SIMULASI DISTILASI BATCH BERBASIS
PEMROGRAMAN BERORIENTASI OBJ EK
TUGAS AKHIR
Diajukan Oleh:
ARISTARKHUS ANASITO NPM : 0934215006
Kepada
J URUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” J AWA TIMUR
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Tugas Akhir : SIMULASI DISTILASI BATCH SISTEM BINER BERBASIS PEMOGRAMAN BERORIENTASI OBJEK Nama Mahasiswa : ARISTARKHUS ANASITO
NPM : 0934215006
Program Studi : TEKNIK INFORMATIKA Jurusan : TEKNIK INFORMATIKA
Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Ir. NI KETUT SARI, M.T. WAHYU SYAIFULLAH J.S., S.KOM.
NIP / NPT. 19650731 199203 2001 NIP / NPT. 3 8608 10 0295 1
KETUA JURUSAN DEKAN
TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
Dr. Ir. NI KETUT SARI, M.T. Ir. BAMBANG WAHYUDI, MS
NIP / NPT. 19650731 199203 2001 NIP / NPT. 030 180 480
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
ABSTRAK
Simulasi distilasi batch dilakukan untuk efisiensi biaya dan waktu. Karena
dalam eksperimen distilasi batch memerlukan zat kimia yang banyak dengan hasil
percobaan yang belum pasti, sehingga dibutuhkan biaya yang banyak dan waktu
yang lama. Oleh karena itu dibutuhkanlah simulasi yang memudahkan untuk
memperoleh perkiraan komposisi kimia yang akan dilakukan percobaan. Dengan
menggunakan Visual Studio 2010 dengan menggunakan bahasa pemograman
C#.net, maka dapat dibuat halaman antar muka (User Interface) yang dapat
berjalan di Dekstop Windows dan hasil laporan dapat segera diketahui dan dapat
langsung dicetak.
Dalam penelitian ini metode yang dilakukan ialah dengan cara membuat
suatu aplikasi simulasi distilasi batch berbasis pemograman berorientasi objek.
Dari aplikasi simulasi distilasi batch ini kemudian akan dibandingkan dengan
simulasi distilasi batch yang telah dibuat dengan Matlab 6.1 dimana untuk
mendapatkan hasil simulasi berupa grafik, data yang diperoleh kemudian dibuat
grafik dengan menggunakan Microsoft Excel.
Hasil simulasi distilasi batch berbasis pemograman berorientasi objek ini
berupa profil Temperatur, Komposisi Liquida, dan Komposisi Uap dapat langsung
dilihat dan di cetak dari aplikasi yang dibuat ini.
ii
KATA PENGANTAR
Dengan menguc ap syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, atas Kasih
KaruniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan Judul :
SIMULASI DISTILASI BATCH BERBASIS PEMOGRAMAN
BERORIENTASI OBJ EK.
Tujuan disusun Tugas Akhir ini adalah untuk menyelesaikan Program
Strata Satu (S1) pada Program Studi Teknik Informatika, Jurusan Teknik
Informatika, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur. Selain itu, juga untuk menerapkan ilmu pengetahuan yang
didapat oleh penulis selama menimba ilmu di perkuliahan.
Terselengaranya Tugas akhir ini juga berkat bantuan dan dukungan dari
berbagai pihak, baik secara material maupun secara spiritual. Tak lupa penulis
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah
membantu hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Ucapan terimakasih ini
penulis berikan kepada :
1. Tuhan Yesus Kristus, sebagai Tuhan dan Juru Selamat yang sudah
memberikan kasihNya dan KaruniaNya yang telah memberikan
kesempatan kepada penulis untuk berkuliah dan dapat menyelesaikan
perkuliahan hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. “ Thanks Jesus,
You are my God and my every thing”.
2. Kedua orang tua saya, Purbojo Djojowasito Jatiman dan Susana
Karuniawati yang paling saya cintai. Terimakasih atas semua doa dan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
dukungan sehingga penulis dapat berkuliah dan dapat menyelesaikan
perkuliahan dengan terselesainya Skripsi ini. “Terimakasih Papa,
Terimakasih Mama. Terimakasih untuk semuanya”.
3. Kakak saya yang terkasih, Petry Purenia, S. Kom, M. T. Terimakasih
untuk mau jadi tempat cerita yang terimakasih untuk dukungannya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Teguh Santoso, M.P. Selaku Rektor Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.
5. Bapak Ir. Sutiyono, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri.
6. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika.
7. Ibu Dr. Ir. Ni Ketut Sari, M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan selama penulis mengerjakan
Tugas Akhir ini hingga selesai.
8. Bapak Wahyu S., S.Kom. selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan selama penulis mengerjakan
Tugas Akhir ini hingga selesai.
9. Teman-teman Teknik Informatika Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Jawa Timur yang telah bersama-sama menimba ilmu.
10.Teman-teman Pemuda GBT. Bethlehem yang telah memberikan dukungan
kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11.Terimakasih kepada semua pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu, yang telah memberika dukungannya selama penulis
iv
Semoga Tuhan Yesus memberikan Kasih dan KaruniaNya untuk anda
semua. Amin. Terimakasih.
Surabaya, 25 Desember 2011
Penulis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
DAFTAR ISI
1.6. Metodologi Penelitian ... 3
1.7. Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1. Sifat Fisika dan kegunaan Aseton – n-Butanol – Etanol ... 6
2.2. Tinjauan Thermodinamika dalam Mengevaluasi Kesetimbangan Fasa ... 7
2.2.1. Perhitungan Temperature Bubble ... 7
2.2.2. Metoda Distilasi Batch pada Sistem Terner ... 9
2.3. Pemograman Berorientasi Objek ... 12
BAB III METODA PENELITIAN ... 17
3.1. Simulasi Sistem Biner ... 17
3.1.1. Simulasi Sistem Biner Etanol – Air ... 21
3.1.2. Simulasi Sistem Biner Aseton – n-Butanol ... 22
3.1.3. Simulasi Sistem Biner Aseton – Etanol ... 23
3.1.4. Simulasi Sistem Biner n-Butanol – Etanol ... 24
3.2. Simulasi Sistem Terner ABE ... 25
3.3. Perancangan Sistem ... 27
3.3.1. Deskripsi Umum Sistem ... 27
vi
3.3.3. Activity Diagram ... 29
3.3.4. Sequence Diagram ... 33
3.3.5. Class Diagram ... 35
3.4. Analisa Kebutuhan... 37
3.4.1. Perancangan Antar Muka ... 37
3.4.1.1. Halaman Memasukkan Data Kompsisi Larutan Dua Elemen.. 37
3.4.1.2. Halaman Memasukkan Data Kompsisi Larutan Tiga Elemen . 39 3.4.2. Halaman Laporan ... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 41
4.1. Proses Pembuatan Program ... 41
4.1.1. Pemanggilan Fungsi Class Sebagai Obyek ... 41
4.1.2. Source Code Rumus ... 42
4.1.3. DataSet ... 45
4.1.4. CrystalReport ... 48
4.1.5. CrystalReportViewer ... 49
4.2. User Interface (Tatapan Antar Muka) ... 51
4.2.1. User Interface Dua Elemen ... 51
4.2.2. User Interface Tiga Elemen ... 53
4.3. Halaman Laporan... 54
4.4. Hasil Laporan Simulasi Distilasi Batch ... 55
4.3.1. Sistem Biner ... 55
4.3.2. Sistem Terner ABE ... 59
BAB V UJI COBA DAN EVALUASI PROGRAM ... 63
5.1. Uji Coba Memasukkan Data Simulasi ... 63
5.2. Uji Coba Validasi Data ... 65
5.3. Uji Coba Perubahan Data Simulasi ... 66
5.4. Uji Coba Laporan ... 69
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
DAF TAR GAMBAR
Gambar 2. 1. Sketsa aliran distilasi batch sederhana (Henley and Seader, 1998) 10
Gambar 3. 1. Flowchart untuk perhitungan BUBL T... 18
Gambar 3. 2. Flowchart distilasi batch sederhana dengan Metoda Euler ... 20
Gambar 3. 3. Proses Bisnis Simulasi Distilasi Batch ... 27
Gambar 3. 4. Use Case Diagram ... 28
Gambar 3. 5. Activity Diagram “Memasukkan Nilai Umpan”... 29
Gambar 3. 6. Activity Diagram “Memproses Data” ... 30
Gambar 3. 7. Activity Diagram “Melihat Laporan” ... 31
Gambar 3. 8. Activity Diagram “Mencetak Laporan” ... 32
Gambar 3. 9. Sequence Diagram “Memasukkan Nilai Umpan” ... 33
Gambar 3. 10. Sequence Diagram “Memproses Data” ... 33
Gambar 3. 11. Sequence Diagram “Melihat Laporan” ... 34
Gambar 3. 12. Sequence Diagram “Mencetak Laporan” ... 34
Gambar 3. 13. Class Diagram Simulasi Distilasi Batch ... 35
Gambar 3. 14. Antar Muka Dua Elemen... 37
Gambar 3. 15. Antar Muka Tiga Elemen ... 39
Gambar 3. 16. Format Laporan Hasil Simulasi ... 40
Gambar 4. 1. Tabel pada DataSet ... 46
Gambar 4. 2. Desain Laporan Dua Elemen ... 48
Gambar 4. 3. Desain Laporan Dua Elemen ... 48
Gambar 4. 4. CrystalReportViewer pada Form ... 49
Gambar 4. 5 User Interface Dua Elemen ... 51
Gambar 4. 6. Radio Button Dua Elemen ... 52
Gambar 4. 7. User Interface Dua Elemen ... 53
Gambar 4. 8. Laporan Dalam Bentuk Tabel ... 54
Gambar 4. 9. Laporan Dalam Bentuk Grafik ... 55
Gambar 4. 10. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan Koefisian Aktifitas ... 55
viii
Gambar 4. 12. Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan
Koefisian Aktifitas ... 57
Gambar 4. 13. Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa Koefisian Aktifitas ... 57
Gambar 4. 14. Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan Koefisian Aktifitas ... 58
Gambar 4. 15. Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa Koefisian Aktifitas ... 58
Gambar 4. 16. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ... 59
Gambar 4. 17. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas ... 60
Gambar 4. 18. Profil Komposisi uap di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ... 60
Gambar 4. 19. Profil Komposisi uap di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas ... 61
Gambar 4. 20. Profil Temperatur di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas ... 61
Gambar 4. 21. Profil Temperatur di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas ... 62
Gambar 5. 1. Kontrol Tab Jumlah Elemen... 63
Gambar 5. 2. Pilih Jenis Komposisi Larutan ... 64
Gambar 5. 3. Input Data Dua Elemen ... 64
Gambar 5. 4. Input Data Tiga Elemen ... 65
Gambar 5. 5. Peringatan Karena Data Yang Tidak Valid ... 65
Gambar 5. 6. Peringatan Karena Data Yang Tidak Valid ... 66
Gambar 5. 7. Hapus Baris Data ... 67
Gambar 5. 8. Hapus Baris Data ... 67
Gambar 5. 9. Ubah Data ... 68
Gambar 5. 10. Ubah Data ... 68
Gambar 5. 11. Proses Simulasi ... 69
Gambar 5. 12. Proses Simulasi ... 69
Gambar 5. 13. Halaman Laporan ... 70
Gambar 5. 14. Laporan Dalam Bentuk Tabel ... 70
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
x
DAF TAR TABEL
Tabel 2. 1. Sifat Fisika Aseton, n-Butanol, Etanol ... 6
Tabel 3. 1. Komposisi Umpan Sistem Biner Etanol – Air ... 21
Tabel 3. 2. Parameter Antoine Sistem Biner Etanol – Air ... 22
Tabel 3. 3. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – n-Butanol ... 22
Tabel 3. 4. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – n-Butanol ... 23
Tabel 3. 5. Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – Etanol ... 23
Tabel 3. 6. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – Etanol ... 24
Tabel 3. 7. Komposisi Umpan Sistem Biner n-Butanol – Etanol ... 24
Tabel 3. 8. Parameter Antoine Sistem Biner n-Butanol – Etanol ... 25
Tabel 3. 9. Komposisi Umpan Sistem Terner ABE ... 26
Tabel 3. 10. Parameter Antoine Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol ... 26
Tabel 4. 1. Field pada tabel DuaElemenDataTable ... 47
Tabel 4. 2. Field pada tabel DuaElemenDataTable ... 47
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belaka ng
Distilasi batch adalah suatu proses pemisahan suatu komponen dari
campurannya yang didasarkan pada perbedaan titik didih atau tekanan uap murni
masing-masing komponen dengan menggunakan panas sebagai tenaga pemisah.
Proses pemisahan pada operasi distilasi terjadi karena adanya perpindahan massa
akibat kontak antar fasa uap dengan fasa cairannya. Jika kontak antar fasa
dibiarkan berlangsung dalam waktu relative cukup, maka sistem akan
dimungkinkan berada dalam keseimbangan. Setelah keseimbangan tercapai, uap
segera dipisahkan dari cairannya dan dikondensasikan membentuk
embunan/distilat. Di industri, proses distilasi sering kita jumpai pada industri
pengilangan minyak bumi, pemurnian minyak atsiri, produksi etanol.
Dalam bidang industri umumnya menggunakan sistem multikomponen.
Sedangkan jika menggunakan sistem terner ABE (Aseton-Butanol-Etanol) dengan
distilasi batch sederhana dilakukan secara simulasi dan sederhana dalam skala
laboratorium secara ujicoba. Hasil dari pemisahan sistem terner ABE
(Aseton-Butanol-Etanol) menjadi komposisi lebih murni dari komposisi awal mempunyai
nilai ekonomis tinggi.
Mahasiswa teknik kimia dalam melakukan perhitungan distilasi batch
sering menggunakan perhitungan secara manual dikarenakan belum adanya
komposisi liquida, dan komposisi uap. Program sebelumnya mengunakan Matlab
6.1 untuk memperoleh hasil langkah yang dilakukan cukup panjang.
Langkah-langkah tersebut ialah membawa hasil perhitungan Matlab 6.1 dibawa ke
Microsoft Excel untuk dirubah ke bentuk grafik, setelah itu grafik tersebut dibawa
ke Microsoft Word untuk dapat dicetak laporan hasil simulasi. Dengan
menggunakan bahasa program C#.net dapat dengan mudah memasukkan data
komposisi umpan dan hasil yang diperoleh dapat langsung dilihat dan dicetak.
Hasil yang diperoleh pada penelitian ini di validasi dengan disertasi RK-3311
“Penentuan Peta Kurva Residu Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol
Dengan Distilasi Batch Sederhana” (Sari, 2007)
1.2. Per umusan Masalah
Permasalahan dari Tugas Akhir ini ialah
a. Mendesain suatu user interface / tatapan antar muka yang memudahkan
mendapatkan hasil profil distilasi batch.
b. Membuat suatu aplikasi yang menggunakan bahasa pemograman C#.net
dengan memasukkan data umpan untuk mendapatkan hasil profil temperatur,
komposisi liquida, komposisi uap.
1.3. Batasan Masalah
Dari Permasalahan yang telah disebutkan diatas, maka batasan-batasan
masalah dalam Tugas Akhir ini, ialah:
a. Dalam penelitian simulasi distilasi batch ini larutan yang digunakan berupa
larutan ideal, koefisien aktifitas sama dengan 1(satu).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
b. Hasil simulasi bukan dalam bentuk grafik 3Dimensi dan peta kurva residu
melainkan kurfa kartesius.
1.4. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini ialah untuk memperoleh profil temperatur,
komposisi liquida, dan komposisi uap dengan cara yang mudah tanpa menunggu
terlalu lama. Ketika data sudah di proses, maka hasil berupa data dalam bentuk
tabel dan Grafik sudah dapat langsung dilihat.
1.5. Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah
a. Mempermudah bagi para pengguna yang ingin melakukan melakukan
percobaan sebenarnya, untuk mendapatkan perkiraan hasil percobaan
sebenarnya dengan melakukan simulasi terlebih dahulu.
b. Mempermudah dalam memasukkan data umpan simulasi dan untuk
mendapatkan hasil dari simulasi tersebut.
1.6. Metodologi Penelitian
Metodologi pembuatan Tugas Akhir ini dibagi menjadi :
a. Studi Teori literatur.
Mempelajari konsep atau metode yang telah diterapkan diatas dan juga
mencari referensi metode lain sehingga dapat dijadikan panduan untuk
b. Survey atau Pengumpulan Data.
Setelah mempelajari teori maka dilanjutkan dengan mempelajari hasil dari
percobaan Distilasi Batch yang telah dilakukan, sehingga dapat mengetahui
hasil simulasi yang dapat mempermudah untuk menentukan komposisi yang
dikehendaki untuk dilakukan percobaan sebenarnya.
c. Analisis dan Perancangan Aplikasi
Pada tahap analisis dan perancangan aplikasi ini dilakukan analisa dan
rancangan awal dari aplikasi yang akan dibuat untuk kemudian ditentukan
langkah selanjutnya.
d. Pembuatan Aplikasi
Pada tahap ini dilakukan pembuatan sistem yang sesungguhnya, setelah
sebelumnya dilakukan tahap analisa dan perancangan sistem sesuai dengan
yang telah direncanakan.
e. Pengujian Aplikasi
Pada tahap pengujian program ini merupakan tahap analisa dan perancangan
sistem sesuai dengan yang telah direncanakan.
1.7. Sistematika Penulisan
Laporan Tugas Akhir ini akan dibagi menjadi beberapa bab, yaitu:
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang deksripsi umum dalam penyusunan Skripsi yang
meliputi Latar Belakang, Perumusan Masalah, Batasan Masalah,
Tujuan, Manfaat, Metodologi Penilitian, dan Sistematika
Penulisan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Berisi teori-teori, studi literatur dan konsep-konsep yang terkait
tentang penyelesaian suatu masalah atau perumusan masalah
yang diambil dalam penyusunan Skripsi.
BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM
Berisi tentang analisa dan perancagan dari sistem aplikasi ang
akan dibangun meliputi desain masukkan (input), desain
keluaran (output), serta desain antarmuka (interface) yang
nantinya akan dipakai oleh sistem aplikasi.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang implementasi sistem aplikasi secara keseluruhan
mulai dari implementasi data yang diperlukan hingga laporan
dari Simulasi Distilasi Batch yang keluar.
BAB V UJI COBA DAN EVALUASI
Membahas tentang ujicoba dan evaluasi dari program yang
dibuat.
BAB VI PENUTUP
Berisi kesimpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir ini
6
BAB II
TINJ AUAN PUSTAKA
2.1. Sifat Fisika dan kegunaan Aseton – n-Butanol – Etanol
Aseton merupakan senyawa keton yang berupa liquid tak berwarna,
mudah terbakar dan larut dalam air serta pelarut organik. n-Butanol merupakan
liquid tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar, larut dalam air dan
memiliki bau yang khas. Etanol merupakan liquid yang mudah terbakar, cepat
teroksidasi di dalam tubuh dan tidak terakumulasi didalam tubuh. Sifat fisika
ketiga senyawa tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2. 1. Sifat Fisika Aseton, n-Butanol, Etanol
Sifat Fisika
Specific grafity (20 oC), kg/m3 0,001316 0,001229 0,001256
Specific heat (20 oC), J/g.K 151,01 2,33 2,42
Panas penguapan, J/g 1690,13 591,2 839,31
Panas pembentukan, J/g 14403,8 125 104,6
Panas pembakaran, J/g 103789,0 2674 29676,69
Suhu kritis, oC 235 289,9 240,8
Tekanan uap (20 oC), kg/cm3 24,74 0,64 5,78
Tekanan kritis, kg/cm3 47,93 45,07 62,68
Sumber : Prausnitz dkk., 2001 dan Hysis versi 3.1
Kegunaan aseton dalam industri kimia antara lain sebagai bahan kimia
pembuatan methyl isobuthyl ketone, methyl isobuthyl carbiol, bisphenol butanol
solvent untuk kalium iodida dan permangant, industri cat dan pernis. Kegunaan
n-Butanol dalam industri kimia sebagai plasticizer, resin dan pelapis, bahan
pembuatan ester, dehydration agent dan pembuatan ditergent. Kegunaan etanol
dalam industri kimia sebagai solvent untuk resin, lemak, asam lemak, minyak,
hidrokarbon dan hidroksida, medium ekstraksi, bahan kosmetik, bahan farmasi,
pertumbuhan yeast dan pembuatan acetaldehyde, asam asetat, ethylene, bahan
pewarna dan bahan ditergent. Bahan campuran aseton-butanol sangat potensial
digunakan sebagai bahan bakar penganti minyak bumi. Selama ini, ABE
diproduksi dengan proses petrokimiawi dengaa menggunakan bahan baku turunan
minyak bumi yang semakin lama semakin mahal. Sebagai bahan bakar, ABE
cukup potensial karena panas pembakarannya cukup tinggi.
2.2. Tinjauan Ther modinamika dalam Mengevaluasi Kesetimbangan Fasa
2.2.1. Per hitungan Temper atur e Bubble
Prosedur iterasi untuk mencari temperature bubble yaitu mencari harga
temperatur jenuh dari komponen murni pada P (Prausnitz dkk, 2001).
=
− log −
dimana A, B, C adalah konstanta Antoine untuk spesies I, untuk semua estimasi
awal.
(2) =
Untuk i = 1, 2, 3.
Harga T sebagai awal akan digunakan untuk mengetahui tekanan uap jenuh suatu
zat yang akan diestemasi dengan persamaan Antoine.
log( ) = −
−
Untuk i = 1, 2, 3.
Mencari tekanan uap jenuh untuk komponen-1 :
= + +
= −
= − ∑
Untuk j = 2, 3.
Sedangkan harga T baru dicari menurut persamaan :
=
− log −
Kemudian mencari kesalahan antara T baru dengan T awal dengan persamaan :
( − )
Konstanta kesetimbangan antara fase uap dan fase liquid didefinisikan sebagai
berikut :
= = .
2.2.2. Metoda Distilasi Batch pada Sistem Ter ner
Distilasi batch dapat dibagi menjadi 4 (empat) bagian yaitu:
1. Distilasi diferensial.
2. Rektifikasi batch.
- Rektifikasi batch dengan komposisi distilat konstan dan variabel refluks.
- Rektifikasi batch dengan variabel komposisi distilat dan refluks konstan.
3. Striping batch.
4. Distilasi batch kompleks.
Dalam hal ini yang dibahas pada penelitian yang dilakukan adalah distilasi
diferensial atau distilasi sederhana. Distilasi diferensial dengan metoda rigorous
menggunakan model Differential-Algebraic-Equations (DAEs), dimana
penyelesaian modelnya menggunakan bahasa C#.Net.
Adapun asumsi yang digunakan untuk distilasi diferensial sebagai berikut:
- Tidak ada tray, packing dan refluks.
- Merupakan single equilibrium stage.
- Liquida tercampur sempurna.
- Total kondensor, yD=xD.
- Untuk menghitung komposisi uap menggunakan bubble-point temperatur.
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15) Menurut Rayleigh (1902), distilasi diferensial biasanya dilakukan
secarabatch dalam bejana distilasi,uap yang terbentuk segera diembunkan dan
distilasi yang terjadi dipisahkan dari liquida yang tertinggal dalam bejana (residu).
Karena uap akan lebih banyak mengandung komponen yang lebih volatile maka
kadar residu yang lebih volatile makin lama makin kecil, dapat digambarkan
sebagai berikut :
Gambar 2. 1. Sketsa aliran distilasi batch sederhana (Henley and Seader, 1998)
Pengurangan kecepatan aliran dalam still-pot = kecepatan aliran keluar.
(16) Dalam pemisahan sistem ternet, diasumsikan bahwa liquida bercampur sempurna
dimana = dan = , , maka persamaan dibawah ini ditulis berikut
Didefinisikan dimensionless waktu ( ) adalah sebagai berikut :
= ln
Dimana, = bilangan tak berdimensi yang tergantung pada waktu
Persamaan (16) disubstitusi ke dalam Persamaan (15), sehingga diperoleh
Persamaan (17).
(22)
(23)
(24) Persamaan (17) merupakan Model Differential-Algebraic-Equations (DAEs)
untuk distilasi batch sederhana sistem ternet, dengan asumsi tidak membentuk dua
phase liquida.
Persamaan (17) telah ditulis oleh Doherty dan Perkins (1978) sebagai berikut :
= −
( − )
Dengan forward-finite-difference, dari Persamaan (17) akan diperoleh komposisi
liquida di bottom sebagai fungsi ∆ , sehingga didapat Persamaan (19)
sedangkan komposisi uap dihitung mengggunakan Persamaan BUBL T
(Prausnitz, 2001).
2.3. Pemogr aman Ber or ientasi Objek
Program yang baik ialah program yang dapat berkembang dari waktu ke
waktu. Dengan tujuan pengembangan program itu dan perkembangan metode
pembuatan program oleh karena itu Tugas Akhir ini mengunakan metode
pemograman yang diterapkan akhir-akhir ini yaitu Pemorgaman Berorientasi
Objek. Selain mudah dikembangkan diwaktu yang akan datang, perangkat lunak
yang menggunakan metode Pemograman berorientasi Objek ini memiliki
keuntungan yang lain yaitu dalam 1 projek perangkat lunak dapat menggunakan
bermacam-macam bahasa pemograman yang mendukung Pemograman
Berorientasi Objeck, misalnya C#.Net, VB.Net, dsb. (Novak, 2010)
Kelas adalah kumpulan atas definisi data dan fungsi-fungsi dalam suatu
unit untuk suatu tujuan tertentu. Sebuah class adalah dasar dari modularitas dan
struktur dalam pemrograman berorientasi object. Sebuah class secara tipikal
sebaiknya dapat dikenali oleh seorang non-programmer sekalipun terkait dengan
domain permasalahan yang ada, dan kode yang terdapat dalam sebuah class
sebaiknya (relatif) bersifat mandiri dan independen (sebagaimana kode tersebut
digunakan jika tidak menggunakan OOP). Dengan modularitas, struktur dari
sebuah program akan terkait dengan aspek-aspek dalam masalah yang akan
diselesaikan melalui program tersebut. Cara seperti ini akan menyederhanakan
pemetaan dari masalah ke sebuah program ataupun sebaliknya.
Objek adalah membungkus data dan fungsi bersama menjadi suatu unit
dalam sebuah program komputer; objek merupakan dasar dari modularitas
dan struktur dalam sebuah program komputer berorientasi objek.
Abstraksi adalah Kemampuan sebuah program untuk melewati aspek
informasi yang diproses olehnya, yaitu kemampuan untuk memfokus pada inti.
Setiap objek dalam sistem melayani sebagai model dari "pelaku" abstrak yang
dapat melakukan kerja, laporan dan perubahan keadaannya, dan berkomunikasi
ini diterapkan. Proses, fungsi atau metode dapat juga dibuat abstrak, dan beberapa
teknik digunakan untuk mengembangkan sebuah pengabstrakan.
Enkapsulasi adalah memastikan pengguna sebuah objek tidak dapat
mengganti keadaan dalam dari sebuah objek dengan cara yang tidak layak; hanya
metode dalam objek tersebut yang diberi izin untuk mengakses keadaannya.
Setiap objek mengakses interface yang menyebutkan bagaimana objek lainnya
dapat berinteraksi dengannya. Objek lainnya tidak akan mengetahui dan
tergantung kepada representasi dalam objek tersebut.
Polimorfisme melalui pengiriman pesan. Tidak bergantung kepada
pemanggilan subrutin, bahasa orientasi objek dapat mengirim pesan; metode
tertentu yang berhubungan dengan sebuah pengiriman pesan tergantung kepada
objek tertentu di mana pesa tersebut dikirim. Contohnya, bila sebuah burung
menerima pesan "gerak cepat", dia akan menggerakan sayapnya dan terbang. Bila
seekor singa menerima pesan yang sama, dia akan menggerakkan kakinya dan
berlari. Keduanya menjawab sebuah pesan yang sama, namun yang sesuai dengan
kemampuan hewan tersebut. Ini disebut polimorfisme karena sebuah variabel
tungal dalam program dapat memegang berbagai jenis objek yang berbeda selagi
program berjalan, dan teks program yang sama dapat memanggil beberapa metode
yang berbeda di saat yang berbeda dalam pemanggilan yang sama. Hal ini
berlawanan dengan bahasa fungsional yang mencapai polimorfisme melalui
penggunaan fungsi kelas-pertama.
Dengan menggunakan OOP maka dalam melakukan pemecahan suatu
masalah kita tidak melihat bagaimana cara menyelesaikan suatu masalah tersebut
(terstruktur) tetapi objek-objek apa yang dapat melakukan pemecahan masalah
tersebut. Sebagai contoh anggap kita memiliki sebuah departemen yang memiliki
manager, sekretaris, petugas administrasi data dan lainnya. Misal manager
tersebut ingin memperoleh data dari bag administrasi maka manager tersebut tidak
harus mengambilnya langsung tetapi dapat menyuruh petugas bag administrasi
untuk mengambilnya. Pada kasus tersebut seorang manager tidak harus
mengetahui bagaimana cara mengambil data tersebut tetapi manager bisa
mendapatkan data tersebut melalui objek petugas administrasi. Jadi untuk
menyelesaikan suatu masalah dengan kolaborasi antar objek-objek yang ada
karena setiap objek memiliki deskripsi tugasnya sendiri.
Dalam pembuatan aplikasi simulasi distilasi batch ini digunakan pembuat
program dan bahasa yang digunakan untuk membuat program tersebut.
Visual Studio 2010 – merupakan sebuah pembuat perangkat lunak
(Software Maker) yang dikeluarkan oleh salah satu perusahaan perangkat lunak
komputer terbesar didunia yaitu Microsoft. Keuntungan dari Visual Studio 2010
ini ialah sudah menganut .net Framework 4.0 dan banyak bahasa yang bisa
digunakan untuk membuat perangkat lunak tersebut, misalnya C#.Net, VB.Net,
dan lain sebagainya.
Microsoft .NET Framework (dibaca Microsoft Dot Net Framework) atau
lebih dikenal dengan singkatan dot net merupakan sebuah perangkat
lunak kerangka kerja yang berjalan utamanya pada sistem operasi Microsoft
Windows, saat ini .NET Framework umumnya telah terintegrasi dalam distribusi
lebih baru). Kerangka kerja ini menyediakan sejumlah besar pustaka
pemrograman komputer dan mendukung beberapa bahasa pemrograman serta
interoperabilitas yang baik sehingga memungkinkan bahasa-bahasa tersebut
berfungsi satu dengan lain dalam pengembangan sistem.
BAB III
METODA PENELITIAN
3.1. Simulasi Sistem Biner
Simulasi sistem biner yang diteliti menggunakan metoda rigorous dengan
model DEAs seperti yang telah diuraikan pada BAB 2, dimana penyelesaian
modelnmya menggunakan persamaan numerik yaitu metoda Euler dengan
menggunakan bahasa C# .Net. Profil simulasi sistem biner yang diteliti adalah :
1. Profil temperatur terhadap dimensionless waktu.
2. Profil komposisi liquida di bottom terhadap dimensionless waktu.
3. Profil komposisi uap di bottom terhadap dimensionless waktu.
Asumsi yang digunakan pada simulasi sistem biner dengan distilasi batch
sederhana :
1. Kolom beroperasi dalam keadaan atmosperik yaitu tekanan 1 Bar.
Gambar 3. 1. Flowchart untuk perhitungan BUBL T
Algoritma Perhitungan BUBL T :
1. Memasukkan harga, komposisi umpan komponen-i ( ), tekanan (P), data
parameter Antoine (A, B, C).
2. Menghitung harga temperatur uap jenuh komponen-i ( ) dengan
persamaan Antoine, kemudian dilanjutkan menghitung temperatur (T).
3. Menghitung harga koefisien aktivitas komponen-i ( ) dengan persamaan
Antoine.
4. Identify species j, dengan menghitung tekanan uap jenuh komponen-1 ( )
menggunakan persamaan modifikasi Hukum Raoult.
5. Menghitung harga temperatur baru (T) dengan persamaan Antoine.
6. Menormalisasi temperatur baru dengan temperatur awal, apabila memenuhi
syarat sesuai dengan kesalahan yang kita tetapkan, maka program dilanjutkan.
Jika tidak memenuhi, kembali menghitung harga temperatur uap jenuh (T).
7. Hitung disilat komponen-i ( ) .
8. Print komposisi uap distilat komponen-i ( ), dan temperatur komponen-i
Gambar 3. 2. Flowchart distilasi batch sederhana dengan Metoda Euler
Algoritma Distilasi Batch Sederhana dengan Metoda Euler :
1. Memasukkan harga, jumlah dimensionless waktu (N), incremen dimensionless
waktu ( ∆ ), komposisi umpan komponen-i ( ).
2. Menghitung harga komposisi liquida di bottom komponen-i ( ) fungsi pada
saat awal dengan forward-finite-difference.
3. Menghitung harga temperatur baru (T) fungsi dengan persaman Antoine.
4. Menghitung harga komposisi uap di distilat komponen-i ( ) fungsi pada
saat awal dengan persamaan BUBL T.
5. Ulangi langkah 2 sampai langkah 4 sebanyak 350 kali.
6. Print komposisi liquida di bottom komponen-i ( ), komposisi uap di distilat
komponen-i ( ) , dan temperatur komponen-i ( ).
3.1.1. Simulasi Sistem Biner Etanol – Air
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 1. Komposisi Umpan Sistem Biner Etanol – Air
Run
Untuk menghitung tekanan uap jenuh digunakan persamaan Antoine, data
parameter Antoine seperti tabel dibawah ini, dimana suhu (T) dalam satuan K dan
Tabel 3. 2.Parameter Antoine Sistem Biner Etanol – Air
3.1.2. Simulasi Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti dan profil tidak saling berhimpitan seperti data
dibawah ini.
Tabel 3. 3.Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Run
Data parameter Antoine sistem biner Aseton – n-Butanol ditunjukan pada
tabel dibawah ini.
Tabel 3. 4. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – n-Butanol
Komponen
Par ameter Antoine
A B C
Aseton 4.2184 1197.01 228.06
n-Butanol 4.6493 1395.14 182.739
Sumber : Prausnitz, 2001
3.1.3. Simulasi Sistem Biner Aseton – Etanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 5.Komposisi Umpan Sistem Biner Aseton – Etanol
Run
Data parameter Antoine sistem biner Aseton – n-Butanol ditunjukan pada
Tabel 3. 6. Parameter Antoine Sistem Biner Aseton – Etanol
3.1.4. Simulasi Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Komposisi umpan yang digunakan dipilih beberapa data untuk
memperoleh profil yang diteliti seperti Tabel dibawah ini.
Tabel 3. 7. Komposisi Umpan Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Run
Data parameter Antoine sistem biner n-Butanol – Butanol ditunjukan pada
tabel dibawah ini.
Tabel 3. 8. Parameter Antoine Sistem Biner n-Butanol – Etanol
Komponen
Par ameter Antoine
A B C
n-Butanol 4.6493 1395.14 182.739
Etanol 5.3365 1648.22 230.918
Sumber : Prausnitz, 2001
3.2. Simulasi Sistem Ter ner ABE
Simulasi sistem terner ABE secara distilasi batch sederhana menggunakan
metoda rigorous dengan model DEAs seperti yang telah diuraikan pada BAB 2,
dimana penyelesaian modelnya menggunakan persamaan numerik yaitu metoda
Euler dengan menggunakan bahasa C#.net.
Adapun simulasi sistem terner ABE adalah sebagai berikut :
1. Perkiraan kesetimbangan fasa uap-cair untuk = 1, diasumsikan larutan ideal.
2. Perhitugan BUBL T.
3. Perhitungan komposisi liquida di bottom.
Asumsi yang digunakan pada simulasi sistem terner ABE sama dengan
simulasi sistem biner. Dalam menentukan komposisi umpan sistem ternet ABE
dilakukan secara acak kuran lebih 24 run, kemudian dipilin 7 run yang mewakili
seperti tabel dibawah ini. Dimana kurva yang dihasilkan tidak saling berhimpitan,
sehingga dari kurva yang diperoleh bisa mewakili pa yang akan ditinjau dan
Tabel 3. 9. Komposisi Umpan Sistem Terner ABE
Untuk menghitung tekanan uap jenuh digunakan persamaan Antoine, data
parameter Antoine seperti tabel dibawah ini, dimana suhu (T) dalam satuan K dan
tekanan uap jenuh (Psat) dalam satuan Bar.
Tabel 3. 10.Parameter Antoine Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol
Komponen Par ameter Antoine
A B C
Aseton 4.2184 1197.01 228.06
n-Butanol 4.6493 1395.14 182.739
Etanol 5.3365 1648.22 230.918
Sumber : Prausnitz, 2001
3.3. Per ancangan Sistem
Pada bab ini akan menjelaskan mengenai proses desain dari sistem yang
akan dibuat.
3.3.1. Deskr ipsi Umum Sistem
Secara umum, proses bisnis yang terjadi dalam aplikasi ini dapat
dijelaskan melalui diagram berikut :
Gambar 3. 3. Proses Bisnis Simulasi Distilasi Batch
Penjelasan Diagr am Diatas :
User disini ialah mahasiswa yang akan melakukan percobaan Distilasi
Batch.
Sebelum melakukan percobaan yang sebenarnya di laboratorium kimia,
mahasiswa dapat melakukan simulasi percobaan distilasi batch untuk menentukan
komposisi dari elemen. Sehingga hasil dari percobaan yang akan dilakukan dapat
3.3.2. Use Case Diagram
Pada aplikasi Simulasi Distilasi Batch ini, terdapat 4 proses yang terjadi.
Proses tersebut ialah :
1. Pengguna dapat memasukkan nilai umpan simulasi.
2. Pengguna menjalankan perintah untuk memproses data dari nilai
umpan yang dimasukkan.
3. Pengguna dapat melihat laporan hasil dari nilai umpan yang diproses.
4. Pengguna dapat mencetak laporan yang hasil proses data.
3.3.3. Activity Diagram
Act ivit y Diagram “ M emasukkan Nilai Umpan”
Sistem
Gambar 3. 5. Activity Diagram “Memasukkan Nilai Umpan”
Dalam activity diagram memasukkan nilai umpan, setelah program
dijalankan ialah pengguna harus memilih jumlah elemen yang akan dilakukan
simulasi. Jika pengguna memilih pada tab control Dua Elemen, maka tampil dua
Gambar 3. 6. Activity Diagram “Memproses Data”
Setelah nilai umpan dimasukkan, maka :
1. Pengguna menekan tombol “Proses” untuk memulai data diproses.
2. Sistem melakukan cek apakah ada nilai yang dimasukkan?! Jika ada maka
lanjut langkah selanjutnya. Jika tidak maka sistem menampilkan pesan
kesalahan dan pengguna harus membenarkan nilai umpan yang dimasukkan
dan menekan tombol “Proses” kembali.
3. Sistem melakukan cek apakah nilai yang dimasukkan berupa angka?! Jika ya
maka lanjut langkah selanjutnya. Jika tidak maka sistem menampilkan pesan
kesalahan dan pengguna harus membenarkan nilai umpan yang dimasukkan
dan menekan tombol “Proses” kembali.
4. Sistem melakukan cek apakah ada nilai total tiap baris sama dengan 1?! Jika
ya maka lanjut langkah selanjutnya. Jika tidak maka sistem menampilkan
pesan kesalahan dan pengguna harus membenarkan nilai umpan yang
dimasukkan dan menekan tombol “Proses” kembali.
5. Sistem melakukan cek apakah Masih ada data yang diproses?! Jika ya maka
proses kembali ke langkah nomor 2 dengan nilai dari baris selanjutnya yang
diproses. Jika tidak maka sistem memproses semua data yang dimasukkan
nilai tersebut.
Setelah data diproses, maka sistem menampilkan data yang telah diproses.
Pada laporan menampilkan hasil proses dari tiap satu baris data yang diinputkan.
Jika masih ada data selanjutnya, maka sistem menampilkan laporan hasil proses
dari data tersebut. Laporan yang ditampilkan sesuai dengan banyaknya data yang
dimasukkan. Jika laporan sudah semua ditampilkan maka pengguna dapat melihat
semua laporan tersebut.
Gambar 3. 8. Activity Diagram “Mencetak Laporan”
Pengguna memilih laporan yang ingin untuk dicetak. Untuk mencetak
maka pengguna menekan tombol “Print”, kemudia sistem akan mencetak laporan
tersebut. Setelah laporan dicetak pengguna mendapatkan hasil laporan yang
dicetak.
3.3.4. Sequence Diagr am
Gambar 3. 9.Sequence Diagram “Memasukkan Nilai Umpan”
Ketika pengguna memulai aplikasi, pengguna memilih jumlah elemen
yang akan dilakukan simulasi. Ketika pengguna memilih dua elemen, maka sistem
menampilkan kolom dua elemen. Ketika pengguna memilih tiga elemen, maka
sistem menampilkan kolom tiga elemen.
Ketika Pengguna menekan tombolo “Proses” maka sistem melakukan
pen-cek-an data pada masing-masing data umpan yang dimasukkan. Jika terdapat
kesalahan sistem menampilkan pesan kesalahan. Jika benar maka proses
dilanjutkan.
Gambar 3. 11.Sequence Diagram “Melihat Laporan”
Setelah proses data selesai maka sistem menampilkan data hasil proses
berupa laporan. Jumlah laporan yang ditampilkan sesuai dengan banyaknya data
yang dimasukkan.
Gambar 3. 12. Sequence Diagram “Mencetak Laporan”
Untuk mencetak laporan maka pengguna memilih laporan yang akan
dicetak kemudian pengguna menekan tombol “Print”.
3.3.5. Class Diagr am
Gambar 3. 13. Class Diagram Simulasi Distilasi Batch
Class SimulasiForm
Class SimulasiForm ini ialah class utama. Semua proses dipanggil melalui
class ini. Pada class ini terdapat fungsi “ProsesButton()” yang berfungsi
menjalankan proses perhitungan ketika tombol proses ditekan. Proses tersebut
Class Proses
Pada class Proses ini merupakan class utama yang melakukan
pemanggilan objek yang melakukan perhitungan. Class yang dipanggil ialah class
MetodeEuler dan class BublT yang terdapat proses perhitungan dari simulasi
diatilasi batch ini.
Class BublT
Class BublT merupakan class yang berisikan proses simulasi distilasi
Batch dengan metode BublT. Pada class BublT terdapat objek dari class Rumus
dan class Antoine.
Class MetodeEuler
Class MetodeEuler merupakan class yang berisikan proses simulasi
distilasi Batch dengan metode MetodeEuler. Pada class MetodeEuler terdapat
objek dari class Rumus dan class Antoine.
Class Rumus
Class Rumus ini berisikan semua rumus perhitungan yang diperlukan oleh
simulasi distilasi batch ini. Jika membutuhkan rumus di class ini maka class
tersebut tinggal menanggil class ini dengan memanggilnya sebagai obyek.
Class Antoine
Class Antoine ini berisikan paramete Antoine dari larutan yang yang
dijadikan simulasi distilasi batch.
Class ReportForm
Class ReportForm ini berisikan proses yang akan menampilkan hasil dari
perhitungan simulasi distilasi batch yang berlangsung diatas. Seluruh nilai hasil
perhitungan di berikan pada class ini untuk diproses agak bisa ditampilkan dalam
bentuk tabel dan grafik.
3.4. Analisa Kebutuhan
3.4.1. Per ancangan Antar Muka
3.4.1.1.Halaman Memasukkan Data Kompsisi Lar utan Dua Elemen
Gambar 3. 14. Antar Muka Dua Elemen
Keterangan :
Halaman ini digunakan untuk memasukkan komposisi larutan dua elemen yang
akan dijadikan data simulasi untuk mendapatkan hasil prediksi / perkiraan jika
Radio Button :
Radio Button ini digunakan untuk memilih komposisi larutan yang akan
digunakan dalam simulasi distilasi batch. Pilihan komposisi larutan tersebut ialah:
a. Komposisi Etanol dengan Komposisi Air.
b. Komposisi Aseton dengan Komposisi n-Butanol.
c. Komposisi Aseton dengan Komposisi Etanol.
d. Komposisi Etanol dengan Komposisi n-Butanol.
DataGridView1:
Digunakan untuk memasukkan data komposisi larutan yang digunakan untuk data
simulasi.
Kolom X1 : Komposisi larutan 1.
Kolom X2 : Komposisi larutan 2.
Tab1 :
Digunakan untuk memilih banyaknya elemen yang digunakan untuk melakukan
simulasi. Elemen yang tersedia ialah Dua Elemen dan Tiga Elemen.
Button1 :
Digunakan untuk melakukan proses dari komposisi larutan Dua Elemen yang
telah dimasukkan.
Button2 :
Digunakan untuk melakukan penghapusan baris data yang telah dimasukkan.
3.4.1.2.Halaman Memasukkan Data Kompsisi Lar utan Tiga Elemen
Gambar 3. 15. Antar Muka Tiga Elemen
Keterangan :
Halaman ini digunakan untuk memasukkan komposisi larutan tiga elemen yang
akan dijadikan data simulasi untuk mendapatkan hasil prediksi / perkiraan jika
melakukan percobaan yang sebenarnya.
DataGridView1:
Digunakan untuk memasukkan data komposisi larutan yang digunakan untuk data
simulasi.
Kolom X1 : Komposisi larutan Aseton.
Kolom X2 : Komposisi larutan Butanol.
Tab2 :
Digunakan untuk memilih banyaknya elemen yang digunakan untuk melakukan
simulasi. Elemen yang tersedia ialah Dua Elemen dan Tiga Elemen.
Button3 :
Digunakan untuk melakukan proses dari komposisi larutan Tiga Elemen yang
telah dimasukkan.
Button4 :
Digunakan untuk melakukan penghapusan baris data yang telah dimasukkan.
3.4.2. Halaman Lapor an
Gambar 3. 16. Format Laporan Hasil Simulasi
Keterangan :
Halaman ini merupakan bentuk laporan dari hasil simulasi yang dilakukan, agar
mahasiswa yang melakukan simulasi dapat mengetahui perkiraan hasil yang akan
didapat dari percobaan yang akan dilakukan. Pada laporan ini terdapat tabel hasil
perhitungan dan grafik yang terbentuk dari hasil perhitungan dimulasi.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pr oses Pembuatan Pr ogr am
Pada sub bab ini akan dibahas beberapa hal yang mendukung dalam
pembuatan simulasi distilasi batch. Yang akan dibahas pada proses pembuatan
program simualsi distilasi batch ini, mulai dari contoh pemanggilan fungsi class
sebagai obyek, merubah rumus yang dipahami manusia menjadi rumus yang
dipahami oleh komputer, hingga proses pembuatan laporan mulai dari degain
laporan hingga menampilkan data hasil perhitungan simulasi distilasi batch.
4.1.1. Pemanggilan Fungsi Class Sebagai Obyek
Program aplikasi apapun untuk menghitung rumus apapun tidak bisa
menerima rumus seperti rumus yang diciptakan dan dipelajari oleh manusia. Agar
program dapat melakukan perhitungan dengan hasil yang sama dengan manusia
melakukan perhitungan, maka rumus-rumus tersebut diubah dengan bahasa
pemograman yang dapat diterima oleh program yang digunakan untuk membuat
aplikasi tersebut.
Dalam program simulasi distilasi batch yang dibuat kali ini, semua rumus
di buat di 1(satu) class yang dapat dipanggil sebagai obyek. Pemanggilan Class
sebagai obyek dapat dilihat seperti contoh dibawah ini pada class Process dan
4.1.2. Source Code Rumus
Berikut ini ialah Source Code dari rumus-rumus yang digunakan dalam
aplikasi simulasi distilasi batch ini.
a. Menghitung temperatur jenuh dari komponen murni . (Rumus no. 1 pada
Bab 2)
b. Menghitung Nilai Suhu Awal. (Rumus no. 2 pada Bab 2)
3. Ti ialah nilai Suhu Awal.
c. Menghitung tekanan uap jenuh [ ]. (Rumus no. 3 pada Bab 2)
d. Menghitung tekanan uap jenuh komponen-1[ ]. (Rumus no. 6 pada Bab 2)
e. Menghitung harga T baru. (Rumus no. 7 pada Bab 2)
Penjelasan :
Dalam menghitung harga T baru sama dengan menghitung temperatur jenuh
dari komponen murni pada point a. Hanya dibedakan nilai P pada point
a digantikan dengan nilai [ ] dari point d.
Listing Program :
f. Mencari kesalahan antara T baru dengan T awal. (Rumus no. 8 pada Bab 2)
g. Mendapatkan nilai dari dari konstanya kesetimbangan antara fase uap dan
fase liquida. (Rumus no. 9 pada Bab 2)
h. Menghitung komposisi liquida di bottom. (Rumus no 24 pada Bab 2)
4.1.3. DataSet
Dalam pembuatan laporan hasil simulasi distilasi batch ini, dibutuhkanlah
parameter yang membawa nilai dari fungsi perhitungan simulasi ke CristalReport
yang digunakan untuk menampilkan data perhitungan. Dibutuhkannya DataSet ini
karena aplikasi ini tidak menggunakan database untuk penyimpanan data hasil
Gambar 4. 1. Tabel pada DataSet
Untuk mengirimkan data pada CrystalReport, dibutuhkanlah DataSet
sebagai parameter ke CrystalReport. Pada DataSet dibuatlah suatu tabel yang
digunakan untuk menyimpan data yang akan ditampilkan pada CrystalReport.
Pada Skripsi ini dibuat 2(dua) tabel yang digunakan untuk menampung data
tersebut, yaitu DuaElemenDataTable (digunakan untuk menyimpan data dari
simulasi distilasi batch dengan 2(dua) elemen) dan TigaElemenDataTabel
(digunakan untuk menyimpan data dari simulasi distilasi batch dengan 3(tiga)
elemen).
Setelah dibuat tabel yang diperlukan, maka dibuat field yang dibutuhkan
untuk menyimpan data. Berikut ini banyaknya field yang dibutuhkan dan
konfigurasi tiap field tersebut.
Tabel 4. 1. Field pada tabel DuaElemenDataTable
Name Caption DataType Max
Length Keter angan
id id System.String 4 Untuk menyimpan dimensionless
waktu
X1 X1 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
liquida 1
X2 X2 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
liquida 2
Y1 Y1 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
uap 1
Y2 Y2 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
uap 2
T1 T1 System.Double -1 Untuk menyimpan profil
temperature 1
T2 T2 System.Double -1 Untuk menyimpan profil
temperature 2
Tabel 4. 2. Field pada tabel DuaElemenDataTable
Name Caption DataType Max
Length Keter angan
id id System.String 4 Untuk menyimpan dimensionless
waktu
X1 X1 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
liquida 1
X2 X2 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
liquida 2
X3 X3 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
liquida 3
Y1 Y1 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
uap 1
Y2 Y2 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
uap 2
Y3 Y3 System.Double -1 Untuk menyimpan komposisi
4.1.4. CrystalReport
Untuk membuat laporan yang akan ditampilkan dan dapat untuk dicetak,
maka dibutuhkannya suatu desain untuk membuat laporan tersebut. Desain
tersebut dalam Microsoft Visual Studio disebut dengan CrystalReport. Berikut ini
ialah contoh desain CrystalReport.
Gambar 4. 2. Desain Laporan Dua Elemen
Gambar 4. 3. Desain Laporan Dua Elemen
4.1.5. CrystalReportViewer
Untuk menampilkan laporan dari CrystalReport maka dibutuhkan
CrystalReportViewer. CrystalReportViewer terdapat di Tools Control Form.
Tempatkan CrystalReportViewer pada form yang akan menampilkan laporan
tersebut. Contohnya seperti dibawah ini.
Gambar 4. 4. CrystalReportViewer pada Form
Karena simulasi distilasi batch ini tidak menggunakan database, oleh
karena itu dibutuhkan lah suatu cara untuk membawa nilai hasil perhitungan ke
dalam CrystalReport dengan cara menggunakan tabel DataSet untuk menyimpan
nilai sementara.
Contoh script program untuk mengisi data ke tabel DataSet hingga
Penjelasan :
a. SimulasiDataSet ialah class dari DataSet yang bernama SimulasiDataSet yang
definisikan sebagai obyek.
b. TigaElemenCrystalReport ialah class dari CrystalReport yang bernama
TigaElemenCrystalReport yang definisikan sebagai obyek.
Listing Program :
TigaElemenCrystalReport ialah desain laporan dari Simulasi Distilasi Batch
3(tiga) elemen.
c. reportCrystalReportViewer ialah nama dari CrystalReportViewer yang akan
digunakan untuk menampilkan laporan hasil simulasi.
4.2. User Interface (Tatapan Antar Muka)
4.2.1. User Interface Dua Elemen
Gambar 4. 5 User Interface Dua Elemen
Pada halaman User Interface Dua Elemen ini terdapat beberapa fungsi
yang digunakan untuk kemudahan dalam memasukan data simulasi distilasi batch
dan dalam memproses data tersebut. Fungsi-fungsi itu ialah :
1. Tab Control.
Tab Control ini digunakan untuk menentukan banyaknya komposisi elemen
yang akan digunakan dalam melakukan Simulasi Distilasi Batch.
Gambar 4. 6. Radio Button Dua Elemen
Radio Button ini berfungsi untuk merubah jenis komposisi elemen yang
digunakan untuk melakukan Simulasi Distilasi Batch. Adapun pilihan jenis
komposisinya ialah Etanol – Air, Aseton – Butanol, Aseton – Etanol,
n-Butanol – Etanol. Dipilihnya 4 jenis komposisi campuran diatas ialah karena
keempat komposisi tersebut sudah memiliki hasil yang digunakan untuk
menvalidasi hasil dari simulasi yang dibuat kali ini.
3. Hapus data.
Terdapat fungsi untuk hapus data jika terdapat kesalahan dalam
peng-input-kan data atau jika terdapat data yang ingin dihilangpeng-input-kan dari proses Simulasi
Distilasi Batch.
4. Validari komposisi.
Pada user interface ini terdapat juga validasi komposisi yang digunakan untuk
simulasi. Validasi ini menghitung komposisi X1 dan komposisi X2 harus sama
dengan 1. Jika terdapat komposisi X1 dan komposisi X2 kurang dari 1 atau
lebih dari 1, maka proses tidak dapat dilanjutkan dan keluar peringatan yang
menunjukkan kesalahan pada data.
5. Perhitungan Simulasi.
Ini ialah proses akhir yang bertujuan untuk menghitung komposisi yang sudah
dimasukkan dan memprosesnya menjadi data-data dan grafik.
4.2.2. User Interface Tiga Elemen
Ga mbar 4. 7. User Interface Dua Elemen
Pada halaman User Interface Dua Elemen ini terdapat beberapa fungsi
yang digunakan untuk kemudahan dalam memasukan data simulasi distilasi batch
dan dalam memproses data tersebut. Fungsi-fungsi itu ialah :
1. Tab Control.
Tab Control ini digunakan untuk menentukan banyaknya komposisi elemen
yang akan digunakan dalam melakukan Simulasi Distilasi Batch.
2. Hapus data.
Terdapat fungsi untuk hapus data jika terdapat kesalahan dalam
peng-input-kan data atau jika terdapat data yang ingin dihilangpeng-input-kan dari proses Simulasi
3. Validari komposisi.
Pada user interface ini terdapat juga validasi komposisi yang digunakan untuk
simulasi. Validasi ini menghitung komposisi X1 dan komposisi X2 harus sama
dengan 1. Jika terdapat komposisi X1 dan komposisi X2 kurang dari 1 atau
lebih dari 1, maka proses tidak dapat dilanjutkan dan keluar peringatan yang
menunjukkan kesalahan pada data.
4. Perhitungan Simulasi.
Ini ialah proses akhir yang bertujuan untuk menghitung komposisi yang sudah
dimasukkan dan memprosesnya menjadi data-data dan grafik.
4.3. Halaman Lapor an
Pada halaman laporan ini yang akan ditampilkan ialah data dalam bentuk
tabel yang berisi nilai profil Temperatur, Komposisi Liquida, dan Komposisi Uap
tiap dimensionless waktu dan yang kedua ialah grafik yang menunjukkan profil
Temperatur, Komposisi Liquida, dan Komposisi Uap.
Gambar 4. 8. Laporan Dalam Bentuk Tabel
Gambar 4. 9. Laporan Dalam Bentuk Grafik
4.4. Hasil Laporan Simulasi Distilasi Batch
4.3.1. Sistem Biner
v Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Biner Etanol-Air
Sumber : Sari, 2007
Gambar 4. 11. Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa Koefisien Aktifitas
Pada kedua grafik diatas, dapat dilihat perbedaan hasil simulasi profil
komposisi liquida di Bottom meski nilai umpan yang dimasukkan sama yaitu
Etanol=0.8 dan Air=0.2. Bentuk Grafik Gambar 4.10 dan Grafik Gambar 4.11
terjadi perbedaan disebabkan karena Grafik Gambar 4.10 dilakukan
perhitungan koefisien aktifitas sedangkan pada Grafik Gambar 4.11 tidak
dilakukan perhitungan koefisien aktifitas.
Koefisien Aktifitas ialah menghitung kadar ideal larutan. Sedangkan
pada Gambar 4.11 tidak dihitung koefien aktifitas karena larutan dianggap
ideal yaitu bernilai 1 (Batasan Masalah pada BAB 2).
Dengan tidak dihitungnya koefisien aktifitas maka hasil simulasi
berbeda jauh dengan hasil percobaan yang sebenarnya. Sebagai contoh
perbandingan, pada Gambar 4.10 yang dilakukan perhitungan koefisien
aktifitas menghasilkan penguapan etanol yang terjadi menyebabkan komposisi
liquida di bottom dari 0.8 dingga menjadi 0.45. Sedangkan pada Gambar 4.11
karena tidak ada perhitungan koefisien aktifitas, maka penguapan etanol yang
terjadi menyebabkan komposisi liquida di bottom dari 0.8 dingga menjadi 0.2.
v Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Etanol-Air
Sumber : Sari, 2007
Gambar 4. 12. Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan Koefisian Aktifitas
Gambar 4. 13. Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa Koefisian Aktifitas
Hal yang terjadi pada hasil grafik Komposisi Liquida di Bottom terjadi
juga pada pada hasil grafik Komposisi Uap di Bottom. Hal ini disebabkan oleh
tidak dihitungnya koefisien aktifitas karena larutan dianggap ideal sehingga
koefisien aktifitas dianggap bernilai 1. Sebagai contoh perbedaan itu ialah pada
0.9 menjadi 0.625. Sedangkan pada Gambar 4.13 dimana Komposisi Uap di
Bottom tanpa perhitugan koefisien aktifitas, hasil penguapan etanol dari 0.9
menjadi 0.4.
v Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Etanol-Air
Sumber : Sari, 2007
Gambar 4. 14. Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Eranol – Air dengan Koefisian Aktifitas
Gambar 4. 15. Profil Temperatur di Bottom Sistem Biner Eranol – Air tanpa Koefisian Aktifitas
Pada perhitungan Profil Temperatur di Bottom, jika tanpa menghitung
koefisien aktifitas maka profil temperatur yang di dapat antara etanol dan air
terjadi kenaikan dan penurunan secara konstan tiap dimensionless waktu, seperti
tampak pada Gambar 4.15. Sebaliknya, jika perhitungan Profil Temperatur di
Bottom dengan menghitung koefisien aktifitas, maka terjadi penurunan temperatur
secara signifikan (Gambar 4.14. Run-1), hal ini disebabkan oleh perhitungan
koefisien aktifitas. Jadi perubahan temperatur pada percobaan sebenarnya akan
sama dengan simulasi jika dihitung juga koefisien aktifitasnya.
4.3.2. Sistem Ter ner ABE
v Profil Komposisi Liquida di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol –
Etanol
Sumber : Sari, 2007
Gambar 4. 16. Profil Komposisi Liquida di Bottom
Gambar 4. 17. Profil Komposisi Liquida di Bottom
Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas
Pada Profil Komposisi Liquida di Bottom seperti tampak Gambar 4.16 dan
Gambar 4.17 memiliki hasil yang sama. Hal ini disebabkan tidak terdapatnya
cairan berupa air. Sehingga hasil simulasi memiliki hasil yang sama. Karena
koefisien aktifitas Aseton, Butanol, Etanol memiliki koefien aktifitas yang tetap,
sedangkan air memiliki koefisien aktifitas yang berbeda karena air dibedakan
antara ideal dan non-ideal.
v Profil Komposisi Uap di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Etanol
Sumber : Sari, 2007
Gambar 4. 18. Profil Komposisi uap di Bottom
Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air dengan Koefisian Aktifitas
Gambar 4. 19. Profil Komposisi uap di Bottom
Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas
Pada Profil Komposisi Uap di Bottom seperti tampak Gambar 4.18 dan
Gambar 4.19 memiliki hasil yang. Hal ini disebabkan tidak terdapatnya cairan
berupa air. Sehingga hasil simulasi memiliki hasil yang sama. Karena koefisien
aktifitas Aseton, Butanol, Etanol memiliki koefien aktifitas yang tetap, sedangkan
air memiliki koefisien aktifitas yang berbeda karena air dibedakan antara ideal dan
non-ideal.
v Profil Komposisi Temperatur di Bottom Sistem Terner Aseton – n-Butanol –
Etanol
Sumber : Sari, 2007
Gambar 4. 21. Profil Temperatur di Bottom
Sistem Terner Aseton – n-Butanol – Eranol Air tanpa Koefisian Aktifitas
Pada Profil Komposisi Temperatur di Bottom seperti tampak Gambar 4.20
dan Gambar 4.21 memiliki hasil yang sama meskipun Gambar 4.21 didapat tanpa
menghitung koefisien simulasi. Hal ini disebabkan tidak terdapatnya cairan
berupa air. Sehingga hasil simulasi memiliki hasil yang sama. Karena koefisien
aktifitas Aseton, Butanol, Etanol memiliki koefien aktifitas yang tetap, sedangkan
air memiliki koefisien aktifitas yang berbeda karena air dibedakan antara ideal dan
non-ideal.
BAB V
UJ I C OBA DAN EVALUASI PROGRAM
Pada bab ini membahas tentang ujicoba dan evaluasi program yang
menerangkan bagaimanan jalannya program secara detail yang akan dijelaskan
pada sub bab dibawah ini.
5.1. Uji Coba Memasukkan Data Simulasi
Pada pembuatan aplikasi Simulasi Distilasi Batch ini dilakukan ujicoba
program. Selain itu, dari hasil uji coba yang telah dilakukan akan dianalisa apakah
rancangan ini dapat memenuhi tujuan yang akan dicapai seperti yang telah
dipaparkan pada Bab I.
Berikut dapat dilihat beberapa proses dari aplikasi yang dibuat dengan cara
melakukan ujicoba pada beberapa menu. Uji coba tersebut dapat dilihat sebagai
berikut :
Seletah memilih jumlah elemen komposisi larutan yang akan diproses
simulasi, maka masukkan data komposisi larutan. Total dari komposisi larutan
tiap baris harus bernilai 1. Dalam sekali proses larutan dapat dilakukan banyak
data sekaligus. Khusus pada tab control Dua Elemen, pilih jenis komposisi
elemen yang ingin dilakukan pengujian secara simulasi.
Gambar 5. 2. Pilih Jenis Komposisi Larutan
Gambar 5. 3. Input Data Dua Elemen
Gambar 5. 4. Input Data Tiga Elemen
5.2. Uji Coba Validasi Data
Jika data sudah dimasukkan, lanjutkan tekan tombol “Proccess” untuk
melakukan perintah Simulasi Distilasi Batch. Ketika menekan tombol “Proccess”
maka dilakukan validasi data. Validasi data tersebut ialah nilai total data tiap baris
harus bernilai 1, jika nilai total data perbaris lebih dari 1 atau kurang dari 1 maka
ada peringatan yang ditampilkan oleh sistem dan sistem memberikan fokus pada
data yang salah.
Ga mbar 5. 6. Peringatan Karena Data Yang Tidak Valid
Untuk merubah data simulasi dari kesalahan diatas, dapat dilakukan
dengan cara 5.3 Uji Coba Per ubahan Data point 2. Jika sudah sesuai, maka
dapat menekan tombol “Proccess” untuk memproses data simulasi.
5.3. Uji Coba Per ubahan Data Simulasi
Terkadang ketika memasukkan data, terdapat kesalahan memasukkan data.
Ada 2 macam yang dapat kita lakukan untuk melakukan perubahan data, yaitu.
1. Hapus baris yang akan dihilangkan dari proses simulasi. Caranya :
a. Pilih baris yang ingin datanya dihilangkan.
Untuk memilih baris yang akan dihilangkan maka klik pada baris yang
data pada baris tersebut yang datanya akan dihilangkan.
b. Kemudian klik tombol “Delete Row”.
Fungsi dari tombol “Delete Row” ini ialah menghapus baris telah dipilih
untuk dihilangkan datanya. Tombol “Delete Row” ini berfungsi ketika ada
baris yang dipilih untuk dihilangkan datanya.
Gambar 5. 7. Hapus Baris Data
Gambar 5. 8. Hapus Baris Data
2. Ubah data, Dengan cara :
a. Pilih cell data yang akan diubah.
Untuk merubah data yang akan diubah maka klik pada cell yang
data pada cell tersebut yang akan diubah.
b. Lakukan perubahan data.
Setelah cell terpilih maka ubah data pada cell tersebut sesuai yang
Gambar 5. 9. Ubah Data
Gambar 5. 10. Ubah Data
Jika data sudah diubah sesuai dengan yang dibutuhkan dan diinginkan,
maka proses simulasi untuk mendapatkan hasil Profil Temperatur, Profil
komposisi Larutan, dan Profil Komposisi Uap dapat dilakukan dengna cara
menekan tombol “Proccess”.
