Optimasi desain operasi menara distilasi batch pada pemurnian eugenol dari minyak cengkeh :: Simulasi dengan validasi eksperimen

SUGIHARTO, Agung, Ir. Sutijan, MT., Ph.D

2008 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Bahan kimia khusus dan bahan-bahan farmasi biasanya diproduksi dalam jumlah kecil dengan kemurnian yang sangat tinggi. Eugenol grade farmasi dapat diproduksi dari minyak cengkeh. Eugenol umumnya diproduksi dengan proses ekstraksi-reaktif diikuti dengan destilasi batch secara vakum. Proses ini membutuhkan bahan-bahan kimia lain dan melepaskan polutan ke lingkungan. Pada studi ini, skenario proses baru untuk memproduksi eugenol grade farmasi melalui destilasi batch secara vacum tanpa ekstraksi-reaktif dipelajari dengan simulasi. Model-model termodinamika yang digunakan dalam studi ini diverifiksi menggunakan data eksperimen. Model short-cut salomon (1997) digunakan untuk mendapatkan operational planning destilasi batch yang terbaik. Disisi lain, model modified short-cut atau rapid mathematical model yang diajukan oleh Bonsfills dan Puigjaner,(2004) digunakan untuk menentukan desain holdup cairan pada menara destilasi batch. Simulasi dibangun menggunakan software Scicos, Scilab versi 4.1.2, sebuah software opensource dari INRIA. Untuk mendapatkan eugenol grade farmasi dengan kemurnian 99% berat, skema operasi re-distilling destilat dengan off-cut pada step-1 diperoleh sebagai skema rencana operasi menara destilasi batch yang terbaik dengan recovery produk maksimum 46,56% dari umpan awal minyak cengkeh. Model sistem termodinamika yang paling sesuai untuk sistem campuran minyak cengkeh adalah model equation of state Peng-Robinson. Holdup liquid diperoleh menjadi variabel desain yang sangat penting, dimana semakin tinggi holdup menara semakin baik performa pemisahannya.

Specialty chemicals and pharmaceutical chemicals are commonly produced in small capacity and high purity. Pharmaceutical grade eugenol can be produced from clove oil. Eugenol is generally produced by reactive-extraction followed by vacuum batch distillation. This process requires other chemicals and emits pollutants to the environments. In this work, new process scenario to produce pharmaceutical grade eugenol through vacuum batch distillation without reactive-extraction is studied by simulation. Thermodynamic models used in this work are verified using experimental data. Short-cut model of Salomone (1997) is used to get the best design of operational planning of batch distillation. Otherwise, modified short-cut model or rapid mathematical model that proposed by Bonsfills dan Puigjaner (2004) is used to obtain liquid holdup design in batch distillation columns. The simulation is developed using Scicos, Scilab-4.1.2 software, an open source software from INRIA. To obtain a pharmaceutical grade eugenol with 99% by weight, a redistilling distillate with cut-off at the first step is found to be the best design of operational planning of batch distillation with the maximum product recovery of 46.56% from initial charge of clove oil. Thermodynamic model that suitable to clove oil simulation is Peng-Robinson equation of state. Liquid holdup is found to be important design variable in which the higher the liquid holdup, the better the separation sharpness performance is.

Kata Kunci : Minyak cengkeh, Desain operasi menara distilasi batch, Polutan lingkungan