Azeotrop



Campuran dari dua atau lebih larutan dengan rasio tertentu yang komposisinya tidak dapat dipisahkan dengan distilasi sederhana  Hal ini terjadi ketika campuran azeotrop mencapai titik didih, tidak ada perbedaan volatilitas dari komponennya.

Why azeotrope can’t be separated by simple distillation 

Distilasi biasa disasarkan pada perbedaan volatilitas dari setidaknya dua komponen.  Pada beberapa campuran, pada suhu dan tekanan tertentu terjadi tidak adanya perbedaan volatilitas artinya volatilitas masing-masing komponen sama, sehingga tidak dapat dipisahkan dengan distilasi biasa. Campuran ini disebut azeotrop



Azeotrop Positif : Campuran yang titik didih azeotropnya lebih rendah dibandingkan dengan titik didih komponennya  Campuran 87.4% kloroform dan 12.6% metanol. Kloroform memiliki titik didih 61.1°C, metanol mendidih pada 64.7°C, tapi campuran azeotropnya mendidih saat 53.5°C

Diagram Fasa Azeotrop Positif



Azeotrop Negatif : Campuran yang titik didih azeotropnya lebih tinggi dibandingkan dengan titik didih komponennya  Asam format pada konsentrasi 77.5% dan air 22.5%. Asam for murni mendidih pada −84°C dan air pada 100°C, tetapi campuran azeotropnya mendidih pada 110°C, dengan demikian titik didih azeotrop lebih tinggi dari komponennya.

Diagram Fasa Azeotrop Negatif

Why positive azeotrope has minimum boiling point but maximum pressure in azeotrope point? 

Pada tekanan tinggi gerakan molekul akan semakin acak, sehingga tidak perlu energi tinggi untuk memutus interaksi antar molekul



Entrainer : zat perantara tambahan  Entrainer akan mempengaruhi volatilitas dari salah satu penyusun azeotrop  Jika ditambahkan ke azeotrop biner, akan terbentuk azeotrop terner  Kemudian didistilasi untuk mendapatkan salah satu komponen murninya





Tipe lain entrainer adalah memiliki sifat afinitas kimia yang kuat terhadap salah satu penyusun azeotrop, contohnya CaO dalam pemisahan etanol-air. Pada campuran azeotrop etanol-air ditambahkan CaO yang bereaksi secara kuat dengan air membentuk senyawa non-volatil Ca(OH) Kalsium Hidroksida tidak larut dalam alkohol sehingga mudah dipisahkan dari etanol dengan distilasi atau dekantasi Kemurnian etanol dengan distilasi menggunakan entrainer biasanya bisa mencapai 99,5%. Sekarang metode ini hanya digunakan dalam skala laboratorium ₂







Ketika suatu garam dilarutkan dalam pelarut, garam akan meningkatkan titik didih pelarut dan menurunkian volatilitas pelarut. Jika garam tersebut terlarut dalam salah satu komponen azeotrop, namun tidak larut dalam komponen lain menyebabkan volatilitas komponen azeotrop yang melarutkan garam tersebut akan menurun, dan komponen azeotrop lainnya tidak terpengaruh. Dengan cara ini dapat dilakukan pemecahan azeotrop etanol-air dengan kalium asetat, kemudian dilakukan distilasi

Beberapa campuran azeotrop akan berubah komposisinya bila tekanan sistem berubah

Tekanan sangat berpengaruh pada kesetimbangan campuran azeotrop



Molecular sieve adalah: kristal alumina silikat yg memiliki 3 dimensi dengan silica dan alumina tetrahedral yg saling terhubung atau sering disebut dengan zeolit sintetik.  Jenis sieve yg digunakan pada pemisahan etanol 95% ini adalah tipe 3A, berbentuk bubuk dgn pori̴ 3Å. Pemilihan ini spesifik untuk pemisahan air yg memiliki diameter kritis 3,2Å.

 







Feed etanol 95% dipompa masuk kedalam kolom stipper/Rectifier. Steam parsial yang mengandung uap etanol dipanaskan di dalam superheatter kemudian masuk kedalam unit molecular sieve untuk proses dehidrasi. Uap kemudian dilewatkan ke dalam tumpukan molecular sieve dimana air pada arus feedakan teradsorbsi oleh material molecular sieve. Uap anhidrat etanol yang lolos akan masuk kedalam kondensor, lalu didinginkan lebih lanjut dalam cooler. Etanol cair ditampung dalam tangki etanol.















Proses sederhana sehingga mudah dioprasikan. Tidak memerlukan penambahan bahan kimia inert lain. Sieve dpt digunakan ut pemisahan beberapa kontaminan, dengan menggunakan beberapa jenis ukuran sieve yg spesifik ut masing2 molekul yg ingin dipisahkan. Memiliki umur yg panjang. Permasalahan yg umum terjadi hanya pada terjadinya kemungkinan fouling dan kerusakan akibat destruksi mekanik. Dapat didesain sebagai sistem yg terpisah atau terintegrasi dengan sistem distilasi. Jika diintegrasikan dengan sistem distilasi, penambahan steam hanya sedikit diatas kebutuhan teoritis sistem distilasi. Tidak memerlukan kontrol yang ketat pada kualitas produk.



Teknologi membran ini menggunakan metoda pervaporasi  Pervaporasi merupakan penggabungan dari proses permeasi memalui membran dengan proses evaporasi  Membran sebagai penghalang antara umpan dalam fasa liquid dengan permeate yang tervaporasi dalam fasa gas



Memiliki selektifitas yang tinggi  tidak membutuhkan zat kimia tambahan  Hemat energi  Mudah dalam scale-up



Efisiensi proses pervaporasi sangat tergantung pada performa membran oleh karena itu pemilihan jenis membran sangat mempengaruhi performa membran itu sendiri

1. Porous membrane: Pemisahan

berdasarkan atas ukuran partikel dari zat-zat yang akan dipisahkan. Hanya partikel dengan ukuran tertentu yang dapat melewati membran sedangkan sisanya akan tertahan. 2. Non-porous membrane:Dapat digunakan untuk memisahkan molekul dengan ukuran yang sama, baik gas maupun cairan. 3. Carrier membrane: Pada carriers membrane, perpindahan terjadi dengan bantuan carrier molecule  yang mentransportasikan komponen yang diinginkan untuk melewati membran.

1. Cross-link: menjadikan

polimer tidak larut dalam air 2. Blending: pencampuran polimer yang tidak terikat secara kovalen yang bertujuan mendapatkan memran pemisahan campuran komponen dengan gugus fungsi yang berbeda 3. Grafting 4. Copolimerization