Jurnal Teknik Kimia Indonesia

Jurnal Teknik Kimia Indonesia Indonesian Journal of Chemical Engineering

Vol 9 No. 2 Agustus 2010 ISSN 1693-9433

ASOSIASI PENDIDIKAN TINGGI TEKNIK KIMIA INDONESIA APTEKINDO

JURNAL TEKNIK KIMIA INDONESIA Vol. 9 No. 2 Agustus 2010

MITRA BESTARI

Prof. Ir. Ali Altway, MS. Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Dr. Ir. Danu Ariono Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung

Dr. Ir. Isdiriayani Nurdin Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung

Dr. Ir. Kuswandi Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Ir. Suryadi Ismadji, MT. Ph.D Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala

Dr. Tirto Prakoso, ST. MEng. Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung

Dr. Tjokorde Walmiki Samadhi, ST. MT. Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung

Dr. Ir. Hj. Tri Kurnia Dewi, M.Sc. Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Dr. Yogi Wibisono Budhi, ST. MT. Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung

Ketentuan Penulisan Jurnal Teknik Kimia Indonesia Jurnal Teknik Kimia Indonesia (JTKI) menerima artikel ilmiah dalam bidang ilmu teknik kimia, baik dalam bentuk hasil penelitian, eksperimen maupun simulasi, baik dalam bahasa Indonesia maupun bahasa Inggris. Penulis mohon mengikuti instruksi penulisan ini dengan seksama untuk membantu kelancaran evaluasi dan publikasi artikel. Seluruh manuskrip ditulis dalam bahasa Indonesia/Inggris yang benar dan baik menggunakan MS Word Times New Romans 12 pt, 2 spasi, di kertas A4 (210 x 297cm) dengan margin kanan, kiri, atas dan bawah 30 mm. Setiap halaman dibubuhi nomor halaman. Manuskrip diurut dengan aturan sbb.: 1.

Judul Judul ditulis lugas dan ringkas tidak melebihi 15 kata dalam bahasa Indonesia, atau 10 kata dalam bahasa Inggris. Nama para penulis dan lembaga masing-masing harus ditulis dengan jelas dan tanpa gelar. Jumlah penulis dibatasi hanya lima nama. Nama penulis utama diletakkan di urutan pertama. Tandai nama penulis yang bertanggungjawab atas korespondensi mengenai isi makalah (corresponding author) dengan tanda (*). Nama penulis utama dan nama penulis korespondensi tidak harus sama. Lembaga masing-masing penulis ditulis di bawah nama para penulis, lengkap dengan departemen/jurusan/kelompok keahlian, nama dan alamat institusi beserta kota dan kode pos serta harus menyertakan alamat email penulis korespondensi dan/atau penulis utama, bila berbeda. Contoh Yazid Bindar1*, IGBN Makertihartha2, M. Dani Supardan3, Luqman Buchori4 1Kelompok Keahlian Energi dan Sistem Pemrosesan Teknik Kimia 2Kelompok Keahlian Perancangan dan Pengembangan Proses Teknik Kimia Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesha 10 Bandung, 40132 3Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jalan T. Nyak Arief Darussalam Banda Aceh 23111 4Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Kampus Tembalang, Semarang 50239 e-mail: [email protected]

2.

3.

Abstrak Abstrak ditulis dalam dua bahasa, Bahasa Indonesia dan Bahasa Inggris, masing-masing antara 150-200 kata. Abstrak merupakan ringkasan makalah dalam satu paragraf yang dengan jelas menggambarkan tujuan, cakupan, metode penelitian, penemuan penting, dan kesimpulan yang diperoleh dari penelitian tsb. Sertakan 3-5 kata kunci di bawah masing-masing abstrak. Badan Makalah Badan makalah dibagi menjadi pendahuluan, metodologi, hasil dan pembahasan, dan kesimpulan. Panjang badan makalah 10-18 halaman A4 termasuk tabel dan gambar. Rumus atau reaksi dibuat dengan fasilitas MSWord dan diberi nomor (1) dst. rata kanan dan kiri.

Tata cara pengutipan pustaka adalah sbb.: Bila penulis pustaka hanya satu orang, tuliskan nama belakang penulis dan tahun penerbitan, seperti:
(Smith, 2001) atau “… seperti dipaparkan oleh Smith (2001).” Bila penulis pustaka terdiri dari dua orang, tuliskan kedua nama belakang penulis dan tahun penerbitan, seperti:
(Smith dan Othmer, 1995) atau “Menurut metode yang dikemukakan oleh Smith dan Othmer (1995) …” Bila penulis pustaka terdiri lebih dari dua orang, tuliskan nama belakang penulis pertama diikuti dengan dkk. (dalam makalah berbahasa Indonesia) atau et al. (dalam makalah berbahasa Inggris) diikuti oleh tahun penerbitan, seperti:
(Smith dkk., 2002) atau “… hasil penelitian oleh Smith dkk., pada tahun 2002.” Bila penulis pertama menulis dua atau lebih pustaka yang berbeda pada tahun yang sama, bubuhkan huruf a, b, dst. di belakang tahun penerbitan, seperti:
(Haryono, 2006a; Haryono 2006b; Fan, 2004) 4.

5.

Ucapan Terima Kasih Ucapan terima kasih (bila ada) yang ditujukan untuk penyandang dana penelitian, dan lembaga-lembaga di luar lembaga penulis yang telah membantu pelaksanaan penelitian Pustaka Pustaka atau referensi disusun berdasarkan urutan abjad nama akhir penulis pertama pustaka. Semua nama penulis dalam suatu pustaka harus dituliskan dan tidak digantikan dengan dkk. atau etc. Contoh penulisan pustaka diberikan di bawah ini: Pustaka berbentuk Jurnal Ilmiah Ma, F.; Milford A. H., Biodiesel production: a review, Bioresource Technology, 1999, Vol. 70(1), 1-15. Pustaka berbentuk buku Bard, A. J.; Faulkner, L. R.; Electrochemical Methods, 2nd Ed., Wiley, New York, 1980; p. 44. Pustaka berbentuk prosiding Suwito, R. M; Ratnadi, H.; Darmawan, A., Ekstraksi Minyak Jarak dengan Bantuan Pelarut, Prosiding Seminar Teknik Kimia Soehadi Reksowardojo, Bandung, 1-2 Oktober 1989, hal. 214, Bandung, 1989. Pustaka berbentuk Tesis Barsakan, M., Aspek Permukaan dan Antar Muka Polimer Biomedical, Tesis S3, Universitas Harapan Indonesia, Tangerang, 1990. Pustaka berbentuk Paten Bismarck, H. S., Method of Stabilizing Polyvalent Metal Solutions, U.S. Patent 44,373,104, 1983. Pustaka dari website International Union of Pure and Applied Chemistry http://www.iupac.org/dhtml_home.html (akses 21 April 2005).

Home

Page,

Kutipan dari wikipedia dan sumber website yang masih diragukan keakuratan dan identitas penulis penanggung-jawabnya tidak dapat dikategorikan sebagai pustaka untuk jurnal ilmiah. 6.

7.

8.

Tabel Tabel dilengkapi dengan nomor dan judul tabel. Redaksi hanya menerima tabel yang dapat diedit menggunakan fasilitas MS Word atau Excel. Gambar Gambar dilengkapi dengan nomor dan judul gambar. JTKI hanya mencetak dalam grey-scale (warna hitam putih abu). Berikan gambar dalam format yang dapat diedit, dan terlihat jelas dalam nuansa warna tsb. Gambar hendaknya dapat diperbesar dan diperkecil dengan mudah dengan kualitas yang baik, misalnya dalam format JPG atau bila dibuat dari MS Excel atau Power Point, gunakan fasilitas copy-paste saja. Daftar Notasi Daftar notasi dan simbol dicantumkan bila ada.

Manuskrip dikirimkan dalam bentuk file Word 2003 atau 2007 ke alamat email redaksi: [email protected] dan [email protected]. Bila dikirimkan melalui pos, kirimkan dalam print out yang baik, dan file Word 2003 atau 2007 dalam bentuk CD ke alamat berikut: Sekretariat Jurnal Teknik Kimia Indonesia Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri, ITB Gedung Labtek X, Ruang 355 Jalan Ganesha 10, Bandung 40132 Semua pengirim manuskrip akan menerima konfirmasi penerimaan manuskrip dalam bentuk email dari Redaksi JTKI. Manuskrip akan melalui proses review yang dilaksanakan oleh Mitra Bestari JTKI. Hasil review dari mitra bestari akan menjadi pertimbangan Dewan Redaksi JTKI, dan Redaksi JTKI berhak sepenuhnya untuk menerima atau menolak manuskrip untuk dipublikasikan.

JURNAL TEKNIK KIMIA INDONESIA Jurnal Teknik Kimia Indonesia (JTKI) atau Indonesian Journal of Chemical Engineering diterbitkan tiga kali setahun oleh Asosiasi Pendidikan Tinggi Teknik Kimia (APTEKINDO).

Dewan Editor Jurnal Teknik Kimia Indonesia Ketua Dewan Editor Sanggono Adisasmito Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung Anggota Dewan Editor A.Rasyidi Fachry Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Irwan Noezar Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung

Asep Handaya Saputra Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Rochmadi Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada

Chairul Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau

Tri Widjaja Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Sekretaris Redaksi Luh Indi Baramuni Penerbit: Asosiasi Pendidikan Tinggi Teknik Kimia (APTEKINDO) Sekretariat Redaksi: Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132 Tel. 022 2500989 ext 356, Fax. 022 2501438, email: [email protected] Website: www.aptekindo.org/jtki Biaya berlangganan per tahun Rp 150.000,00

i

JURNAL TEKNIK KIMIA INDONESIA Vol. 9 No. 2 Agustus 2010

DAFTAR ISI

Pengaruh Konfigurasi Liquid Jet Flow Kolom Gelembung Terhadap Kemampuan Absorpsi Gas Karbon Dioksida

42

Setiadi, Dijan Supramono, Sukirno, dan Nur Istiqomah

Pengukuran Konstanta Henry Toluen dan Benzen dalam Minyak dan Air dengan Kolom Gelembung

49

Suhartono, Herri Susanto, Dwiwahju Sasongko, dan Azis Trianto

Penurunan Kadar Logam Berat Limbah Cair Industri Emas (PT. X) di Surabaya

55

Nyoman Puspa Asri, Rachmad Abadi, Arfina Hasmawati, dan Sita Alfian Mubarok

Pengaruh Filler Carbon Black Terhadap Sifat dan Morfologi Komposit Natural Rubber/Polypropylene

62

Bahruddin, Ida Zahrina, dan Said Zul Amraini

Pengaruh Kondisi Operasi pada Kinerja Reaksi Dekomposisi Katalitik Metana dalam Reaktor Gauze Widodo W. Purwanto, Yuswan Muharam, dan Dwi Yulianti

ii

69

Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol. 9 No. 2 Agustus 2010, 49-54

PENGUKURAN KONSTANTA HENRY TOLUEN DAN BENZEN DALAM MINYAK DAN AIR DENGAN KOLOM GELEMBUNG Suhartono, Herri Susanto*, Dwiwahju Sasongko, dan Azis Trianto Kelompok Keahlian Energi dan Sistem Pemroses Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesha 10 Bandung 40132 Email: [email protected]

Abstrak Pengukuran konstanta Henry sistem toluen dan benzen dalam minyak dan air dilakukan melalui percobaan absorpsi di dalam sebuah kolom gelembung dengan diameter 3 cm. Minyak sawit, minyak bunga matahari, minyak pelumas dan air digunakan sebagai absorben. Toluen dan benzen dipilih sebagai tar model. Gas model yang tersusun dari udara dan uap toluen atau benzen digelembungkan ke dalam absorben 50 mL. Absorpsi dilakukan pada suhu 30 dan 60 oC dan laju alir gas model 13,6 mL/min. Analisa dilakukan terhadap konsentrasi aliran gas model sebelum dan sesudah absorpsi. Analisa tersebut dilakukan dengan kromatografi gas Shimadzu GC-8APF. Konstanta Henry dihitung sebagai H=CG/CL dan H=P/CL. Nilai 1/H sistem toluen-minyak pelumas dan toluen-minyak sawit pada suhu 30 oC dan laju alir gas 13,6 mL/min berturut-turut adalah 155 dan 145 (untuk CG dalam mol/L dan CL dalam mol/L). Merujuk pada nilai-nilai konstanta Henry hasil percobaan, minyak pelumas dan minyak sawit merupakan cairan penyerap yang paling cocok untuk toluen dan benzen sebagai representasi tar dalam gas hasil gasifikasi. Urutan besarnya kapasitas absorpsi cairan penyerap terhadap toluen dan benzen adalah sebagai berikut (berturut-turut dari yang besar): minyak pelumas, minyak sawit, minyak bunga matahari dan air. Konstanta Henry toluen dalam air berada pada kisaran 4, yang menunjukkan bahwa kapasitas absorpsi toluen dalam air lebih rendah dibandingkan kapasitas absorpsi toluen dalam minyak. Kata Kunci : absorpsi, konstanta Henry, toluen, benzen, gas produser Abstract Determination of Henry’s constant for toluene and benzene in oils and water were carried out in a bubbling bottle with diameter of 3 cm. Air containing toluene vapour or benzene vapour was bubbled through 50 mL absorbing liquid. The gas flow rate was 13.6 mL/min. By measuring the concentration of toluene or benzene in the inlet and outlet gas stream, we were able to calculate their concentrations in absorbing liquid. We found that the value of Henry’s constant of toluene in lubrication oil and palm oil at 30 oC were 155 and 145 respectively (H= CG/CL, with CG in mol/L and CL in mol/L). We also found that the absorption capacities were in the order (from the highest) of: lubrication oil, palm oil, and sunflower oil. Henry’s constant of toluene in water was at about 4 which was much lower than those of oils. Keyword : absorption, Henry’s constant, toluene, benzene, producer gas

*korespondensi

49

Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol. 9 No. 2 Agustus 2010

1. Pendahuluan Permasalahan yang sering dihadapi dalam aplikasi teknologi gasifikasi biomassa adalah kandungan tar yang terdapat dalam gas produser. Tar yang mengembun akan menyebabkan penyumbatan di dalam saluran perpipaan dan peralatan pada sistem pendingin dan pembersih gas produser. Salah satu teknik penyisihan tar dari gas produser di luar gasifier adalah dengan proses absorpsi. Penelitian ini merupakan bagian dari pengembangan sistem pembersih gas hasil gasifikasi, berupa penyisihan tar dengan metoda absorpsi menggunakan berbagai absorben. Variabel kunci dari metoda ini berupa pemilihan absorben yang cocok untuk menyerap senyawa-senyawa tar. Pemilihan absorben tersebut harus memenuhi beberapa kriteria; (i) mempunyai kapasitas absorpsi yang besar, (ii) viskositas rendah dan koefisien difusi yang tinggi, (iii) tekanan uap rendah dan (iv) murah (Heymes, dkk., 2006). Absorben organik diperkirakan cocok digunakan sebagai absorben untuk penyerap tar, karena senyawa-senyawa utama di dalam tar pada umumnya merupakan senyawasenyawa organik yang mudah menguap (VOC, volatile organic compound). Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kemampuan beberapa absorben untuk menyerap toluen dan benzen sebagai model tar, melalui penentuan nilai konstantra Henry. Hasil-hasil penentuan nilai konstanta Henry, H dari data eksperimental digunakan sebagai kriteria pemilihan absorben. Teori Dasar Absorpsi merupakan satuan proses pemisahan dengan cara mengontakkan dua fasa yang berbeda. Dalam fasa gas dan cairan, solut A diabsorpsi dari fasa gas ke dalam fasa cair. Proses tersebut melibatkan peristiwa difusi molekuler atau perpindahan massa solut A melalui gas diam yang tak berdifusi ke dalam suatu cairan, hingga mencapai kejenuhan di kedua fasa tersebut. Agar dapat memprediksi konsentrasi solut dalam masingmasing fasa diperlukan data-data eksperimental sampai mencapai kejenuhan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kejenuhan solut dalam absorben adalah suhu, tekanan parsial dan konsentrasi. Pada tekanan rendah dan kelarutan gas ke dalam fasa cairan kecil, hukum Henry digunakan untuk mendapatkan hubungan antara konsentrasi kesetimbangan solut di

fasa gas terhadap yang di fasa cair. Dengan mengasumsikan fasa gas sebagai gas ideal, nilai konstanta Henry tak berdimensi dapat dinyatakan dengan persamaan 1 ((Vuong dkk., 2009) dkk., 2009).

H=

CG CL

(1)

Hukum Henry juga dapat dinyatakan sebagai kelarutan dalam besaran fraksi berat solut gas di dalam absorben pada tekanan parsial tertentu. Hubungan konstanta Henry fraksi berat (weight-fraction Henry’s constant) dan konsentrasi solut dapat dinyatakan dalam persamaan 2 (Iwai dkk., 1981).

H* =

P.y A wA

(2)

dengan P tekanan total sistem, yA fraksi solut A di fasa gas dan wA fraksi berat solut A dalam absorben. Di dalam percobaan kolom gelembung, konsentrasi solut di dalam absorben dihitung secara eksperimental dari selisih konsentrasi solut di fasa gas pada aliran gas masuk dan keluar absorber setiap waktu. Menggunakan hasil integrasi CG,o terhadap waktu dan neraca massa antara aliran masuk dan keluar kolom gelembung, konsentrasi gas terlarut di dalam absorben dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3 (Vuong dkk., 2009). t

CL VL = QG ∫ (CG,i − CG,o )dt

(3)

0

dengan CG,i dan CG,o adalah konsentrasi solut di fasa gas saat masuk dan yang saat keluar kolom gelembung. QG adalah laju alir gas dan VL volume absorben. 2. Metodologi Percobaan absorpsi toluen dan benzen dilakukan dalam skala laboratorium, peralatan percobaan secara skematik diperlihatkan Gambar 1. Gas model dibuat dengan menggelembungkan udara ke dalam cairan toluen atau benzen. Variasi konsentrasi toluen atau benzen dalam udara dibuat dengan cara mengalirkan udara pada berbagai laju alir ke dalam cairan toluen atau benzen murni di dalam sebuah kolom gelas gelembung. Kolom pembuat gas model dan absorber berukuran 200 mL dan diameter 3 cm. Kolom absorber dilengkapi dengan pipa pendistribusi dan penggelembung gas berdiameter 6 mm. Laju alir gas model yang 50

Pengukuran Konstanta Henry Toluen dan Benzan (Suhartono dkk.)

masuk ke dalam kolom gelembung dilakukan dengan mengatur laju alir udara menggunakan precision stainless steel needle valve dan diukur menggunakan rotameter.

Gambar 1. percobaan

Skema

rangkaian

alat

Campuran gas dengan konsentrasi gas model tertentu digelembungkan ke dalam kolom absorber berisi berbagai minyak dan air sebagai absorben. Lima puluh mL absorben digunakan di dalam kolom gelembung tanpa penambahan absorben segar. Minyak sawit (pure palm oil), minyak bunga matahari (sunflower oil), minyak pelumas (lubrication oil) dan air digunakan sebagai absorben. Semua percobaan absorpsi toluen atau benzen dilakukan pada suhu absorben 30 atau 60 oC, dan laju alir gas model 13,6 mL/min. Konsentrasi toluen atau benzen dalam aliran gas dianalisa setiap 30 menit menggunakan kromatografi gas dengan flame ionization detector (GC/FID), Shimadzu GC8APF dilengkapi perekam chromopac C-CR6A. Suhu injektor 250 oC, kolom 100 oC dan detektor 250 oC. Konsentrasi toluen atau benzen diukur pada aliran gas masuk dan keluar kolom gelembung dan dinyatakan sebagai CG,i dan CG,o, sedangkan konsentrasi solut di fasa cair dihitung dengan menggunakan Persamaan (3) di atas, sebagai CL. 3. Hasil dan Pembahasan Sebuah contoh data percobaan pengukuran konsentrasi toluen dalam udara saat masuk dan keluar kolom gelembung dan dalam absorben disajikan pada Gambar 2. Kondisi kesetimbangan diasumsikan, ketika konsentrasi solut di fasa gas masuk kolom gelembung mendekati konsentrasi solut di fasa gas saat keluar keluar kolom gelembung, CG,i≈CG,o. Pada saat tersebut, konsentrasi solut di fasa cair merupakan konsentrasi solut jenuh dalam absorben. Konsentrasi jenuh dicapai setelah kira-kira 600 menit untuk setiap

51

pasangan toluen-minyak dan benzen-minyak. Pasangan toluen-air dan benzen-air konsentrasi kejenuhan dicapai pada waktu kira-kira 150 menit. Contoh konsentrasi kejenuhan disajikan pada Tabel 1 dan Tabel 2. Nilai-nilai konstanta Henry untuk masing-masing pasangan solut-absorben dihitung menggunakan Persamaan (1) atau Persamaan (2). Contoh nilai-nilai konstanta Henry hasil percobaan dan dari literatur disajikan pada Tabel 3. Nilai H ini merupakan besaran yang penting pada proses absorpsi gas, karena nilai H secara termodinamik memberikan arti bahwa komposisi toluen dan benzen fasa gas dan cair berada pada saat kejenuhan. Semakin besar nilai 1/H atau semakin kecil nilai H untuk suatu pasangan solut-absorben menunjukkan bahwa solut tersebut makin mudah terlarut di dalam absorben. Minyak pelumas mempunyai kapasitas absorspsi paling tinggi dibanding absorben lainnya, ditunjukkan oleh nilai konstanta Henry, H terkecil untuk pasangan toluenminyak pelumas dan benzen-minyak pelumas. Minyak sawit mempunyai kapasitas absorpsi lebih mirip dengan minyak pelumas. Air mempunyai kapasitas absorpsi paling rendah, ditunjukkan oleh nilai-nilai konstanta Henry yang besar terhadap pasangan toluen-air dan benzen-air [(Vuong dkk., 2009), M.D., dkk, 2009]. Perbedaan kapasitas penyerapan tergantung pada sifat fisika dan kimia dari solut dan absorben yang digunakan sebagai media penyerap. Sifat-sifat fisika yang dapat mempengaruhi penyerapan dari solut adalah densitas, viskositas cairan, kelarutan (solubility) ukuran molekul dan struktur molekul dan difusivitas solut dalam absorben. Sifat-sifat kimiawi, seperti kepolaran solut dan absorben dan bentuk senyawa hidrokarbon alifatik (linier dan non linier) atau aromatik dan sifat alamiah hidrofobik dan hidrofilik solut dapat pula berpengaruh terhadap jumlah solut yag dapat terserap oleh absorben. Minyak nabati merupakan ester gliserida atau asam lemak (gliserida), sedangkan unsur dasar minyak pelumas merupakan rantai panjang alkana. Gliserida tersusun dari beberapa atom oksigen di dalam struktur molekulnya. Atom oksigen di dalam minyak nabati dapat menurunkan sifat kepolaran minyak tersebut, karena itu menyebabkan lebih rendahnya kapasitas penyerapan terhadap toluen dan benzen yang

Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol. 9 No. 2 Agustus 2010

Konsentrasi toluen dalam gas (mg.m-3 )

18 3000 16 2500

14 12

2000

10 1500

8 6

1000

Konsentrasi toluen dalam gas masuk Konsentrasi toluen dalam gas keluar Konsentrasi toluen dalam air

500

4 2

Konsentrasi toluen dalam cairan (mg.L-1)

20

3500

0

0

0

30

60

90

120

Waktu (menit)

3500

400

3000

350

300 2500 250 2000 200 1500 150 1000 100 500

Konsentrasi toluen dala m ga s masuk Konsentrasi toluen dala m ga s keluar Konsentrasi toluen dala m minya k pelumas

0

Konsentrasi toluen dalam cairan (mg.L -1)

Konsentrasi toluen dalam gas (mg.m -3)

(a)

50

0 0

60

120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 Waktu (menit)

(b) Gambar 2. Konsentrasi toluen di dalam fasa gas dan cairan penyerap pada Qg =13,6 ml/min dan T=30 0C. (a) sistem toluen-air; (b) sistem toluen-minyak pelumas. bersifat nonpolar. Toluen dan benzen bersifat nonpolar juga hidrofobik, sedikit larut dalam air yang bersifat polar. Gugus metil senyawa toluen dapat meningkatkan sifat kepolaranya dan ukuran molekul dari solut tersebut, yang akan menurunkan kelarutan dan difusivitas dalam air dibandingkan benzen (Ozturk danYilmaz, 2006).

Dari semua kajian data percobaan yang didapat memperlihatkan bahwa urutan besarnya kapasitas absorpsi absorben terhadap toluen dan benzen sebagai berikut (berturut-turut dari tinggi ke rendah): minyak pelumas, minyak sawit, minyak bunga matahari dan air.

52

Pengukuran Konstanta Henry Toluen dan Benzan (Suhartono dkk.)

Tabel 1. Konsentrasi toluen dan benzen saat jenuh pada QG =13,6 mL/min dan T=30 0C

Minyak sawit Minyak bunga matahari Minyak pelumas Air

Toluen CG,i CG,o CL (mg/m3) (mg/m3) (mg/L) 2815 2449 341 2976 2380 289 3123 2249 348 2830 2773 19

CG,i (mg/m3) 42520 44351 43975 42518

Benzen CG,o (mg/m3) 37417 42134 31662 40817

CL (mg/L) 3120 2821 3590 425

Tabel 2. Konsentrasi toluen dan benzen saat jenuh pada QG =13,6 mL/min dan T= 60 0C

Minyak sawit Minyak bunga matahari Minyak pelumas Air

Toluen CG,i CG,o CL (mg/m3) (mg/m3) (mg/L) 2956 2737 308 3307 2751 266 2791 2112 333 2905 2773 16

CG,i (mg/m3) 44316 44352 43996 45740

Benzen CG,o (mg/m3) 40770 42106 39156 42995

CL (mg/L) 3047 2705 3307 422

Tabel 3. Konstanta Henry untuk toluen dan benzen dari data percobaan dan literatur Sistem

Toluen

Benzen

Miyak sawit Minyak bunga matahari Minyak pelumas Air di(2-ethylhexyl) adipate (DEHA) n-Hexadecane Miyak sawit Minyak bunga matahari Minyak pelumas Air

[1] Heymes dkk., 2006

1/H (H = CG/CL) Percobaan Literatur 303 K 333 K 298 K 145 135 121 97 155 158 7 6 4[4] 2821[1,4] 83 67

75 64

990[4] -

3,4 4,1

3,8 4,2

0.20[4] -

94 10

78 10

-

3,1 30,1

3,7 31,1

-

[4] Vuong dkk., 2009

4. Kesimpulan Nilai konstanta Henry pasangan toluenminyak pelumas dan toluen-minyak sawit pada suhu 30 oC dan laju alir gas 13,6 mL/min berturut-turut 155 dan 145 (H = CG/CL). Merujuk pada nilai H hasil percobaan, minyak pelumas dan minyak sawit merupakan absorben yang paling cocok untuk benzen dan toluen sebagai representasi tar dalam gas produser. Minyak pelumas dan minyak sawit mempunyai kapasitas absorpsi lebih baik dan waktu kejenuhan lebih lama dibandingkan air. Minyak dapat menggantikan air sebagai absorben untuk digunakan dalam sistem pembersihan gas hasil gasifikasi.

53

H* = yA.P/wA Percobaan Literatur 303 K 333 K 298 K 1,7 1,8 1,9 2,4 1,6 1,6 39,5 42,8 60.90[4] 0,04[4]

Ucapan Terima Kasih Penulis menyampaikan terimakasih kepada Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia atas Beasiswa BPPS dan Program Sandwich like. Penelitian ini terkait dengan program Pengembangan Teknologi Gasifikasi Biomassa Yang Ramah Lingkungan dengan biaya dari Yayasan Bhakti Tanoto. Percobaan dilakukan di Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT), Jepang.

Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol. 9 No. 2 Agustus 2010

Daftar Simbol CG,i , CG,o konsentrasi gas masuk dan keluar (mol/L atau mg/m3) konsentrasi senyawa terlarut dalam CL cairan penyerap (mol/L atau mg /L) C LE konsentrasi senyawa terlarut dalam cairan penyerap saat jenuh (mg /L) konsentrasi senyawa terlarut dalam CG fasa gas (mol/L atau mg /L) H konstanta Henry tak berdimensi, Persamaan (1) H* konstanta Henry (atm/fraksi berat), Persamaan (2) 1/H kelarutan P tekanan total (atm) laju alir gas (mL /min) QG cairan penyerapt volume (m3) VL fraksi mol senyawa terlarut A dalam wA absorben fraksi mol senyawa terlarut A dalam yA absorben t waktu (menit)

Daftar Pustaka Heymes, F.; Manno-Demoustier, P.; Charbit, F.; Fanlo, J. L.; Moulin, P., A new efficient absorption liquid to treat exhaust air loaded with toluene, Chemical Engineering Journal, 2006, Vol. 115(3), 225-231. Iwai, Y.; Anai, Y.; Arai, Y., Prediction of Solubilities for Volatile Hydrocarbons in LowDensity Polyethylene Using UNIFAC-FV Model, Polymer Engineering and Science, 1981, Vol. 21(15), 1015-1018. Ozturk, B.; Yilmaz, D., Absorptive Removal Of Volatile Organic Compound From Flues Gas Streams, Trans IChemE, Part B, Process Safety and Environmental Protection, 2006, Vol. 84(B5), 391–398. Vuong, M. D.; Couvert, A.; Couriol, C.; Amrane, A.; Le Cloirec, P., Determination of the Henry’s Constant and the Mass Transfer Rate of VOCs in Solvent, Chemical Engineering Journal, 2009, Vol. 150(2-3), 426-430.

54