Simulasi Ukuran Gelembung pada Proses Produksi Biodiesel Menggunakan Bubble Column Reactor

Abstract

Teknologi gelembung halus sudah banyak dimanfaatkan dalam bidang pengolahan air, pertanian, perikanan, hingga bioenergi. Penerapan teknologi gelembung masih sedikit untuk bidang bioenergi, padahal memiliki potensi yang besar. Salah satunya adalah penggunaan gelembung untuk produksi biodiesel secara non-katalitik. Ukuran gelembung sangat menentukan hasil akhir biodiesel sehingga perlu dilakukan pengukuran terhadap ukuran gelembung yang dihasilkan. Simulasi CFD-PBM dapat mengidentifikasi distribusi ukuran gelembung hingga skala nanometer. Simulasi CFD-PBM merupakan simulasi menggunakan komputer yang dapat mengestimasi evolusi atau dinamika dari distribusi ukuran gelembung dengan mempertimbangkan faktor penggabungan dan pemecahan dari suatu aliran fluida. Penelitian ini, melakukan simulasi untuk analisis ukuran gelembung dengan menggunakan model penggabungan Turbulent serta pemecahan Luo dan Lehr. Hasil yang didapat kemudian dibandingkan dengan eksperimen menggunakan PSA. Gelembung nano yang terbentuk dari nozel tipe swirl flow menghasilkan ukuran <500 nm. Hasil simulasi dan eksperimen menunjukan terdapat perbedaan ukuran yang dihasilkan. Model Turbulent-Luo menghasilkan ukuran gelembung bervariasi yaitu 10-926 nm, sedangkan model Turbulent-Lehr menghasilkan ukuran gelembung 254-926 nm. Salah satu faktor yang memengaruhi hal tersebut adalah parameter seperti suhu yang konstan pada saat simulasi sedangkan pada saat eksperimen terjadi perubahan suhu akibat pompa. Pemodelan Turbulent-Luo yang digunakan cocok untuk simulasi pertikel berukuran nano sedangkan pemodelan Turbulent-Lehr cocok untuk simulasi partikel berukuran mikro.