Separation of isopropyl alcohol–toluene mixtures by pervaporation using poly(vinyl alcohol) membrane Z.V.P. Murthy , Mrigash Kumar Shah Department of Chemical Engineering, Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology, India

MEMBRAN

Inhalan adalah zat yang mudah menguap, dihisap untuk menghasilkan efek psikoaktif

Pervaporasi Pemisahan suatu campuran dengan metode penguapan atau perubahan fase dari zat cair menjadi gas Keuntungan pervaporasi : 1. low cost 2. low energy 3. energy saving method 4. eco-friendly 5. ease-operation

Pemisahan secara pervaporasi: 1 Pemisahan secara pervaporasi: 1. proses dehidrasi campuran senyawa organik 2. pemisahan senyawa volatil dari campuran organik 3. pemisahan campuran-campuran organik Hal yang berpengaruh pada pervaporasi: 1. struktur membran 2. kemampuan difusi umpan 3. selektifitas

Skema pervaporasi

Membran Membran yang digunakan dalam pemisahan toluena: PVA (poly vinil alcohol) PDMS (poly dimethylsiloxane)

PVA ditemukan oleh Gesellschaft fur Trenntechnik of Germany tahun 1982 PVA merupakan membran yang non-toxic, larut dalam air, biodegradable, terdiri dari polimer yang sangat hidrofilik. PVA yang hidrofilik akan mengadsorbsi campuran. Komponen yang hidrofobik akan melewati membran menjadi retentat, sedangkan komponen yang hidrofobik akan melewati membran menjadi permeat

ISOPROPANOL : semipolar, hidrofilik, larut dalam air, retentat TOLUENA : Non-polar, hidrofobik, tak larut dalam air, permeat

TUJUAN Memisahkan senyawa toluena dari campuran isopropanol-toluena menggunakan metode pervaporasi dengan membran Poli(vinil) alkohol dalam berbagai keadaan konsentrasi umpan, suhu dan tekanan. Menguji pengaruh konsentrasi umpan, suhu dan tekanan terhadap flux dan selektifitas membran.

METODOLOGI ALAT Rangkaian alat pervaporasi Tangki umpan Pompa sirkulasi Pengatur suhu Kondensor Wadah penampung permeat 2. Rangkain alat distilasi Buret Klem Statif Labu erlenmeyer 3. Scanning electron microscopy (SEM) 4. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy

Bahan : Isopropanol-toluena Fenolftalein Kalium Hidroksida Membran Poli(vinil) alkohol

Campuran isopropanol-toluena Prosedur Campuran isopropanol-toluena -masukkan dalam tangki variasi konsentrasi 10-40%w.t -diamkan 30 menit agar membran mengalami kesetimbangan -panaskan umpan berdasarkan variasi suhu 35oC, 40oC, 45oC dan 50oC -Beri tekanan dengan variasi 4-12 psi -dipompa melalui pompa sirkulasi melewati membran PVA permeat Retentat -kondensasi melalui kondensor -tampung dalam wadah penampung -kembalikan ke tangki umpan secara cross-flow Toluena Umpan

Konsentrasi diketahui Toluena -tambah fenolftalein -titrasi dengan KOH Konsentrasi diketahui

Hasil dan Pembahasan Analisis FTIR Pada rentang 3600-3200 cm-1 terjadi garis yang besar, itu merupakan garis vibrasi dari ikatan intermolekuler hidrogen dan ikatan O-H. Pada rentang 3000-2850 cm-1 terjadi garis yang asimetris, yang merupakan garis vibrasi ikatan C-H. Sedangkan pada rentang 1260-1000 merupakan garis ikatan C- O

Analisis SEM

Efek variasi tekanan

Efek variasi suhu

Efek variasi konsentrasi umpan (pada T=40 C dan P=12 psi) Fluks akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi toluena dalam umpan. Hal ini dikarenakan semakin besar konsentrasi toluene dalam umpan maka akan terjadi kontak yang lebih banyak dari umpan dengan lapisan selektif pada membran.

Kesimpulan Senyawa toluena dapat dipisahkan dari campuran isopropanol-toluena menggunakan metode pervaporasi dengan membran Poli(vinil) alkohol dalam berbagai keadaan konsentrasi umpan, suhu dan tekanan Pengaruh konsentrasi umpan, suhu dan tekanan terhadap flux dan selektifitas membran teruji, yaitu semakin besar konsentrasi umpan maka flux semakin menurun dan selektifitas meningkat. Konsentrasi optimal yang didapat yaitu 10%. Suhu optimal yaitu pada 40 oC dan tekanan optimal yaitu pada 12 psi. Keadaan tersebut akan menghasilkan permeat paling banyak yaitu 78.16% toluena.

TERIMAKASIH