BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metil Etil Keton (MEK) yang sering disebut dengan 2-butanon adalah salah satu jenis pelarut yang mempunyai rumus molekul CH3COCH2CH3. Dalam kondisi tertentu bahan kimia ini mudah meledak dan terbakar.Di Indonesia perkembangan industri yang semakin maju pada saat ini menyebabkan pemakaian metil etil keton untuk kebutuhan industri semakin meningkat tiap tahunnya. Sampai saat ini untuk memenuhi kebutuhan industri, metil etil keton masih diimpor dari berbagai negara Amerika Serikat, Brazil, Jepang dan Singapura.Di Indonesia metil etil keton atau 2-butanon digunakan sebagai bahan pelarut di berbagai macam industri, seperti industri kulit imitasi, cat, cairan pembersih, magnetic tape, organic sintetis, printing ink dan sebagainya. Sampai saat ini, industri cat dan thiner merupakan konsumen utama yang menggunakan metil etil keton pada proses produksinya disamping industri-industri lainnya..
.
Kebutuhan akan bahan kimia metil etil keton di Indonesia akan semakin meningkat tiap tahunnya ini dikarenakan perkembangan industri cat dan thiner serta tinta cetak dalam beberapa tahun mendatang diperkirakan akan terus berkembang dan munculnya industri-industri baru yang menggunakan bahan kimia metil etil keton. Untuk memenuhi kebutuhan metil etil keton di Indonesia saat ini masih diimpor dari luar negeri. Dari data Balai Pusat Statistik import metil etil keton sampai tahun 2007 mencapai 17.800.398 kg (17.800,398 ton).
Kebutuhan metil etil keton dalam negeri yang terus meningkat ini ternyata tidak terlepas dari pengamatan produsen metil etil keton di luar negeri. Dari berbagai negara nampaknya Cina telah berhasil mendominasi pasaran metil etil keton di Indonesia.Metil etil keton dapat diproduksi dengan beberapa proses yaitu proses dehidrogenasi 2-Butanol, oksidasi langsung n-Butena dan oksidasi n-Butena pada fasa cair.
1.2.Tujuan Perancangan Pabrik
Tujuan dari perancangan pabrik metil etil keton (MEK) ini adalah untuk memberikan gambaran tentang kelayakan pendirian pabrik dan untuk menerapkan ilmu teknik kimia yang telah didapat selama ini. Selain itu tujuan perancangan pabrik ini untuk mendirikan perusahaan yang memproduksi metil eti keton di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan metil etil keton dalam negeri maupun luar negeri sehingga dapat meningkatkan devisa negara.
1.3.Margin Keuntungan Kotor (MKK)
Pada perancangan pabrik ini proses yang digunakan adalah proses Dehidrogenasi 2-butanol dikarenakan produk metil etil keton yang dihasilkan mempunyai kemurnian 99,7% dibandingkan dengan 2 proses lainnya yaitu oksidasi langsung n-Butena dan oksidasi n-Butena pada fasa cair.
Proses Dehidrogenasi 2-Butanol.
1.4.Kapasitas Produksi
Dengan melihat data import metil etil keton dan untuk mengimbangi kebutuhan metil etil keton dalam negeri kapasitas produksi pada rancangan pabrik ini dapat diperkirakan sebesar 20000 ton/tahun.
1.5.Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang berkembangnya sebuah perusahaan yang akan didirikan. Pada industri metil etil keton bahan baku kebanyakan bahan baku di import dari luar negeri oleh sebab itu lokasi pabrik lebih baik di dekat daerah pelabuhan, agar memperlancar distribusi bahan baku dan produk. Pembuatan pabrik ini direncanakan di daerah Cilegon tepatnya di Anyer. Daerah ini dinilai sangat strategis berdasarkan beberapa faktor:
1.Proses pendistribusian bahan baku serta hasil produksi menjadi lebih mudah, karena dekat dengan
pintu tol kearah Cilegon, Tanggerang dan Banten.
2.Daerah Anyer merupakan salah satu kawasan industri yang juga dekat dengan kawasan industri lainnya.
3.Dekat dengan pelabuhan Merak untuk pendistribusian bahan baku yang berasal dari luar maupun dalam
negeri.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Metil Etil Keton (2-butanon)
Metil etil keton atau disebut juga sebagai 2-butanon adalah suatu pelarut yang mempunyai rumus molekul CH3COCH2CH3. Metil etil keton merupakan cairan tidak berwarna seperti minyak, titik didihnya 79,57 C dengan berat molekul 72,10 kg/kmol. Metil etil keton mempunyai bau khas keton yang kuat. Metil etil keton mempunyai beberapa kelebihan, yaitu:
1.Mempunyai tekanan uap yang rendah.
2.Mempunyai titik didih yang tinggi.
3.Mudah larut dalam air
4.Dapat larut dalam alkohol, eter, aseton, benzena serta dapat bercampur dengan berbagai jenis minyak
. Selain mempunyai kelebihan metil etil keton pun mempunyai beberapa kelemahan, yaitu:
1.Dalam bentuk fasa cair maupun fasa gas sangat mudah terbakar dan meledak.
2.Dapat mengakibatkan peradangan mata.
3.Dapat mengakibatkan peradangan saluran pernapasan dan kulit.
Untuk keperluan komersil diperlukan
metil etil keton yang murni yang mengandung pengotor tidak lebih dari 1 % berat metil etil keton.
Metil etil keton banyak digunakan sebagai pelarut di berbagai industri antara lain industri cat (surface coating), magnetic tape, paint remover, perekat, cairan pembersih minyak pelumas, organic sintesis seperti cellulose nitrate, ethyl cellulose, vinyl cholrida, vinyl acetate dan sebagainya.
Metil etil keton berfungsi sebagai dewaxing agent dalam proses pemurnian minyak pelumas, campuran yang mengandung 40 % metil etil keton dan 60 % benzena mirip cairan lilin. Metil etil keton berperan sebagai pengendap dan benzena berperan sebagai pelarut minyak, kelarutan yang rendah dapat mempercepat penyaringan.
Larutan metil etil keton dapat digunakan juga sebagai pembasmi serangga, jamur dan bakteri. Proses pembuatannya dapat dilakukan dengan mencampur metil etil keton dengan hidrokabon yang berasal dari proses khlorinasi
Metil etil keton sebagai pelarut zat warna biasanya digunakan dalam percetakan dengan menggunakan derivat selulosa. Pada bahan wol sejumlah metil etil keton dapat menghilangkan minyak dan lemak sebelum proses pewarnaan dilakukan.
2.1.1 Reduksi Metil Etil Keton
Metil etil keton bisa direduksi atau dihidrogenasi oleh sekunder butil alkohol atau disebut juga 2-butanol dengan menggunakan osmium, platinum oksida, nikel-kobalt-alumunium ataupun nikel dengan katalis.
Bahan baku
Pada perancangan pabrik metil etil keton dipilih metode proses dehidrogenasi 2-butanol dengan bahan baku 2-butanol dan katalis ZnO. Ketersediaan bahan baku 2-butanol diimpor dari luar negeri dan dalam negeri. Untuk dalam negeri 2-butanol tidak banyak yang memproduksi.
2-Butanol merupakan cairan jernih yang tidak berwarna dan sedikit larut dalam air. Pembuatan 2-butanol dilakukan dengan proses 1 langkah (single step process) yaitu penambahan langsung resin ion exchange asam sebagai katalis ke dalam n-butane pada suhu 150 C – 160 C dan tekanan 70 bar yang memberikan konversi sebesar 99 %. Hampir seluruh produksi 2-butanol pada proses ini terkonversi menjadi metil etil keton.
BAB III
PEMILIHAN PROSES
3.1 Proses yang Dipilih
Pada perancangan ini dipilih metode proses pembuatan metil etil keton dengan proses dehidrogenasi 2-butanol.
Proses ini mempunyai beberapa kelebihan, yaitu:
1.Perolehan metil etil keton yang dihasilkan pada proses ini lebih besar dibandingkan dengan proses lainnya yaitu sebesar (90%).
2.Metil etil keton mempunyai kemurnian yang tinggi 99,7%.
3.Produk samping yang dihasilkan dari proses ini menguntungkan dan tidak korosif.
4.Proses produksi lebih sederhana dibandingkan dengan proses lain sehingga secara komersial lebih menguntungkan.
Selain mempunyai kelebihan proses dehidrogenasi 2-butanol pun mempunyai beberapa kelemahan, yaitu:
1.Lebih mudah terjadi reaksi samping bila pemanasan dan pendinginan tidak dilakukan cepat.
2.Menggunakan suhu yang tinggi agar tercapai kesetimbangan dan kecepatan reaksi.
Proses dehidrogenasi merupakan salah satu jenis reaksi oksidasi yang menggambarkan pembentukan aldehid dan alkohol primer atau keton dari alkohol sekunder. Senyawa yang mengandung atom hidrogen dapat didehidrogenasi, namun biasanya proses dehidrogenasi pada senyawa hidrokarbon alifatik. Reaksi dehidrogenasi merupakan reaksi endotermis dimana panas reaksi ditambahkan melalui pipa-pipa.
3.2 Deskripsi Proses
Deskripsi proses dari proses dehidrogenasi 2-butanol meliputi beberapa tahap yaitu tahap persiapan bahan baku, tahap reaksi dan tahap pemisahan.
1.Persiapan Bahan Baku
Tahap persiapan bahan baku dimaksudkan untuk menguapkan 2-butanol dalam vaporizer yang diopersikan pada tekanan 1 atm. Bahan baku 2-butanol cair yang disimpan pada kondisi kamar dari tangki penyimpanan dialirkan dengan menggunakan pompa ke penukar panas, untuk pemanasan awal sampai suhu 100 C. Kemudian dilanjutkan ke vaporizer yang akan mengalami perubahan fasa cair ke fasa uap.
2.Tahap Reaksi
Tahap reaksi melalui dehidrogenasi 2-butanol sehingga diperoleh 2-butanon dalam rekator fixed bed. Reaktor ini bekerja secar isotermal non adiabatis. Reaktan dalam reaktor akan melewati pipa-pipa yang berisi katalis ZnO, berlangsung dalam tube pada suhu 450 C dan menggunakan tekanan 3 atm. Reaksi dehidrogenasi berlangsung secara endotermik sehingga dibutuhkan panas yang berasal dari gas nyala atau fuel gas.
3.Tahap Pemisahan
Tujuan dari tahap ini adalah untuk memisahkan campuran produk yang keluar dari reaktor berupa metil etil keton dan hidrogen melalui kolom distilasi, sehingga dapat dihasilkan produk dengan kemurnian tertentu.
Gas yang keluar dari reaktor berupa campuran secondary butyl alcohol yang tidak terkonversi, metil etil keton, hidrogen dan sebagian kecil uap air. Sebelum melakukan tahap pemisahan campuran gas tersebut didinginkan dalam pendingin (cooler).
Minggu, 09 Oktober 2011
Minggu, 08 Mei 2011
Kenzhy nama kucing Cantikku
Pengalaman yang baru saya temukan di hidup saya dan lagi pengen bagi-bagi cerita......
Saya punya kucing betina namanya Kenzhy,warnanya putih dan bulunya indah banget, panjang pula, saya merawat dia dari umur dia 3 bulan, sebelumnya saya bukan orang yang pecinta kucing sejati tapi setiap ada kucing kampung bawaannya pengen ngasih makan tuh kucing soalnya kasian. Dari situ saya berniat ngurus kucing anggora tapi denger-denger dari orang perawatan dan makannya serba mahal, repot ngurusnya, dan yang bikin saya mikir dua kali tentang penyakit yang katanya dibawa sama kucing yaitu toxoplasma (parasit, bukan virus atau bakteri), jujur mang kepikiran juga tapi menurut saya ga adil dong kalau menyalahkan binatang yang lucu dan kalau yang namanya penyakit,anak,hidup,mati itu udah ada yang ngatur,cuman gimana caranya kita menjaga kesehatan kita dan binatang kesayangan kita,dari situ saya positif untuk mengurus anggora walaupun saya mesti ngurusnya di kosn karena saya masih kuliah dan ga ada salahnya punya temen buat di kosn,apalagi saya lagi tugas akhir merancang pabrik kimia jadi butuh teman. Tanggal 28 April 2011 saya adopsi Kenzhy nama kucing saya yang cantik, lincah, menggemaskan hehehe.....
Saat saya ngadopsi kenzhy ga sesusah yang orang bicarakan, masalah makanannya saya kasih makanan yang standar tapi menyehatkan, "ke salon?" emang butuh sih tapi kalau kita bisa mandiin dan potong kukunya sendiri ga mesti repot-repot ngeluarin duit buat kesalon cukup beli sampo khusus kucing, sering-sering aja sisirin pake sisir biar bulunya ga menggumpal. Selama saya punya Kenzhy yang saya rasain Kenzhy butuh perhatian lebih,belaian dari kita,dan kasih sayang dari kita. Kucing bukan binatang yang perlu ditakutin dari virus, vaksin aja kalau pengen aman,jaga kebersihan kandang, dan berikan makanan yang sehat. Itu sekedar Pendapat saya hehe
Ini Loh Kenzhy yang selalu menemani saya.
Saya punya kucing betina namanya Kenzhy,warnanya putih dan bulunya indah banget, panjang pula, saya merawat dia dari umur dia 3 bulan, sebelumnya saya bukan orang yang pecinta kucing sejati tapi setiap ada kucing kampung bawaannya pengen ngasih makan tuh kucing soalnya kasian. Dari situ saya berniat ngurus kucing anggora tapi denger-denger dari orang perawatan dan makannya serba mahal, repot ngurusnya, dan yang bikin saya mikir dua kali tentang penyakit yang katanya dibawa sama kucing yaitu toxoplasma (parasit, bukan virus atau bakteri), jujur mang kepikiran juga tapi menurut saya ga adil dong kalau menyalahkan binatang yang lucu dan kalau yang namanya penyakit,anak,hidup,mati itu udah ada yang ngatur,cuman gimana caranya kita menjaga kesehatan kita dan binatang kesayangan kita,dari situ saya positif untuk mengurus anggora walaupun saya mesti ngurusnya di kosn karena saya masih kuliah dan ga ada salahnya punya temen buat di kosn,apalagi saya lagi tugas akhir merancang pabrik kimia jadi butuh teman. Tanggal 28 April 2011 saya adopsi Kenzhy nama kucing saya yang cantik, lincah, menggemaskan hehehe.....
Saat saya ngadopsi kenzhy ga sesusah yang orang bicarakan, masalah makanannya saya kasih makanan yang standar tapi menyehatkan, "ke salon?" emang butuh sih tapi kalau kita bisa mandiin dan potong kukunya sendiri ga mesti repot-repot ngeluarin duit buat kesalon cukup beli sampo khusus kucing, sering-sering aja sisirin pake sisir biar bulunya ga menggumpal. Selama saya punya Kenzhy yang saya rasain Kenzhy butuh perhatian lebih,belaian dari kita,dan kasih sayang dari kita. Kucing bukan binatang yang perlu ditakutin dari virus, vaksin aja kalau pengen aman,jaga kebersihan kandang, dan berikan makanan yang sehat. Itu sekedar Pendapat saya hehe
Ini Loh Kenzhy yang selalu menemani saya.
Senin, 25 April 2011
Bahan Bakar Nabati
Biomassa
Bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar atau untuk produksi industri. Umumnya biomassa berasal dari tumbuh-tumbuhan yang dipelihara untuk digunakan sebagai biofuel, produksi serat, bahan kimia, atau panas. Biomassa dapat pula meliputi limbah terbiodegradasi yang dapat dibakar sebagai bahan bakar. Biomassa tidak mencakup materi organik yang telah tertransformasi oleh proses geologis menjadi zat seperti batu bara atau minyak bumi.
Bahan Bakar dari Biomassa
• Bahan dari tumbuhan, yang terdiri dari :
– selulosa
– hemiselulosa
– lignin
– gula yang diperoleh dari hasil penguraian selulosa dan hemiselulosa
• Pati (polimer dari gula)
Biomassa dari Tumbuhan
Contohnya :
- Biji2an, gula dan tepung
- Bahan berselulosa, termasuk jenis rumput2an,pepohonan dan sampah hijau.
- Biji2an yang mengandung minyak(kedele, biji bunga matahari dlsb).
- Limbah organik lain.
Keuntungan Bahan Bakar Nabati yaitu :
> Mengurangi penggunaan,
- Bahan bakar asal fosil dan
- Pelepasan gas rumah kaca(Green House Gas/GHG) ke atmosfir
> Mendaur ulang karbon dioksida dari atmosfir
> Menaikkan harga dan pendapatan sektor pertanian.
> Kontribusi terhadap pengamanan energi, karena akan mengurangi ketergantungan terhadap Timur Tengah untuk minyak bumi (petroleum)
> Membantu proteksi kenaikan harga minyak mentah .
> Mengurangi emisi berbahaya seperti emisi sulfur dioksida.
Bahan Bakar Nabati Utama
> Substitusi untuk gasolin
- Metanol
- Etanol
> Substitusi untuk diesel
- Biodiesel
Metanol
Produksi :
> Dari gas metana diubah menjadi metanol
- Sumber metana
a. Gas alam (90% metana)
b. Dekomposisi anaerobik (pembusukan)
* TPA ( Tempat Pembuangan Akhir)
* Hewan
* Rumen (kotoran ternak)
* Limbah organik rumah tangga.
c. Sumber-sumber lain.
* Kayu bakar.
Pada Metanol, Metana tidak perlu dikonversikan menjadi metanol. Selain itu Metanol bisa dijadikan sumber energi generator.
- kota Joetsu, Jepang
* 170 kL/hari dari lumpur septik tank.
* 70 kL/hari dari tanah kompos.
* 8 tons/hari dari limbah rumah tangga.
- Menghasilkan 600-1100 KWH per hari
* Tergantung dari waktu setiap tahunnya.
Masalah dengan Metanol
Mesin kendaraan bermotor harus diubah agar dapat menggunakan bahan bakar M100 karena kebanyakan kendaraan bermotor dapat memakai M15 tanpa masalah. Selain itu mobil memerlukan tangki bahan bakar yang lebih besar.
Bioetanol
Etanol yang dihasilkan dari proses fermentasi gula atau sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme.
Gasoholº
campuran bioetanol kering/absolut terdenaturasi dan bensin pada kadar alkohol s/d sekitar 22%-volume. Istilah bioetanol identik dengan bahan bakar murni.
BEXº gasohol berkadar bioetanol X%-volume.
> Pemanfaatan Bioetanol
- Sebagai bahan bakar substitusi BBM pada motor berbahan bakar bensin ;
digunakan dalam bentuk murni 100% (B100) atau dicampur dengan premium (EXX)
- Gasohol s/d E10 bisa digunakan langsung pada mobil bensin biasa(tanpa mengharuskan mesin dimodifikasi).
> Proses Pembuatannya
• Proses/sintesa kimia dari senyawa hidrokarbon
• Fermentasi gula, dilanjutkan distilasi(untuk pemurnian)
> Metoda :
• Fermentasi gula dan/atau pati
- USA – Jagung ( + kedele)
- Brazil – Batang tebu
* 18.5 hingga 19.8 gallon per ton tebu untuk fermentasi
• Lignoselulosa
- Uses low grade biomass
* 75 galon of etanol per ton of biomassa
* Bermudagrass, tall Fescue, Switchgrass,dsb.
> Keuntungan Etanol
• Dapat dibuat dengan mudah dari bahan terbarukan
• Tidak beracun (terhadap manusia)
• Bahan bakar yang baik untuk mesin dengan penyalaan (busi)
• Reaktan yang baik untuk membuat biodiesel
> Yang kurang menguntungkan dari etanol :
• Ada beberapa produk pembakaran yang kurang baik.
• Densitas energi lebih rendah dibandingkan terhadap gasoline
• Energi untuk distilasi lebih intensif.
• Lebih mahal dibandingkan dengan metanol
• Untuk membuat biodiesel diperlukan etanol lebih banyak.
• Membuat etil ester lebih licin.
Produksi Etanol dengan proses batch dilakukan dengan cara
• Penghancuran (sakarifikasi)
• Fermentasi
• Distilasi.
Sakarifikasi
• Mengubah karbo hidrat menjadi gula.
• Melarutkan pati dengan air panas.
• Mengubah pati menjadi gula dengan enzim
Masalah dengan Etanol adalah
• E10 dan E20 memiliki tekanan uap rendah, sehingga lebih mudah menguap dibandingkan dengan E0.
• Campuran Etanol dan gasoline dapat mengakibatkan kenaikan emisi formaldehida dari 100% hingga 200%. Pernah ditemui emisi hingga 700%.
• Jika ada air, etanol dapat terpisah dari gasoline. Memicu korosi pada mesin.
• Dapat menurunkan kondisi logam, karet, dan plastik,baik di mobil, tangki penampung di pompa bahan bakar, dan pompanya sendiri.
• Memiliki tegangan permukaan rendah, sehingga mudah merembes bila ada pori atau retakan kecil.
Sumber : Endang Padminingsih, Ir., M.Sc.
Bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar atau untuk produksi industri. Umumnya biomassa berasal dari tumbuh-tumbuhan yang dipelihara untuk digunakan sebagai biofuel, produksi serat, bahan kimia, atau panas. Biomassa dapat pula meliputi limbah terbiodegradasi yang dapat dibakar sebagai bahan bakar. Biomassa tidak mencakup materi organik yang telah tertransformasi oleh proses geologis menjadi zat seperti batu bara atau minyak bumi.
Bahan Bakar dari Biomassa
• Bahan dari tumbuhan, yang terdiri dari :
– selulosa
– hemiselulosa
– lignin
– gula yang diperoleh dari hasil penguraian selulosa dan hemiselulosa
• Pati (polimer dari gula)
Biomassa dari Tumbuhan
Contohnya :
- Biji2an, gula dan tepung
- Bahan berselulosa, termasuk jenis rumput2an,pepohonan dan sampah hijau.
- Biji2an yang mengandung minyak(kedele, biji bunga matahari dlsb).
- Limbah organik lain.
Keuntungan Bahan Bakar Nabati yaitu :
> Mengurangi penggunaan,
- Bahan bakar asal fosil dan
- Pelepasan gas rumah kaca(Green House Gas/GHG) ke atmosfir
> Mendaur ulang karbon dioksida dari atmosfir
> Menaikkan harga dan pendapatan sektor pertanian.
> Kontribusi terhadap pengamanan energi, karena akan mengurangi ketergantungan terhadap Timur Tengah untuk minyak bumi (petroleum)
> Membantu proteksi kenaikan harga minyak mentah .
> Mengurangi emisi berbahaya seperti emisi sulfur dioksida.
Bahan Bakar Nabati Utama
> Substitusi untuk gasolin
- Metanol
- Etanol
> Substitusi untuk diesel
- Biodiesel
Metanol
Produksi :
> Dari gas metana diubah menjadi metanol
- Sumber metana
a. Gas alam (90% metana)
b. Dekomposisi anaerobik (pembusukan)
* TPA ( Tempat Pembuangan Akhir)
* Hewan
* Rumen (kotoran ternak)
* Limbah organik rumah tangga.
c. Sumber-sumber lain.
* Kayu bakar.
Pada Metanol, Metana tidak perlu dikonversikan menjadi metanol. Selain itu Metanol bisa dijadikan sumber energi generator.
- kota Joetsu, Jepang
* 170 kL/hari dari lumpur septik tank.
* 70 kL/hari dari tanah kompos.
* 8 tons/hari dari limbah rumah tangga.
- Menghasilkan 600-1100 KWH per hari
* Tergantung dari waktu setiap tahunnya.
Masalah dengan Metanol
Mesin kendaraan bermotor harus diubah agar dapat menggunakan bahan bakar M100 karena kebanyakan kendaraan bermotor dapat memakai M15 tanpa masalah. Selain itu mobil memerlukan tangki bahan bakar yang lebih besar.
Bioetanol
Etanol yang dihasilkan dari proses fermentasi gula atau sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme.
Gasoholº
campuran bioetanol kering/absolut terdenaturasi dan bensin pada kadar alkohol s/d sekitar 22%-volume. Istilah bioetanol identik dengan bahan bakar murni.
BEXº gasohol berkadar bioetanol X%-volume.
> Pemanfaatan Bioetanol
- Sebagai bahan bakar substitusi BBM pada motor berbahan bakar bensin ;
digunakan dalam bentuk murni 100% (B100) atau dicampur dengan premium (EXX)
- Gasohol s/d E10 bisa digunakan langsung pada mobil bensin biasa(tanpa mengharuskan mesin dimodifikasi).
> Proses Pembuatannya
• Proses/sintesa kimia dari senyawa hidrokarbon
• Fermentasi gula, dilanjutkan distilasi(untuk pemurnian)
> Metoda :
• Fermentasi gula dan/atau pati
- USA – Jagung ( + kedele)
- Brazil – Batang tebu
* 18.5 hingga 19.8 gallon per ton tebu untuk fermentasi
• Lignoselulosa
- Uses low grade biomass
* 75 galon of etanol per ton of biomassa
* Bermudagrass, tall Fescue, Switchgrass,dsb.
> Keuntungan Etanol
• Dapat dibuat dengan mudah dari bahan terbarukan
• Tidak beracun (terhadap manusia)
• Bahan bakar yang baik untuk mesin dengan penyalaan (busi)
• Reaktan yang baik untuk membuat biodiesel
> Yang kurang menguntungkan dari etanol :
• Ada beberapa produk pembakaran yang kurang baik.
• Densitas energi lebih rendah dibandingkan terhadap gasoline
• Energi untuk distilasi lebih intensif.
• Lebih mahal dibandingkan dengan metanol
• Untuk membuat biodiesel diperlukan etanol lebih banyak.
• Membuat etil ester lebih licin.
Produksi Etanol dengan proses batch dilakukan dengan cara
• Penghancuran (sakarifikasi)
• Fermentasi
• Distilasi.
Sakarifikasi
• Mengubah karbo hidrat menjadi gula.
• Melarutkan pati dengan air panas.
• Mengubah pati menjadi gula dengan enzim
Masalah dengan Etanol adalah
• E10 dan E20 memiliki tekanan uap rendah, sehingga lebih mudah menguap dibandingkan dengan E0.
• Campuran Etanol dan gasoline dapat mengakibatkan kenaikan emisi formaldehida dari 100% hingga 200%. Pernah ditemui emisi hingga 700%.
• Jika ada air, etanol dapat terpisah dari gasoline. Memicu korosi pada mesin.
• Dapat menurunkan kondisi logam, karet, dan plastik,baik di mobil, tangki penampung di pompa bahan bakar, dan pompanya sendiri.
• Memiliki tegangan permukaan rendah, sehingga mudah merembes bila ada pori atau retakan kecil.
Sumber : Endang Padminingsih, Ir., M.Sc.
Kamis, 21 April 2011
CORROSION
Proses Alamaiah yang merugikan
1. Logam =====> Lingkungan =====> Terkorosi
2. Produk logam baja
> 70% dimanfaatkan
> 30% rusak
- 2/3 daur ulang + ikutan + energi
- 1/3 produk kor
Definisi Korosi
> Logam dari alam (oksida) kembali ke alam (oksida = produk korosi)
> Kerusakan pada bahan (logam) karena bereaksi (interaksi reaksi kimia) dengan
lingkungan.
> Fe -> Fe++ + 2e-
> Gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam
Korosi bukan karat.
Zat/Unsur
- Semua zat pada hakekatnya terdiri atas atom, molekul atau ion-ion.
- Terdapat 103 macam unsur (yang telah ditemukan).
- Dari 103 unsur, hanya ada 5 unsur yang membentuk 91% kerak bumi
- Banyak oksigen + silikon membentuk 74,3 % dari seluruh massa.
- Dari 103 macam unsur, bagian terbesar adalah logam.
Macam-macam Bentuk Korosi
1. Korosi merata (uniform corrosion)
Serangan korosi merata adalah korosi yang terjadi karena reaksi elektrokimia yang berlangsung merata pada permukaan logam. Logam akan menjadi tipis yang dapat menimbulkan kerusakan.Seluruh permukaan terkorosi dengan laju yang sama anoda dan katoda tersebar merata dan dapat tukar tempat kerusakan dinyatakan sebagai laju penetrasi (mpy) menyebabkan kehilangan material terbesar tetapi tidak dianggap berbahaya karena laju serangan mudah diukur dan diketahui.
2. Korosi galvanik
Apabila dua logam berbeda saling kontak listrik dan terbuka ke media korosif yang sama, maka akan terjadi korosi galvanik (korosi bimetal).
Beda : jenis (komposisi), struktur tegangan, dan beda potensial.
Logam yang lebih aktif terkorosi lebih parah sedangkan yang lebih mulia akan berkurang laju korosinya. (Lihat deret galvanik). Faktor lain yang berpengaruh: tahanan elektrolit jarak dari titik kontak, perbandingan luas permukaan anoda dibanding katoda. Korosi galvanik tidak akan terjadi bila kedua logam yang berbeda tersebut tidak berhubungan langsung, walaupun keduanya berada di dalam elektrolit yang sama.
- Contohnya : stainless steel : bisa aktif dan bisa juga bersifat pasif.
- Baja dan aluminium. Dalam larutan chloride pekat, baja bersifat pasif, sedangkan
dalam larutan chloride encer sebaliknya
> Pengukuran lebih teliti dengan :
- Kurva polarisasi
- Potensial kritis
> Metoda kontrol :
- Design
- Pemilihan material
- Mengontrol lingkungan/elektrolit
- Barrier coating
- Metoda elektrokimia :
- Isolasi
- Logam transisi
- Proteksi katodik (anoda korban, impress current)
3. Korosi celah (crevice corrosion)
Korosi ini dipicu oleh keterbatasan perpindahan massa oksigen terlarut ke tempat-tempat yang sempit (celah yang terjadi akibat kesalahan konstruksi atau akibat adanya endapan atau kotoran dipermukaan logam), sehingga terbentuk kondisi lingkungan yang berbeda antar lokasi di dalam celah dan diluar celah. Permukaan logam di dalam celah sempit berangsur-angsur akan bersifat lebih anodik dibandingkan dengan permukaan logam di luar celah. Akibatnya laju korosi di dalam celah akan lebih cepat terkorosi.
4. Korosi sumuran (pitting corrosion)
Adalah bentuk korosi yang menghasilkan lubang (sumuran) pada logam-logam pasif yang akibat pecahnya selaput pasif dalam media yang mengandung ion agresif. Lubang sumuran yang terbentuk diameternya kecil, kadang sangat berjauhan kadang berdekanan hingga kelihatan permukaannya kasar.
> Korosi sumuran ini merupakan salah satu bentuk korosi yang sangat merusak dan kejadiannya tiba-tiba. Ia akan menyebabkan peralatan gagal berfungsi karena terbentuknya sumuran yang hanya memberikan kehilangan berat yang kecil dari keseluruhan strukturnya.
5. Korosi intergranular (intergranular corrosion)
Serangan korosi intergranular mengarah kedalam menyebabkan kehilangan kekuatan yang sangat besar pada material, dibandingkan dengan serangan korosi merata yang menyebabkan kehilangan berat yang sama. Korosi intergranular akibat segregasi pengotor atau konstituen paduan atau pengendapan karbida (yang menyebabkan kekurangan unsur pasif) pada batas butir.
6. Pelindihan selektif (selective leaching or parting)
Akibat terlarutnya unsur pemadu yang paling aktif, proses ini sering juga diberi nama menurut unsur-unsur yang hilang pada kasus spesifik. Seperti dezincfication, dealuminification, grafitization dll.
> Dezincfication : larutnya Zn dari kuningan yang berkadar Zn tinggi (brass) didalam lingkungan asam / basa/ netral. Dezincfication ini terlihat nyata dari warna paduan yang merah yang kontras dari warna aslinya kuning. Ada dua tipe umum dari dezincfication yaitu :
1. Dezincfication merata atau tipe lapisan
2. Dezincfication setempat atau tipe plug.
7. Korosi erosi (erosion corrosion)
Korosi erosi adalah kerusakan kumulatif akibat adanya lingkungan korosif dan gerak relatif antara lingkungan dengan material. Modus korosi lainnya yang masuk dalam kelompok ini adalah : kavitasi (cavitation), fretting.
- Adhesive Wear : solid vs solid
- Abrasive wear : solid vs partikel
- Erosion wear : solid vs fluida yang mengandung partikel
> Erosion Corrosion : percepatan korosi karena adanya gerakan relatif antara
permukaan logam dengan fluida korosif
> Laju korosi akan dipercepat dengan adanya turbulensi aliran
> Faktor-faktor yang berpengaruh :
- Kecepatan relatif
- Massa, ukuran, distribusi ukuran, bentuk, kekerasan, dan komposisi
partikel padat
- Kerapatan partikel, dan frekuensi tumbukan
- Kerapatan dan viskositas fluida
- Sudut tumbuk
> Cara Menghindari :
- Pemilihan material
- Ceramic coating
- Perancangan (belokan, turbulensi, tebal dinding, diameter)
- Filter partikel abrasive
- Proteksi katoda (external)
- Inhibitor
8. Environmental Cracking
Environmental cracking adalah bentuk parah dari korosi local.
Contohnya adalah stress corrosion cracking (SCC), fatigue corrosion, dan hydrogen embrittlement.
Perbandingan ketiga jenis cracking tersebut dapat dilihat dalam table berikut :
1). STRESS CORROSION CRACKING
- Gabungan dari stress dan lingkungan korosif yang menyebabkan timbulnya retakan
- Kedua faktor tersebut harus ada
- Terjadi dengan tiba-tiba setelah waku operasi tertentu
- Ditemukan pada bejana tekan, pipa, dan komponen yang mengalami stress besar
- Asal stress : kondisi kerja, residual stress
- Ada tegangan kritis (threshold stress) agar terjadi retakan
- Ada beberapa material tertentu yang mudah terkena SCC.
> Persyaratan terjadinya SCC :
- Material
- Lingkungan
- Tegangan tarik minimum
> Contoh pasangan :
- Brass : Ammonia
- Austenitic SS : Chloride
- High Strength Steel : Hydrogen
> Metoda Penanggulangan :
- Pemilihan material :
a. Material yg tdk mudah terkena SCC
b. Semakin tinggi koefisien y, semakin mudah terkena SCC
c. Semakin tahan terhadap SCC, semakin mahal
- Kontrol Stress :
a. Stress dari kondisi operasi tidak dapat dikurangi
b. Tegangan sisa tarik berbahaya
c. Tegangan sisa tekan lebih diinginkan
> Kontrol Lingkungan :
- Mengurangi severity lingkungan kerja (jika memungkinkan)
- Menggunakan inhibitor
- Menggunakan coating
2). SULFIDE STRESS CRACKING
- Retakan yang terjadi pada logam karena adanya tegangan tarik dalam
lingkungan air dan H2S.
- Terjadi karena penyerapan atom-atom hidrogen pada permukaan logam.
- Baja kekuatan tinggi, terutama daerah sambungan weld dan HAZ lebih
mudah terserang, karena adanya residual stress
> Faktor yang berpengaruh
- pH air
- Kandungan H2S (diatas 50 ppm)
- Hardness ( < 200 BHN) - Material - Standar NACE : MR0175 : Metals in Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking Resistance in Sour Oilfield Environments RP0472 : Methods and Control to Prevent In-Service Environmental Cracking of Carbon Steel Weldments in Corrosive Petroleum Refining Environments > Gabungan adhesive wear dan korosi
- Terjadi gerak relatif antara dua permukaan
- Amplitudo gerakan sangat kecil
- Partikel logam yang terlepas dari permukaan akan teroksidasi dan
menjadi partikel brasif
Contohnya : antara poros dengan bantalan luncur
3). CAVITATION EROSION
- Terjadi pada permukaan yang berkontak dengan cairan
- Ketika tekanan fluida turun di bawah tekanan uapnya, maka terjadi gas
dan gelembung
- Gas atau gelembung tersebut akan pecah ketika mencapai daerah tekanan tinggi
- Saat gelembung pecah terjadi transmisi tekanan sangat tinggi dan
menyebabkan kerusakan berupa cacat sumuran (pits)
4). INTERGRANULAR CORROSION
- Korosi terjadi pada batas butir
- Penyebab :
a. Kadar Cr pada batas butir lebih rendah dari dalam butir
b. Batas butir lebih reaktif dari butir
c. Unsur terlarut di batas butir akan meningkatkan laju korosi
5). INTERGRANULAaR CORROSION
- Austenitic Stainless Steel :
* Presipitasi karbida di batas butir (sensitisasi)
* Presipitisasi pada T = 425 – 815 oC
* Larut di atas T = 1035oC (solution treatment)
* Banyak ditemukan pada welding, casting
* Daerah sekitar batas butir akan terkorosi
- Cara Mengatasi :
* Kadar karbon < 0.03% (Seri-L) * Penstabil karbida (Stabilized Grade): - Ti (seri 321) - Nb (seri 347) > Stainless Steel :
- Ketahanan korosi : karena ada Cr > 11% (umumnya 18 – 20%)
- Kalau kadar karbon dalam stainless steel tinggi (> 0.03%); misalnya
seri 304,316.
- Jika di las atau dipanaskan di atas 500 C, maka Cr akan diikat oleh C,
membentuk Cr23C6
- Akibatnya Cr di sekitar batas butir turun di bawah 11%
- Maka daerah sekitar batas butir menjadi tidak stainless lagi
- Kalau material tsb diekspose ke lingkungan yang korosif, maka akan
terjadi korosi batas butir (intergranular corrosion) pada stainless
steel tsb.
- Peristiwa ini sering juga disebut sebagai SENSITISASI pada Stainless
Steel
6). EXFOLIATION CORROSION
- Korosi antar butir pada aluminium
- Terjadi delaminasi akibat ekspansi volume produk korosi di batas butir
- Terjadi pada high strength aluminium
7). DEZINCIFICATION
- Keluarnya Zn dari Paduan Cu-Zn
- Terjadi pada Zn > 15%
- Lingkungan :
* Air yang diam atau bergerak lambat
* Air dengan Cl tinggi
* Kadar O2 dan CO2 dalam air tinggi
* Air yang bersifat asam lemah pada 25oC
* Air bersifat netral pada T>25oC
Coating
Coating (organic atau inorganic) bertujuan untuk membentuk lapisan kontinyu diseluruh permukaan pipeline yang akan dilindungi.
Tujuannya adalah untuk mengisolasi pipeline dari kontak langsung dengan elektrolit disekitarnya (mencegah elektrolit agar tidak kontak dengan logam) dan menempatkan resistansi elektrik yang tinggi sehingga reaksi elektrokimia tidak terjadi.
Walaupun dapat melindungi pipeline dari korosi tetapi pada kenyataannya setiap coating mengandung lubang (disebut sebagai holidays) yang terbentuk pada saat aplikasi, transportasi atau instalasi mill-coated pipe.
> Coating (cont’d)
Beberapa pertimbangan dalam menentukan coating system untuk eksternal linepipe :
- Corrosion-protective
- Resistance to physical, chemical & biological degradation
- Memiliki sifat-sifat mekanik yang diperlukan selama instalasi & operasi
- Compatible dengan prosedur fabrikasi dan instalasi
- Compatible dengan concrete weight coating, jika diperlukan
- Compatible dengan proteksi katodik dan memiliki kemampuan mengurangi
kebutuhan arus proteksi
- Memiliki sifat insulasi termal yang baik
- Aman terhadap lingkungan, baik pada saat aplikasi, fabrikasi / instalasi
dan operasi
> Cathodic Protection / CP
CP merupakan teknik untuk menurunkan laju korosi dari permukaan logam dengan cara membuat logam tersebut menjadi katoda pada reaksi elektrokimia setengah sel.
Tujuan ini dicapai dengan cara menurunkan potensial logam sehingga mendekati / berada dalam daerah imunne korosi (lihat diagram pourbaix)
Teknik CP yang biasa digunakan pada pipeline:
- Sacrificial Anode
- Impressed Current
> Impressed Current (cont’d)
Jenis-jenis anoda yang digunakan
- High Silicon Cast Iron (HSCI)
- Graphite
- Magnetite
- Conductive Plastic
- Pb-Ag Alloy
- Mixed Metal Oxide
- Platinized Ti, Nb, Ta
SUMBER : Bambang Hari Prabowo,ST.,MT.
Inda Giana,ST.,M.eng.
1. Logam =====> Lingkungan =====> Terkorosi
2. Produk logam baja
> 70% dimanfaatkan
> 30% rusak
- 2/3 daur ulang + ikutan + energi
- 1/3 produk kor
Definisi Korosi
> Logam dari alam (oksida) kembali ke alam (oksida = produk korosi)
> Kerusakan pada bahan (logam) karena bereaksi (interaksi reaksi kimia) dengan
lingkungan.
> Fe -> Fe++ + 2e-
> Gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam
Korosi bukan karat.
Zat/Unsur
- Semua zat pada hakekatnya terdiri atas atom, molekul atau ion-ion.
- Terdapat 103 macam unsur (yang telah ditemukan).
- Dari 103 unsur, hanya ada 5 unsur yang membentuk 91% kerak bumi
- Banyak oksigen + silikon membentuk 74,3 % dari seluruh massa.
- Dari 103 macam unsur, bagian terbesar adalah logam.
Macam-macam Bentuk Korosi
1. Korosi merata (uniform corrosion)
Serangan korosi merata adalah korosi yang terjadi karena reaksi elektrokimia yang berlangsung merata pada permukaan logam. Logam akan menjadi tipis yang dapat menimbulkan kerusakan.Seluruh permukaan terkorosi dengan laju yang sama anoda dan katoda tersebar merata dan dapat tukar tempat kerusakan dinyatakan sebagai laju penetrasi (mpy) menyebabkan kehilangan material terbesar tetapi tidak dianggap berbahaya karena laju serangan mudah diukur dan diketahui.
2. Korosi galvanik
Apabila dua logam berbeda saling kontak listrik dan terbuka ke media korosif yang sama, maka akan terjadi korosi galvanik (korosi bimetal).
Beda : jenis (komposisi), struktur tegangan, dan beda potensial.
Logam yang lebih aktif terkorosi lebih parah sedangkan yang lebih mulia akan berkurang laju korosinya. (Lihat deret galvanik). Faktor lain yang berpengaruh: tahanan elektrolit jarak dari titik kontak, perbandingan luas permukaan anoda dibanding katoda. Korosi galvanik tidak akan terjadi bila kedua logam yang berbeda tersebut tidak berhubungan langsung, walaupun keduanya berada di dalam elektrolit yang sama.
- Contohnya : stainless steel : bisa aktif dan bisa juga bersifat pasif.
- Baja dan aluminium. Dalam larutan chloride pekat, baja bersifat pasif, sedangkan
dalam larutan chloride encer sebaliknya
> Pengukuran lebih teliti dengan :
- Kurva polarisasi
- Potensial kritis
> Metoda kontrol :
- Design
- Pemilihan material
- Mengontrol lingkungan/elektrolit
- Barrier coating
- Metoda elektrokimia :
- Isolasi
- Logam transisi
- Proteksi katodik (anoda korban, impress current)
3. Korosi celah (crevice corrosion)
Korosi ini dipicu oleh keterbatasan perpindahan massa oksigen terlarut ke tempat-tempat yang sempit (celah yang terjadi akibat kesalahan konstruksi atau akibat adanya endapan atau kotoran dipermukaan logam), sehingga terbentuk kondisi lingkungan yang berbeda antar lokasi di dalam celah dan diluar celah. Permukaan logam di dalam celah sempit berangsur-angsur akan bersifat lebih anodik dibandingkan dengan permukaan logam di luar celah. Akibatnya laju korosi di dalam celah akan lebih cepat terkorosi.
4. Korosi sumuran (pitting corrosion)
Adalah bentuk korosi yang menghasilkan lubang (sumuran) pada logam-logam pasif yang akibat pecahnya selaput pasif dalam media yang mengandung ion agresif. Lubang sumuran yang terbentuk diameternya kecil, kadang sangat berjauhan kadang berdekanan hingga kelihatan permukaannya kasar.
> Korosi sumuran ini merupakan salah satu bentuk korosi yang sangat merusak dan kejadiannya tiba-tiba. Ia akan menyebabkan peralatan gagal berfungsi karena terbentuknya sumuran yang hanya memberikan kehilangan berat yang kecil dari keseluruhan strukturnya.
5. Korosi intergranular (intergranular corrosion)
Serangan korosi intergranular mengarah kedalam menyebabkan kehilangan kekuatan yang sangat besar pada material, dibandingkan dengan serangan korosi merata yang menyebabkan kehilangan berat yang sama. Korosi intergranular akibat segregasi pengotor atau konstituen paduan atau pengendapan karbida (yang menyebabkan kekurangan unsur pasif) pada batas butir.
6. Pelindihan selektif (selective leaching or parting)
Akibat terlarutnya unsur pemadu yang paling aktif, proses ini sering juga diberi nama menurut unsur-unsur yang hilang pada kasus spesifik. Seperti dezincfication, dealuminification, grafitization dll.
> Dezincfication : larutnya Zn dari kuningan yang berkadar Zn tinggi (brass) didalam lingkungan asam / basa/ netral. Dezincfication ini terlihat nyata dari warna paduan yang merah yang kontras dari warna aslinya kuning. Ada dua tipe umum dari dezincfication yaitu :
1. Dezincfication merata atau tipe lapisan
2. Dezincfication setempat atau tipe plug.
7. Korosi erosi (erosion corrosion)
Korosi erosi adalah kerusakan kumulatif akibat adanya lingkungan korosif dan gerak relatif antara lingkungan dengan material. Modus korosi lainnya yang masuk dalam kelompok ini adalah : kavitasi (cavitation), fretting.
- Adhesive Wear : solid vs solid
- Abrasive wear : solid vs partikel
- Erosion wear : solid vs fluida yang mengandung partikel
> Erosion Corrosion : percepatan korosi karena adanya gerakan relatif antara
permukaan logam dengan fluida korosif
> Laju korosi akan dipercepat dengan adanya turbulensi aliran
> Faktor-faktor yang berpengaruh :
- Kecepatan relatif
- Massa, ukuran, distribusi ukuran, bentuk, kekerasan, dan komposisi
partikel padat
- Kerapatan partikel, dan frekuensi tumbukan
- Kerapatan dan viskositas fluida
- Sudut tumbuk
> Cara Menghindari :
- Pemilihan material
- Ceramic coating
- Perancangan (belokan, turbulensi, tebal dinding, diameter)
- Filter partikel abrasive
- Proteksi katoda (external)
- Inhibitor
8. Environmental Cracking
Environmental cracking adalah bentuk parah dari korosi local.
Contohnya adalah stress corrosion cracking (SCC), fatigue corrosion, dan hydrogen embrittlement.
Perbandingan ketiga jenis cracking tersebut dapat dilihat dalam table berikut :
1). STRESS CORROSION CRACKING
- Gabungan dari stress dan lingkungan korosif yang menyebabkan timbulnya retakan
- Kedua faktor tersebut harus ada
- Terjadi dengan tiba-tiba setelah waku operasi tertentu
- Ditemukan pada bejana tekan, pipa, dan komponen yang mengalami stress besar
- Asal stress : kondisi kerja, residual stress
- Ada tegangan kritis (threshold stress) agar terjadi retakan
- Ada beberapa material tertentu yang mudah terkena SCC.
> Persyaratan terjadinya SCC :
- Material
- Lingkungan
- Tegangan tarik minimum
> Contoh pasangan :
- Brass : Ammonia
- Austenitic SS : Chloride
- High Strength Steel : Hydrogen
> Metoda Penanggulangan :
- Pemilihan material :
a. Material yg tdk mudah terkena SCC
b. Semakin tinggi koefisien y, semakin mudah terkena SCC
c. Semakin tahan terhadap SCC, semakin mahal
- Kontrol Stress :
a. Stress dari kondisi operasi tidak dapat dikurangi
b. Tegangan sisa tarik berbahaya
c. Tegangan sisa tekan lebih diinginkan
> Kontrol Lingkungan :
- Mengurangi severity lingkungan kerja (jika memungkinkan)
- Menggunakan inhibitor
- Menggunakan coating
2). SULFIDE STRESS CRACKING
- Retakan yang terjadi pada logam karena adanya tegangan tarik dalam
lingkungan air dan H2S.
- Terjadi karena penyerapan atom-atom hidrogen pada permukaan logam.
- Baja kekuatan tinggi, terutama daerah sambungan weld dan HAZ lebih
mudah terserang, karena adanya residual stress
> Faktor yang berpengaruh
- pH air
- Kandungan H2S (diatas 50 ppm)
- Hardness ( < 200 BHN) - Material - Standar NACE : MR0175 : Metals in Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking Resistance in Sour Oilfield Environments RP0472 : Methods and Control to Prevent In-Service Environmental Cracking of Carbon Steel Weldments in Corrosive Petroleum Refining Environments > Gabungan adhesive wear dan korosi
- Terjadi gerak relatif antara dua permukaan
- Amplitudo gerakan sangat kecil
- Partikel logam yang terlepas dari permukaan akan teroksidasi dan
menjadi partikel brasif
Contohnya : antara poros dengan bantalan luncur
3). CAVITATION EROSION
- Terjadi pada permukaan yang berkontak dengan cairan
- Ketika tekanan fluida turun di bawah tekanan uapnya, maka terjadi gas
dan gelembung
- Gas atau gelembung tersebut akan pecah ketika mencapai daerah tekanan tinggi
- Saat gelembung pecah terjadi transmisi tekanan sangat tinggi dan
menyebabkan kerusakan berupa cacat sumuran (pits)
4). INTERGRANULAR CORROSION
- Korosi terjadi pada batas butir
- Penyebab :
a. Kadar Cr pada batas butir lebih rendah dari dalam butir
b. Batas butir lebih reaktif dari butir
c. Unsur terlarut di batas butir akan meningkatkan laju korosi
5). INTERGRANULAaR CORROSION
- Austenitic Stainless Steel :
* Presipitasi karbida di batas butir (sensitisasi)
* Presipitisasi pada T = 425 – 815 oC
* Larut di atas T = 1035oC (solution treatment)
* Banyak ditemukan pada welding, casting
* Daerah sekitar batas butir akan terkorosi
- Cara Mengatasi :
* Kadar karbon < 0.03% (Seri-L) * Penstabil karbida (Stabilized Grade): - Ti (seri 321) - Nb (seri 347) > Stainless Steel :
- Ketahanan korosi : karena ada Cr > 11% (umumnya 18 – 20%)
- Kalau kadar karbon dalam stainless steel tinggi (> 0.03%); misalnya
seri 304,316.
- Jika di las atau dipanaskan di atas 500 C, maka Cr akan diikat oleh C,
membentuk Cr23C6
- Akibatnya Cr di sekitar batas butir turun di bawah 11%
- Maka daerah sekitar batas butir menjadi tidak stainless lagi
- Kalau material tsb diekspose ke lingkungan yang korosif, maka akan
terjadi korosi batas butir (intergranular corrosion) pada stainless
steel tsb.
- Peristiwa ini sering juga disebut sebagai SENSITISASI pada Stainless
Steel
6). EXFOLIATION CORROSION
- Korosi antar butir pada aluminium
- Terjadi delaminasi akibat ekspansi volume produk korosi di batas butir
- Terjadi pada high strength aluminium
7). DEZINCIFICATION
- Keluarnya Zn dari Paduan Cu-Zn
- Terjadi pada Zn > 15%
- Lingkungan :
* Air yang diam atau bergerak lambat
* Air dengan Cl tinggi
* Kadar O2 dan CO2 dalam air tinggi
* Air yang bersifat asam lemah pada 25oC
* Air bersifat netral pada T>25oC
Coating
Coating (organic atau inorganic) bertujuan untuk membentuk lapisan kontinyu diseluruh permukaan pipeline yang akan dilindungi.
Tujuannya adalah untuk mengisolasi pipeline dari kontak langsung dengan elektrolit disekitarnya (mencegah elektrolit agar tidak kontak dengan logam) dan menempatkan resistansi elektrik yang tinggi sehingga reaksi elektrokimia tidak terjadi.
Walaupun dapat melindungi pipeline dari korosi tetapi pada kenyataannya setiap coating mengandung lubang (disebut sebagai holidays) yang terbentuk pada saat aplikasi, transportasi atau instalasi mill-coated pipe.
> Coating (cont’d)
Beberapa pertimbangan dalam menentukan coating system untuk eksternal linepipe :
- Corrosion-protective
- Resistance to physical, chemical & biological degradation
- Memiliki sifat-sifat mekanik yang diperlukan selama instalasi & operasi
- Compatible dengan prosedur fabrikasi dan instalasi
- Compatible dengan concrete weight coating, jika diperlukan
- Compatible dengan proteksi katodik dan memiliki kemampuan mengurangi
kebutuhan arus proteksi
- Memiliki sifat insulasi termal yang baik
- Aman terhadap lingkungan, baik pada saat aplikasi, fabrikasi / instalasi
dan operasi
> Cathodic Protection / CP
CP merupakan teknik untuk menurunkan laju korosi dari permukaan logam dengan cara membuat logam tersebut menjadi katoda pada reaksi elektrokimia setengah sel.
Tujuan ini dicapai dengan cara menurunkan potensial logam sehingga mendekati / berada dalam daerah imunne korosi (lihat diagram pourbaix)
Teknik CP yang biasa digunakan pada pipeline:
- Sacrificial Anode
- Impressed Current
> Impressed Current (cont’d)
Jenis-jenis anoda yang digunakan
- High Silicon Cast Iron (HSCI)
- Graphite
- Magnetite
- Conductive Plastic
- Pb-Ag Alloy
- Mixed Metal Oxide
- Platinized Ti, Nb, Ta
SUMBER : Bambang Hari Prabowo,ST.,MT.
Inda Giana,ST.,M.eng.
Sabtu, 16 April 2011
Laporan Praktikum Pengeringan dengan bahan Singkong
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Di Industri kimia proses pengeringan adalah salah satu proses yang penting. Proses pengeringan ini dilakukan biasanya sebagai tahap akhir sebelum dilakukan pengepakan suatu produk ataupun proses pendahuluan agar proses selanjutnya lebih mudah, mengurangi biaya pengemasan dan transportasi suatu produk dan dapat menambah nilai guna dari suatu bahan. Dalam industri makanan, proses pengeringan ini digunakan untuk pengawetan suatu produk makanan. Mikroorganisme yang dapat mengakibatkan pembusukan makanan tidak dapat dapat tumbuh pada bahan yang tidak mengandung air, maka dari itu untuk mempertahankan aroma dan nutrisi dari makanan agar dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama, kandungan air dalam bahan makanan itu harus dikurangi dengan cara pengeringan.
I.2. Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan pengeringan ini adalah untuk :
1.Menentukan kandungan air bebas, kandungan air kritik (Xk) dan kandungan air mutlak
2.Menentukan laju pengeringan konstan (Rk)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima, menggunakan panas. Pada proses pengeringan ini air diuapkan menggunakan udara tidak jenuh yang dihembuskan pada bahan yang akan dikeringkan. Air (atau cairan lain) menguap pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena adanya perbedaan kandungan uap air pada bidang antar-muka bahan padat-gas dengan kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas disebut medium pengering, menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus membawa air keluar. Air juga dapat dipisahkan dari bahan padat, secara mekanik menggunakan cara pengepresan sehingga air keluar, dengan pemisah sentrifugal, dengan penguapan termal ataupun dengan metode lainnya. Pemisahan air secara mekanik biasanya lebih murah biayanya dan lebih hemat energi dibandingkan dengan pengeringan.
Kandungan zat cair dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain. Ada bahan yang tidak mempunyai kandungan zat cair sama sekali (bone dry). Pada umumnya zat padat selalu mengandung sedikit fraksi air sebagai air terikat. Kandungan air dalam suatu bahan dapat dinyatakan atas dasar basah (% berat) atau dasar kering, yaitu perbandingan jumlah air dengan jumlah bahan kering.
Metoda Umum Pengeringan
Metoda dan proses pengeringan dapat dikelompokkan dengan beberapa cara, yaitu:
1.Proses partaian (batch)
Jika bahan dimasukkan ke alat pengering dan diproses dalam rentang waktu tertentu.
2.Proses sinambung (continuous)
Jika bahan dialirkan ke alat pengering dan bahan kering dikeluarkan secara terus menerus.
Proses pengeringan dapat juga dikelompokkan berdasasrkan kondisi untuk mensuplai kalor dan memisahkan air, menjadi :
a.kalor disuplai dengan cara pengontakkan langsung dengan udara pada tekanan atmosfir, dan uap air yang terbentuk dipisahkan menggunakan udara,
b.penguapan air dilakukan lebih cepat pada tekanan rendah dan kalor disuplai dengan pengontakkan tidak langsung melalui dinding logam atau radiasi, disebut pengeringan vakum (temperatur rendah dapat juga digunakan untuk bahan yang mudah rusak pada temperatur tinggi),
c.air disublimasikan dari bahan yang dibekukan, disebut pengeringan beku (freeze drying).
Kelembaban dan Peta Kelembaban
Kelembaban mutlak (H) campuran uap-air adalah massa uap air yang terkandung dalam 1 kg udara kering. Kelembaban bergantung kepada tekanan parsial uap air (PA) dalam udara dan tekanan total (P). Jika berat molekul air 18,02 dan berat molekul udara 28,97.
Kelembaban mutlak jenuh (Hs) adalah kelembaban pada saat tekanan parsial uap air dalam udara sama dengan tekanan uap air jenuh (PAs).
Prosen kelembaban (Hp) adalah perbandingan kelembaban mutlak terhadap kelembaban mutlak jenuh dikalikan 100 .
Peta kelembaban udara-uap air adalah grafik yang memuat sifat-sifat fisik campuran udara uap-air. Pada gambar peta kelembaban di bawah ini menunjukan H terhadap suhu aktual campuran udara-uap air (suhu bola kering).
Setiap titik pada grafik menunjukkan satu campuran dengan komposisi tertentu antara udara dan air. Garis kurva bertanda 100% menunjukkan kelembaban udara
jenuh (Hs) sebagai fungsi temperatur udara. Setiap titik yang terletak pada sebelah bawah garis jenuh menunjukkan udara yang tidak jenuh,dan titik-titik pada sumbu temperatur adalah udara kering. Garis-garis lengkung antara garis jenuh dan sumbu temperatur yang ditandai dengan persen menunjukkan campuran udara-air pada persen kelembaban tertentu.
Temperatur Bola Basah
Sifat-sifat yang dibahas dan yang terlihat pada grafik kelembaban adalah besaran-besaran statik atau kesetimbangan. Disamping itu, yang terpenting adalah laju perpindahaan massa dan kalor antara gas dan zat cair yang tidak berada pada kesetimbangan. Suatu besaran yang bergantung pada kedua laju ini adalah temperatur bola basah. Temperatur penjenuhan adiabatik adalah temperatur pada keadaan tunak yang dapat dicapai jika sejumlah air dikontakkan dengan udara, sehingga temperatur dan kelembaban udara berubah.Temperatur bola basah adalah temperatur yang dapat dicapai pada keadaan tunak tak setimbang jika sejumlah air dikontakkan dengan aliran udara secara sinambung pada keadaan adiabatik. Temperatur dan kelembaban udara tidak berubah karena jumlah airnya kecil. Metoda pengukuran suhu bola basah diilustrasikan dengan sebuah termometer yang dibalut dengan kapas atau tisu yang dibasahi, lalu dialirkan udara. Air dari kapas atau tisu akan teruapkan secara tunak dan suhu tisu akan turun kemudian tetap.
Kandungan Air Kesetimbangan
Pengeringan suatu bahan umumnya dilakukan menggunakan cara pengontakkan dengan campuran udara-uap air. Udara yang digunakan berjumlah besar sehingga kondisinya dapat dianggap tetap. Pengontakkan yang lama akan menghasilkan kandungan air dalam padatan mencapai nilai tertentu, yang disebut kandungan air kesetimbangan pada H dan T udara tertentu. Kandungan air kesetimbangan untuk beberapa jenis padatan bergantung dari arah mana kesetimbangan didekati. Kandungan air kesetimbangan karena bahan penyerap air akan berbeda dengan kandungan air kesetimbangan karena bahan basah dikeringkan.
Air kesetimbangan dan Air bebas
Udara yang berfungsi sebagai fluida pengering selalu memiliki kandungan air dan mempunyai kelembaban relatif tertentu. Untuk udara dengan kelembaban relatif tertentu, kandungan air yang keluar dari pengering tidak dapat kurang dari air kesetimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Ada sebagian air yang terdapat dalam zat padat yang basah tersebut tidak dapat dikeringkan oleh udara masuk karena kandungan air kesetimbangan pada udara pengering tersebut. Air bebas adalah adalah selisih kandungan air total didalam zat padat dengan kandungan air dalam equililbrium moisture. Jika XT adalah kandungan moisture total dan X* adalah kandungan air kesetimbangan, Air bebas X dapat dihitung dengan persamaan :
X = XT – X*
Dimana :
XT : kandungan air total
X* : Kandungan air kesetimbangan
Kandungan air bebas adalah air yang dapat dinpisahkan menggunakan cara pengeringan pada kelembaban relative tertentu.
Air terikat dan tidak terikat
Kandungan air kesetimbangan pada gambar 1 jika dilanjutkan sampai kelembaban 100%, air yang terkandung disebut air terikat. Air ini menghasilkan tekanan uap lebih kecil dari tekanan uap air pada suhu yang sama. Jika bahan memiliki kandungan air lebih besar dari kandungan air terikat, kelebihannya disebut kandungan air bebas, terutama yang mengisi pori-pori padatan. Bahan yang mengandung air terikat disebut bahan higroskopis.
Laju Pengeringan
Laju pengeringan diperlukan untuk merencanakan jadwal (waktu) pengeringan dan untuk memperkirakan ukuran alat yang digunakan untuk pengeringan suatu bahan tertentu. Dalam kaitan dengan ini perlu diketahui berapa lama diperlukan untuk mengeringkan suatu bahan dari suatu kandungan air tertentu sampai kandungan air yang lain dan bagaimana pula pengaruh kondisi udara pengering terhadap waktu tersebut.
Seperti halnya kandungan air kesetimbanagan, laju pengeringan suatu bahan juga tidak dapat diramalkan tetapi harus dengan diamati dan ditentukan dengan percobaan.
Percobaan pengeringan dilakukan dengan cara mengeringkan suatu bahan dengan kondisi (suhu, kelembaban dan laju alir) udara yang tetap. Berat bahan diamati pada tiap selang waktu tertentu. Dari data berat bahan pada berbagai waktu selama pengeringan dapat ditentukan laju pengeringan pada berbagai saat.
Percobaan pengeringan ini dilakukan sampai bahan tidak mengalami perubahan berat.
Kurva laju pengeringan konstan
Data yang diperoleh dari percobaan pengeringan batch biasanya berupa berat total pada berbagai waktu. Data tersebut dikonversi menjadi laju pengeringan dengan langkah berikut ini.
Xt = W – Ws / Ws kg air/kg padatan kering
Dimana :
Xt = kandungan air setiap saat
W = berat bahan setiap saat
Ws = berat bahan bebas air
Kandungan air kesetimbangan pada kondisi tertentu dapat ditentukan, misalnya X* selanjutnya dihitung kandungan air bebasnya dengan menggunakan persamaan:
X = Xt – X*
X diplot terhadap waktu,kemudian dihitung laju pengeringan R dan diplot terhadap X.
Dimana :
R : laju pengeringan, kg air/kg padatan
A : luas permukaan yang kontak padatan dengan udara pemanas.
Kandungan air pada awal pengeringan dengan titik A. Kurva (A-B) menunjukan perioda laju pengeringan awal, dimana kadar air yang berkurang sangat kecil karena masih terjadi penyesuaian suhu antara udara pengering dengan umpan. Jika umpan masuk pengering pada suhu penguapan dinyatakan titik A, maka laju pengeringan pada awal sama dengan laju pengeringan konstan. Perioda transisi ini biasanya cukup pendek, sehingga dapat diabaikan. Pengeringan selanjutnya berlangsung dengan laju tetap (B-C) dan disebut perioda laju pengeringan tetap. Air yang diuapkan pada perioda ini adalah air tak terikat yang memberikan tekanan uap air tetap.
Laju pengeringan (C-D) mulai menurun secara linier. Air yang diuapkan pada perioda ini adalah air terikat. Penguapan air terikat memerlukan udara pengering dengan kelembaban lebih rendah, jika laju pengeringan ingin tetap. Kelembaban udara pengering yang digunakan tetap maka laju pengeringan menjadi turun. Laju pengeringan selanjutnya menurun drastis atau tidak linier (D-E). Air yang diuapkan pada perioda ini juga adalah air terikat, tetapi air terikat dalam padatan dengan kondisi yang berbeda, sehingga dibutuhkan driving force yang lebih besar jika ingin laju pengeringannya tetap.
Jenis Jenis Alat Pengering
1.Pengering Baki
Pengering baki (tray dryer) disebut juga pengering rak atau pengering kabinet, dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan pada baki logam dengan ketebalan 10-100 mm.
2.Vacuum-Shelf Indirect Dryers
Pengering rak vakum adalah pengering partaian (batch) dengan pemanasan tak langsung, sama dengan pengering baki. Pengering terdiri dari kabinet yang terbuat dari besi cor atau pelat baja, dengan pintu yang rapat sehingga dapat dioperasikan pada keadaan vakum.. Pengering ini digunakan untuk mengeringkan bahan yang mahal, sensitif terhadap suhu atau mudah teroksidasi. Pengeringan vakum juga sangat berguna untuk menangani bahan dengan pelarut toksik.
3.Pengering Terowongan Sinambung
a.pengering terowongan dengan gerobak dan udara berlawanan arah
b.pengering konveyer dengan sirkulasi
4.Pengering Putar
Pengering putar terdiri dari sebuah silinder yang diputar dan dipasang sedikit miring.
5.Pengering Drum
Pengering drum digunakan untuk mengeringkan bahan padat yang berupa slurry atau pasta.
6.Spray Dryer
Cairan yang akan dikeringkan disemprotkan kedalam aliran gas panas dalam pengering, membentuk tetesan yang halus. Air menguap sangat cepat dan padatan kering bergerak ke bawah. Aliran gas dan cairan dapat searah, berlawanan atau kombinasi.
7.Pengering hasil panen dan biji-bijian
Alat pengering yang digunakan yaitu pengering biji-bijian sinambung vertikal.
LAMPIRAN....
Bahan Baku berupa Singkong...
Kandungan Air Kesetimbangan
Pengeringan suatu bahan umumnya dilakukan menggunakan cara pengontakkan dengan campuran udara-uap air. Udara yang digunakan berjumlah besar sehingga kondisinya dapat dianggap tetap. Pengontakkan yang lama akan menghasilkan kandungan air dalam padatan mencapai nilai tertentu, yang disebut kandungan air kesetimbangan pada H dan T udara tertentu.Kandungan air kesetimbangan untuk beberapa jenis padatan bergantung dari arah mana kesetimbangan didekati. Kandungan air kesetimbangan karena bahan penyerap air akan berbeda dengan kandungan air kesetimbangan karena bahan basah dikeringkan. Air kesetimbangan dan Air bebas Udara yang berfungsi sebagai fluida pengering selalu memiliki kandungan air dan mempunyai kelembaban relatif tertentu. Untuk udara dengan kelembaban relatif tertentu, kandungan air yang keluar dari pengering tidak dapat kurang dari air kesetimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Ada sebagian air yang terdapat dalam zat padat yang basah tersebut tidak dapat dikeringkan oleh udara masuk karena kandungan air kesetimbangan pada udara pengering tersebut. Air bebas adalah adalah selisih kandungan air total didalam zat padat dengan kandungan air dalam equililbrium moisture. Jika XT adalah kandungan moisture total dan X* adalah kandungan air kesetimbangan, Air bebas X dapat dihitung dengan persamaan :
X = XT – X*
Dimana :
XT : kandungan air total
X* : Kandungan air kesetimbangan
Kandungan air bebas adalah air yang dapat dinpisahkan menggunakan cara pengeringan pada kelembaban relative tertentu.
Air terikat dan tidak terikat
Kandungan air kesetimbangan pada gambar 1 jika dilanjutkan sampai kelembaban 100%, air yang terkandung disebut air terikat. Air ini menghasilkan tekanan uap lebih kecil dari tekanan uap air pada suhu yang sama. Jika bahan memiliki kandungan air lebih besar dari kandungan air terikat, kelebihannya disebut kandungan air bebas, terutama yang mengisi pori-pori padatan. Bahan yang mengandung air terikat disebut bahan higroskopis.
Beberapa bahan padat pada suhu 250C
Laju Pengeringan
Laju pengeringan diperlukan untuk merencanakan jadwal (waktu) pengeringan dan untuk memperkirakan ukuran alat yang digunakan untuk pengeringan suatu bahan tertentu. Dalam kaitan dengan ini perlu diketahui berapa lama diperlukan untuk mengeringkan suatu bahan dari suatu kandungan air tertentu sampai kandungan air yang lain dan bagaimana pula pengaruh kondisi udara pengering terhadap waktu tersebut.
Percobaan pengeringan dilakukan dengan cara mengeringkan suatu bahan dengan kondisi (suhu, kelembaban dan laju alir) udara yang tetap. Berat bahan diamati pada tiap selang waktu tertentu. Dari data berat bahan pada berbagai waktu selama pengeringan dapat ditentukan laju pengeringan pada berbagai saat.
Percobaan pengeringan ini dilakukan sampai bahan tidak mengalami perubahan berat.
Singkong
Singkong, yang juga dikenal sebagai ketela pohon atau ubi kayu adalah pohon tahunan tropika dan subtropika dari keluarga Euphorbiaceae. Umbinya dikenal luas sebagai makanan pokok penghasil karbohidrat dan daunnya sebagai sayuran.
Merupakan umbi atau akar pohon yang panjang dengan fisik rata-rata bergaris tengah 2-3 cm dan panjang 50-80 cm, tergantung dari jenis singkong yang ditanam. Daging umbinya berwarna putih atau kekuning-kuningan. Umbi singkong tidak tahan simpan meskipun ditempatkan di lemari pendingin. Gejala kerusakan ditandai dengan keluarnya warna biru gelap akibat terbentuknya asam sianida yang bersifat racun bagi manusia.Umbi singkong merupakan sumber energi yang kaya karbohidrat namun sangat miskin protein. Sumber protein yang bagus justru terdapat pada daun singkong karena mengandung asam amino metionin.
Sejarah dan pengaruh ekonomi
Jenis singkong Manihot esculenta pertama kali dikenal di Amerika Selatan kemudian dikembangkan pada masa pra-sejarah di Brasil dan Paraguay. Bentuk-bentuk modern dari spesies yang telah dibudidayakan dapat ditemukan bertumbuh liar di Brasil selatan. Meskipun spesies Manihot yang liar ada banyak, semua varitas M. esculenta dapat dibudidayakan. Produksi singkong dunia diperkirakan mencapai 184 juta ton pada tahun 2002. Sebagian besar produksi dihasilkan di Afrika 99,1 juta ton dan 33,2 juta ton di Amerika Latin dan Kepulauan Karibia. Singkong ditanam secara komersial di wilayah Indonesia (waktu itu Hindia Belanda) pada sekitar tahun 1810[1], setelah sebelumnya diperkenalkan orang Portugis pada abad ke-16 ke Nusantara dari Brasil.
Proses pembuatan
Umbi akar singkong banyak mengandung glukosa dan dapat dimakan mentah. Rasanya sedikit manis, ada pula yang pahit tergantung pada kandungan racun glukosida yang dapat membentuk asam sianida. Umbi yang rasanya manis menghasilkan paling sedikit 20 mg HCN per kilogram umbi akar yang masih segar, dan 50 kali lebih banyak pada umbi yang rasanya pahit. Pada jenis singkong yang manis, proses pemasakan sangat diperlukan untuk menurunkan kadar racunnya. Dari umbi ini dapat pula dibuat tepung tapioka
Penggunaan
Dimasak dengan berbagai cara, singkong banyak digunakan pada berbagai macam masakan. Direbus untuk menggantikan kentang dan pelengkap masakan. Tepung singkong dapat digunakan untuk mengganti tepung gandum, baik untuk pengidap alergi.
Singkong sebagai makanan ternak Biasa digunakan di negara-negara seperti di Amerika Latin, Karibia, Tiongkok, Nigeria dan Eropa. Pengembangan Singkong Menjadi Produk Makanan Keripik berbahan baku singkong organik ternyata memiliki kandungan nilai gizi yang baik. Sebagai salah satu pelopor utama produsen keripikku.com telah menjadi ikon terbaik dalam pengembangan keripik organik. Bahan baku singkong unggul untuk membuat keripik banyak macam dan jenisnya, Tetapi keripikku.com hanya menggunakan satu jenis singkong saja. Dimana pemilihan satu jenis singkong unggulan ini telah melalui proses seleksi ketat dan pembuktian selama 40 tahun. Saat ini untuk memenuhi besarnya permintaan pasar, pihak keripikku.com mengembangkan bahan baku dengan pembibitan secara kultur jaringan atau tissue culture sehingga mutu umbi singkong memiliki keseragaman kualitas.
Membuat beberapa macam produk yaitu :
•keripik singkong original
•keripik opak
•keripik alen-alen
•keripik gethuk
Siapa tak kenal singkong? Tanaman ‘rakyat’ ini bisa dikatakan sangat digemari oleh masyarakat Indonesia. Bukan hanya umbinya yang memiliki rasa yang khas, namun daun singkong pun bisa disulap menjadi sayuran yang sangat nikmat.Sebagai penganan, umbi singkong diminati hampir di semua wilayah di Tanah Air. Umbi singkong juga dikenal sebagai makanan pokok di daerah tertentu. Di beberapa daerah, singkong (Manihot utilissima) dikenal dengan berbagai nama, seperti ubi kayee (Aceh), kasapen (Sunda), tela pohong (Jawa), tela belada (Madura), lame kayu (Makassar), pangala (Papua), dan lain-lain.Tanaman singkong sangat mudah tumbuh. Tumbuhan yang berasal dari Amerika Tropis ini banyak ditanam di pekarangan, tanggul, ataupun sawah. Perbanyakan tanaman dapat dilakukan dengan stek dari batang singkong tua.Menurut pakar tanaman obat, Prof Hembing Wijayakusuma, efek farmakologis dari singkong adalah sebagai antioksidan, antikanker, antitumor, dan menambah napsu makan. Bagian yang umum dipakai pada tanaman ini adalah daun dan umbi.Umbi singkong memiliki kandungan kalori, protein, lemak, hidrat arang, kalsium, fosfor, zat besi, vitamin B dan C, dan amilum. Daun mengandung vitamin A, B1 dan C, kalsium, kalori, fosfor, protein, lemak, hidrat arang, dan zat besi. Sementara kulit batang, mengandung tannin, enzim peroksidase, glikosida, dan kalsium oksalat.Selain sebagai makanan, tanaman singkong memiliki berbagai khasiat sebagai obat. Di antaranya obat rematik, sakit kepala, demam, luka, diare, cacingan, disentri, rabun senja, beri-beri, dan bisa meningkatkan stamina.Mengatasi rematik bisa dilakukan dengan pemakaian dalam dan pemakaian luar.Pada pemakaian luar, sebanyak lima lembar daun singkong, 15 gram jahe merah, dan kapur sirih secukupnya, dihaluskan dan ditambahkan air secukupnya. Setelah diaduk, ramuan dioleskan pada bagian tubuh yang sakit.Pada pemakaian dalam, 100 gram batang singkong, satu batang sereh, dan 15 gram jahe direbus dengan 1.000 cc air hingga tersisa 400 cc. Lalu, disaring dan diminum airnya sebanyak 200 cc. Lakukan dua kali sehari.Mengatasi sakit kepala, daun singkong ditumbuk lalu digunakan untuk kompres.Sebagai obat demam, 60 gram batang pohon singkong, 30 gram jali yang telah direndam hingga lembut direbus dengan 800 cc air hingga tersisa 400 cc. Ramuan disaring dan diminum airnya sebanyak 200 cc
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Di Industri kimia proses pengeringan adalah salah satu proses yang penting. Proses pengeringan ini dilakukan biasanya sebagai tahap akhir sebelum dilakukan pengepakan suatu produk ataupun proses pendahuluan agar proses selanjutnya lebih mudah, mengurangi biaya pengemasan dan transportasi suatu produk dan dapat menambah nilai guna dari suatu bahan. Dalam industri makanan, proses pengeringan ini digunakan untuk pengawetan suatu produk makanan. Mikroorganisme yang dapat mengakibatkan pembusukan makanan tidak dapat dapat tumbuh pada bahan yang tidak mengandung air, maka dari itu untuk mempertahankan aroma dan nutrisi dari makanan agar dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama, kandungan air dalam bahan makanan itu harus dikurangi dengan cara pengeringan.
I.2. Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan pengeringan ini adalah untuk :
1.Menentukan kandungan air bebas, kandungan air kritik (Xk) dan kandungan air mutlak
2.Menentukan laju pengeringan konstan (Rk)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pengeringan adalah pemisahan sejumlah kecil air dari suatu bahan sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima, menggunakan panas. Pada proses pengeringan ini air diuapkan menggunakan udara tidak jenuh yang dihembuskan pada bahan yang akan dikeringkan. Air (atau cairan lain) menguap pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena adanya perbedaan kandungan uap air pada bidang antar-muka bahan padat-gas dengan kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas disebut medium pengering, menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus membawa air keluar. Air juga dapat dipisahkan dari bahan padat, secara mekanik menggunakan cara pengepresan sehingga air keluar, dengan pemisah sentrifugal, dengan penguapan termal ataupun dengan metode lainnya. Pemisahan air secara mekanik biasanya lebih murah biayanya dan lebih hemat energi dibandingkan dengan pengeringan.
Kandungan zat cair dalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain. Ada bahan yang tidak mempunyai kandungan zat cair sama sekali (bone dry). Pada umumnya zat padat selalu mengandung sedikit fraksi air sebagai air terikat. Kandungan air dalam suatu bahan dapat dinyatakan atas dasar basah (% berat) atau dasar kering, yaitu perbandingan jumlah air dengan jumlah bahan kering.
Metoda Umum Pengeringan
Metoda dan proses pengeringan dapat dikelompokkan dengan beberapa cara, yaitu:
1.Proses partaian (batch)
Jika bahan dimasukkan ke alat pengering dan diproses dalam rentang waktu tertentu.
2.Proses sinambung (continuous)
Jika bahan dialirkan ke alat pengering dan bahan kering dikeluarkan secara terus menerus.
Proses pengeringan dapat juga dikelompokkan berdasasrkan kondisi untuk mensuplai kalor dan memisahkan air, menjadi :
a.kalor disuplai dengan cara pengontakkan langsung dengan udara pada tekanan atmosfir, dan uap air yang terbentuk dipisahkan menggunakan udara,
b.penguapan air dilakukan lebih cepat pada tekanan rendah dan kalor disuplai dengan pengontakkan tidak langsung melalui dinding logam atau radiasi, disebut pengeringan vakum (temperatur rendah dapat juga digunakan untuk bahan yang mudah rusak pada temperatur tinggi),
c.air disublimasikan dari bahan yang dibekukan, disebut pengeringan beku (freeze drying).
Kelembaban dan Peta Kelembaban
Kelembaban mutlak (H) campuran uap-air adalah massa uap air yang terkandung dalam 1 kg udara kering. Kelembaban bergantung kepada tekanan parsial uap air (PA) dalam udara dan tekanan total (P). Jika berat molekul air 18,02 dan berat molekul udara 28,97.
Kelembaban mutlak jenuh (Hs) adalah kelembaban pada saat tekanan parsial uap air dalam udara sama dengan tekanan uap air jenuh (PAs).
Prosen kelembaban (Hp) adalah perbandingan kelembaban mutlak terhadap kelembaban mutlak jenuh dikalikan 100 .
Peta kelembaban udara-uap air adalah grafik yang memuat sifat-sifat fisik campuran udara uap-air. Pada gambar peta kelembaban di bawah ini menunjukan H terhadap suhu aktual campuran udara-uap air (suhu bola kering).
Setiap titik pada grafik menunjukkan satu campuran dengan komposisi tertentu antara udara dan air. Garis kurva bertanda 100% menunjukkan kelembaban udara
jenuh (Hs) sebagai fungsi temperatur udara. Setiap titik yang terletak pada sebelah bawah garis jenuh menunjukkan udara yang tidak jenuh,dan titik-titik pada sumbu temperatur adalah udara kering. Garis-garis lengkung antara garis jenuh dan sumbu temperatur yang ditandai dengan persen menunjukkan campuran udara-air pada persen kelembaban tertentu.
Temperatur Bola Basah
Sifat-sifat yang dibahas dan yang terlihat pada grafik kelembaban adalah besaran-besaran statik atau kesetimbangan. Disamping itu, yang terpenting adalah laju perpindahaan massa dan kalor antara gas dan zat cair yang tidak berada pada kesetimbangan. Suatu besaran yang bergantung pada kedua laju ini adalah temperatur bola basah. Temperatur penjenuhan adiabatik adalah temperatur pada keadaan tunak yang dapat dicapai jika sejumlah air dikontakkan dengan udara, sehingga temperatur dan kelembaban udara berubah.Temperatur bola basah adalah temperatur yang dapat dicapai pada keadaan tunak tak setimbang jika sejumlah air dikontakkan dengan aliran udara secara sinambung pada keadaan adiabatik. Temperatur dan kelembaban udara tidak berubah karena jumlah airnya kecil. Metoda pengukuran suhu bola basah diilustrasikan dengan sebuah termometer yang dibalut dengan kapas atau tisu yang dibasahi, lalu dialirkan udara. Air dari kapas atau tisu akan teruapkan secara tunak dan suhu tisu akan turun kemudian tetap.
Kandungan Air Kesetimbangan
Pengeringan suatu bahan umumnya dilakukan menggunakan cara pengontakkan dengan campuran udara-uap air. Udara yang digunakan berjumlah besar sehingga kondisinya dapat dianggap tetap. Pengontakkan yang lama akan menghasilkan kandungan air dalam padatan mencapai nilai tertentu, yang disebut kandungan air kesetimbangan pada H dan T udara tertentu. Kandungan air kesetimbangan untuk beberapa jenis padatan bergantung dari arah mana kesetimbangan didekati. Kandungan air kesetimbangan karena bahan penyerap air akan berbeda dengan kandungan air kesetimbangan karena bahan basah dikeringkan.
Air kesetimbangan dan Air bebas
Udara yang berfungsi sebagai fluida pengering selalu memiliki kandungan air dan mempunyai kelembaban relatif tertentu. Untuk udara dengan kelembaban relatif tertentu, kandungan air yang keluar dari pengering tidak dapat kurang dari air kesetimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Ada sebagian air yang terdapat dalam zat padat yang basah tersebut tidak dapat dikeringkan oleh udara masuk karena kandungan air kesetimbangan pada udara pengering tersebut. Air bebas adalah adalah selisih kandungan air total didalam zat padat dengan kandungan air dalam equililbrium moisture. Jika XT adalah kandungan moisture total dan X* adalah kandungan air kesetimbangan, Air bebas X dapat dihitung dengan persamaan :
X = XT – X*
Dimana :
XT : kandungan air total
X* : Kandungan air kesetimbangan
Kandungan air bebas adalah air yang dapat dinpisahkan menggunakan cara pengeringan pada kelembaban relative tertentu.
Air terikat dan tidak terikat
Kandungan air kesetimbangan pada gambar 1 jika dilanjutkan sampai kelembaban 100%, air yang terkandung disebut air terikat. Air ini menghasilkan tekanan uap lebih kecil dari tekanan uap air pada suhu yang sama. Jika bahan memiliki kandungan air lebih besar dari kandungan air terikat, kelebihannya disebut kandungan air bebas, terutama yang mengisi pori-pori padatan. Bahan yang mengandung air terikat disebut bahan higroskopis.
Laju Pengeringan
Laju pengeringan diperlukan untuk merencanakan jadwal (waktu) pengeringan dan untuk memperkirakan ukuran alat yang digunakan untuk pengeringan suatu bahan tertentu. Dalam kaitan dengan ini perlu diketahui berapa lama diperlukan untuk mengeringkan suatu bahan dari suatu kandungan air tertentu sampai kandungan air yang lain dan bagaimana pula pengaruh kondisi udara pengering terhadap waktu tersebut.
Seperti halnya kandungan air kesetimbanagan, laju pengeringan suatu bahan juga tidak dapat diramalkan tetapi harus dengan diamati dan ditentukan dengan percobaan.
Percobaan pengeringan dilakukan dengan cara mengeringkan suatu bahan dengan kondisi (suhu, kelembaban dan laju alir) udara yang tetap. Berat bahan diamati pada tiap selang waktu tertentu. Dari data berat bahan pada berbagai waktu selama pengeringan dapat ditentukan laju pengeringan pada berbagai saat.
Percobaan pengeringan ini dilakukan sampai bahan tidak mengalami perubahan berat.
Kurva laju pengeringan konstan
Data yang diperoleh dari percobaan pengeringan batch biasanya berupa berat total pada berbagai waktu. Data tersebut dikonversi menjadi laju pengeringan dengan langkah berikut ini.
Xt = W – Ws / Ws kg air/kg padatan kering
Dimana :
Xt = kandungan air setiap saat
W = berat bahan setiap saat
Ws = berat bahan bebas air
Kandungan air kesetimbangan pada kondisi tertentu dapat ditentukan, misalnya X* selanjutnya dihitung kandungan air bebasnya dengan menggunakan persamaan:
X = Xt – X*
X diplot terhadap waktu,kemudian dihitung laju pengeringan R dan diplot terhadap X.
Dimana :
R : laju pengeringan, kg air/kg padatan
A : luas permukaan yang kontak padatan dengan udara pemanas.
Kandungan air pada awal pengeringan dengan titik A. Kurva (A-B) menunjukan perioda laju pengeringan awal, dimana kadar air yang berkurang sangat kecil karena masih terjadi penyesuaian suhu antara udara pengering dengan umpan. Jika umpan masuk pengering pada suhu penguapan dinyatakan titik A, maka laju pengeringan pada awal sama dengan laju pengeringan konstan. Perioda transisi ini biasanya cukup pendek, sehingga dapat diabaikan. Pengeringan selanjutnya berlangsung dengan laju tetap (B-C) dan disebut perioda laju pengeringan tetap. Air yang diuapkan pada perioda ini adalah air tak terikat yang memberikan tekanan uap air tetap.
Laju pengeringan (C-D) mulai menurun secara linier. Air yang diuapkan pada perioda ini adalah air terikat. Penguapan air terikat memerlukan udara pengering dengan kelembaban lebih rendah, jika laju pengeringan ingin tetap. Kelembaban udara pengering yang digunakan tetap maka laju pengeringan menjadi turun. Laju pengeringan selanjutnya menurun drastis atau tidak linier (D-E). Air yang diuapkan pada perioda ini juga adalah air terikat, tetapi air terikat dalam padatan dengan kondisi yang berbeda, sehingga dibutuhkan driving force yang lebih besar jika ingin laju pengeringannya tetap.
Jenis Jenis Alat Pengering
1.Pengering Baki
Pengering baki (tray dryer) disebut juga pengering rak atau pengering kabinet, dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan pada baki logam dengan ketebalan 10-100 mm.
2.Vacuum-Shelf Indirect Dryers
Pengering rak vakum adalah pengering partaian (batch) dengan pemanasan tak langsung, sama dengan pengering baki. Pengering terdiri dari kabinet yang terbuat dari besi cor atau pelat baja, dengan pintu yang rapat sehingga dapat dioperasikan pada keadaan vakum.. Pengering ini digunakan untuk mengeringkan bahan yang mahal, sensitif terhadap suhu atau mudah teroksidasi. Pengeringan vakum juga sangat berguna untuk menangani bahan dengan pelarut toksik.
3.Pengering Terowongan Sinambung
a.pengering terowongan dengan gerobak dan udara berlawanan arah
b.pengering konveyer dengan sirkulasi
4.Pengering Putar
Pengering putar terdiri dari sebuah silinder yang diputar dan dipasang sedikit miring.
5.Pengering Drum
Pengering drum digunakan untuk mengeringkan bahan padat yang berupa slurry atau pasta.
6.Spray Dryer
Cairan yang akan dikeringkan disemprotkan kedalam aliran gas panas dalam pengering, membentuk tetesan yang halus. Air menguap sangat cepat dan padatan kering bergerak ke bawah. Aliran gas dan cairan dapat searah, berlawanan atau kombinasi.
7.Pengering hasil panen dan biji-bijian
Alat pengering yang digunakan yaitu pengering biji-bijian sinambung vertikal.
LAMPIRAN....
Bahan Baku berupa Singkong...
Kandungan Air Kesetimbangan
Pengeringan suatu bahan umumnya dilakukan menggunakan cara pengontakkan dengan campuran udara-uap air. Udara yang digunakan berjumlah besar sehingga kondisinya dapat dianggap tetap. Pengontakkan yang lama akan menghasilkan kandungan air dalam padatan mencapai nilai tertentu, yang disebut kandungan air kesetimbangan pada H dan T udara tertentu.Kandungan air kesetimbangan untuk beberapa jenis padatan bergantung dari arah mana kesetimbangan didekati. Kandungan air kesetimbangan karena bahan penyerap air akan berbeda dengan kandungan air kesetimbangan karena bahan basah dikeringkan. Air kesetimbangan dan Air bebas Udara yang berfungsi sebagai fluida pengering selalu memiliki kandungan air dan mempunyai kelembaban relatif tertentu. Untuk udara dengan kelembaban relatif tertentu, kandungan air yang keluar dari pengering tidak dapat kurang dari air kesetimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Ada sebagian air yang terdapat dalam zat padat yang basah tersebut tidak dapat dikeringkan oleh udara masuk karena kandungan air kesetimbangan pada udara pengering tersebut. Air bebas adalah adalah selisih kandungan air total didalam zat padat dengan kandungan air dalam equililbrium moisture. Jika XT adalah kandungan moisture total dan X* adalah kandungan air kesetimbangan, Air bebas X dapat dihitung dengan persamaan :
X = XT – X*
Dimana :
XT : kandungan air total
X* : Kandungan air kesetimbangan
Kandungan air bebas adalah air yang dapat dinpisahkan menggunakan cara pengeringan pada kelembaban relative tertentu.
Air terikat dan tidak terikat
Kandungan air kesetimbangan pada gambar 1 jika dilanjutkan sampai kelembaban 100%, air yang terkandung disebut air terikat. Air ini menghasilkan tekanan uap lebih kecil dari tekanan uap air pada suhu yang sama. Jika bahan memiliki kandungan air lebih besar dari kandungan air terikat, kelebihannya disebut kandungan air bebas, terutama yang mengisi pori-pori padatan. Bahan yang mengandung air terikat disebut bahan higroskopis.
Beberapa bahan padat pada suhu 250C
Laju Pengeringan
Laju pengeringan diperlukan untuk merencanakan jadwal (waktu) pengeringan dan untuk memperkirakan ukuran alat yang digunakan untuk pengeringan suatu bahan tertentu. Dalam kaitan dengan ini perlu diketahui berapa lama diperlukan untuk mengeringkan suatu bahan dari suatu kandungan air tertentu sampai kandungan air yang lain dan bagaimana pula pengaruh kondisi udara pengering terhadap waktu tersebut.
Percobaan pengeringan dilakukan dengan cara mengeringkan suatu bahan dengan kondisi (suhu, kelembaban dan laju alir) udara yang tetap. Berat bahan diamati pada tiap selang waktu tertentu. Dari data berat bahan pada berbagai waktu selama pengeringan dapat ditentukan laju pengeringan pada berbagai saat.
Percobaan pengeringan ini dilakukan sampai bahan tidak mengalami perubahan berat.
Singkong
Singkong, yang juga dikenal sebagai ketela pohon atau ubi kayu adalah pohon tahunan tropika dan subtropika dari keluarga Euphorbiaceae. Umbinya dikenal luas sebagai makanan pokok penghasil karbohidrat dan daunnya sebagai sayuran.
Merupakan umbi atau akar pohon yang panjang dengan fisik rata-rata bergaris tengah 2-3 cm dan panjang 50-80 cm, tergantung dari jenis singkong yang ditanam. Daging umbinya berwarna putih atau kekuning-kuningan. Umbi singkong tidak tahan simpan meskipun ditempatkan di lemari pendingin. Gejala kerusakan ditandai dengan keluarnya warna biru gelap akibat terbentuknya asam sianida yang bersifat racun bagi manusia.Umbi singkong merupakan sumber energi yang kaya karbohidrat namun sangat miskin protein. Sumber protein yang bagus justru terdapat pada daun singkong karena mengandung asam amino metionin.
Sejarah dan pengaruh ekonomi
Jenis singkong Manihot esculenta pertama kali dikenal di Amerika Selatan kemudian dikembangkan pada masa pra-sejarah di Brasil dan Paraguay. Bentuk-bentuk modern dari spesies yang telah dibudidayakan dapat ditemukan bertumbuh liar di Brasil selatan. Meskipun spesies Manihot yang liar ada banyak, semua varitas M. esculenta dapat dibudidayakan. Produksi singkong dunia diperkirakan mencapai 184 juta ton pada tahun 2002. Sebagian besar produksi dihasilkan di Afrika 99,1 juta ton dan 33,2 juta ton di Amerika Latin dan Kepulauan Karibia. Singkong ditanam secara komersial di wilayah Indonesia (waktu itu Hindia Belanda) pada sekitar tahun 1810[1], setelah sebelumnya diperkenalkan orang Portugis pada abad ke-16 ke Nusantara dari Brasil.
Proses pembuatan
Umbi akar singkong banyak mengandung glukosa dan dapat dimakan mentah. Rasanya sedikit manis, ada pula yang pahit tergantung pada kandungan racun glukosida yang dapat membentuk asam sianida. Umbi yang rasanya manis menghasilkan paling sedikit 20 mg HCN per kilogram umbi akar yang masih segar, dan 50 kali lebih banyak pada umbi yang rasanya pahit. Pada jenis singkong yang manis, proses pemasakan sangat diperlukan untuk menurunkan kadar racunnya. Dari umbi ini dapat pula dibuat tepung tapioka
Penggunaan
Dimasak dengan berbagai cara, singkong banyak digunakan pada berbagai macam masakan. Direbus untuk menggantikan kentang dan pelengkap masakan. Tepung singkong dapat digunakan untuk mengganti tepung gandum, baik untuk pengidap alergi.
Singkong sebagai makanan ternak Biasa digunakan di negara-negara seperti di Amerika Latin, Karibia, Tiongkok, Nigeria dan Eropa. Pengembangan Singkong Menjadi Produk Makanan Keripik berbahan baku singkong organik ternyata memiliki kandungan nilai gizi yang baik. Sebagai salah satu pelopor utama produsen keripikku.com telah menjadi ikon terbaik dalam pengembangan keripik organik. Bahan baku singkong unggul untuk membuat keripik banyak macam dan jenisnya, Tetapi keripikku.com hanya menggunakan satu jenis singkong saja. Dimana pemilihan satu jenis singkong unggulan ini telah melalui proses seleksi ketat dan pembuktian selama 40 tahun. Saat ini untuk memenuhi besarnya permintaan pasar, pihak keripikku.com mengembangkan bahan baku dengan pembibitan secara kultur jaringan atau tissue culture sehingga mutu umbi singkong memiliki keseragaman kualitas.
Membuat beberapa macam produk yaitu :
•keripik singkong original
•keripik opak
•keripik alen-alen
•keripik gethuk
Siapa tak kenal singkong? Tanaman ‘rakyat’ ini bisa dikatakan sangat digemari oleh masyarakat Indonesia. Bukan hanya umbinya yang memiliki rasa yang khas, namun daun singkong pun bisa disulap menjadi sayuran yang sangat nikmat.Sebagai penganan, umbi singkong diminati hampir di semua wilayah di Tanah Air. Umbi singkong juga dikenal sebagai makanan pokok di daerah tertentu. Di beberapa daerah, singkong (Manihot utilissima) dikenal dengan berbagai nama, seperti ubi kayee (Aceh), kasapen (Sunda), tela pohong (Jawa), tela belada (Madura), lame kayu (Makassar), pangala (Papua), dan lain-lain.Tanaman singkong sangat mudah tumbuh. Tumbuhan yang berasal dari Amerika Tropis ini banyak ditanam di pekarangan, tanggul, ataupun sawah. Perbanyakan tanaman dapat dilakukan dengan stek dari batang singkong tua.Menurut pakar tanaman obat, Prof Hembing Wijayakusuma, efek farmakologis dari singkong adalah sebagai antioksidan, antikanker, antitumor, dan menambah napsu makan. Bagian yang umum dipakai pada tanaman ini adalah daun dan umbi.Umbi singkong memiliki kandungan kalori, protein, lemak, hidrat arang, kalsium, fosfor, zat besi, vitamin B dan C, dan amilum. Daun mengandung vitamin A, B1 dan C, kalsium, kalori, fosfor, protein, lemak, hidrat arang, dan zat besi. Sementara kulit batang, mengandung tannin, enzim peroksidase, glikosida, dan kalsium oksalat.Selain sebagai makanan, tanaman singkong memiliki berbagai khasiat sebagai obat. Di antaranya obat rematik, sakit kepala, demam, luka, diare, cacingan, disentri, rabun senja, beri-beri, dan bisa meningkatkan stamina.Mengatasi rematik bisa dilakukan dengan pemakaian dalam dan pemakaian luar.Pada pemakaian luar, sebanyak lima lembar daun singkong, 15 gram jahe merah, dan kapur sirih secukupnya, dihaluskan dan ditambahkan air secukupnya. Setelah diaduk, ramuan dioleskan pada bagian tubuh yang sakit.Pada pemakaian dalam, 100 gram batang singkong, satu batang sereh, dan 15 gram jahe direbus dengan 1.000 cc air hingga tersisa 400 cc. Lalu, disaring dan diminum airnya sebanyak 200 cc. Lakukan dua kali sehari.Mengatasi sakit kepala, daun singkong ditumbuk lalu digunakan untuk kompres.Sebagai obat demam, 60 gram batang pohon singkong, 30 gram jali yang telah direndam hingga lembut direbus dengan 800 cc air hingga tersisa 400 cc. Ramuan disaring dan diminum airnya sebanyak 200 cc
Laporan Praktikum Urea Formaldehid
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Urea adalah senyawa turunan dari asam karboksilat yang mengikat gugus amida.Urea disintesis di industri dari amonia dan karbon dioksida untuk digunakan sebagai bahan dalam sintesa polimer, obat – obatan, sumber nitrogen non-protein bagi ternak ruminansia dan untuk pupuk nitrogen .
Formalin adalah gas yang mudah terbakar, tidak berwarna, gas beracun dengan bau yang menusuk dan menyesakkan. Formalin biasa digunakan sebagai desinfektan dan pengawet untuk spesimen hayati .
Resin urea formaldehid adalah hasil polimerisasi kondensasi urea dengan formaldehid. Resin ini termasuk dalam kelas resin thermosetting yang mempunyai sifat tahan terhadap asam ,basa , idak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Karena sifat-sifat tersebut, aplikasi resin urea-formaldehid yang sangat luas sehingga industri urea-formaldehid berkembang pesat. Contoh industri yang menggunakan industri formaldehid adalah laminating, coating, tekstil resin finishing.
I.2. Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari pengaruh perubahan kondisi reaksi antara urea dan formalin pada kecepatan reaksi dan hasil reaksi pada tahap intermediate .
BAB II
TEORI PENUNJANG
Urea merupakan amida yang bersifat basa karena karbonil tunggalnya tidak cukup untuk mengkompensasi dua gugus amino. Urea adalah senyawa kovalen yang memiliki tiga atom iner (dalam). Berat molekulnya 60,06 gram/mol, titik leleh 133 oC(406 K) dan densitas 1 gr/ml .
Meskipun dalam udara bebas formaldehida berada dalam wujud gas, tapi bisa larut dalam air (biasanya dijual dalam kadar larutan 37% menggunakan merk dagang formalin atau formol). Dalam air, formaldehida mengalami polimerisasi, sedikit sekali yang ada dalam bentuk monomer H2CO. Umumnya, larutan ini mengandung beberapa persen metanol untuk membatasi polimerisasinya. Formalin adalah larutan formaldehida dalam air, dengan kadar antara 10%-40%.
Meskipun formaldehida menampilkan sifat kimiawi seperti pada umumnya aldehida, senyawa ini lebih reaktif daripada aldehida lainnya. Formaldehida merupakan elektrofil, bisa dipakai dalam reaksi substitusi aromatik elektrofilik dan sanyawa aromatik serta bisa mengalami reaksi adisi elektrofilik dan alkena. Karena keadaannya katalis basa, formaldehida bisa mengalami reaksi Cannizaro menghasilkan asam format dan metanol.Formaldehida bisa membentuk trimer siklik, 1,3,5-trioksan atau polimer linier polioksimetilen. Formasi zat ini menjadikan tingkah laku gas formaldehida berbeda dari hukum gas ideal, terutama dalam tekanan tinggi atau udara dingin. Formaldehida bisa dioksidasi oleh oksigen atmosfer menjadi asam format, karena itu larutan formaldehida harus ditutup serta diisolasi supaya tidak kemasukan udara. Urea dengan formaldehid akan bereaksi membentuk kopolimer yang disebut urea formaldehid.
Polimer adalah suatu senyawa yang terbentuk dari dua molekul atau lebih dengan rantai yang panjang . Molekul dan berat molekulnya besar . Unit – unit molekulnya dikenal sebagai monomer – monomer yang berikatan secara berangkai – rangkai . Monomer ini bisa berulang berkali – kali .
Berdasarkan jenis ikatannya , polimer dibedakan menjadi 2 yaitu:
1.Homopolimer yaitu polimer yang terbentuk dari monomer – monomer yang sejenis .
2.Kopolimer yaitu polimer yang terbentuk dari monomer – monomer tak sejenis.
Berdasarkan mekanisme reaksinya , proses polimerisasi dibagi menjadi dua yaitu :
1.Polimerisasi adisi , yang terjadi jika monomer – monomer mengalami reaksi adisi tanpa terbentuk zat lain. Jadi yang terbentuk hanya polimer yang merupakan penggabungan monomer – monomernya .
2.Polimerisasi kondensasi , yaitu suatu reaksi dari dua buah molekul atau gugus fungsi dari molekul ( biasanya senyawa organik ) yang membentuk molekul yang lebih besar dan melepaskan molekul yang lebih kecil yaitu air.
Berdasarkan sifatnya, polimer dapat dibagi menjadi dua yaitu :
1.Polimer thermosetting yaitu polimer yang tidak lunak apabila dipanaskan, sehingga sulit dibentuk ulang.
2.Polimer thermoplastic yaitu polimer yang lunak bila dipanaskan sehingga mudah untuk dibentuk ulang
Urea-formaldehid resin adalah hasil kondensasi urea dengan formaldehid. Resin jenis ini termasuk dalam kelas resin thermosetting yang mempunyai sifat tahan terhadap asam, basa, tidak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Polimer termoset dibuat dengan menggabungkan komponen-komponen yang bersifat saling menguatkan sehingga dihasilakn polimer dengan derajat cross link yang sangat tinggi. Karena sifat-sifat di atas, aplikasi resin urea-formaldehid yang sangat luas sehingga industri urea-formaldehid berkembang pesat. Contoh industri yang menggunakan industri formaldehid adalah addhesive untuk plywood, tekstil resin finishing, laminating, coating, molding, casting, laquers, dan sebagainya. Pembuatan resin urea-formaldehid secara garis besar dibagi menjadi 3. Yang pertama adalah reaksi metiolasi, yaitu penggabungan urea dan formaldehid membentuk monomer-monomer yang berupa monometilol dan dimetil urea. Reaksi kedua adalah penggabungan monomer yang terbentuk menjadi polimer yang lurus dan menghasilkan uap air. Tahp ini disebut tahap kondensasi. Proses ketiga adalah proses curing, dimana polimer membentuk jaringan tiga dimensi dengan bantuan pemanasan dalam oven.
Reaksi urea-formaldehid pada pH antara 8 sampai 10 adalah reaksi metilolasi, yaitu adisi formaldehid pada gugus amino dan amida dari urea, dan menghasilkan metilol urea. Pada tahap metilolasi , urea dan formaldehid bereaksi menjadi metilol dan dimetil urea. Rasio dari senyawa mono dan dimetilol yang terbentuk bergantung pada rasio formaldehid dan urea yang diumpankan. Reaksi berlangsung pada kondisi basa dengan amoniak (NH4OH) sebagai katalis dan Na2CO3 sebagai buffer. Buffer ini berfungsi menjaga kondisi pH reaksi agar tidak berubah tiba-tiba secara drastis. Analisa awal dilakukan dengan menggunakan blanko berupa larutan formaldehid, NH4OH dan Na2CO3. Sampel ke-0 diambil setelah urea ditambahkan pada larutan dan diaduk sempurna. Setelah itu dilakukan pemanasan sampai 70 0C untuk mempercepat reaksi.
Reaksi metilolasi diteruskan dengan reaksi kondensasi dari monomer-monomer mono dan dimetilol urea membentuk rantai polimer yang lurus. Derivat-derivat metilol merupakan monomer, penyebab terjadinya reaksi polimerisasi kondensasi. Polimer yang dihasilkan mula-mula mempunyai rantai lurus dan masih larut dalam air. Semakin lanjut kondensasi berlangsung, polimer mulai membentuk rantai 3 dimensi dan semakin berkurang kelarutannya dalam air. Reaksi kondensasi ini dilakukan dalam sebuah labu berleher yang dilengkapi kondensor ohm meter, termometer, agitator dan pipa untuk sampling point. Labu berleher ini ditempatkan dalam waterbath.
Kondensor berfungsi mengembunkan air yang menguap selama proses
polimerisasi. Hal ini dimaksudkan mempercepat tercapainya kesetimbangan reaksi.
Agitator berfungsi membuat larutan tetap homogen selama proses pembentukan produk urea formaldehid.
Pada prinsipnya, pembuatan produk-produk urea-formaldehid dilakukan melalui beberapa tahapan:
1.Tahap intermediate
Merupakan suatu tahap untuk mendapatkan resin yang masih berupa larutan dan larut dalam air atau pelarut lainnya .
2.Tahap persiapan
Pada tahap ini resin merupakan produk dari tahap intermediate yang dicampurkan dengan bahan lain . Penambahan bahan akan menentukan produk akhir dari polimer .
3.Tahap curing
Pada proses curing, kondensasi tetap berlangsung, polimer membentuk rangkaian 3 dimensi yang sangat kompleks dan menjadi thermosetting resin. Hasil reaksi dan kecepatannya, sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor:
1.Perbandingan umpan
Umumnya , Perbandingan mol umpan (formalin/urea) yang digunakan pada percobaan ini adalah 1,25 dimana perbandingan umpan berada pada batas standar yang ditentukan, perbandingan umpan harus berada dalam range antara 1,25 – 2,0 hal tersebut dimaksudkan agar larutan resin yang terbentuk tidak kental dan tidak encer. Sehingga mempermudah analisis baik analisis densitas, viskositas, kadar resin dan formalin bebas. Besarnya perbandingan mol umpan formalin dengan urea sangat mempengaruhi pada produk (polimer) yang dihasilkan, bila perbandingan umpan kurang dari 1,25 maka resin yang dihasilkan memiliki kadar formalin yang rendah dan menghasilkan polimer yang kekerasan dan kepadatannya rendah ,sedangkan bila perbandingan umpan lebih dari 2 maka resin yang dihasilkan memiliki kadar formalin yang tinggi dan menghasilkan polimer yang kekerasan dan kepadatannya tinggi.
2.Pengaruh pH
Kondisi reaksi sangat berpengaruh terhadap reaksi atau hasil reaksi selama proses kondensasi polimerisasi terjadi . Dalam suasana asam akan terbentuk senyawa Goldsmith dan senyawa lain yang tidak terkontrol sehingga molekul polimer yang dihasilkan rendah .
Senyawa Goldsmith tidak diinginkan karena mempunyai rantai polimer lebih pendek tetapi stabil terhadap panas.
Dalam suasana basa kuat , formaldehid akan bereaksi secara disproporsionasi dimana sebagian akan teroksidasi menjadi asam karboksilat dan sebagian tereduksi menjadi alkohol. Reaksi yang terjadi adalah :
2H-CO-H +OH- ===> H-CO-O + CH3OH
formaldehid basa kuat asam karboksilat alcohol
3.Katalis
Menurut JJ. Berjelius, katalis merupakan senyawa yang ditambahkan untuk mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi. Sedangkan menurut W.Ostwald, katalis merupakan senyawa yang ditambahkan untuk mempercepat reaksi tanpa tergabung dalam produk. Artinya katalis dapat mempercepat reaksi, ikut aktif dalam reaksi, tetapi tidak ikut tergabung didalam produk. Untuk proses ini digunakan katalis NH3 yang dapat menurunkan energi aktivasi dengan menyerap panas pada saat curing, fungsinya adalah untuk mengatur penguapan agar tidak gosong. Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan agar molekul – molekul yang di dalam larutan bertumbukan, sehingga reaksi menjadi cepat.
4.Temperatur reaksi
Temperatur reaksi tidak boleh melebihi titik lelehnya karena dimetilol urea yang terjadi akan kehilangan air dan formaldehid . Menurut Kadowaki dan Hasimoto , temperatur optimum reaksi adalah 85oC . Sedangkan titik lelehnya menurut De Chesne adalah 150 oC . Dan menurut Einhorn adalah 126 oC . Kenaikan temperatur akan mempercepat laju reaksi , hal ini dapat ditunjukkan dengan persamaan Arrhenius yaitu :
K = A e-Ea/RT
5.Buffer
Buffer (larutan penyangga) digunakan untuk menyangga kondisi operasi pada pH yang diinginkan. Dalam hal ini pH yang diinginkan antar 8 sampai 10. Buffer yang digunakan pada percobaan ini adalah Na2CO3.H2O
6.Kemurnian zat umpan
Zat umpan yang digunakan harus murni karena adanya zat pengotor dikhawatirkan akan mempengaruhi terbentuknya polimer atau terjadinya reaksi samping .
7.Laju Reaksi
Laju reaksi atau kecepatan reaksi ialah laju atau kecepatan berkurangnya pereaksi atau terbentuknya produk reaksi. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi ialah : konsentrasi,temperatur,katalis,dan luas permukaan.
Persamaan yang menyatakan laju sebagai fungsi konsentrasi setiap saat yang mempengaruhi laju reaksi disebut hukum laju atau persamaan laju reaksi.
Konsentrasi merupakan salah satu faktor yang memepengaruhi laju reaksi,dimana sebagai contoh pada reaksi A + B C . Dimana pada waktu reaksi berlangsung, zat C terbentuk dan semakin lama jumlahnya semakin banyak sebaliknya zat A dan zat B berkurang, dan semakin lama semakin sedikit.
Orde reaksi adalah jumlah pangkat konsentrasi dalam hukum laju bentuk diferensial.
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Urea adalah senyawa turunan dari asam karboksilat yang mengikat gugus amida.Urea disintesis di industri dari amonia dan karbon dioksida untuk digunakan sebagai bahan dalam sintesa polimer, obat – obatan, sumber nitrogen non-protein bagi ternak ruminansia dan untuk pupuk nitrogen .
Formalin adalah gas yang mudah terbakar, tidak berwarna, gas beracun dengan bau yang menusuk dan menyesakkan. Formalin biasa digunakan sebagai desinfektan dan pengawet untuk spesimen hayati .
Resin urea formaldehid adalah hasil polimerisasi kondensasi urea dengan formaldehid. Resin ini termasuk dalam kelas resin thermosetting yang mempunyai sifat tahan terhadap asam ,basa , idak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Karena sifat-sifat tersebut, aplikasi resin urea-formaldehid yang sangat luas sehingga industri urea-formaldehid berkembang pesat. Contoh industri yang menggunakan industri formaldehid adalah laminating, coating, tekstil resin finishing.
I.2. Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari pengaruh perubahan kondisi reaksi antara urea dan formalin pada kecepatan reaksi dan hasil reaksi pada tahap intermediate .
BAB II
TEORI PENUNJANG
Urea merupakan amida yang bersifat basa karena karbonil tunggalnya tidak cukup untuk mengkompensasi dua gugus amino. Urea adalah senyawa kovalen yang memiliki tiga atom iner (dalam). Berat molekulnya 60,06 gram/mol, titik leleh 133 oC(406 K) dan densitas 1 gr/ml .
Meskipun dalam udara bebas formaldehida berada dalam wujud gas, tapi bisa larut dalam air (biasanya dijual dalam kadar larutan 37% menggunakan merk dagang formalin atau formol). Dalam air, formaldehida mengalami polimerisasi, sedikit sekali yang ada dalam bentuk monomer H2CO. Umumnya, larutan ini mengandung beberapa persen metanol untuk membatasi polimerisasinya. Formalin adalah larutan formaldehida dalam air, dengan kadar antara 10%-40%.
Meskipun formaldehida menampilkan sifat kimiawi seperti pada umumnya aldehida, senyawa ini lebih reaktif daripada aldehida lainnya. Formaldehida merupakan elektrofil, bisa dipakai dalam reaksi substitusi aromatik elektrofilik dan sanyawa aromatik serta bisa mengalami reaksi adisi elektrofilik dan alkena. Karena keadaannya katalis basa, formaldehida bisa mengalami reaksi Cannizaro menghasilkan asam format dan metanol.Formaldehida bisa membentuk trimer siklik, 1,3,5-trioksan atau polimer linier polioksimetilen. Formasi zat ini menjadikan tingkah laku gas formaldehida berbeda dari hukum gas ideal, terutama dalam tekanan tinggi atau udara dingin. Formaldehida bisa dioksidasi oleh oksigen atmosfer menjadi asam format, karena itu larutan formaldehida harus ditutup serta diisolasi supaya tidak kemasukan udara. Urea dengan formaldehid akan bereaksi membentuk kopolimer yang disebut urea formaldehid.
Polimer adalah suatu senyawa yang terbentuk dari dua molekul atau lebih dengan rantai yang panjang . Molekul dan berat molekulnya besar . Unit – unit molekulnya dikenal sebagai monomer – monomer yang berikatan secara berangkai – rangkai . Monomer ini bisa berulang berkali – kali .
Berdasarkan jenis ikatannya , polimer dibedakan menjadi 2 yaitu:
1.Homopolimer yaitu polimer yang terbentuk dari monomer – monomer yang sejenis .
2.Kopolimer yaitu polimer yang terbentuk dari monomer – monomer tak sejenis.
Berdasarkan mekanisme reaksinya , proses polimerisasi dibagi menjadi dua yaitu :
1.Polimerisasi adisi , yang terjadi jika monomer – monomer mengalami reaksi adisi tanpa terbentuk zat lain. Jadi yang terbentuk hanya polimer yang merupakan penggabungan monomer – monomernya .
2.Polimerisasi kondensasi , yaitu suatu reaksi dari dua buah molekul atau gugus fungsi dari molekul ( biasanya senyawa organik ) yang membentuk molekul yang lebih besar dan melepaskan molekul yang lebih kecil yaitu air.
Berdasarkan sifatnya, polimer dapat dibagi menjadi dua yaitu :
1.Polimer thermosetting yaitu polimer yang tidak lunak apabila dipanaskan, sehingga sulit dibentuk ulang.
2.Polimer thermoplastic yaitu polimer yang lunak bila dipanaskan sehingga mudah untuk dibentuk ulang
Urea-formaldehid resin adalah hasil kondensasi urea dengan formaldehid. Resin jenis ini termasuk dalam kelas resin thermosetting yang mempunyai sifat tahan terhadap asam, basa, tidak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Polimer termoset dibuat dengan menggabungkan komponen-komponen yang bersifat saling menguatkan sehingga dihasilakn polimer dengan derajat cross link yang sangat tinggi. Karena sifat-sifat di atas, aplikasi resin urea-formaldehid yang sangat luas sehingga industri urea-formaldehid berkembang pesat. Contoh industri yang menggunakan industri formaldehid adalah addhesive untuk plywood, tekstil resin finishing, laminating, coating, molding, casting, laquers, dan sebagainya. Pembuatan resin urea-formaldehid secara garis besar dibagi menjadi 3. Yang pertama adalah reaksi metiolasi, yaitu penggabungan urea dan formaldehid membentuk monomer-monomer yang berupa monometilol dan dimetil urea. Reaksi kedua adalah penggabungan monomer yang terbentuk menjadi polimer yang lurus dan menghasilkan uap air. Tahp ini disebut tahap kondensasi. Proses ketiga adalah proses curing, dimana polimer membentuk jaringan tiga dimensi dengan bantuan pemanasan dalam oven.
Reaksi urea-formaldehid pada pH antara 8 sampai 10 adalah reaksi metilolasi, yaitu adisi formaldehid pada gugus amino dan amida dari urea, dan menghasilkan metilol urea. Pada tahap metilolasi , urea dan formaldehid bereaksi menjadi metilol dan dimetil urea. Rasio dari senyawa mono dan dimetilol yang terbentuk bergantung pada rasio formaldehid dan urea yang diumpankan. Reaksi berlangsung pada kondisi basa dengan amoniak (NH4OH) sebagai katalis dan Na2CO3 sebagai buffer. Buffer ini berfungsi menjaga kondisi pH reaksi agar tidak berubah tiba-tiba secara drastis. Analisa awal dilakukan dengan menggunakan blanko berupa larutan formaldehid, NH4OH dan Na2CO3. Sampel ke-0 diambil setelah urea ditambahkan pada larutan dan diaduk sempurna. Setelah itu dilakukan pemanasan sampai 70 0C untuk mempercepat reaksi.
Reaksi metilolasi diteruskan dengan reaksi kondensasi dari monomer-monomer mono dan dimetilol urea membentuk rantai polimer yang lurus. Derivat-derivat metilol merupakan monomer, penyebab terjadinya reaksi polimerisasi kondensasi. Polimer yang dihasilkan mula-mula mempunyai rantai lurus dan masih larut dalam air. Semakin lanjut kondensasi berlangsung, polimer mulai membentuk rantai 3 dimensi dan semakin berkurang kelarutannya dalam air. Reaksi kondensasi ini dilakukan dalam sebuah labu berleher yang dilengkapi kondensor ohm meter, termometer, agitator dan pipa untuk sampling point. Labu berleher ini ditempatkan dalam waterbath.
Kondensor berfungsi mengembunkan air yang menguap selama proses
polimerisasi. Hal ini dimaksudkan mempercepat tercapainya kesetimbangan reaksi.
Agitator berfungsi membuat larutan tetap homogen selama proses pembentukan produk urea formaldehid.
Pada prinsipnya, pembuatan produk-produk urea-formaldehid dilakukan melalui beberapa tahapan:
1.Tahap intermediate
Merupakan suatu tahap untuk mendapatkan resin yang masih berupa larutan dan larut dalam air atau pelarut lainnya .
2.Tahap persiapan
Pada tahap ini resin merupakan produk dari tahap intermediate yang dicampurkan dengan bahan lain . Penambahan bahan akan menentukan produk akhir dari polimer .
3.Tahap curing
Pada proses curing, kondensasi tetap berlangsung, polimer membentuk rangkaian 3 dimensi yang sangat kompleks dan menjadi thermosetting resin. Hasil reaksi dan kecepatannya, sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor:
1.Perbandingan umpan
Umumnya , Perbandingan mol umpan (formalin/urea) yang digunakan pada percobaan ini adalah 1,25 dimana perbandingan umpan berada pada batas standar yang ditentukan, perbandingan umpan harus berada dalam range antara 1,25 – 2,0 hal tersebut dimaksudkan agar larutan resin yang terbentuk tidak kental dan tidak encer. Sehingga mempermudah analisis baik analisis densitas, viskositas, kadar resin dan formalin bebas. Besarnya perbandingan mol umpan formalin dengan urea sangat mempengaruhi pada produk (polimer) yang dihasilkan, bila perbandingan umpan kurang dari 1,25 maka resin yang dihasilkan memiliki kadar formalin yang rendah dan menghasilkan polimer yang kekerasan dan kepadatannya rendah ,sedangkan bila perbandingan umpan lebih dari 2 maka resin yang dihasilkan memiliki kadar formalin yang tinggi dan menghasilkan polimer yang kekerasan dan kepadatannya tinggi.
2.Pengaruh pH
Kondisi reaksi sangat berpengaruh terhadap reaksi atau hasil reaksi selama proses kondensasi polimerisasi terjadi . Dalam suasana asam akan terbentuk senyawa Goldsmith dan senyawa lain yang tidak terkontrol sehingga molekul polimer yang dihasilkan rendah .
Senyawa Goldsmith tidak diinginkan karena mempunyai rantai polimer lebih pendek tetapi stabil terhadap panas.
Dalam suasana basa kuat , formaldehid akan bereaksi secara disproporsionasi dimana sebagian akan teroksidasi menjadi asam karboksilat dan sebagian tereduksi menjadi alkohol. Reaksi yang terjadi adalah :
2H-CO-H +OH- ===> H-CO-O + CH3OH
formaldehid basa kuat asam karboksilat alcohol
3.Katalis
Menurut JJ. Berjelius, katalis merupakan senyawa yang ditambahkan untuk mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi. Sedangkan menurut W.Ostwald, katalis merupakan senyawa yang ditambahkan untuk mempercepat reaksi tanpa tergabung dalam produk. Artinya katalis dapat mempercepat reaksi, ikut aktif dalam reaksi, tetapi tidak ikut tergabung didalam produk. Untuk proses ini digunakan katalis NH3 yang dapat menurunkan energi aktivasi dengan menyerap panas pada saat curing, fungsinya adalah untuk mengatur penguapan agar tidak gosong. Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan agar molekul – molekul yang di dalam larutan bertumbukan, sehingga reaksi menjadi cepat.
4.Temperatur reaksi
Temperatur reaksi tidak boleh melebihi titik lelehnya karena dimetilol urea yang terjadi akan kehilangan air dan formaldehid . Menurut Kadowaki dan Hasimoto , temperatur optimum reaksi adalah 85oC . Sedangkan titik lelehnya menurut De Chesne adalah 150 oC . Dan menurut Einhorn adalah 126 oC . Kenaikan temperatur akan mempercepat laju reaksi , hal ini dapat ditunjukkan dengan persamaan Arrhenius yaitu :
K = A e-Ea/RT
5.Buffer
Buffer (larutan penyangga) digunakan untuk menyangga kondisi operasi pada pH yang diinginkan. Dalam hal ini pH yang diinginkan antar 8 sampai 10. Buffer yang digunakan pada percobaan ini adalah Na2CO3.H2O
6.Kemurnian zat umpan
Zat umpan yang digunakan harus murni karena adanya zat pengotor dikhawatirkan akan mempengaruhi terbentuknya polimer atau terjadinya reaksi samping .
7.Laju Reaksi
Laju reaksi atau kecepatan reaksi ialah laju atau kecepatan berkurangnya pereaksi atau terbentuknya produk reaksi. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi ialah : konsentrasi,temperatur,katalis,dan luas permukaan.
Persamaan yang menyatakan laju sebagai fungsi konsentrasi setiap saat yang mempengaruhi laju reaksi disebut hukum laju atau persamaan laju reaksi.
Konsentrasi merupakan salah satu faktor yang memepengaruhi laju reaksi,dimana sebagai contoh pada reaksi A + B C . Dimana pada waktu reaksi berlangsung, zat C terbentuk dan semakin lama jumlahnya semakin banyak sebaliknya zat A dan zat B berkurang, dan semakin lama semakin sedikit.
Orde reaksi adalah jumlah pangkat konsentrasi dalam hukum laju bentuk diferensial.
Senin, 28 Maret 2011
Transportasi
I. Landasan Teori
Model transportasi merupakan program linier yang dapat dipecahkan dengan metode simplek biasa. Tetapi karena strukturnya yang khusus maka telah dikembangkan suatu prosedur pemecahan khusus yang disebut teknik transportasi yang dalam perhitungannya lebih efisien.
Model tranportasi berusaha menentukan sebuah rencana transportasi barang dari sejumlah sumber (source) menuju ke sejumlah tujuan (destination). Dalam model ini diketahui besarnya penawaran dari masing-masing sumber dan besarnya permintaan dari masing-masing tujuan. Demikian juga besarnya biaya transportasi per unit barang dari setiap sumber menuju ke setiap tujuan. Yang menjadi sasaran dari model ini adalah menentukan jumlah barang yang harus dikirimkan dari setiap sumber menuju ke setiap tujuan sedemikian hingga total biaya transportasinya minimum. Asumsi dasar dari model transportasi ini adalah bahwa biaya transportasi di sebuah rute tertentu sebanding dengan jumlah barang yang dikirim
II Model Tranportasi
Dalam transportasi terdapat beberapa pemodelan antara lain model berimbang dan model tidak berimbang. Model berimbang yaitu jika dalam suatu model transportasi penawaran total sama dengan permintaan total, sedangkan model tidak berimbang jika jumlah penawaran total tidak sama dengan permintaan total.
Suatu model tak berimbang dapat diubah menjadi berimbang dengan menambahkan sumber buatan (jika permintaan lebih besar dari penawaran) atau tujuan buatan (jika penawaran lebih besar dari permintaan).
Dalam kasus yang demikian biaya transportasi dari suatu sumber buatan menuju ke semua tujuan dan dari semua sumber menuju ketujuan buatan adalah nol, karena pada kenyataannya tidak ada barang yang dikirim. Banyaknya barang yang dikirim dari sumber buatan menuju ke suatu tempat tujuan menyatakan jumlah kekurangan di tempat tujuan itu, sedang banyaknya barang yang dikirim dari suatu sumber menuju ketujuan buatan menyatakan jumlah kelebihan/ surplus dari sumber itu.
Contoh Kasus dan Penyelesaiannya
Contoh 1 :
MG Auto Company memiliki pabrik di Los Angeles, Detroit, dan New Orleans. Pusat distribusinya terletak di Denver dan Miami. Kapasitas ketiga pabrik tersebut Selama kwartal berikutnya adalah 1000, 1500, dan 2000 mobil. Permintaan kwartalan di kedua pusat distribusi itu adalah 2300 dan 1400 mobil. Biaya minimum transportasi darat per mobil per mil adalah sekitar 8 sen. Bagan biaya transportasi antara pabrik dan pusat distribusi tersebut adalah sebagai berikut :
Tabel 7. Distribusi Mobil
Tujuan Sumber | Denver | Miami |
Los Angeles | 80 | 215 |
Detroit | 100 | 108 |
New Orland | 102 | 68 |
Untuk memperoleh pemecahan terbaik dari permasalahan di atas, maka langkah-langkah dasar teknik tranportasi adalah sebagai berikut :
Langkah 1 : Tentukan pemecahan awal yang layak
Langkah 2 : Kemudian lakukan uji optimumitas. Jika sudah optimum maka berhenti.
Langkah 3 : Jika kondisi optimumitas belum dipenuhi maka harus menentukan variabel masuk dari variabel-variabel non dasar. Jika semua variabel masuk memenuhi kondisi optimalitas (dari metode simpleks), maka berhenti; jika tidak, lanjutkan ke langkah 4
Langkah 4 : Menentukan variabel keluar di antara variable-variabel dasarnya.
Langkah 5 : Menggantikan variabel keluar dengan variabel masuk dan menghitung pemecahan dasar yang baru.
Langkah 6 : Kembali ke langkah 2
Model matematis persamaan transportasi di atas dapat di tampilkan dengan lebih sederhana dalam bentuk tabel transportasi seperti berikut :
Table 8. Model Transportasi Seimbang
Tujuan Sumber | Denver | Miami | Kapasitas |
Los Angeles | 80 x11 | 215 x12 | 1000 |
Detroit | 100 x21 | 108 x22 | 1500 |
New Orleans | 102 x31 | 68 x32 | 1200 |
Permintaan | 2300 | 1400 |
1. Menentukan Pemecahan Awal Untuk menentukan pemecahan awal yang layak dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu:
a) Metode Sudut Barat Laut (Northwest-Corner Rule)
b) Biaya Terendah (Least Cost)
c) Pendekatan Vogel
i. Metode Sudut Barat Laut
Metode sudut barat laut di mulai dengan mengalokasikan jumlah maksimum yang dapat diijinkan oleh penawaran dan permintaan ke variabel x11 (variabel yang berada di sudut barat laut dari tabel). Dengan pengalokasian ini maka kolom pertama akan dipenuhi, baris atau kolom yang sudah dipenuhi lalu disilang yang menunjukkan bahwa variabel sisanya dalam baris atau kolom yang disilang itu adalah sama dengan nol. Jika sebuah kolom dan sebuah baris dipenuhi secara bersamaan, maka hanya satu yang disilang. Proses ini dilakukan terus menerus sampai ada tempat suatu baris atau kolom yang belum disilang. Dengan demikian telah ditemukan suatu pemecahan awal yang memuat sebanyak m+n-1 buah variabel dasar.
Maka didapat variabel-variabel dasarnya adalah x11=1000, x21=1300, x22=200 dan x32=1200. sedangkan variabel sisa adalah non dasar ditingkat nol. Maka didapat biaya transportasi dari pemecahan awal dasar ini adalah (1000 x 80) + (1300 x 100) + (200 x 108) + (1200 x 68) = $313.200
Contoh 2 :
Sebuah perusahaan sedang mengembangkan sebuah rencana induk untuk produksi sebuah barang selama jangka waktu 4 bulan. Permintaan untuk keempat bulan itu adalah 100, 200, 180, dan 300 unit, secara berturut-turut. Permintaan satu bulan dapat dipenuhi dengan :
a) Kelebihan produksi di satu bulan sebelumnya yang disimpan dalam sediaan untuk dipergunakan kemudian.
b) Produksi bulan ini.
c) Kelebihan produksi bulan depan yang dibelakangkan untuk bulan-bulan sebelumnya.
Biaya variabel produksi per unit dalam setiap bulan adalah $4,00. Sebuah unit yang diproduksi untuk penggunaan kemudian akan memerlukan biaya penyimpanan sebesar $0,50 per unit per bulan. Barang-barang yang dikebelakangkan memerlukan biaya penalti sebesar $2,00 per unit per bulan.
Kapasitas produksi untuk pembuatan barang tersebut bervariasi setiap bulan. Estimasi untuk keempat bulan mendatang adalah 50, 180, 280, dan 270 unit, secara berturut-turut. Tujuannya adalah merancang produksi sediaan berbiaya minimum.
Model transportasi dari permasalahan di atas dapat ditampilkan dengan lebih sederhana dalam bentuk tabel transportasi seperti berikut :
Table 10. Model Transportasi Seimbang
Periode | 1 | 2 | 3 | 4 | Kapasitas | |
1 | 4 x11 | 4.5 x12 | 5 x13 | 5,5 x14 | 50 | |
2 | 6 x21 | 4 x22 | 4,5 x23 | 5 x24 | 180 | |
3 | 8 x31 | 6 x32 | 4 x33 | 4,5 x34 | 280 | |
4 | 10 x41 | 8 x42 | 6 x43 | 4 x44 | 270 | |
Permintaan | 100 | 200 | 180 | 300 | ||
ii. Metode Biaya Terendah
Metode sudut barat laut tidak selalu menghasilkan pemecahan awal yang baik, karena dalam penentuan variabel dasarnya kita tidak memperhatikan biaya transportasi. Hal ini berbeda dengan metode biaya terendah dan vogel dimana pemilihan variabel dasarnya didasarkan pada pemilihan biaya tranportasi yang terendah.
Pemecahan awal dengan metode biaya terendah dimulai dengan memberikan nilai yang setinggi mungkin pada variabel dengan biaya transpotasi terkecil (jika sama maka dapat dipilih salah satu). Kemudian baris atau kolom yang dipenuhi disilang dan diikuti dengan penyesuaian nilai penawaran dan permintaan untuk baris dan kolom yang belum disilang. Proses pengisian untuk variabel dengan biaya terendah ini diulang lagi untuk baris dan kolom yanng belum disilang. Proses berhenti jika tepat ada suatu baris atau kolom yang belum disilang.
Maka didapat variabel-variabel dasarnya adalah x11=50, x22=180, x31=50, x32=20, x33=180, x34=30, dan x44=270. sedangkan variabel sisa adalah nondasar ditingkat nol. Maka didapat biaya transportasi dari pemecahan awal dasar ini adalah (50 x 80) + (180 x 4) + (50 x 8) + (20 x 6) + (180 x 4) + (30 x 4,5) + (270 x 4) = Rp. 3.375,-
Contoh 3 :
Sebuah perusaahaan berkepentingan mengangkut semen dari tiga pabrik ke empat pasar. Kapasitas supply ketiga pabrik, permintaan pada keempat pasar dan biaya transport per unit adalah sbb :
Tabel 12. Distribusi Semen
Tujuan Sumber | I | II | III | IV | Kapasitas |
A | 10 | 0 | 20 | 11 | 15 |
B | 12 | 7 | 9 | 20 | 25 |
C | 0 | 14 | 16 | 18 | 5 |
Permintaan | 5 | 15 | 15 | 10 |
iii. Metode Vogel
Prosedur yang ditempuh dalam metode vogel adalah :
1) Hitung pinalti untuk setiap baris dan kolom dengan mengurangkan elemen biaya terendah berikutnya dalam baris atau kolom tersebut.
2) Pilih baris atau kolom dengan pinalti terbesar dan alokasi sebanyak mungkin pada variabel dengan biaya terendah dalam baris atau kolom tersebut. Sesuaikan penawaran dan permintaan kemudian silang baris atau kolom yang sudah terpenuhi. Jika sebuah baris dan sebuah kolom sudah terpenuhi secara bersamaan maka pilih salah satu saja untuk disilang, sedang yang lainnya diberikan penawaran atau permintaan nol. Setiap baris atau kolom dengan penawaran atau permintaan nol tidak boleh dipergunakan dalam menghitung pinalti berikutnya (langkah 3).
3)
- Jika tepat satu baris atau satu kolom yang belum disilang, berhenti.
· Jika hanya satu baris atau kolom dengan penawaran atau permintaan positif yang belum disilang, tentukan variabel terbesar dalam baris atau kolom tersebut dengan metode biaya terendah.
· Jika semua baris dan kolom yang belum disilang memiliki penawaran atau permintaan nol, tentukan variabel dasar nol berdasarkan metode biaya terendah dan berhenti.
· Jika tidak, hitung ulang pinalti untuk baris dan kolom yang belum disilang, lalu kembali ke langkah 2).
Langganan:
Postingan (Atom)