Claim Missing Document
Check
Articles

Found 4 Documents
Search
Journal : Jurnal Rekayasa Proses

Pemodelan Dinamika Awal Adsorpsi Na2S dalam Kolom Bahan Isian Biji Salak (Salacca Zalacca) Irma Atika Sari; Muhammad Mufti Azis; Siti Syamsiah; Sutijan Sutijan
Jurnal Rekayasa Proses Vol 9, No 1 (2015)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (724.249 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.24523

Abstract

Biofiltration is a promising method for gas purification due to its efficiency and low operating cost. One way to utilize biofiltration is in biogas purification where H2S is removed from the biogas product. The presence of H2S may cause severe corrosion in biogas processing facilities. By the use of biofilter, H2S is dissolved and adsorbed on packing material. This study investigated the adsorption process that occured during the beginning of biofilter operation. Na2S has been used as a model compound for H2S with packing material from snake fruit seeds. In this study, we have investigated the influence of liquid flowrate and inlet concentration of Na2S solutions. Na2S solution was fed from the top part of the column and trickled down through the snake fruit seed bed. The dissolved sulfide left the column from the bottom part which was then collected in a sample bottle and analized periodically with UV-VIS spectrophotometer. A one dimensional mathematical model of the adsorption column with respect to z direction was proposed to describe the adsorption behavior. In addition, Freundlich isotherm was used to describe the solid-liquid adsorption equilibrium. The experimental results showed that low flowrates i.e. 1.59 and 2.97 mL/s gave larger adsorption capacities than higher flowrate i.e. 3.96 and 5.58 mL/s. In addition, the influence of inlet concentrations to the breakthrough characteristics were found to be negligible. The fitting results estimated the values of DL=1.3174.10-7 m2/s, α=1.002.10-4 and n=12.661. As a result, it could be concluded that the axial diffusion had small influence on the adsorption of Na2S solution. In addition, the small value of α as well as large value of n indicated that the adsorption capacity of snake fruit seeds was relatively small. Keywords : snake fruit seed, biofiltration, adsorption, adsorption equilibrium, Na2S, sulfide Biofiltrasi adalah teknologi yang menjanjikan dalam pemurnian gas karena efisiensi yang tinggi serta biaya operasi yang rendah. Salah satu pemanfaatan biofiltrasi yang cukup menjanjikan adalah pemurnian biogas dimana gas H2S dipisahkan dari produk biogas akhir. Keberadaan gas H2S pada biogas dapat menyebabkan korosi pada peralatan pemrosesan biogas. Dalam biofilter, H2S akan terlarut dan kemudian akan teradsorpsi pada bahan isian. Penelitian ini mempelajari proses adsorpsi yang terjadi di awal proses biofiltrasi terhadap sulfida terlarut. Disini, larutan Na2S telah digunakan sebagai komponen model H2S untuk dijerap dengan bahan isian biji salak. Variabel proses yang dipelajari adalah variasi laju alir cairan dan variasi konsentrasi input larutan Na2S. Larutan Na2S dilewatkan pada kolom biofiltrasi dari atas melewati bahan isian biji salak, kemudian sulfida terlarut yang keluar pada kolom bawah ditampung dalam botol sampel dan dianalisis pada berbagai waktu dengan menggunakan UV-VIS spektrofotometer. Pemodelan matematika proses adsorpsi telah disusun dengan model adsorpsi 1 dimensi ke arah z. Persamaan kesetimbangan yang digunakan menggunakan persamaan kesetimbangan Freundlich. Hasil percobaan menunjukkan bahwa dengan debit aliran yang kecil seperti 1,59 dan 2,97 mL/det didapatkan penjerapan yang lebih besar jika dibandingkan dengan debit aliran besar seperti 3,96 dan 5,58 mL/det. Sementara itu, pengaruh konsentrasi umpan terhadap karakteristik kurva breakthrough relatif kecil. Hasil fitting memberikan nilai DL=1,3174.10-7 m2/s, α=1,002.10-4 dan n=12,661. Dengan demikian, secara umum dapat disimpulkan bahwa difusi longitudinal pada kolom adsorpsi berperan kecil terhadap proses adsorpsi sulfida. Sedangkan nilai α yang kecil serta n yang besar pada persamaan Freundlich menunjukkan kapasitas penjerapan biji salak yang relatif kecil. Kata kunci: biji salak, biofiltrasi, adsorpsi, kesetimbangan adsorpsi, Na2S, sulfide
Mathematical Modelling and Simulation of Hydrotropic Delignification Indah Hartati; Wahyudi Budi Sediawan; Hary Sulistyo; Muhammad Mufti Azis; Moh Fahrurrozi
Jurnal Rekayasa Proses Vol 13, No 1 (2019)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (586.363 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.42364

Abstract

A B S T R A C TDelignification is a fundamental step in bio-refinery for lignocellulose feedstock processing. Hydrotropic delignification is considered as a promising alternative compared to other conventional delignification processes due to the use of mild chemicals. In this paper, a quantitative description of hydrotropic delignification for a cylindrical biomass particle is presented by using fundamental concepts of chemical kinetics and transport processes. The development of hydrotropic delignification model was based on following assumptions: i) lignin in the biomass is immobile, ii) delignification is considered as a simultaneous process which involves intra-particle diffusion of hydrotropic agent followed by second order reaction for lignin and hydrotropic chemical, as well as intra-particle product diffusion. Finite difference approximation was applied to solve the resulting partial and ordinary differential equations. The simulation results of the proposed model may describe the concentration profiles of lignin, hydrotropic agent and soluble product distributions in a cylindrical solid particle as a function of radial position and time. In addition, the model could also predict the concentration of hydrotropic agent and soluble product in the liquid phase as well as the yield and conversion as a function of time. A local sensitivity analysis method using one factor at a time (OFAT), has been applied to investigate the influence of particle size and hydrotropic agent concentration to the yield and conversion of the hydrotropic delignification model. Validation of the proposed model was conducted by comparing the numerical results with an analytical solution for a simple case diffusion in cylinder with constant surface concentration and in the absence of chemical reaction. The validation result showed that the hydrotropic delignification model was in good agreement with the analytical solution.Keywords: cylindrical particle; delignification; hydrotropic; modelling; simulation A B S T R A KDelignifikasi merupakan tahap penting dalam proses biorefineri biomassa berlignoselulosa. Delignifikasi hidrotropi adalah salah satu alternative proses yang memiliki beberapa kelebihan dibandingkan proses-proses delignifikasi konvensional karena tidak menggunakan bahan kimia berbahaya. Dalam artikel ini disajikan deskripsi kuantitatif proses delignifikasi hidrotropi untuk partikel berbentuk silinder dengan menggunakan konsep fundamental kinetika reaksi dan proses-proses perpindahan. Penyusunan model proses delignifikasi hidrotropi dilakukan berdasarkan asumsi-asumsi bahwa i) lignin pada biomassa bersifat immobile, ii) proses delignifikasi dipandang sebagai suatu rangkaian proses simultan yang terdiri atas proses difusi intrapartikel senyawa hidrotrop, reaksi order dua terhadap lignin dan senyawa hidrotrop, serta difusi intrapartikel produk delignifikasi. Finite difference approximation (FDA) digunakan untuk menyelesaikan persamaan simultan berbentuk persamaan diferensial ordiner dan persamaan diferensial parsial dalam tahap pemodelan. Hasil simulasi memberikan gambaran profil distribusi konsentrasi lignin, konsentrasi senyawa hidrotrop dan produk delignifikasi di dalam partikel padatan yang berbentuk silinder sebagai fungsi posisi dan waktu. Model yang dikembangkan juga dapat memprediksi konsentrasi senyawa hidrotropik dan produk di fasa cairan, serta yield dan konversi sebagai fungsi waktu.  Metode analisis sensitivitas lokal, yakni metode one factor at a time (OFAT), digunakan untuk mengkaji pengaruh ukuran partikel dan konsentrasi senyawa hidrotropik terhadap yield dan konversi proses delignifikasi. Validasi model yang diajukan dilakukan dengan membandingkan hasil analisa numerik dengan hasil penyelesaian analitis untuk kasus difusi pada silinder dengan konsentrasi permukaan yang konstan serta tidak melibatkan reaksi kimia. Hasil validasi model menunjukkan bahwa model delignifikasi hidrotropi yang diajukan memiliki kesesuaian yang tinggi dengan hasil penyelesaian analitis.Kata kunci: delignifikasi; hidrotropi; pemodelan; silinder; simulasi
Studi Penambahan Etilena Glikol dalam Menghambat Pembentukan Metana Hidrat pada Proses Pemurnian Gas Alam Muslikhin Hidayat; Danang Tri Hartanto; Muhammad Mufti Azis; Sutijan Sutijan
Jurnal Rekayasa Proses Vol 14, No 2 (2020)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.59871

Abstract

The gas processing facilities are designed to significantly reduce the impurities such as water vapor, heavy hydrocarbon, carbon dioxide, carbonyl sulfide (COS), benzene-toluene-xylene (BTX), mercaptane, and the sulfur compounds. A small amount of those compounds in natural gas is not preferable since they disturb the next processes.  It was proposed to decrease natural gas's operating temperature to -20 ⁰F to remove the impurities from natural gas. The decrease of the natural gas's operating temperature has some consequences to the gas mixers such as hydrate formation at high pressure and low temperature, solidification of ethylene glycol (EG) solution, and the icing of the surface due to low temperature on the surface of chiller (three constraints). The Aspen Hysys 8.8 was used to obtain the suitable flowrate and concentration of the EG solution injected into the natural gas. Peng-Robinson's model was considered the most appropriate thermodynamic property model, and thus it has been applied for this research. The calculation results showed that the EG solution injection would reduce the hydrate formation due to water vapor absorption in the natural gas by EG. The EG solution's flowrate and concentration were varied from 20,000-2,000,000 lb/hr and 80-90 wt.%. When the separation was carried out at the operating temperature of -20 ⁰F, the EG solution's concentration fulfilling the requirement was of 80-84 wt.% with the flowrate of EG solution of 900,000 lb/hr and even more. This amount is not operable. More focused investigation was done for the variation of the operating temperature. Increasing operating temperature significantly reduced the flowrate of EG solution to about 200,000 lb/hr. An alternative process was proposed by focusing on two concentration cases of 80 and 85 % of weight at the low flow rate of EG solution, respectively. These simulations were intended to predict impurities' concentration in the effluent of Dew Point Control Unit (DPCU). The concentrations of BTX, heavy hydrocarbon, mercaptane, and COS flowing out of DPCU were 428.1 ppm, 378.4 ppm, 104 ppm, and 13.3 ppm, respectively. The concentrations of BTX and heavy hydrocarbon are greater than the minimum standard required. It is needed to install an absorber to absorb BTX and heavy hydrocarbon. However, the absorber capacity will be much smaller than if the temperature of natural gas is not decreased and not injected by the EG solution.Keywords: DPCU gas treatment; ethylene glycol solution; hydrate formation; simulationA B S T R A KUnit pengolahan gas dirancang untuk mengurangi sebagian besar senyawa pengotor seperti uap air, hidrokarbon berat, karbon dioksida, karbonil sulfida (COS), benzena-toluena-xilena (BTX), merkaptan, dan senyawa sulfur lainnya. Keberadaan senyawa tersebut dalam gas alam berbahaya karena mengganggu proses selanjutnya walaupun dalam jumlah sedikit. Untuk membersihkan gas alam dari senyawa pengotor, maka suhu operasi gas diturunkan menjadi -20 °F. Penurunan suhu operasi gas dapat menyebabkan pembentukan hidrat pada tekanan tinggi dan suhu rendah, pembekuan larutan etilena glikol (EG), dan pembentukan lapisan es pada permukaan chiller. Aspen Hysys 8.8 digunakan untuk memperkirakan berapa kecepatan alir dan konsentrasi larutan EG yang diinjeksikan ke gas alam. Model Peng-Robinson adalah model termodinamika yang diterapkan untuk penelitian ini. Hasil simulasi menunjukkan bahwa injeksi larutan EG dapat mengurangi pembentukan hidrat karena larutan EG menyerap uap air dalam gas alam. Kecepatan alir dan konsentrasi larutan EG divariasikan dari 20.000-2.000.000 lb/jam dan 80-90 % (%b/b). Saat pemisahan dilakukan pada suhu operasi -20 °F, konsentrasi larutan EG yang memenuhi syarat adalah 80-84 % (%b/b) dengan kecepatan alir larutan EG 900.000 lb/jam atau lebih. Jumlah ini sangat banyak dan kurang layak untuk dioperasikan. Penelitian difokuskan pada variasi suhu operasi. Peningkatan suhu operasi diikuti dengan pengurangan kecepatan aliran larutan EG secara signifikan yaitu menjadi sekitar 200.000 lb/jam. Alternatif proses diusulkan dengan berfokus pada penggunaan kecepatan alir larutan EG yang rendah dengan konsentrasi larutan EG sebesar 80 dan 85 % (%b/b). Simulasi dapat memprediksi konsentrasi pengotor yang keluar dari Dew Point Control Unit (DPCU). Konsentrasi BTX, hidrokarbon berat, merkaptan, dan COS yang mengalir keluar dari DPCU berturut-turut adalah 428,1 ppm, 378,4 ppm, 104 ppm, dan 13,3 ppm. Konsentrasi BTX dan hidrokarbon berat tersebut lebih besar dari standar minimum yang disyaratkan. Oleh karena itu, diperlukan pemasangan absorber untuk menyerap BTX dan hidrokarbon berat. Namun, kapasitas absorber akan jauh lebih kecil apabila dibandingkan dengan kondisi tanpa menurunkan suhu dan menginjeksikan oleh larutan EG.Kata kunci: DPCU; larutan etilena glikol; pembentukan hidrat; simulasi 
Analisis perubahan sistem kualitas udara Kota Yogyakarta pada masa pandemi COVID-19 Himawan Novianto; Muhammad Mufti Azis; Hilya Mudrika Arini
Jurnal Rekayasa Proses Vol 16, No 2 (2022)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.71888

Abstract

Beberapa penelitian membahas penurunan konsentrasi polutan udara selama masa pandemi COVID-19, namun belum banyak penelitian yang membahas kaitan antara variabel kualitas udara dan tingkat mobilitas masyarakat. Penelitian ini menyelidiki keterkaitan hubungan antara variabel polutan udara, faktor meteorologi, dan tingkat mobilitas masyarakat di Kota Yogyakarta. Fenomena hubungan sistem kualitas udara dan mobilitas masa pandemi COVID-19 tahun 2020 terbagi dalam dua periode: (a) Pembatasan Aktivitas (April s.d. Juli 2020) dan (b) Normal Baru (Agustus s.d. Desember 2020). Kualitas udara Kota Yogyakarta sebelum dan pada masa pandemi COVID-19 menunjukkan perbaikan, dari kategori Baik: 31,85% menjadi 90,37% ISPU (chi-square asymp.  sig.  < 0,05).   Polutan udara PM10, SO2, dan CO menurun sebesar 18%, 93%, dan 74%, sedangkan O3 meningkat sebesar 104% pada masa pandemi COVID-19 tahun 2020. Polutan udara primer PM10, SO2, dan CO berhubungan positif terhadap faktor meteorologi penyinaran matahari, tetapi berhubungan negatif terhadap polutan udara sekunder O3 serta faktor meteorologi suhu udara, kelembaban udara, curah hujan, dan kecepatan angin. Pembatasan aktivitas masyarakat di luar rumah secara umum menyebabkan perbaikan kualitas udara, di mana penurunan mobilitas transportasi menjadi variabel yang mempengaruhi penurunan polutan udara primer di Kota Yogyakarta. Pembatasan aktivitas mempengaruhi polutan udara sekunder, di mana kenaikan O3 terjadi ketika mobilitas dalam ruangan dan transportasi meningkat.