Simulasi CFD Karakteristik Hidrodinamika Fermentor Bioetanol

Penelitian ini bertujuan untuk untuk mempelajari karakteristik hidrodinamika dalam tangki fermentor bioethanol berbasis CFD menggunakan impeller jenis propeller serta mengetahui validasi dari hasil simulasi terhadap hasil eskperimen. Penelitian ini dilakukan pada tangki silinder dengan tutup bawah berbentuk cone dengan diameter 272 mm dan tinggi molasses adalah 158 mm. Pengaduk yang digunakan adalah propeller berdiameter 42,5 mm. Variabel kecepatan putar impeller yang digunakan untuk identifikasi pola alir adalah 275rpm, 375rpm, dan 475rpm. Sedangkan variabel kecepatan putar yang digunakan untuk pengamatan kontur konsentrasi adalah 700 rpm, 1000rpm, dan 1300rpm. Simulasi dilakukan menggunakan CFD FLUENT 17.1 dengan permodelan turbulensi k-ɛ standard dan kondisi transient. Setelah melakukan tahap pre-processing, solving, dan post-processing pada simulasi, kemudian data-data yang diperoleh dianalisa. Hasil simulasi yang diperoleh adalah : Pola aliran yang dihasilkan dari side entering impeller dengan jenis propeller adalah loop circulation, terbentuk pula pola aliran yang tidak stabil disekitar dinding tangki. Yang kedua adalah semakin cepat kecepatan putar impeller, semakin besar juga kecepatan pada setiap titik, dimana kecepatan cenderung tinggi di daerah dekat impeller serta daerah yang sejajar dengan arah masuk shaft. Kemudian semakin cepat kecepatan putar impeller maka akan semakin cepat mencapai keadaan yang homogen. Yang terakhir adalah simulasi yang telah dibuat dapat dikatakan realistis untuk menggambarkan proses eksperimen setelah melalui tahap validasi pola alir serta validasi distribusi kecepatan. ============================================================================================== The objective for this study is to investigate hydrodynamic characteristic in bioethanol fermenter with CFD method and use propeller, this study also validation the result of simulation and the result of experiment. The study is carried out in a conicle bottomed cylindrical vessel with diameter of 272 mm and molasses height of 158 mm. The type of agitator is marine propeller with diameter of 42,5 mm. The variable of stirring rotation speed for flow pattern identification are 275 rpm, 375 rpm, and 475 rpm. Then, the variable of stirring rotation for concentration countur are 700 rpm, 1000 rpm and 1300 rpm. This study was done based on simulation with CFD FLUENT 17.1 program with the k-ɛ standard turbulence model and modelled at transient condition. After doing pre-processing , solving and post-processing steps in simulation , then the result of this simulation is analyzed. The result of this experiment are : the flow pattern of this side entering impeller that use propeller is a loop circulation, beside that there are some unstable flow pattern around the tank wall. Second, the velocity at any point will increase as much as the stirring rotation speed increase, where the high velocity will be on area near the propeller. Then, the homogeneity of the solution will reach easier with the faster rotation of the impeller . Then, the fastest flow in this simulation is in area near the impeller. And the last, this simulation can be used to illustrate the process in the experiment after through the flow pattern validation process and also the velocity distribution validation process

Hidrogenasi Hidrotermal Katalitik Asam Oleat dengan Produksi Hidrogen secara in-situ Menggunakan Katalis NiO/y-Al2O3

Hydrogenation reaction is one of the most important reactions for the oleochemical industry to convert unsaturated fatty acids into saturated fatty acids and their derivatives. The need for large amounts of hydrogen in hydrogenation reactions will be a problem in terms of hydrogen availability and economy. Catalytic hydrothermal technology offers several advantages including the ability to produce hydrogen in-situ. The focus of this research is to evaluate the effect of metal charge addition on the catalyst, the effect of tin addition on NiO/y-Al2O3 catalyst and the effect of glycerol addition as a source of H2 production in-situ on the hydrogenation conversion of oleic acid. The catalyst was prepared by dry impregnation method. XRD, XRF and BET characterization of the catalysts confirmed the presence of Ni and Sn metals on the catalysts. Hydrogenation conversion in the reaction without glycerol using NiO/y-Al2O3 catalyst at 300oC for 6 hours did not show significant changes with the addition of metal loading. However, the addition of Sn metal increased the selectivity of in-situ H2 production used to hydrogenate oleic acid with a hydrogenation conversion of 36%. The addition of glycerol to the reactants also increased the hydrogenation conversion compared to the reaction without glycerol.Reaksi hidrogenasi adalah salah satu reaksi yang sangat penting bagi industri oleokimia untuk mengubah asam-asam lemak tak jenuh menjadi asam lemak jenuh dan turunannya. Kebutuhan hidrogen dalam jumlah besar pada reaksi hidrogenasi akan menjadi suatu masalah dalam hal ketersediaan hidrogen dan keekonomisannya. Teknologi hidrotermal katalitik menawarkan beberapa keuntungan diantaranya dapat memproduksi hidrogen secara in-situ. Fokus penelitian ini adalah untuk untuk mengevaluasi pengaruh penambahan muatan logam pada katalis, pengaruh penambahan timah pada katalis NiO/y-Al2O3 dan pengaruh penambahan gliserol sebagai sumber produksi H2 secara in-situ terhadap konversi hidrogenasi asam oleat. Katalis dibuat dengan metode impregnasi kering. Karakterisasi XRD, XRF dan BET pada katalis mengkonfirmasi keberadaan logam Ni dan Sn pada katalis. Konversi Hidrogenasi pada reaksi tanpa gliserol menggunakan katalis NiO/y-Al2O3 pada 300oC selama 6 jam tidak menunjukkan perubahan yang signifikan dengan penambahan muatan logam. Namun, penambahan logam Sn meningkatkan selektivitas produksi H2 in-situ yang digunakan untuk menghidrogenasi asam oleat dengan konversi hidrogenasi sebesar 36%. Penambahan gliserol pada reaktan juga meningkatkan konversi hidrogenasi dibandingkan dengan reaksi tanpa gliserol