Principle in Eliminating & Minimizing AIV Impact

Display problem ? Click HERE

Recommended :
- Tips on Succession in FREE Subscription
- Subscribes to FREE Hydrocarbon Processing

High frequency acoustic excitation downstream of pressure reducing device potentially results downstream piping failure due to Acoustic Induced Vibration (AIV). Whenever there is pressure drop with mass passing through the valve, internal acoustic energy is generated and transmitted to downstream piping and potentially lead to severe piping excitation, vibration and stresses on downstream piping, in particular at discontinuity section i.e fabricated Tee, small bore connection, welded pipe and pipe support, etc. This acoustic excitation phenomena is generally involve high frequency (more than 1000Hz) acoustic energy. When high frequency acoustic energy is matches with mechanical natural frequency of piping and its component, excitation amplitude is at maximum and lead to increased stress level. AIV phenomenon and assessment methodology have been discussed in previous post. Sound Power Level (PWL) is commonly used in quantifying acoustic energy in AIV. Higher PWL, higher the potential of vibration level and higher the risk of AIV.

Principle in Eliminating & Minimizing AIV Impact
This post will focus in some common measures and techniques to eliminate and/or minimize PWL generation and transmission. The main principles in avoiding and minimizing the impact of AIV are :

1. Eliminate or reduce vibration level at pressure reduction device
2. Damper vibration level
   
3. Increase resistance to vibration
4. Minimizing vibration transmission

All shall measures are not exclusive between each and other but all measures shall be taken and apply all (if possible). However, It shall follow the sequence from principle no. 1 to principle no.4.

Application Example
A control valve discharge gas from high pressure vessel to flare header results high vibration level (or sound power level, PWL) and lead to AIV problem. The consideration shall be focused on reducing the PWL by using special trim control valve (principle no. 1). Splitting flow into several control valves in parallel may reduce the PWL (principle no.1). However one shall remember this sometime is not a good idea as common mode failure may worsen the situation. Next may consider a silencer insert downstream of control valve to damper PWL (principle no.2). One may also consider to increase piping resistance to vibration i.e. increase wall thickness (principle no.3). This high resistance piping may be extended to decrease the PWL to certain acceptable limit before it is tie in to downstream piping which is less resistance (principle no. 4).

Concluding Remark
In eliminating and minimizing AIV impact, all principles as mentioned above are not exclusive and shall be applied to maximum (if possible).

In coming post "Measures & Technique In Eliminating / Minimizing PWL", the discussion will focus on
- type of AIV source
- measures in tackling each AIV problem

Related Topic

• Energy Input or E-method In Assessing AIV
• Assess AIV with "D/t-method" with Polynomial PWL Limit Line
• Assess AIV with "D/t-method" with Logarithm PWL Limit Line
  
• Extra Attention to Common Point and Similarity on AIV Failure
• Piping Excitation When Expose to Acoustic Energy
• Acoustic Induced Vibration (AIV) Fatigue
  

air, sicantik yang tersia-sia

Air sicantik yang tersia-sia
Sudah tidak asing lagi kalau kita mendengar samarinda mengalami kejadian yang berkaitan dengan air yaitu banjir, meskipun ada di beberapa daerah yang mengalami kekeringan. Sebenarnya istilah bencana kekeringan tidak tepat juga karena kenyataannya negara kepulauan kita dikelilingi oleh air, namun tepat adanya jika kita menyebut krisis air bersih. tentu saja terjadi krisis air terutama di pulau Jawa yang berpenduduk padat dan memiliki lokasi industri demikian banyak oleh karena masih sedikit kepedulian kita terhadap zat yang cantik dan vital tersebut. Bahkan lahan tempat sumber-sumber airpun dijarah atas nama pembangunan sehingga pembangunan berwawasan lingkungan hanya tinggal menjadi istilah yang hebat namun hampa.
Sudah tidak asing lagi kalau kita mendengar samarinda mengalami kejadian yang berkaitan dengan air yaitu banjir, meskipun ada di beberapa daerah yang mengalami kekeringan. Sebenarnya istilah bencana kekeringan tidak tepat juga karena kenyataannya negara kepulauan kita dikelilingi oleh air, namun tepat adanya jika kita menyebut krisis air bersih. tentu saja terjadi krisis air terutama di pulau Jawa yang berpenduduk padat dan memiliki lokasi industri demikian banyak oleh karena masih sedikit kepedulian kita terhadap zat yang cantik dan vital tersebut. Bahkan lahan tempat sumber-sumber airpun dijarah atas nama pembangunan sehingga pembangunan berwawasan lingkungan hanya tinggal menjadi istilah yang hebat namun hampa.
Bukan Sembarang Cairan,
Kita yang awam mengenal air sebagai kebutuhan paling pokok, bahkan tampaknya lebih pokok daripada kebutuhan primer apapun. siapapun tak akan dapat bertahan tanpa air. sehari-hari kita berinteraksi dengan air namun alangkah miskinnya pengetahuan kita tentang air membuat kita kurang menghargainya lebih dari sekedar barang yang cair dan penting. Tak kenal maka tak sayang, maka mari kita berkenalan sedikit lebih intim dengan "water, the beautiful thing" agar semakin tumbuh kecintaan kita terhadapnya sehingga kita bisa lebih menghargainya.
Melihat air yang jernih bagaikan melihat permata berlian yang berkilauan. Sesungguhnya air yang cair itu adalah kumpulan trilyunan molekul H2O. Dalam dunia kimia dikenal H sebagai atom hidrogen dan O sebagai atom oksigen. Jadi H2O adalah satu molekul air yang mengandung satu atom oksigen dan 2 atom hidrogen. Padahal kita tahu bahwa pada tekanan atmosfer, oksigen dan hidrogen berwujud gas tapi ketika mereka bersatu saling mengikat janji bisa berubah wujudnya menjadi cair. Berkat kecerdasan kimiawan masa lalu kita dapat melakukan perhitungan begini, dalam 18 gram atau kurang lebih 18 mililiter air terkandung 6,022 x 1023 molekul H2O. Jadi, jika satu milyar adalah 10 maka bilangan tadi bermakna 602,2 ribu milyar milyar dan bilangan tersebut dikenal sebagai konstanta Avogadro. Itu baru 18 mililiter air, bayangkan jika kita meneguk segelas air atau mandi atau bahkan mengisi kolam renang, berapa banyak jumlah molekul air yang telah kita gunakan atau bahkan kita buang !!
Molekul Air yang cantik dan Istimewa,
Jika kita melihat bentuk molekul air, maka semakin terbukalah rahasia mengapa zat ini demikian istimewa. Sesungguhnya jika gas oksigen dan gas hidrogen bertemu untuk membentuk molekul air, reaksi yang terjadi sangatlah berbahaya karena bisa timbul panas yang tinggi bahkan ledakan karena oksigen adalah gas yang dibutuhkan untuk pembakaran dan hidrogen adalah gas yang mudah terbakar. Tapi untunglah Tuhan telah menyediakan air semenjak penciptaan sehingga kita tidak perlu membuat air dengan ledakan. Kurang lebih dibebaskan energi berupa panas sebesar 242 kilo Joule untuk membuat air sebanyak 18 gram dari 22,4 liter atau 2 gram gas hidrogen dan .11,2 liter atau 16 gram gas oksigen pada suhu 0 derajat Celcius dan tekanan satu atmosfer. Mari kita lihat bentuk molekul air yang berhasil diamati dengan berbagai percobaan dan perhitungan yang rumit.
Bentuk molekul air tersebut dan terutama sifat elektroniknya menjadikan air memiliki sifat fisika dan kimia yang fantastis. Apakah sifat elektronik itu ? Dalam pemahaman kimia dan fisika, semua sifat-sifat atom dan molekul ditentukan oleh perangai dan keadaan elektron yang mengelilingi inti atom. Ternyata alam mengajarkan kita lebih banyak lagi tentang berbagi dan bekerja sama. Ikatan yang terjadi antara dua atom hidrogen dan satu atom oksigen menjadi satu molekul air disebut ikatan kovalen. Yaitu ikatan antar atom yang terjadi karena setiap atom menyumbangkan elektron yang dimiliki untuk saling berpasangan dan digunakan bersama membentuk satu ikatan. Namun, karena oksigen memiliki kelebihan pasangan elektron, maka elektron yang tidak membentuk ikatan tersebut dikatakan sebagai "pasangan elektron bebas". Adanya elektron bebas yang bersifat sangat negatif menjauhkan kedudukannya dari dua atom hidrogen sehingga ikatan H2O membengkok sebesar 107.5 derajat. Sedangkan keadaan alamiah atom oksigen yang bersifat negatif dan atom hidrogen yang bersifat positif menimbulkan pengkutuban atau perbedaan muatan. Kedua keadaan itulah yang menjadikan molekul air bersifat polar, artinya molekul air memiliki perbedaan muatan yakni negatif pada sisi pasangan elektron bebas dan positif pada sisi atom hidrogen. Kepolaran air bisa berarti segalanya dan amatlah besar faedahnya. Kepolaranlah yang menjadikan air dapat menghantarkan arus listrik. Berkat sifat air yang polar, dia bisa melarutkan berbagai macam zat lain, misalnya darah, protein, vitamin, garam dan lain-lain. Kenyataannya, air merupakan pelarut universal yang paling ramah terhadap lingkungan. Demikian sebaliknya, air terpisah dari minyak dan lemak karena adanya perbedaan kepolaran. Coba bayangkan jika air dan minyak dapat bercampur, betapa susahnya membersihkan tumpahan minyak di laut lepas !!. Walaupun demikian, sering kali sifat air sebagai pelarut universal malah merugikan dirinya sendiri karena dia mudah sekali tercemari oleh beraneka ragam materi kimia maupun biologi sehingga sulit untuk membersihkannya lagi, apalagi ditambah dengan ketidakkepedulian kita untuk menjaga kemurniannya.
Adanya perbedaan muatan menjadikan ikatan antar molekul air sendiri cukup kuat sehingga pada suhu ruangan dia berbentuk cair, dibandingkan dengan bensin yang segera menguap. Aksi tarik menarik antara atom hidrogen di satu molekul air dengan pasangan elektron bebas pada molekul air yang lain disebut ikatan hidrogen dan oleh sebab itu diperlukan suhu 100o Celcius untuk mengubah keadaan cair menjadi uap. Air dikatakan memiliki nilai kalor spesifik yang tinggi, artinya diperlukan energi yang cukup besar untuk menjadikannya mendidih sebaliknya air dapat melepaskan panas perlahan-lahan ke lingkungan. Berkat sifat tersebut iklim di bumi tetap stabil demikian juga tubuh kita memiliki suhu yang konstan karena kurang lebih 70% permukaan bumi dan 60% tubuh mahluk hidup terdiri dari air.
Begitu banyak keistimewaan air sehingga manfaatnya pun demikian luas mencakup berbagai aspek seperti kimia, fisika, biologi hingga agama, budaya, seni, bahkan ekonomi dan politik. Sungguh, air yang cantik dan sangat penting dalam kehidupan kita itu memang materi yang paling melimpah di bumi. Air diciptakan dan dicurahkan bukan berarti untuk disia-siakan, maka sekarang saatnya untuk kita lebih menghargai air sebagai ciptaan Tuhan yang paling indah.

Identifikasi Lemak
Lemak merupakan sumber tenaga kalori yang padat. Lemak ada di mana-mana. Di makanan bisa terdapat pada bahan yang berasal dari hewan ataupun tumbuh-tumbuhan. Di dalam tubuh, lemak juga terdapat di mana-mana, di sela-sela sel-sel otot ataupun terkumpul dalam jaringan lemak, sama dengan lemak hewani.
Mengonsumsi makanan yang memiliki kadar lemak yang tinggi secara berlebihan berpotensi meningkatan resiko terhadap penyakit jantung serta kegemukan yang membawa komplikasi ragam penyakit lainnya.



SEKILAS TENTANG LEMAK
DISUSUN OLEH:
ACHMAD MUHLISIN DAN KAWAN-KAWAN FMIPA UNMUL

BAB 2
PEMBAHASAN

2. 1. Identifikasi Lemak
Lemak merupakan sumber tenaga kalori yang padat. Lemak ada di mana-mana. Di makanan bisa terdapat pada bahan yang berasal dari hewan ataupun tumbuh-tumbuhan. Di dalam tubuh, lemak juga terdapat di mana-mana, di sela-sela sel-sel otot ataupun terkumpul dalam jaringan lemak, sama dengan lemak hewani.
Mengonsumsi makanan yang memiliki kadar lemak yang tinggi secara berlebihan berpotensi meningkatan resiko terhadap penyakit jantung serta kegemukan yang membawa komplikasi ragam penyakit lainnya.
Lemak berfungsi sebagai cadangan energi dalam tubuh. Namun bila ditinjau dari fungsinya, lemak dalam tubuh dibedakan atas lemak cadangan dan lemak struktur. Lemak cadangan sebagaimana yang disebutkan di atas, merupakan cadangan energi. Sebaliknya, lemak struktur merupakan komponen dalam semua tenunan lunak dalam tubuh. Lemak ini sebagian besar terdiri dari kolesterol dan fosfolipid.
Ditinjau dari kategorinya, terdapat lemak jenuh, lemak tidak jenuh tunggal, dan lemak tidak jenuh ganda. Lemak jenuh mempunyai sifat yang tidak menyenangkan, yaitu menyebabkan darah menjadi lengket dengan dinding pembuluh darah, sehingga darah acapkali menjadi mudah menggumpal dan terjadi penyumbatan.
Selain itu, lemak jenuh memudahkan terjadinya pengerasan dinding pembuluh darah. Lemak jenuh banyak terdapat pada lemak nabati (minyak kelapa), lemak susu (mentega), lemak daging, dan lain lain. Lemak tidak jenuh tunggal mempunyai sifat netral, tidak terlalu jahat, tetapi juga tidak terlalu menguntungkan.
Sesungguhnya lemak sangat diperlukan oleh tubuh. Lemak memiliki fungsi sebagai pelarut vitamin. Dengan larutnya vitamin dalam lemak, vitamin dapat diserap oleh tubuh. Di samping itu, lemak merupakan sumber asam lemak esensial, utamanya asam lemak linoleat, linolenat, dan oleat. Tubuh tidak dapat memroduksi lemak-lemak ini, jadi asupannya mutlak dari luar tubuh.(DA)
http://indocelebes.blogspot.com/2009/03/lemak.html
Lemak dan minyak adalah salah satu kelompok yang termasuk pada golongan lipid , yaitu senyawa organik yang terdapat di alam serta tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non-polar,misalnya dietil eter (C2H5OC2H5), Kloroform(CHCl3), benzena dan hidrokarbon lainnya, lemak dan minyak dapat larut dalam pelarut yang disebutkan di atas karena lemak dan minyak mempunyai polaritas yang sama dengan pelaut tersebut.
Bahan-bahan dan senyawa kimia akan mudah larut dalam pelarut yang sama polaritasnya dengan zat terlarut . Tetapi polaritas bahan dapat berubah karena adanya proses kimiawi. Misalnya asam lemak dalam larutan KOH berada dalam keadaan terionisasi dan menjadi lebih polar dari aslinya sehingga mudah larut serta dapat diekstraksi dengan air. Ekstraksi asam lemak yang terionisasi ini dapat dinetralkan kembali dengan menambahkan asam sulfat encer (10 N) sehingga kembali menjadi tidak terionisasi dan kembali mudah diekstraksi dengan pelarut non-polar.
Lemak dan minyak merupakan senyawaan trigliserida atau triasgliserol, yang berarti “triester dari gliserol” . Jadi lemak dan minyak juga merupakan senyawaan ester . Hasil hidrolisis lemak dan minyak adalah asam karboksilat dan gliserol . Asam karboksilat ini juga disebut asam lemak yang mempunyai rantai hidrokarbon yang panjang dan tidak bercabang.

2. 2. Ester Lemak
Ester asam lemak di alam terdapat dalam bentuk ester antara gliserol dengan
asam lemak ataupun terkadang ada gugus hidroksilnya yang teresterkan tidak
dengan asam lemak tetapi dengan phospat seperti pada phospolipid. Disamping itu
ada juga ester antara asam lemak dengan alkoholnya yang membentuk monoester
seperti terdapat pada minyak jojoba.
Ester asam lemak sering dimodifikasi baik untuk bahan makan maupun untuk
bahan surfaktan, aditif, detergen dan lain sebagainya [Endo, dkk, 1997]. Modifikasi
ester asam lemak dapat dilakukan dengan beberapa cara.
a. Esterifikasi

b. Interesterifikasi

c. Alkoholisis

d. Asidolisis

Ketiga reaksi yang terakhir diatas dikelompokkan menjadi reaksi transesterifikasi
[Gandhi,1997].

Esterifikasi
Esterifikasi adalah suatu reaksi ionik, yang mana gabungan dari reaksi adisi dan reaksi penataan ulang eliminasi [Davidek, 1990].

Reaksi lain sering juga dilakukan untuk membentuk ester yang mana asam lemaknya diubah terlebih dahulu dalam bentuk asil klorida dengan melakukan reaksi klorinasi dengan menggunakan SOCl ataupun PCl3 .

Ini dilakukan untuk menambah kesensitifan gugus fungsi yang ada dalam molekul, kemudian asil klorida yang terbentuk direaksikan dengan asamnya atau garamnya.

Asil klorida adalah zat pengasilasi yang sangat reaktif dan bereaksi Sangat cepat dengan amin. Untuk alkohol, biasanya digunakan piridin sebagai katalis. Katalis piridin pada awalnya melibatkan pembentukan ion asil piridinium, yang kemudian bereaksi dengan alkohol. Piridin merupakan nukleofil yang lebih baik dibanding alkohol netral, tetapi ion asil piridinium bereaksi lebih cepat dengan alkohol daripada dengan klorida asam. Adakalanya piridin diganti dengan tridodekil amin untuk mengurangi sifat karsinogenik, namun pada dasarnya prinsipnya adalah sama [Carey dan Sundberg, 1990; Brahmana, 1998].

Interestifikasi
Interesterifikasi dapat digambarkan sebagai pertukaran gugusan antara dua buah ester dimana hal ini hanya dapat terjadi apabila terdapat katalis. Katalis yang sering digunakan untuk reaksi ini adalah logam natrium atau kalium dalam bentuk metoksilat atau etoksilat. Dalam reaksi ini ion logam natrium atau kalium akan menyebabkan terbentuknya ion enolat yang selanjutnya diikuti dengan pertukaran gugus alkil.

Alkoholisis
Alkoholisis adalah reaksi suatu asam karboksilat dengan alkohol untuk membentuk suatu ester, dimana reaksinya biasanya lambat namun dapat dipercepat dengan bantuan suatu katalis yang biasa dipergunakan adalah suatu asam anorganik seperti HCl dan H2SO4.

Cara yang lainnya adalah dengan melewatkan HCl kedalam campuran reaksi tersebut dan direfluks. Cara ini dikenal dengan nama metode Fischer-Speier. Alkoholisis tanpa menggunakan katalis dapat juga dilakukan dengan menggunakan satu molekul asam karboksilat dan satu molekul alkohol akan memberikan hasil kira-kira sebesar molekul ester. Hasil dari ester ini dapat bertambah dengan cara menggunakan salah satu pereaksi secara berlebih. Pertambahan hasil juga dipengaruhi oleh dehidrasi yang artinya menarik air yang terbentuk sebagai hasil samping reaksi. Air dapat dipisahkan dengan cara menambahkan pelarut yang bersifat non polar seperti misalnya benzen dan kloroform sehingga ester yang terbentuk akan segera terikat pada pelarut yang digunakan. Asam anorganik yang digunakan sebagai katalis akan menyebabkan asam karboksilat mengalami konyugasi sehingga asam konyugat dari asam karboksilat tersebutlah yang akan berperan sebagai substrat. Struktur konyugasi asam karboksilat adalah sebagai berikut :



Asam karboksilat akan beresonasi hibrid :



Dengan demikian mekanisme reaksi esterifikasi antara asam karboksilat dengan alkohol adalah sebagai berikut :

Jika dianggap oksigen dari karbonil yang diprotonasi maka mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut :


Asidolisis
Asidolisis adalah reaksi pembentukan suatu ester antara asam lemak dengan ester yang lain. Disini terjadi pertukaran gugus alkil pada ester dengan atom hidrogen dari asam yang digunakan. Katalis yang digunakan akan menyebabkan terjadinya proton abstraction yang kemudian diikuti dengan perenggutan alkil dari ester oleh ion enolat yang terbentuk.

Metode Esterifikasi Lainnya
Reaksi esterifikasi dapat juga terjadi antara suatu alkohol dengan asil halida ataupun dengan suatu anhidrida. Reaksi dengan alkohol tersier sangat lambat, namun dengan penggunaan kondisi yang tepat ester dapat dihasilkan. Ester dari alkohol tersier dapat juga dihasilkan dengan baik dengan menggunakan reagen Grignard.

Ester juga dapat dibuat dengan mereaksikan suatu garam perak dengan alkil halida dalam larutan etanolik, namun demikian metode esterifikasi ini sangat sulit dilakukan.

Esterifikasi dapat juga dihasilkan dengan cara melewatkan campuran uap asam kedalam alkohol dengan katalis oksida logam pada temperatur 300ºC.

Reaksi antara suatu asam karboksilat dengan olefin dengan adanya katalis boron trifluorida akan menghasilkan suatu ester.

Reaksi antara suatu eter dengan karbon monoksida pada temperatur 125-180ºC dengan tekanan 500 atm dan adanya katalis BF3 yang ditambahkan sedikit air juga akan menghasilkan suatu ester.

Ester Asam Lemak
Ester asam lemak dialam terdapat dalam bentuk ester antara gliserol dengan asam lemak ataupun terkadang ada gugus hidroksilnya yang teresterkan tidak dengan asam lemak tetapi dengan phospat seperti pada phospolipid. Disamping itu ada juga ester antara asam lemak dengan alkoholnya yang membentuk monoester seperti terdapat pada minyak jojoba Ester asam lemak sering dimodifikasi baik untuk bahan makan maupun untuk bahan surfaktan, aditif, detergen dan lain sebagainya. Ester asam lemak dalam bentuk trigliserida sering dilakukan reaksi interesterifikasi antara 2 lemak yang padat dengan minyak yang cair untuk mengubah posisi asam lemak tersebut yang teresterkan pada gugus hidroksil dari C1,2,3 gliserol, sehingga dengan demikian kandungan padatan minyak / lemak tersebut yang terukur secara pulsa NMR akan menurun. Hal ini dapat terjadi karena asam lemak tidak jenuh yang tadinya berada pada posisi C2 serta diapit oleh asam lemak jenuh pada posisi C1,3 dan berbentuk padat akan menjadi lebih cair apabila pada posisi C1 atau C3 berupa asam lemak tidak jenuh. Hal ini telah dibuktikan untuk mempertukarkan posisi Eikosapentanoat dari posisi C1 atau C3 ke posisi C2 atau sebaliknya.




R1 = C15H31-CO (Asam Palmitat)
R2 = C19H29 - CO (Asam Eikosapentanoat)
Perubahan letak posisi asam lemak secara reaksi interesterifikasi akhirnya digunakan untuk merekayasa lipida yang tersabunkan menjadi sumber bahan makan yang bermanfaat bagi kesehatan. Trigliserida di dalam tubuh manusia hanya terhidrolisa oleh enzim pankreas pada posisi C1 dan C3 sedangkan C2 tetap dalam bentuk esternya. Ester yang masih terikat dengan gliserol pada posisi C2 biar bagaimanapun panjang rantainya tetap dapat diserap oleh tubuh sebagai sumber energi, sedangkan asam lemak bebas hasil hidrolisa pada posisi C1 dan C3 apabila berantai panjang sulit terabsorbsi oleh tubuh.
Dalam hubungan ini telah disintesis trigiliserida yang pada posisi C1 dan C3 berupa asam lemak rantai pendek seperti C8 dan C10 yang banyak terdapat pada minyak kelapa. Lipida seperti ini disebut sebagai Medium Chain Triglicerides (MCT), yang mana dapat digunakan untuk mengobati pasien pengidap penyakit HIV, gagal pencernaan, liver ataupun bagi seseorang yang dalam proses penyembuhan dari pembedahan serta dapat juga digunakan untuk orang yang memiliki permasalahan alergi terhadap bahan makan tertentu.
Trigliserida juga banyak diubah menjadi monogliserida dan digliserida, karena baik monogliserida dan digliserida luas penggunaannya sebagai bahan pengemulsi. Oleh karena itu trigliserida melalui reaksi transesterifikasi dengan gliserol diubah menjadi monogliserida dan digliserida dengan bantuan katalis seperti natrium metoksida dan basa Lewis lainnya. Hanya saja proses ini menghasilkan campuran yang terdiri atas 40 - 80% monogliserida, 30 - 40% digliserida, 5 - 10% trigliserida, 0,2 - 9% asam lemak bebas dan 4 - 8% gliserol. Untuk mendapatkan monogliserida yang murni yang akan digunakan dalam bahan makan, farmasi dan kosmetika maka harus dilakukan destilasi molekuler. Dalam hubungan untuk meningkatkan perolehan hasil monogliserida maka dilakukan reaksi bertingkat secara transesterifikasi dengan gliserol yang kemudian diikuti dengan reaksi interesterifikasi dengan metil ester asam lemak, sehingga monogliserida yang diperoleh dapat mencapai 60 - 70%. Tahapan pertama trigliserida yang ditransesterifikasikan dengan gliserol mengikuti reaksi berikut :




Sedangkan reaksi berikutnya adalah reaksi transeterifikasi antara metil ester dengan
gliserol yang diikuti reaksi interesterifikasi. Reaksinya sebagai berikut :

Keterangan : TG = Trigliserida ME = Metil ester
MG = Monogliserida G = Gliserol
DG = Digliserida MeOH = Metanol
Transesterifikasi dapat berlangsung dengan menggunakan lipase yang terjebak secara enzimatis tanpa menggunakan pelarut untuk menghasilkan monogliserida, digliserida dan trigliserida.

Apabila monogliserida dan digliserida diatas masih tercampur satu sama lain termasuk dengan trigliserida maka secara enzimatis telah dapat dilakukan pembentukkan monogliserida melalui reaksi transesterifikasi antara gliserol dengan minyak zaitun pada fasa padat yang menggunakan bahan penopang CaCO3, CaSO4.2H2O, Ca2P2O7 dan cellite dengan menggunakan enzim lipase terjebak yang
berasal dari Pseudomonas sp. Dimana hasil yang diperoleh sebesar 60 % monogliserida tanpa terbentuk digliserida. Monogliserida tunggal dapat dibuat dengan terlebih dahulu melindungi gliserol dengan gugus ketal diikuti dengan reaksi esterifikasi terhadap gugus hidroksil yang bebas untuk membentuk ester solketal yang selanjutnya dihidrolisis untuk menghasilkan monogliserida.

Ester asam lemak dengan gliserol telah berkembang menjadi ester asam lemak dengan poliol lainnya seperti glikol, sorbitol dan sukrosa. Ester glikol terutama baik monoglikolat dan diglikolatnya digunakan secara luas dalam kosmetika karena kecerahan dan memberi tampilan berkilau seperti mutiara. Ester glikol ini terutama digunakan pada pembuatan emulsi shampo, foam bath, ointment dan pengental pada bahan kosmetika. Pada umumnya yang digunakan adalah glikol stearat.
Disamping itu dikenal juga ester asam lemak dengan sorbitol yang biasanya memiliki HLB (hidrophil liphofil balance) berkisar antara 1,8 - 16,7 setelah ester sorbitol tersebut dietoksilasi. Ester sorbitol asam lemak digunakan sebagai pengemulsi pada bahan kosmetika seperti pada lotion pencegah sengatan matahari, deodoran, krim kulit, krim rambut dan shampo. Ester sorbitol asam lemak baik monoester ataupun diesternya dapat disintesakan dengan 2 cara, yakni : reaksi
esterifikasi antara kloro sorbitol dengan garam asam lemak dengan bantuan katalis 2-Monogliserida 1,2-Digliserida Trigliserida perpindahan dua fasa trietilamin hidroklorida ataupun tridodekilamin hidroklorida dan reaksi interesterifikasi antara asetil sorbitol ataupun diasetil sorbitol dengan metil ester asam lemak. HLB dari pada monoester sorbitol dan diester sorbitol yang dihasilkan dengan menggunakan asam lemak C8 - C18 termasuk asam oleat hádala berkisar 0,8 - 12,6.
Ester sukrosa asam lemak merupakan ester non ionik yang memiliki gugus yang bersifat lipofilik dan hidrofilik yang digunakan luas pada bahan makan karena mudah dicerna dan diabsorbsi dalam tubuh. Ester sukrosa asam lemak digunakan sebagai surfaktan dalam sistim minyak dalam air (o/w) dan air dalam minyak (w/o). Ester sukrosa asam lemak ini dapat disintesis dengan 3 cara, yakni : 1) reaksi esterifikasi antara asil klorida asam lemak ataupun anhidrid asam lemak dengan sukrosa, 2) interesterifikasi antara meti ester asam lemak dengan sukrosa pada pemanasan suhu tinggi, dan 3) reaksi enzimatis antara sukrosa dengan asam lemak menggunakan lipase.
Disamping ester antara poliol dengan asam lemak maka dikenal juga ester antara asam lemak dengan monoalkohol. Alkohol yang digunakan mulai dari metanol, etanol, propanol dan butanol sampai pada alkil alkohol seperti stearil alkohol. Dekil oleat yang merupakan ester antara dekanol dengan asam oleat memiliki sifat yang baik seperti lemak tetapi tidak terasa berminyak dikulit bila digunakan, sehingga luas penggunaannya sebagai bahan pengemulsi dalam kosmetika. Oleil oleat digunakan secara luas sebagai bahan ointment untuk keperluan pengobatan, minyak urut, minyak untuk balita dan sebagainya. Butil stearat yang juga merupakan ester asam lemak monoalkohol digunakan sebagai pelumas pada pembuatan tekstil, baik untuk pembuatan filamen dan minyak conning. Minyak conning berguna pada proses pemintalan dan perajutan. Dalam hubungan pembuatan tekstil disamping menggunakan butil stearat sebagai pelumas, juga digunakan palmitil stearat. Palmitil stearat ini paling luas penggunaannya dalam membuat benang-benang ban kendaraan yang terbuat dari serat poliester.
Ester monoalkohol juga luas penggunaannya dalam industri plastik. Metil ester asam lemak yang merupakan bagian dari pada ester asam lemak monoalkohol merupakan zat antara dalam industri oleokimia disamping dapat digunakan sebagai bahan bakar diesel. Metil ester asam lemak ini dapat dibuat dengan cara transesterifikasi lipida dengan metanol yang menggunakan katalis asam sulfat dalam pelarut benzena.
Metil ester asam lemak secara transesterifikasi diatas dapat dilakukan pada suhu kamar dengan kecepatan pengadukkan 3000 rpm selama 20 - 30 menit menggunakan katalis KOH atau NaOH, dimana dengan cara ini memberikan hasil sebesar 97 - 98%. Metil ester asam lemak ini apabila disulfonasi dapat menghasilkan α-sulfo metil ester yang merupakan bahan detergen yang baik.




Esterifikasi asam lemak dengan monoalkohol primer memberikan hasil reaksi yang sangat tinggi, dengan monoalkohol sekunder hasilnya terbatas dan hasil reaksi yang sangat sedikit bila dengan monoalkohol tersier. Asilasi alkohol oleh asam asetat anhidrida atau asetil klorida dengan adanya katalis trietilamina, piridin ataupun 4- (dimetilamino)-piridin (DMAP) memberikan hasil reaksi yang sangat baik untuk alkohol primer dan sekunder, sedangkan untuk alkohol tersier hasil reaksinya sedikit. Penggunaan kobalt (II) klorida sebagai katalis dalam pelarut asetonitril memberikan hasil yang sangat baik untuk asilasi alkohol tersier dan tidak menghasilkan produk yang tereliminasi.
Ester antara asam pthalat dengan asam lemak dapat digunakan sebagai plastisizer. Hanya saja senyawa dioktil pthalat ini tidak termasuk ester asam lemak, sebab yang diesterkan adalah asam pthalat dengan turunan alkohol asam lemak.





Reaksi esterifikasi melalui reaksi transesterifikasi hemiketal dengan metal ester asam lemak ternyata dapat digunakan untuk membentuk surfaktan Oleil 6-α- fruktofuranosa, Oleil 6-β-fruktofuranosa dan Oleil 1-β-fruktofuranosa. Reaksi transesterifikasi ini secara selektif terjadi pada posisi alkohol primer [Jung, dkk,1998].
2. 3. Saponin
Saponifikasi adalah hidrolisa lemak/minyak dengan suatu basa kuat. Hasilnya adalah gliserol dan garam daria sam lemak itu sendiri yang dikenal sebagai sabun.
Bilangan penyabunan suatu lemak/minyak adalah banyaknya mg KOH atau NaOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan 1 gram lemak atau minyak.
Alkohol yang ada dalam KOH berfungsi untuk melarutkan asam lemak hasil hidrolisa agar supaya mempermudah reaksi dengan basa sehingga terbentuk sabun.

Dalam penetapan bilangan penyabunan biasanya larutan alkali yang dipergunakan adalah larutan KOH, yang diukur denga hati-hati ke dalam tabung dengan menggunakan buret atau pipet.

Campuran minyak atau lemak dengan larutan KOH didihkan pada pendingin alir balik sampai terjadi penyabunan yang lengkap, kemudian larutan KOH yang tersisa ditetapkan dengan jalan titrasi dengan larutan HCL 0,5 N. bilangan penyabunan dapat ditetapkan dengan jalan mengurangkan jumlah miliekuivalen larutan álcali beralkohol yang dipergunakan, dikalikan dengan berat molekul dari larutan tersebut, dibagi dengan berat contoh dalam gram. berat molekul bentuk larutan KOH adalah 56,1 ; sedangkan berat molekul larutan NaOH adalah 39,9.




2. 4. Sabun dan Deterjen
2. 4. 1. Sabun
Sabun biasanya berbentuk padatan tercetak yang disebut batang karena sejarah dan bentuk umumnya. Penggunaan sabun cair juga telah telah meluas, terutama pada sarana-sarana publik. Jika diterapkan pada suatu permukaan, air bersabun secara efektif mengikat partikel dalam suspensi mudah dibawa oleh air bersih. Di negara berkembang, deterjen sintetik telah menggantikan sabun sebagai alat bantu mencuci.
Banyak sabun merupakan campuran garam natrium atau kalium dari asam lemak yang dapat diturunkan dari minyak atau lemak dengan direaksikan dengan alkali (seperti natrium atau kalium hidroksida) pada suhu 80–100 °C melalui suatu proses yang dikenal dengan saponifikasi. Lemak akan terhidrolisis oleh basa, menghasilkan gliserol dan sabun mentah. Secara tradisional, alkali yang digunakan adalah kalium yang dihasilkan dari pembakaran tumbuhan, atau dari arang kayu. Sabun dapat dibuat pula dari minyak tumbuhan, seperti minyak zaitun.

a. Sejarah Awal
Asal dari kebersihan pribadi kembali ke zaman prasejarah. Sejak air menjadi bagian yang penting untuk kehidupan, orang pertama hidup dekat air dan tahu sesuatu apa itu properti kebersihan - sedikitnya bagaimana membilas lumpur ke tangan mereka.
Benda mirip sabun ditemukan dalam bentuk tabung saat penggalian di Babilonia Kuno adalah fakta tentang pembuatan sabun diketahui pada tahun 2800 SM. Persembahan di tabung mengatakan bahwa lemak direbus dengan abu, dimana adalah metoda membuat sabun, tetapi tidak mengenai kegunaan sabun itu. Catatan memperlihatkan bahwa orang Mesir Kuno mandi biasa. Papirus Eber, dokumen kesehatan dar sekitar tahun 1500 SM, mendeskripsikan kombinasi minyak hewani dan nabati dengan garam alkali untuk membuat bahan sejenis sabun untuk menyembuhkan penyakit kulit, juga untuk membersihkan. Di waktu yang sama, Musa memberi orang Israel peraturan pemerintah kebersihan pribadi. Dia juga menghubungkan kebersihan untuk kesehatan dan penyucian agama.
Orang Yunani Kuno mandi untuk alasan estetik dan rupanya tidak menggunakan sabun. Malahan, mereka membersihkan tubuh mereka dengan balok lilin, pasir, batu apung dan abu, juga meminyaki tubuh dengan minyak, menggesek minyak dan kotoran dengan peralatan metal yang disebut strigil. Mereka juga menggunakan minyak dengan abu. Baju dicuci tanpa sabun di sungai.
Sabun mendapatkan nama, diantara legenda Romawi Kuno, dari Gunung Sapo, dimana binatang dikorbankan. Hujan membersihkan campuran dari lemak hewani mencair, atau lemak dan abu kayu dibawah menjadi lilin di sepanjang Sungai Tiber. Para wanita menemukan bahwa campuran lilin membuat pembersih mereka dengan lebih kurang usaha.
Ketika peradaban Romawi maju, jadi selalu mandi. Tempat mandi Romawi terkenal pertama, terdapat dengan air dari saluran air, dibangun sekitar tahun 312 SM. Mandi sangatlah mewah, dan mandi menjadi populer. Di abad-ke 2 Masehi, dokter Yunani, Galen menganjurkan sabun untuk pengobatan dan pembersih.
Setelah musim gugur di Roma di 467 Masehi dan hasilnya kebiasaan mandi menurun, lebih banyak di lakukan Eropa pengaruh yang kuat di kesehatan publik berganti-berganti. Menurunnya kebersihan pribadi dan berhubungan kondisi kehidupan tanpa sanitasi menambah beratnya wabah besar di Abad Pertengahan, dan khususnya Kematian Hitam di abad ke-14. Itu tidak sampai abad ke-17 bahwa kebersihan dan mandi memulai untuk kembali ke kebiasaan di banyak tempat di Eropa. Masih sudah di mana tempat di pertengahan dunia dimana kebersihan pribadi tersisa penting di pertengahan dunia. Mandi harian adalah adat yang biasa di Jepang saat Abad Pertengahan. Dan, di Islandia, kolam hangat dengan air dari mata air panas adalah perkumpulan populer di Sabtu sore.

b. Sejarah Pertengahan
Pembuatan sabun adalah keahlian yang tidak bisa dipungkiri di Eropa di abad ke-17. Pembuat sabun serikat pekerja terlindungi perdagangan rahasia mereka ditutup. Minyak nabati dan hewani digunakan dengan arang tanaman, terus dengan pewangi. Secara berangsur-angsur jenis sabun yang lebih banyak lagi menjadi tersedia untuk mencukur dan mencuci rambut, juga mandi dan mencuci.
Italia, Spanyol dan Perancis adalah pusat manufaktur pertama sabun, seharusnya mereka siap menyediakan bahan mentah seperti minyak pohon zaitun. Orang Inggris mulai membuat sabun saat abad ke 12. Bisnis sabun sangat baik pada tahun 1622, Raja James I mengabulkan monopoli kepada pembuat sabun untuk $100.000 setahun. Baik ke abad ke-19, sabun adalah pajak tertinggi sehingga menjadi barang mewah di beberapa negara. Ketika pajak dihapuskan, sabun menjadi tersedia untuk orang biasa, dan standar kebersihan meningkat.
Pembuatan sabun komersial di Amerika kolonial dimulai pada tahun 1608 dengan datangnya beberapa pembuat sabun di kapal kedua dari Inggris untuk mencapai Jamestown, Virginia. Bagaimanapun, untuk beberapa tahun, pembuatan sabun pada dasarnya tinggal pekerjaan rumah tangga. Akhirnya, pembuat sabun profesional mulai biasa mengumpulkan pemborosan lemak dari rumah tangga, di perubahan untuk beberapa sabun.
Langkah utama terhadap pembuatan sabun komersial skala besar terjadi pada tahun 1791 ketika kimiawan Perancis, Nicholas Leblanc, mematenkan proses untuk membuat abu soda, atau sodium karbonat, dari garam biasa. Abu soda adalah alkali terdapat dari abu bahwa kombinasi dari lemak ke bentuk sabun. Leblanc memproses hasil kuantitas dari kualitas baik, abu soda murah.
Sains dari pembuatan sabun modern lahir 20 tahun kemudian dengan pemjelajahan oleh Michel Eugene Chevreul, kimiawan Perancis lainnya, dari kimia alam and lemak yang terkait, gliserin dan asam lemak. Penelitiannya yang tidak bisa dipungkiri dasar untuk lemak dan bahan kimia sabun.
Juga penting kepada kemajuan dari teknologi sabun di pertengahan 1800-an penemuan oleh kimiawan Belgia, Ernest Solvay, dari proses amonia, di mana juga menggunakan garam meja biasa, atau sodium klorida, untuk membuat abu soda. Proses Solvay lebih lanjut dikurangi harga dari mendapat alkali, dan menambah kualitas dan kuantitas dari abu soda tersedia untuk manufaktur sabun.

c. Modern
Bahan kimia dari manufaktur sabun dasarnya tinggal sama sampai tahun 1916, ketika deterjen sintetik pertama berkembang di Jerman di jawaban ke Perang Dunia I - berkaitan kekurangan lemak untuk membuat sabun. Diketahui sekarang dengan sederhana deterjen, deterjen sintetis adalah pembersih non-sabun dan produk pembersih itu adalah menjadi satu atau mengambil bersama dari jenis bahan mentah. Penjelajahan dari deterjen juga diterbangkan oleh kebutuhan untuk alat kebersihan itu, tidak seperti sabun, tidak akan dikombinasi dengan garam mineral di air untuk membentuk sesuatu yang tidak dapat dipecahkan diketahui itu adalah dadih sabun.

2. 4. 2. Deterjen
Deterjen adalah campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk membantu pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Dibanding dengan sabun, deterjen mempunyai keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak terpengaruh oleh kesadahan air.
Pada umumnya, deterjen mengandung bahan-bahan berikut:
a. Surfaktan
Surfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai ujung berbeda yaitu hidrofil (suka air) dan hidrofob (suka lemak). Bahan aktif ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada permukaan bahan. Secara garis besar, terdapat empat kategori surfaktan yaitu:
a. Anionik :
 Alkyl Benzene Sulfonate (ABS)
 Linier Alkyl Benzene Sulfonate (LAS)
 Alpha Olein Sulfonate (AOS)
b. Kationik : Garam Ammonium
c. Non ionik : Nonyl phenol polyethoxyle
d. Amphoterik : Acyl Ethylenediamines
b. Builder
Builder (pembentuk) berfungsi meningkatkan efisiensi pencuci dari surfaktan dengan cara menon-aktifkan mineral penyebab kesadahan air.
a. Fosfat : Sodium Tri Poly Phosphate (STPP)
b. Asetat :
 Nitril Tri Acetate (NTA)
 Ethylene Diamine Tetra Acetate (EDTA)
c. Silikat : Zeolit
d. Sitrat : Asam Sitrat
c. Filler
Filler (pengisi) adalah bahan tambahan deterjen yang tidak mempunyai kemampuan meningkatkan daya cuci, tetapi menambah kuantitas. Contoh Sodium sulfat.
d. Aditif
Aditif adalah bahan suplemen / tambahan untuk membuat produk lebih menarik, misalnya pewangi, pelarut, pemutih, pewarna dst, tidak berhubungan langsung dengan daya cuci deterjen. Additives ditambahkan lebih untuk maksud komersialisasi produk. Contoh : Enzim, Boraks, Sodium klorida, Carboxy Methyl Cellulose (CMC).

Produksi deterjen rumah tangga di Amerika Serikat dimulai di awal tahun 1930-an, tetapi tidak benar-benar membuka sampai akhir Perang Dunia II. Waktu perang berhentinya persediaan lemak dan minyak juga militer membutuhkan untuk alat kebersihan itu akan bekerja di air laut kaya mineral dan di air dingin mempunyai lebih lanjut merangsang meneliti di deterjen.
Deterjen pertama digunakan terutama untuk mencuci piring dan mencuci baju bahan lembut. Penerobosan di perkembangan dari detergen untuk mencuci baju serba guna digunakan muncul pada tahun 1946, ketika deterjen pembangun (berisi surfaktan/kombinasi pembangun)dikenalkan di Amerika Serikat. Surfaktan adalah produk deterjen bahan pembersih dasar, saat pembangun membantu surfaktan untuk bekerja lebih efisien. Senyawa fosfat digunakan sebagai pembangun di detergen ini sangat meningkat perfomanya, membuat mereka cocok untuk mencuci baju dengan tingkat kekotoran berat.
Di tahun 1953, penjualan deterjen di negara ini memiliki itu melebihi sabun. Kini, detergen memiliki semua tetapi menggantikan produk dengan dasar sabun untuk mencuci baju, mencuci piring dan pembersih rumah tangga. Deterjen (sendiri atau berkombinasi dengan sabun) adalah juga penemuan di banyak dari penggunaan batangan dan cair untuk pembersih pribadi.
Sejak prestasi di deterjen dan bahan kimia pembangun itu, aktivitas produk baru memiliki lanjutan utntuk fokus ke membangun produk pembersih praktis dan mudah untuk digunakan, juga menyelamatkan konsumen dan untuk lingkungan. Berikut ini ringkasan beberapa penemuan:
1950-an
• Pencuci piring otomatis bubuk
• Sabun pencuci baju cair, pencuci piring tangan dan produk pembersih serba guna
• Deterjen dengan pemutih oksigen
1960an
• Pracuci kotoran dan penghilang noda
• Bubuk pencuci baju dengan enzim
• Prarendam dengan enzim
1970an
• Sabun cuci tangan cair
• Pelembut kain (ditambah lembaran dan putaran cuci)
• Produk multifungsi (contoh, deterjen dengan tambahan pelembut kain)
1980an
• Deterjen untuk pencucian dengan air dingin
• Pencuci piring otomatis cair
• Pencuci baju konsentrat bubuk
1990an
• Deterjen bubuk dan cair ultra (superkonsentrat)
• Pelembut kain ultra
• Pencuci piring otomatis gel
• Produk pencuci baju dan pembersih refil


DAFTAR PUSTAKA

Brahmana, H.R., R. Dalimunthe dan M. Ginting, 1998, Pemanfaatan Asam Lemak Bebas Minyak Kelapa Sawit dan Inti Sawit Dalam Pembuatan Nilon 9,9 dan Ester Sorbitol Asam Lemak, Laporan RUT III – Kantor Menteri Negara Riset dan Teknologi, Dewan Riset Nasional, Jakarta.
Carey, F.A. dan R.J. Sundberg, 1993, Advanced Organic Chemistry, Part. B : Reaction and Synthesis, edisi ketiga, Plenum Press, London.
Endo, Y., H. Sanae dan F. Kenshiro, 1997, Autooxidation of Synthetic Isomers ofTriacylglycerol Containing Eicosapentaenoic Acid, J.Am.Oil Chem.Soc., 74, 5,543 – 548.
Fessenden, R.J. dan J.S.Fessenden, 1990, Organic Chemistry, edisi keempat, Brooks Cole Publishing Company, Pacific Grove, California.
Gandhi, N.N., 1997, Application of Lipase, J.Am.Oil Chem.Soc., 74, 6, 621 – 634.
http://indocelebes.blogspot.com/2009/03/lemak.html

FREE Chemical Engineering Digital Issue for Oct 2009

Display problem ? Click HERE

FREE Chemical Engineering Digital Issue for Oct 2009 has just been released !

Chemical Engineering Magazine as just released Oct 2009 issue. If you are the subscriber of Chemical Engineering, you should have received similar notification.

***********************

Interesting articles for this month :

Strategies For Water Reuse
Membrane technologies increase the sustainability of industrial processes by enabling large-scale water reuse

Estimating the Total Cost of Cartridge and Bag Filtration
When changeout and disposal costs are added to the purchase cost of filters, the total cost of disposable filters can more than quadruple . A proven method of reducing total lifecycle cost is larger surface area filters

FAYF - Chemical Resistance of Thermoplastics
This one-page guide outlines considerations for choosing thermoplastics in corrosion-resistant applications

Energy Efficiency : Tracking Natural Gas With Flowmeters
Thermal mass flowmeters provide advantages over other options for metering the consumption of natural gas by individual combustion units throughout the facility

Preventing Dust Explosions
Risk management programs are critical for safe handling and processing of combustible dust as well as for OSHA regulatory compliance

Compressed Gases: Managing Cylinders Safely
Follow these recommendations to ensure the safe handling, storage and use of gas cylinders

***********************

TIPS
If you are subscriber, you may access previous digital releases. Learn more in "How to Access Previous Chemical Engineering Digital Issue".

If you yet to be subscriber of Chemical Engineering, requested your FREE subscription via this link (click HERE). Prior to fill-up the form, read "Tips on Succession in FREE Subscription".

Related Post

• How to Access Previous Chemical Engineering Digital Issue
• Tips on Succession in FREE Subscription
• 3 Most Important & FREE Magazines That I Read...
• Non - Technical Quick References for a Chemical & Process Engineers
• More You Share More You Learn
• Knowledge is Own by Everyone but Not Someone

Interesting Relationship Between Carbon number and LFL & UFL

Display problem ? Click HERE

Recommended :
Subscribes to FREE Hydrocarbon Processing

A mixture is combustible / flammable if and only if the hydrocarbon composition is within mixture LFL/LEL and UFL/UEL as discussed in "Estimate Mixture Flammability & Explosivity At Reference P & T. As the operating pressure (P) and temperature (T) change (from reference P & T, the mixture LFL/LEL and UFL/UEL at P & T will change accordingly. In recent works, found in literature an interesting relationship between number of Carbon (in paraffin hydrocarbon) with LFL/LEL and UFL/UEL. This relationship is pretty useful especially when you have no information on hand.

A paraffin hydrocarbon with N_C of Carbon (C), the Upper Explosive Limit (UFL) and Lower Explosive Limit (LFL) can be established with following equations :

Example
A Methane (CH4) contains One (1) Carbon. From literature, the UFL = 15 vol% and LFL = 5%.
From above equations,

UFL = 1 / (0.01337 x 1 + 0.05151)
UFL = 5.6% (compare to 5%)

LFL = 1 / (0.1347 x 1 + 0.04343)
LFL = 15.4% (compare to 15%)

A Propane (C3H8) contains Three (3) Carbon. From literature, the UFL = 10.1 vol% and LFL = 2.1%. From above equations,

UFL = 1 / (0.01337 x 3 + 0.05151)
UFL = 10.9% (compare to 10.1%)

LFL = 1 / (0.1347 x 3 + 0.04343)
LFL = 2.2% (compare to 2.1%)

A Hexane (C6H14) contains Six (6) Carbon. From literature, the UFL = 7.0 vol% and LFL = 1.25%. From above equations,

UFL = 1 / (0.01337 x 6 + 0.05151)
UFL = 7.6% (compare to 7%)

LFL = 1 / (0.1347 x 6 + 0.04343)
LFL = 1.2% (compare to 1.25%)

Above equation is just equations for quick estimation. It may provide some idea of UFL and LFL when no information is available. The error could be large for certain component i.e. Octane. For design and practical use, an in depth method shall be employed.




Related Topic

• Relate LFL to MOC
• Estimate Mixture Flammability & Explosivity At Operating P & T
• Estimate Mixture Flammability & Explosivity At Reference P & T
• Inert Gas or Fuel Gas For Flare Purge ?
• Nitrogen Purging - What are the factors you need to consider ?
• Fire related topics...
• Flare related topics...