-Butanol, Etanol
Harga
Sifat Fisika
Aseton
n-Butanol
Etanol
Berat Molekul
58,08
74,12
46,07
Titik didih, oC
56,1
117,7
78,32
Titik Beku, oC
(-89)
(-89)
(-114,1)
8
35
14
Melting Point, C
(-94,2)
(-90,2)
(-93,3)
Densitas (15 oC), g/ml
0,7857
0,813
0,7893
Viskositas (15 oC), cp
0,32
33,79
1,17
0,001316
0,001229
0,001256
Specific heat (20 oC), J/g.K
151,01
2,33
2,42
Panas penguapan, J/g
1690,13
591,2
839,31
Panas pembentukan, J/g
14403,8
125
104,6
Panas pembakaran, J/g
103789,0
2674
29676,69
235
289,9
240,8
24,74
0,64
5,78
o
Flash Point, C
o
Specific grafity (20 oC), kg/m3
Suhu kritis, oC
o
3
Tekanan uap (20 C), kg/cm
6
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Tekanan kritis, kg/cm3
47,93
45,07
62,68
Sumber : Prausnitz dkk., 2001 dan Hysis versi 3.1
Kegunaan aseton dalam industri kimia antara lain sebagai bahan kimia
pembuatan methyl isobuthyl ketone, methyl isobuthyl carbiol, bisphenol butanol
solvent untuk kalium iodida dan permangant, industri cat dan pernis. Kegunaan nButanol dalam industri kimia sebagai plasticizer, resin dan pelapis, bahan
pembuatan ester, dehydration agent dan pembuatan ditergent. Kegunaan etanol
dalam industri kimia sebagai solvent untuk resin, lemak, asam lemak, minyak,
hidrokarbon dan hidroksida, medium ekstraksi, bahan kosmetik, bahan farmasi,
pertumbuhan yeast dan pembuatan acetaldehyde, asam asetat, ethylene, bahan
pewarna dan bahan ditergent. Bahan campuran aseton-butanol sangat potensial
digunakan sebagai bahan bakar penganti minyak bumi. Selama ini, ABE
diproduksi dengan proses petrokimiawi dengaa menggunakan bahan baku turunan
minyak bumi yang semakin lama semakin mahal. Sebagai bahan bakar, ABE
cukup potensial karena panas pembakarannya cukup tinggi.
2.2.
Tinjauan Ther modinamika dalam Mengevaluasi Kesetimbangan Fasa
2.2.1. Perhitungan Temper ature Bubble
Prosedur iterasi untuk mencari temperature bubble yaitu mencari harga
temperatur jenuh dari komponen murni
=
pada P (Prausnitz dkk, 2001).
− log
−
(1)
dimana A, B, C adalah konstanta Antoine untuk spesies I, untuk semua estimasi
awal.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
=
(2)
Untuk i = 1, 2, 3.
Harga T sebagai awal akan digunakan untuk mengetahui tekanan uap jenuh suatu
zat yang akan diestemasi dengan persamaan Antoine.
)=
log(
−
(3)
−
Untuk i = 1, 2, 3.
Mencari tekanan uap jenuh untuk komponen-1 :
=
+
(4)
(5)
−
=
=
+
(6)
− ∑
Untuk j = 2, 3.
Sedangkan harga T baru dicari menurut persamaan :
=
−
− log
(7)
Kemudian mencari kesalahan antara T baru dengan T awal dengan persamaan :
(
−
)
≤
(8)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Konstanta kesetimbangan antara fase uap dan fase liquid didefinisikan sebagai
berikut :
=
=
.
(9)
2.2.2. Metoda Distilasi Batch pada Sistem Ter ner
Distilasi batch dapat dibagi menjadi 4 (empat) bagian yaitu:
1. Distilasi diferensial.
2. Rektifikasi batch.
-
Rektifikasi batch dengan komposisi distilat konstan dan variabel refluks.
-
Rektifikasi batch dengan variabel komposisi distilat dan refluks konstan.
3. Striping batch.
4. Distilasi batch kompleks.
Dalam hal ini yang dibahas pada penelitian yang dilakukan adalah distilasi
diferensial atau distilasi sederhana. Distilasi diferensial dengan metoda rigorous
menggunakan
model
Differential-Algebraic-Equations
(DAEs),
dimana
penyelesaian modelnya menggunakan bahasa C#.Net.
Adapun asumsi yang digunakan untuk distilasi diferensial sebagai berikut:
-
Tidak ada tray, packing dan refluks.
-
Merupakan single equilibrium stage.
-
Liquida tercampur sempurna.
-
Total kondensor, yD=xD.
-
Untuk menghitung komposisi uap menggunakan bubble-point temperatur.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
Menurut Rayleigh (1902), distilasi diferensial biasanya dilakukan
secarabatch dalam bejana distilasi,uap yang terbentuk segera diembunkan dan
distilasi yang terjadi dipisahkan dari liquida yang tertinggal dalam bejana (residu).
Karena uap akan lebih banyak mengandung komponen yang lebih volatile maka
kadar residu yang lebih volatile makin lama makin kecil, dapat digambarkan
sebagai berikut :
Gambar 2. 1. Sketsa aliran distilasi batch sederhana (Henley and Seader, 1998)
(10)
(11)
(12)
(13)
Pengurangan kecepatan aliran dalam still-pot = kecepatan aliran keluar.
(14)
(15)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Dalam pemisahan sistem ternet, diasumsikan bahwa liquida bercampur sempurna
dimana
=
dan
=
, , maka persamaan dibawah ini ditulis berikut
(Henley and Seader, 1998) :
= (
−
−
)
(
Dengan kondisi awal :
(17)
=
dan
=
(16)
)
, kemudian Persamaan 15
=
diintegrasikan menjadi :
(18)
(
−
)
(
−
=
= ln
)
= ln
(19)
Didefinisikan dimensionless waktu ( ) adalah sebagai berikut :
(20)
= ln
Dimana,
= bilangan tak berdimensi yang tergantung pada waktu
Persamaan (16) disubstitusi ke dalam Persamaan (15), sehingga diperoleh
Persamaan (17).
(
−
)
=
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
(21)
12
Persamaan (17) merupakan Model Differential-Algebraic-Equations (DAEs)
untuk distilasi batch sederhana sistem ternet, dengan asumsi tidak membentuk dua
phase liquida.
Persamaan (17) telah ditulis oleh Doherty dan Perkins (1978) sebagai berikut :
−
=
(
)
−
(22)
Dengan forward-finite-difference, dari Persamaan (17) akan diperoleh komposisi
liquida di bottom
sebagai fungsi ∆ , sehingga didapat Persamaan (19)
sebagai berikut :
∆
=
= (
−
)
= (
−
)∆
+
−
(23)
Dimana komposisi liquida mula-mula di bottom
sedangkan komposisi uap
(24)
∆
dan ∆
ditentukan,
dihitung mengggunakan Persamaan BUBL T
(Prausnitz, 2001).
2.3.
Pemogr aman Ber orientasi Objek
Program yang baik ialah program yang dapat berkembang dari waktu ke
waktu. Dengan tujuan pengembangan program itu dan perkembangan metode
pembuatan program oleh karena itu Tugas Akhir ini mengunakan metode
pemograman yang diterapkan akhir-akhir ini yaitu Pemorgaman Berorientasi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
Objek. Selain mudah dikembangkan diwaktu yang akan datang, perangkat lunak
yang menggunakan metode Pemograman berorientasi Objek ini memiliki
keuntungan yang lain yaitu dalam 1 projek perangkat lunak dapat menggunakan
bermacam-macam
bahasa
pemograman
yang
mendukung
Pemograman
Berorientasi Objeck, misalnya C#.Net, VB.Net, dsb. (Novak, 2010)
Kelas adalah kumpulan atas definisi data dan fungsi-fungsi dalam suatu
unit untuk suatu tujuan tertentu. Sebuah class adalah dasar dari modularitas dan
struktur dalam pemrograman berorientasi object. Sebuah class secara tipikal
sebaiknya dapat dikenali oleh seorang non-programmer sekalipun terkait dengan
domain permasalahan yang ada, dan kode yang terdapat dalam sebuah class
sebaiknya (relatif) bersifat mandiri dan independen (sebagaimana kode tersebut
digunakan jika tidak menggunakan OOP). Dengan modularitas, struktur dari
sebuah program akan terkait dengan aspek-aspek dalam masalah yang akan
diselesaikan melalui program tersebut. Cara seperti ini akan menyederhanakan
pemetaan dari masalah ke sebuah program ataupun sebaliknya.
Objek adalah membungkus data dan fungsi bersama menjadi suatu unit
dalam sebuah program komputer; objek merupakan dasar dari modularitas
dan struktur dalam sebuah program komputer berorientasi objek.
Abstraksi adalah Kemampuan sebuah program untuk melewati aspek
informasi yang diproses olehnya, yaitu kemampuan untuk memfokus pada inti.
Setiap objek dalam sistem melayani sebagai model dari "pelaku" abstrak yang
dapat melakukan kerja, laporan dan perubahan keadaannya, dan berkomunikasi
dengan objek lainnya dalam sistem, tanpa mengungkapkan bagaimana kelebihan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
14
ini diterapkan. Proses, fungsi atau metode dapat juga dibuat abstrak, dan beberapa
teknik digunakan untuk mengembangkan sebuah pengabstrakan.
Enkapsulasi adalah memastikan pengguna sebuah objek tidak dapat
mengganti keadaan dalam dari sebuah objek dengan cara yang tidak layak; hanya
metode dalam objek tersebut yang diberi izin untuk mengakses keadaannya.
Setiap objek mengakses interface yang menyebutkan bagaimana objek lainnya
dapat berinteraksi dengannya. Objek lainnya tidak akan mengetahui dan
tergantung kepada representasi dalam objek tersebut.
Polimorfisme melalui pengiriman pesan. Tidak bergantung kepada
pemanggilan subrutin, bahasa orientasi objek dapat mengirim pesan; metode
tertentu yang berhubungan dengan sebuah pengiriman pesan tergantung kepada
objek tertentu di mana pesa tersebut dikirim. Contohnya, bila sebuah burung
menerima pesan "gerak cepat", dia akan menggerakan sayapnya dan terbang. Bila
seekor singa menerima pesan yang sama, dia akan menggerakkan kakinya dan
berlari. Keduanya menjawab sebuah pesan yang sama, namun yang sesuai dengan
kemampuan hewan tersebut. Ini disebut polimorfisme karena sebuah variabel
tungal dalam program dapat memegang berbagai jenis objek yang berbeda selagi
program berjalan, dan teks program yang sama dapat memanggil beberapa metode
yang berbeda di saat yang berbeda dalam pemanggilan yang sama. Hal ini
berlawanan dengan bahasa fungsional yang mencapai polimorfisme melalui
penggunaan fungsi kelas-pertama.
Dengan menggunakan OOP maka dalam melakukan pemecahan suatu
masalah kita tidak melihat bagaimana cara menyelesaikan suatu masalah tersebut
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
15
(terstruktur) tetapi objek-objek apa yang dapat melakukan pemecahan masalah
tersebut. Sebagai contoh anggap kita memiliki sebuah departemen yang memiliki
manager, sekretaris, petugas administrasi data dan lainnya. Misal manager
tersebut ingin memperoleh data dari bag administrasi maka manager tersebut tidak
harus mengambilnya langsung tetapi dapat menyuruh petugas bag administrasi
untuk mengambilnya. Pada kasus tersebut seorang manager tidak harus
mengetahui bagaimana cara mengambil data tersebut tetapi manager bisa
mendapatkan data tersebut melalui objek petugas administrasi. Jadi untuk
menyelesaikan suatu masalah dengan kolaborasi antar objek-objek yang ada
karena setiap objek memiliki deskripsi tugasnya sendiri.
Dalam pembuatan aplikasi simulasi distilasi batch ini digunakan pembuat
program dan bahasa yang digunakan untuk membuat program tersebut.
Visual Studio 2010 – merupakan sebuah pembuat perangkat lunak
(Software Maker) yang dikeluarkan oleh salah satu perusahaan perangkat lunak
komputer terbesar didunia yaitu Microsoft. Keuntungan dari Visual Studio 2010
ini ialah sudah menganut .net Framework 4.0 dan banyak bahasa yang bisa
digunakan untuk membuat perangkat lunak tersebut, misalnya C#.Net, VB.Net,
dan lain sebagainya.
Microsoft .NET Framework (dibaca Microsoft Dot Net Framework) atau
lebih
dikenal
dengan
singkatan
dot
net
merupakan
sebuah perangkat
lunak kerangka kerja yang berjalan utamanya pada sistem operasi Microsoft
Windows, saat ini .NET Framework umumnya telah terintegrasi dalam distribusi
standar Windows (mulai dari Windows Server 2003 dan versi-versi Windows yang
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
16
lebih baru). Kerangka kerja ini menyediakan sejumlah besar pustaka
pemrograman komputer dan mendukung beberapa bahasa pemrograman serta
interoperabilitas yang baik sehingga memungkinkan bahasa-bahasa tersebut
berfungsi satu dengan lain dalam pengembangan sistem.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
METODA PENELITIAN
3.1.
Simulasi Sistem Biner
Simulasi sistem biner yang diteliti menggunakan metoda rigorous dengan
model DEAs seperti yang telah diuraikan pada BAB 2, dimana penyelesaian
modelnmya menggunakan persamaan numerik yaitu metoda Euler dengan
menggunakan bahasa C# .Net. Profil simulasi sistem biner yang diteliti adalah :
1. Profil temperatur terhadap dimensionless waktu.
2. Profil komposisi liquida di bottom terhadap dimensionless waktu.
3. Profil komposisi uap di bottom terhadap dimensionless waktu.
Asumsi yang digunakan pada simulasi sistem biner dengan distilasi batch
sederhana :
1. Kolom beroperasi dalam keadaan atmosperik yaitu tekanan 1 Bar.
2. Perkiraan kesetimbangan fasa uap-cair untuk
= 1, diasumsikan larutan ideal.
17
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
18
Gambar 3. 1. Flowchart untuk perhitungan BUBL T
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
19
Algoritma Perhitungan BUBL T :
1. Memasukkan harga, komposisi umpan komponen-i ( ) , tekanan (P), data
parameter Antoine (A, B, C).
2. Menghitung harga temperatur uap jenuh komponen-i (
) dengan
persamaan Antoine, kemudian dilanjutkan menghitung temperatur (T).
3. Menghitung harga koefisien aktivitas komponen-i (
) dengan persamaan
Antoine.
4. Identify species j, dengan menghitung tekanan uap jenuh komponen-1 (
)
menggunakan persamaan modifikasi Hukum Raoult.
5. Menghitung harga temperatur baru (T) dengan persamaan Antoine.
6. Menormalisasi temperatur baru dengan temperatur awal, apabila memenuhi
syarat sesuai dengan kesalahan yang kita tetapkan, maka program dilanjutkan.
Jika tidak memenuhi, kembali menghitung harga temperatur uap jenuh (T).
7. Hitung disilat komponen-i ( ) .
8. Print komposisi uap distilat komponen-i ( ) , dan temperatur komponen-i
( ).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
20
Gambar 3. 2. Flowchart distilasi batch sederhana dengan Metoda Euler
Algoritma Distilasi Batch Sederhana dengan Metoda Euler :
1. Memasukkan harga, jumlah dimensionless waktu (N), incremen dimensionless
waktu ( ∆ ) , komposisi umpan komponen-i ( ) .
2. Menghitung harga komposisi liquida di bottom komponen-i ( ) fungsi pada
saat awal dengan forward-finite-difference.
3. Menghitung harga temperatur baru (T) fungsi dengan persaman Antoine.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
21
4. Menghitung harga komposisi uap di distilat komponen-i ( ) fungsi
pada
saat awal dengan persamaan BUBL T.
5. Ulangi langkah 2 sampai langkah 4 sebanyak 350 kali.
6. Print komposisi liquida di bottom komponen-i ( ) , komposisi uap di distilat
komponen-i ( ) , dan temperatur komponen-i ( ) .
3.1.1. Simulasi Sistem Biner Etanol – Air
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 1. Komposisi Umpan Sistem Biner Etanol – Air
Komposisi Umpan (fraksi nol)
Run
Etanol
Air
1
0,8
0,2
2
0,7
0,3
3
0,6
0,4
4
0,5
0,5
5
0,4
0,6
6
0,3
0,7
7
0,2
0,8
Untuk menghitung tekanan uap jenuh digunakan persamaan Antoine, data
parameter Antoine seperti tabel dibawah ini, dimana suhu (T) dalam satuan K dan
tekanan uap jenuh (Psat) dalam satuan Bar. Persamaan (1).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
22
Tabel 3. 2. Parameter Antoine Sistem Biner Etanol – Air
Par ameter Antoine
Komponen
A
B
C
Etanol
5.3365
1648.22
230.918
Air
5.11564
1687.537
230.17
Sumber : Prausnitz, 2001
3.1.2. Simulasi Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti dan profil tidak saling berhimpitan seperti data
dibawah ini.
Tabel 3. 3. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Komposisi Umpan (fraksi nol)
Run
Aseton
n-Butanol
1
0,8
0,2
2
0,7
0,3
3
0,6
0,4
4
0,5
0,5
5
0,4
0,6
6
0,3
0,7
7
0,2
0,8
Data parameter Antoine sistem biner Aseton – n-Butanol ditunjukan pada
tabel dibawah ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
23
Tabel 3. 4. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Par ameter Antoine
Komponen
A
B
C
Aseton
4.2184
1197.01
228.06
n-Butanol
4.6493
1395.14
182.739
Sumber : Prausnitz, 2001
3.1.3. Simulasi Sistem Biner Aseton – Etanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 5. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – Etanol
Komposisi Umpan (fraksi nol)
Run
Aseton
Etanol
1
0,8
0,2
2
0,7
0,3
3
0,6
0,4
4
0,5
0,5
5
0,4
0,6
6
0,3
0,7
7
0,2
0,8
Data parameter Antoine sistem biner Aseton – n-Butanol ditunjukan pada
tabel dibawah ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
24
Tabel 3. 6. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – Etanol
Par ameter Antoine
Komponen
A
B
C
Aseton
4.2184
1197.01
228.06
Etanol
5.3365
1648.22
230.918
Sumber : Prausnitz, 2001
3.1.4. Simulasi Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 7. Komposisi Umpan Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Komposisi Umpan (fraksi nol)
Run
Etanol
Air
1
0,8
0,2
2
0,7
0,3
3
0,6
0,4
4
0,5
0,5
5
0,4
0,6
6
0,3
0,7
7
0,2
0,8
Data parameter Antoine sistem biner n-Butanol – Butanol ditunjukan pada
tabel dibawah ini.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
25
Tabel 3. 8. Parameter Antoine Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Komponen
Par ameter Antoine
A
B
C
n-Butanol
4.6493
1395.14
182.739
Etanol
5.3365
1648.22
230.918
Sumber : Prausnitz, 2001
3.2.
Simulasi Sistem Ter ner ABE
Simulasi sistem terner ABE secara distilasi batch sederhana menggunakan
metoda rigorous dengan model DEAs seperti yang telah diuraikan pada BAB 2,
dimana penyelesaian modelnya menggunakan persamaan numerik yaitu metoda
Euler dengan menggunakan bahasa C#.net.
Adapun simulasi sistem terner ABE adalah sebagai berikut :
1. Perkiraan kesetimbangan fasa uap-cair untuk
= 1, diasumsikan larutan ideal.
2. Perhitugan BUBL T.
3. Perhitungan komposisi liquida di bottom.
Asumsi yang digunakan pada simulasi sistem terner ABE sama dengan
simulasi sistem biner. Dalam menentukan komposisi umpan sistem ternet ABE
dilakukan secara acak kuran lebih 24 run, kemudian dipilin 7 run yang mewakili
seperti tabel dibawah ini. Dimana kurva yang dihasilkan tidak saling berhimpitan,
sehingga dari kurva yang diperoleh bisa mewakili pa yang akan ditinjau dan
diteliti.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
26
Tabel 3. 9. Komposisi Umpan Sistem Terner ABE
Komposisi Umpan (fraksi mol)
Run
Aseton
n-Butanol
Etanol
1
0,8
0,1
0,1
2
0,7
0,2
0,1
3
0,7
0,1
0,2
4
0,6
0,3
0,1
5
0,6
0,1
0,3
6
0,5
0,1
0,4
7
0,4
0,1
0,5
Untuk menghitung tekanan uap jenuh digunakan persamaan Antoine, data
parameter Antoine seperti tabel dibawah ini, dimana suhu (T) dalam satuan K dan
tekanan uap jenuh (Psat) dalam satuan Bar.
Tabel 3. 10. Parameter Antoine Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol
Komponen
Par ameter Antoine
A
B
C
Aseton
4.2184
1197.01
228.06
n-Butanol
4.6493
1395.14
182.739
Etanol
5.3365
1648.22
230.918
Sumber : Prausnitz, 2001
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
27
3.3.
Perancangan Sistem
Pada bab ini akan menjelaskan mengenai proses desain dari sistem yang
akan dibuat.
3.3.1. Deskr ipsi Umum Sistem
Secara umum, proses bisnis yang terjadi dalam aplikasi ini dapat
dijelaskan melalui diagram berikut :
Gambar 3. 3. Proses Bisnis Simulasi Distilasi Batch
Penjelasan Diagr am Diatas :
User disini ialah mahasiswa yang akan melakukan percobaan Distilasi
Batch.
Sebelum melakukan percobaan yang sebenarnya di laboratorium kimia,
mahasiswa dapat melakukan simulasi percobaan distilasi batch untuk menentukan
komposisi dari elemen. Sehingga hasil dari percobaan yang akan dilakukan dapat
diprediksikan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
28
3.3.2. Use Case Diagram
Simulasi Dist ilasi Bat ch
M emasukkan Nilai
Umpan
*
*
M emproses Dat a
*
*
*
Pengguna
*
M elihat Laporan
*
*
M encet ak Laporan
Gambar 3. 4. Use Case Diagram
Pada aplikasi Simulasi Distilasi Batch ini, terdapat 4 proses yang terjadi.
Proses tersebut ialah :
1. Pengguna dapat memasukkan nilai umpan simulasi.
2. Pengguna menjalankan perintah untuk memproses data dari nilai
umpan yang dimasukkan.
3. Pengguna dapat melihat laporan hasil dari nilai umpan yang diproses.
4. Pengguna dapat mencetak laporan yang hasil proses data.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
29
3.3.3. Activity Diagram
Act ivit y Diagram “ M emasukkan Nilai Umpan”
Pengguna
Sistem
St art
M emilih jumlah
elemen yang akan
dilakukan simulasi
Jika yang dipilih
Dua Elem en
Ya
M enampilkan pilihan
campuran larut an dan
2 kolom nilai umpan
Tidak
Tidak
Jik