Prediksi sistem kesetimbangan multikomponen dari data komponen tunggal pada adsorpsi campuran uap Tolue-Xylen dengan adsorben karbon aktif

TIRTAWIJAYA H.P., Bambang, Prof.Ir. Wahyudi Budi Sediawan, SU.,Ph.D

2004 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Kesetimbangan adsorpsi komponen tunggal dapat digunakan untuk memprediksi kesetimbangan adsorpsi multikomponen. Penelitian ini dilakukan untuk mencari korelasi yang mampu memprediksi sistem kesetimbangan multikomponen dari data kesetimbangan komponen tunggal pada adsorpsi campuran uap xylen-toluen dengan karbon aktif. Untuk percobaan komponen tunggal, dicoba isotherm Langmuir, Freundlich, Sips dan Toth, sedangkan untuk percobaan multikomponen digunakan model kombinasi Langmuir-IAST, Freundlich-IAST, Sips-IAST dan Toth-IAST. Percobaan dilakukan pada rangkaian alat yang terdiri dari tabung nitrogen, tabung pengaman, waterbath yang dilengkapi pemanas dan termometer, botol penjenuh serta kolom adsorpsi yang dilengkapi pegas, kantung adsorben dan pengukur tekanan. Pengumpulan data percobaan dilakukan pada suhu 30oC, 40oC dan 50oC. Percobaan komponen tunggal dilaksanakan pada tekanan 17,2–32,2 psia dengan interval 2,5 psia. Setelah nitrogen dialirkan, setiap 10 menit pertambahan panjang pegas diamati dan dicatat hingga tidak ada perubahan lagi yang berarti kesetimbangan telah tercapai. Percobaan multikomponen dilakukan pada tekanan atmosfer dengan variasi perbandingan volume xylen-toluen 9:1, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7 dan 1:9. Pengamatan panjang pegas dilakukan seperti pada percobaan komponen tunggal. Setelah kesetimbangan tercapai, diambil sample komposisi uap untuk dianalisa dengan gas chromatography. Untuk komponen tunggal, isotherm Sips merupakan model terbaik yang dapat mewakili data percobaan. Untuk percobaan sistem multikomponen, kombinasi model Sips-IAST mempunyai pendekatan terbaik dengan kesalahan rata-rata 8,64% pada suhu 30oC, 16,21% pada 40oC dan 11,20% pada 50oC. Dalam hal ini, parameter-parameter yang digunakan pada model multikomponen diperoleh dari data komponen tunggal

Single-component adsorption equlilibrium is expected to be used to predict multi-component adsorption equilibrium. This research was done to find suitable correlation for prediction of multi-component equilibrium from single-component data in xylene-toluene vapour mixture adsorption by activated carbon. Langmuir, Freundlich, Sips and Toth isotherms were utilized for single-component system while Langmuir-IAST, Freundlich-IAST, Sips-IAST and Toth-IAST models were used for multi-component system. Experimental data were obtained by conducting experiments in series of equipment consist of nitrogen vessel, safety vessel, waterbath completed by heater and thermometer, saturator bottle and adsorption column completed by helical spring, adsorbent bucket and pressure gauge. The amount of vapor adsorbed is measured by the length of the spring holding the adsorbent bucket. All of experiments were carried out by varying the temperature of 30oC, 40oC and 50oC. Single-component experiments were done by varying the pressure at the range of 17.2-32.2 psia with 2.5 psia interval. After introducing nitrogen, elongation of the spring were observed and recorded every 10 minutes until no changes occur which means equilibrium is established. Multi-component experiments were carried out by varying the xylene-toluene volume ratio of 9:1, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7 and 1:9. Like in single-component experiment, spring’s elongation observation was done. After equilibrium reached, the vapour sample were analyzed by gas chromatography. For single-component system, the experimental data were found to be best represented by the Sips Isotherm. For multi-component system, the experimental data can be well represented by Sips-IAST model with an average error of 8.64% for 30oC, 16.21% for 40oC and 11.20% for 50oC. In this case, the parameters used for the multi-component model were obtained from the single-component data.

Kata Kunci : Adsorpsi Multikomponen,Uap Toluen,Xylen dan Karbon Aktif, Isotherm, Adsorption, Multi-Component