Proseding Pertemuan don Presentasi IlmiahP3TM-BATAN. Yogyakarta 25 -26 Juli 2000Buku J134

RANCANGBANGUN SISTEM KENDALl EKSTRAKSI URA-NIUM DENGAN MEMBRAN EMULSI CAIR SINAMBUNG

Subari Santoso, Djoko SP, Muhadi AWP3TM -BATAN

ABSTRAKRANCANGBANGUN SISTEM KENDALl EKSTRAKSI URANIUM DENGAN MEMBRAN EMULSICAIR SINAMBUNG. Te/ah di/akukan rancangbangun perangkat kera.r don /unak untuk pemisahanuranium menggunakan personal komputer. Sistem berfimgsi sebagai pengenda/i suhu. kecepatanpengadukan don pompa a/iran pada proses ekstraksi. Rangkaian interface terdiri dari ..rangkaian sensorsuhu. penguat tegangan. sislem ADC 12 bit. rangkaian penga/amat. perantara data para/e/ D8255C-2.pengual arus don motor stepper. Pengujian lerhadap pengukuran suhu air pada /aju a/iran 10 mVdel.padasuhu proses 72 °C don 80 °C masing-masing ada/ah 72.89 °C don 8/.25 °C. sedang pengujian lerhadapsislem ADC don rangkaian pengual menunjukkan /inearitas yang bait lerhadap ni/ai yang diharapkandengan koejisien /inearilas sebesar 0.999 pada kecepatan pengadukan 400 rpm. Dengan pembuatan sistemk/!ndali ini akan meningkatkan unjuk kerja sistem proses ekstraksi uranium dengan membran emu/s; cair

sinambung.

ABSTRACTDESIGN AND CONSTRUCTION OF CONTROL SYSTEM FOR EXTRACTING URANIUM BYCONTINOUS LIQUID EMULSION MEMBRAN. The interface of computer based process control forUranium separation has been designed and contructed. The system function is for controling thetemperature, stirring velocity and pump flow of extraction process. The interface card consist oftemperature transducer. voltage amplifier. /2 bit ADC system. address decode. pheriperal ParalellnterfaceD8255C-2, current amplifier and motor stepper. The testing on water temperature measurement with flowrate of 10 ml/sec at the process temperature of 72 °C and 80 °C are 72.89 °C and 81.25 °C respectively.The testing made to the ADC and amplifier systems shows godd performance of the expected values. withlinearity is 0,999. At the stirring velocity of 400 rpm the efficiency of continous extraction system is 66.89%.By the control system the performance afuranium extraction process by continous liquid emulsion membran

can be enhanced.

efisiensi dan mengurangi pekerjaan operator,tahapan proses pacta ekstraksi emulsi cair yang biasadilakukan selangkah demi selangkah secara manualdan telah disatukan dalam suatu sistem yang di-kontrol oleh komputer. Dengan demikian diharap-kan peralatan ini akan dapat melaksanakan tahapan-tahapan tersebut secara cepat dan efisien. Peralatanpendukung yang diperlukan antara lain adalah per-alatan pengatur suhu pacta proses pemecahan mem-bran, pengatur posisi potensiometer untuk mengaturkecepatan motor pengaduk cairan ekstraksi, paralelinterface untuk pengendali on/off relay sebagaipengendali pompa distribusi cairan ek$,traksi danmembran ke sistem kolom. Dengan adanya sistempenunjang tersebut maka dapat dilakukan rancangbangun sistem pengatur suhu untuk kolom pemecahmembran, membuat sistem mekanik dan membuatsistem kendali pompa distribusi cairan dalam prosesterse but. Karena penelitian ini merupakan tahapawal yang diharapkan dapat berkelanjutan makaperlu batasan permasalahan yaitu :

I. PENDAHULUAND alam pengoperasian reaktor nuklir membutuh-

kan bahan bakar dan pacta umumnya menggu-

nakan uranium. Bahan ini diperoleh dari alam

maupun dari proses daur ulang limbah bahan bakar

yang berbentuk campuran. Untuk proses pemumian

uranium dari campuran dikenal beberapa macam

metode, seperti pengendapan, kristalisasi, kromato-

graft dan metode ekstraksi. Diantara metode

pemisahan maupun pemumian, metode dengan

teknologi membran emulsi merupakan teknologi

yang masih baru. Pacta proses ekstraksi biasa,

proses ekstraksi dan re-ekstraksi dilakukan dengan

tahapan-tahapan tersendiri, namun pengembangan

dari ekstraksi pelarut biasa yang kemudian

dikembangkan menjadi ekstraksi membran emulsi

cair dengan menyatukan proses ekstraksi dan re-

ekstraksi dalam satu tahapan proses. Di Bidang

Tekno Kimia P3TM BA TAN sedang dikembangkan

metode ekstraksi membran emulsi cair sinambung.

Dengan metode ini diharapkan dapat memperbaiki

Proseding Pertemuan dan Presentasi IImiahP3TM-BATAN, Yogyakarta 25 -26 Juti 2000 135Buku I

1. Rancang bangun yang dilakukan dilengkapidengan sistem perekam data suhu dan dapatdisimpan dalam file, kisaran suhu proses peme-cah membran ekstraksi antara 70 °c -80 °C.

2. Posisi potensiometer digerakkan oleh motorstepper 00 kecepatan minimal. 3000 kecepatanmaksimal melalui sistem penguat yang diken-dalikan oleh perantara data paralel dan personal

komputer.

3. Mengaktitkan peralatan pemanas dan pompadistribusi cairan ke kolom-kolom ekstraksi dan

pemisahan.

4. Membuat perangkat lunak yang untukmengoperasikan perangkat keras sesuai denganproses ekstraksi sinambung.

Untuk itu perlu dibuat alat yang dapat menjalan-kan dan memantau proses secara otomatis denganmemanfaatkan teknologi komputer.

II. TAT A KERJA DAN PERCOBAAN

A. Prinsip Kerja Perangkat Keras

-Sensor suhu mengeluarkan sinyal analog orde(0-100) mVolt dan masuk ke sistem penguat

tegangan.

-Sistem penguat tegangan mengubah teganganmasukan menjadi orde 0-5 Volt dan masuk keADC 12 bit type AD574.

-Masukan analog 0-10 Volt diubah oleh AD574menjadi sinyal digital 12 bit digunakan sebagaimasukan PPI8255. '.

-Melalui perantara data paralel 8255 danrangkaian pengalamat data masuk ke sistempersonal komputer untuk diolah sesuai denganrangcangan perangkat lunak yang dibuat.

-Pembacaan suhu oleh komputer akan menen-tukan langkah selanjutnya, yaitu sistem pemecahmembran barns on atau off. lika On makakomputer akan mengirimkan 4 data digitalmelalui PPI8255, rangkaian penguat artis,menggerakkan motor stepper untuk memutarpotensio clan mengendalikan kecepatan sistempemecah membran.

-Kecepatan putar sistem pemecah membran akanmemberikan tanggapan kendali dibaca oleh

komputer apakah kecepatan diperbesar ataupundiperkecil melalui pemutaran R potensio.

-Perangkat lunak akan selalu membandingkanpembacaan sensor suhu untuk menjalankan danmemantau proses secara otomatis menghidupkanatau mematikan relay untuk mengatur kecepatanputar sistem pengaduk dan sistem:. pemecahmembran.

P~rancangan sistem kendali pemisahan ura-

nium menggunakan personal komputer ditunjukkanpada Gambar 1.

Prinsip kerja Perancangan Sistem EkstraksiSinambung adalah sebagai berikut :

Scnsor suhu~ngu~ analog kel! 4i&i~ ~2bit!,~;, , ,' ': .""'""" .

.:~.~t:;tCgaI1gan-"'"..,. .

RPo-lensio

Relay & ,

mlr ste\XrDriverMotor

kcndalikcccpatan

Sistem kendaliOn! off danocma mas

ltanggapankendali

Gambar 1. Perancangan Sistem Ekstraksi Sinambung.

Proseding Pertemuan dan Presentasi /lmiahP3TM-BATAN. Yogyakarta 2.5 -26 Juli 2000Buku I136

dengan masukan penguat 10 kali. Penguat 10 kali

merupakan rangkaian umpan balik negatif menggu-nakan Op-Amp dengan Ri = 100 Ohm dan Rf =

1000 Ohm.

1. Rangkaian Sensor Suhu

Terdapat beberapa jenis sensor suhu diantara-nya adalah thermocouple, positive temperaturecoefficient (PTC'), negative temperature coefficient(NTC'). Pada penelitian ini, untuk pengukuran suhudigunakan NTC, yaitu variabel resistor yang me-miliki nilai resistansi yang berubah-ubah menye-suaikan suhu yang diukur.

B. Perancangan Sistem Perallgkat Keras

Perancangan sistem ekstraksi sinambungditunjukkan pada Gambar 2. Fasa ekstemal 1 (rasaumpan) dialirkan oleh pompa (Pel) dan pompakolom ekstraksi mengalirkan 4 aliran (Pel-Pe4)dikendalikan oleh PPI 8255 port 82. Fasa umpandimasukkan ke kolom ekstraksi melalui Pe I, rasamembrab masuk melalui Pe2 kedua aliranbercampur di dalam kolom.

2. Penguat Tegangan

Rangkaian penguat tegangan dirancangmenggunakan IC TLO72 (Op-Amp), yang terdiridari rangkaian follower dan rangkaian penguat 10kali. Fungsi dari rangkaianfollower adalah sebagaipenyama impedansi antara pembacaan keluaran

I.~Pmpdllk

R;;gUlllo~_~n_~1 ..

~-~--ll~ Prn2 l

KOLOM PEMECAHIwIEMBRAN

KOLOM EKSTRAXSI

Fall Internal

AI)c

1'82;,?B;J'.1'ct11'~iQ

PIII.P~r~~1'm1-1'1112Itt~\lI;lll)r

Gambar 2. Rancangan Sistem Ekstraksi Smambung.

Proseding Pertemuan dan Presentasi IlmiahP3TM-BATAN. Yogyakarta 25 -26 Juti 2000 Buku I 137

yang cukup untuk proses pemanasan membrandalam kolom. Pada bagian atas dan bawah diberilubang masukan dan lubang keluaran berdiameter0,5 cm, jarak keluaran dan masukan 20 cmsedangkan jarak lubang keluaran bagian bawah 1.5cm dari dasar kolom. Waktu tinggal membrandalam kolom untuk terjadinya pemisahan adalah 3menit clan debet aliran masuk maksimal adalah 79mili literlmenit.

Fasa membran yang lebih ringan bergerak keatas

sedangkan fa sa umpan yang lebih berat bergerak kebawah kolom. Un sur Uranium pada rasa umpanakan terekstraksi kedalam membran dan air umpansisa (fasa eksternal 2) dari proses ekstraksi keluardari kolom melalui lubang bagian bawah Pe3.Sementara mrmbran pengektrak dialirkan ke kolompemecah membran melalui Pe4. Untuk memper-besar proses ekstraksi, pada kolom ekstraksi diberipengaduk dan diatur kecepatannya menggunakangerakan otomatis motor stepper untuk mengatur Rpotensio yang dikendalikan oleh komputer. Didalamkolom pemecah, membran dipanaskan dan di-campur bahan pemecah membran (butanol) dan

proses pengaturan suhu pemanasan dikendalikan

oleh pengatur suhu yang terdiri dari rangkaiansensor suhu dan pemanas nekelin yang diaturdengan pengendalian on/off relay. Aliran butanoldiatur melalui Pm!. Membran yang telah pecahmenjadi rasa organik dan rasa air internal

dikeluarkan melalui saluran bagian atas sedangkanrasa air internal yang lebih berat dikeluarkan

melalui saluran lubang bagian bawah oleh Pm2.

Efisiensi ekstraksi dari sistem dihitung denganperbandingan konsentrasi sebagai berikut :

KOLOM EKSTRAKSI

Pembuatan kolom ekstraksi sarna dengan kolompemecah, pacta kolom bagian atas terdapat 2 lubangyaitu lubang masukan untuk umpan/air "ektemal 1dan lubang keluaran membran hasil ekstraksi,Sedangkan bagian bawah terdapat lubang masukanmembran pengektrak dan air sisa umpan ekstraksi(air ektemal 2), Aliran masukan umpan dibuat dariatas sedangkan membran dari bawah, agar keduacairan bisa saling kontak karena umpan denganberat jenis sedikit lebih besar akan mengalir kebawah sedangkan membran akan cenderungbergerak keatas sehingga dapat terjadi pertemuanantara 2 aliran tersebut yang memungkinkan terjadikontak ekstraksi un sur-un sur dari umpan kemembran. Waktu tinggal air umpan dan membrandalam kolom untuk terjadinya proses ekstraksiadalah 5 menit dan debet masukan maksimalsebesar 48 mililiter/menit.

Efi ' .(fasa ekternall). (fasa ekternal2) 100°1ISlenSI =. x 10(fasa ekternall)

rasa ektemal I = konsentrasi rasa ekstemal I atau

rasa umpanrasa ektemal 2 = konsentrasi rasa ekstemal 2 atau

rasa umpan sisa TATA KERJA PROSES EKSTRAKSI DANPENGENDALIANNYA

Efisiensi re-ekstraksi (stripping) dari sistem dihitungscbagai bcrikut :

Efisiensi = xl 00%,- ..,(fasa organik) -(fasa internal)

rasa organik = konsentrasi rasa organik

rasa internal = konsentrasi rasa air internal

KOLOM PEMECAH MEMBRAN

Kolom pemecah membran juga dianggap sebagaikolom pemisahan berbentuk tabung silinder tegakdari bahan kaca dengan panjang 25 cm, diameter 3,9cm dengan volume 238,92 mili liter. Disekelilingtabung dililitkan kawat nikelin yang dibungkus gipssebagai sumber pemanas listrik dengan hambatan(R) = 150 Ohm menghasilkan daya 300 watt pad a

tegangan 220Y ekivalen dengan 72 kalori!detik

1. Untuk pengambilan data efisiensi dari sistemekstraksi sinambung dibuat umpart' simulasilarutan uranium 1000 ppm.

2. Fasa membran : TBP kerosen (4%-%), Span-80%= 5% (mulgator) dan natrium karbon at 2% (fasa

internal), Diemulsifikasi 7500 rpm.

3. Mengatur debet aliran pompa: rasa umpan 5mVmenit, membran 5 mVmenit dan surfactan(butanol: 0,5 mVmenit.

4. Memasukkan umpan, membran dan surfaktanpada tempat penampungnya, untuk inisialisasi isikolom ekstraksi dengan umpan dan membransampai melebihi lubang keluaran bagian atasdengan perbandingan 1:1, isi kolom pemecahdengan surfaktan sebanyak 1/11 dari volume

kolom pemecah.

5. Menghidupkan pompa distribusi kolom ekstraksi(Pel-Pe4) dan pengaduknya setelah diatur

kecepatan motornya.

Proseding Perlemuan dan Presenlasi IImiahP3TM-BATAN. Yogyakarla 25 -2.6 Ju/i 2000Buku I138

pada NTC sebagai akibat perubahan suhulingkungan agar diperoleh karakteristik darirangkaian sensor yang dibuat. Pengujian dilakukandengan tara mencelupkan NTC pad a air sebagaimedia pemanasan, tegangan keluaran dicatat tiap-tiap perubahan suhu 0.5 °c. dan didapatkan data dangrafik seperti pada Gambar 3. Pada grafik terlihat 2garis tegangan keluaran yang masing-masing adalahgaris tegangan pemanasan dan garis teganganpcndinginan, kedua garis ini mcrupakan karak-teristik dari sensor NTC yang memiJiki kecende-rungan memiliki tegangan tegangan keluaran yangberbeda pada suhu yang sarna saat pemanasan danpendinginan. Sensor memiliki daerah ambang batasbawah kepekaan suhu pada suhu sekitar 2.5 °c

hingga 20 °c karena perubahan tegangan padadaerah suhu tersebut sudah tidak signifikan.Sedangkan daerah ambang batas atas adalah padasuhu sekitar 97 °c -100 °c.

6. Setelah waktu pengisian membran dari kolomekstraksi mencapai 10/11 dari volume kolompemecah, menghidupkan pompa distribusi kolompemecah (Pml-Pm2) untuk menjaga kontinyuitasaliran surfactan dan mengeluarkan hasil

pemumian.

III. ANALISIS DATA DAN PEMBA-HASAN

Untuk mengetahui karakteristik sistem telahdilakukan pengujian masing-masing unit peralatansecara terpisah agar dapat diketahui ketelitian tiap-tiap rangkaian, kemudian dilakukan pengujiansecara menyeluruh terhadap sistem yang terpadu.Pengujian rangkaian tersebut meliputi : Pengujianrangkaian sensor suhu, rangkaian penguat tegangan,pengujian ADC dan pengujian penempatan posisipotensio meter. Pengujian dilakukan untuk melihathubungan antara masukan daD keluaran terhadapbasil yang diharapkan daD basil sesungguhnya.Metode pengujian dilakukan dengan metode regresilinear.

2. Penglljian Rangkaian penguatan'

Pengujian penguatan dimaksudkan untukmengetahui karakteristik penguatan sehingga dapatmeminimalkan kesalahan dari keluaran. Rangkaianpenguat digunakan untuk menguatkan sinyal keluar-an dari rangkaian sensor dari 0 -1 Volt dan perlu di-kuatkan 10 kali karena digunakan sebagai masukanADC O. 10 Volt. Hasil pengujian terse but disajikandalam bentuk Tabel I dan grafik Gambar 4.

1. pengujifln Rangkaian Sensor Suhu

Pengujian rangkaian sensor suhu adalahuntuk mengetahui perubahan tegangan yang terjadi

Karakteristl k RangkalanKurva

';;",';'~. I-

~".;.

1

C,8

0,8T.O,7' :,:!.: '-';'!.',ga 0.8 '~:'..:.

"'!""-

nlan

('lott) 0.2

I ~ pen~nQinar(

l:=::-~~.M~ )82 74

Suhu(Ct

Gambar 3. Karakleriatik Rangkaian Sensor Suhu.

, '. ""~:'\,;,,~':i;-;-:~~.'" ."" ',:..\ "".", ,,' "',~ ' ",' ..""',,: .:

, '. ,I" .~', :..r,.';,-."..'~- c,.'~"""'._'~".~

0,1

0

Proseding Pertemuan don Presentas{ lImiahP3TM-BAT AN. Yogyakarta 25 -26 Juli 2000 139Buku J

Tabell. Data rangkaian penguatan.

Kurv8 Llnearl". panguatan

1 2.(XX) j","':',';.: " )..1 'Ii" "I'" , ., ;' .:' , .",;:"::':.I:'!

f A~ IJ:lfl~i.l..t,'"!;.;l. d'~I',;I'I"lliilh"":~T~III,~" ':'I'llr',,':lII:'-:i't,~!.,~t,~"';~.1:!iI::i~;!',::,.::',,:':"..:;:. ,::":..'.:'.!.:.!',:.'",;':;:,:~:,:':,

,[::::;;~~;i~:.~.':~.'

8.aD

e.cm

.c, (XX)

I:}

,.::.::.i.:I~!"

.,...

-!" I

.~iO!

.,2.aXJ

~;;~I, .: ':',;' ; :, ' " : ,'-:: ; ,.

0,aX) "'.'\";"I"~';" :"::.;'

§ a ~ ~ ~ § ~ § ~ ~ §Input fVo.)

Gambar 4. Kurva Karakteristik Penguatan.

korelasi sebesar 0,999.

4. Pengujian Rangkaian Sensor Suhu

Pengujian dilakukan dengan mencelupkanNTC kedalam air bersama dengan termometerpengukur suhu, kemudian air dipanaskan untuk

mengatur suhunya. Selama pemanasan perubahantegangan yang terjadi diamati dan dicatat dandidapatkan grafik seperti Gambar 6. Grafik tersebutadalah kurva karakteristik pacta rangkaian sensoryang telah diperkuat oleh rangkaian penguat.

3. Pengujian Rangkaian ADC

pengujian ini dilakukan dengan mengumpan-kan tegangan pada saluran masukan 10 Volt secaralangsung clan diperoleh data pada Tabel 2 clan grafik

Gambar 5.

Oari data yang diperoleh terlihat bahwamasukan analog clan keluaran hasil konversi AOCmemperlihatkan hubungan yang linear. Bila daridata tersebut diambil persamaan garis lurus at aupersamaan regresi linear maka didapatkan per-samaan: Y = 1.0015x + 0,000967 dengan faktor

Proseding Perlemuan don Presenlasi I/miahP3TM-BATAN. Yogyakarla 25 -26 Ju/i 2000140 Buku I

Tabel 2. Data pengujian sistem ADC.

Teg. masukanVi (Volt)

Teg. konversiDigital

Teg. konversiDesimal

Selisih Tegangan(Volt)

0,0

0,51,01,52,0

2,53,0

3,5

4,04,5

5,05,5

6,06,5

1,0

1,5

8,08,59,09,510,0

0

204410

613

819

1022

1230

1440

1646

1853

2050

22632461

26652870

3075

32853488

369338964098

0

0,4981.001

1,496

1,999

2,495

3,002

3,515

4,018

4,523

5,004

5,524

6,008

6,506

7,006

7,507

8,020

8,515

9,016

9,511

10,004

0,00

-0,002

0,001

-0,003

-0,001

-0,004

0,0028

0,016

0,018

0,023

0,004

0,024

0,008

0,006

0,006

0,007

0,020

0,015

0,016

0,012

0,005

Kurva Llnearltas Konversl ADC

12.0000

10.0000

:::;:';;:;.I'~,

: : ; : ~,'. ' , ;.." ,,:,,' .'

,to"','" 'I,,:;V'.,~II' "o~:"":j'

;;:';!:.!~' !~i!'1::-':!' ..i:;,t;~~~'~i::':i,'i!-"02:-'2

~~

8 .O(X)O,:::,;!r+:~;""-""'""~

6 .0000

~

4 .0000

:2 .0000

:':::i):'~;';i'~~'tj£r:,;:::j:~;:!~~~:j:!~ ';, :~: i;:;;~::::,:.; ':;"1:':~"".:"f(';::!~!;!;.;0 0 0 0 0 a C) 0 a 0 C)0' --N cw) ..,: iii ID y...: aj ~ 0'.-

Vln (Volt)

0.0000 1.~~vel".l~ ~~

Gambar 5. Kurva Linearitas Konversi ADC.

Proseding Pertemuan dan Presentasi IlmiahP3TM-BATAN. Yogyakarta 25 -26 Jull 2000 Buku I 141

Kurva Pembacaan Suhu

10

9

6

7

6

5

4

3

2

1

0a ~ :;; ~ ~ In; m ~ ~ ~ I!? ~ :g \r'! '(;)N lJ'} " to ~ t- ro m a .-

N M ...,. lJ'} CD ro m

Suhu(C)

E"0

G'in'Q;>c0

~c...OJC...=~

Gambar 6. Graftk pembacaan suhu.

5. Pengujian Pengendalian Sul,u

Pengujian pengendalian suhu bertujuan untukmelihat kemampuan peralatan dalam mengendalikansuhu cairan yang mengalir dalam kolom pemisahmembran. Cairan dipompa kedalam kolom dengandebet cairaf110 ml/menit. Pengujian dilakukan padasuhu pr6ses masing-masing 70 °c dan 80 °c dandidapat grafik Gambar 7 dan Gambar 8. Dari grafikpengendalian suhu 70 °c, diperoleh data-data sbb :

Suhu tertinggi 74,79 °c, suhu terendah 68,99 °c clansuhu rerata = 72,89 °c.

Dari grafik suhu pengendalian 80 °c diper-oleh data-data sbb: Suhu terendah 79,85 °c, suhutertinggi 82,94 °c clan suhu rerata = 81,25 °C. Pad a

grafik tampak bahwa pengendalian sullu melaluisaklar pemanas On/Off dapat berjalan dengan baik,suhu cairan terkendali sesuai dengan batas angka

yang diinginkan.

80.f t' .,

~:1c "~~~.;;~

..

~ .:. .~; :"::':, ..',", ~'" ' .'. I ,..' '1' .' " .' I ,,'

~.,~.:~",(:""',:~:,;::.,: .:.~'"',\',:':'!':~

:":!0

~

~..-~

~'t-NQ)~

... ~~~

~toN

.-0)M ~

,...'cB

..~ ~

0)

~

,-~

~

~~

m m.-Data ke-

Gambar7. FluktuasiSuhupadq 70°C.

,:,')." I.'.P',." ..',',:.,. ,...I',~~I' ,1': '., '., O"'C"

Proseding Per/emuan dan Preserl/asi IlmiahP3TM-BATAN, Yogyakar/a 25 -26 Juti 2000142 Buku I

Suhu Pengendallan .80 C

.....,' .."..~:~.;,10

8

6

4

2

...~. ..: ,I. .' .'1'-(.)-=.c=U)

-;,;";'."".:"":',.,,' ,1"'.\ ""'..,,1' , ', ,,~, ," .', '. ,. ,', ...'" " ,." ". ...,,~.

':';'.';';""O\j.. :::!~:I;, .'.':~'.:..:,'.":""'..

~ ~CD ~

co~N..-

~...-~v

0-I()M~

N';£

- -r-N

~

a'1;

.-..-a>

Data ke-

Gambar 8. F/uktuasi Suhu pada 80 DC.

hal ini dikarenakan proses pengadukan mempeng-aruhi difusi Uranium didaerah an tara mcmbran danumpan. Penambahan kecepatan pengadukan akanmemperkecil daerah difusi, pacta suatu hargatertentu daerah difusi akan b~rimpit dengan daerahreaksi dan pacta kondisi tersebut dicapai kondisioptimal dimana proses perpindahan uranium kemembran hanya dipengahui oleh kecepatan daTireaksi kimianya saja. Sistem pengadukan yang telahdibuat memberikan harga optimal proses ekstraksipacta kecepatan 400 rpm, pada pengadukan tersebutdiperoleh harga efisiensi masing-masing 66,85%untuk proses ekstraksi, 99,83% untuk proses re-ekstraksi dan 66,74% untuk efisiensi totalnya.

6. Pengujian Efisiensi Sistem Ekstraksi Si-nambung

Pengujian ini bertujuan untuk mengambildata-data efisiensi yang dapat dicapai oleh sistempengendali .yang telah dibuat terhadap sistemekstraksi sinambung. Dengan mengetahui kan-dungan uranium pacta masing-masing rasa makaefisiensi dari masing-masing proses dapat ditentu-kan. Proses tersebut diulangi untuk kecepatanpengadukan yang divariasi (0-500 rpm) dan suhuproses ditetapkan pacta 80 °c dan waktu operasi 1jam. Hasil pengujian terlihat pacta Tabel 3. Daritabel terlihat bahwa efisiensi ekstraksi naik denganmakin tingginya intensitas pengadukan (0-300 rpm),

Tabel 3. Data hasi/ pengujian efisiensi ekstraksi sinambung.

siensi

Striping

Kondisimembran

Umpan Ur

Organikanium ppm

internalEli

ekstraksiPengadukan

(rpm)Konsentrasi

Umpan Total

Pecah

Pecah

Pecah

Pecah

Pecah

Pecah

62,72

64,70

65,15

66,14

66,85

66,11

98,09

98,99

99,53

99,42

99,83

99,63

66,72

64,70

65,15

66,14

66,74

66,11

372,81

495,41

424,45

519,76

573,33

623,88

4,39

1,59

I,ll

1,67

0,97

7,22

365,71

490,44

422,50

516,76

572,83

623,88

0

100

200

300

400

500

0

0

0

0

0

0

".

""d ."

Proseding Pertemuan don Presentasi //miahP3TM-BATAN. Yogyaknrta 25 -26 Ju/i 2000 Buku I 143

V. KESIMPULANTANYAJAWAB

Taxwin.

-Ada berapa metode pemisahan unsur yang dapatdigunakan, mengapa anda menggunakan metodepemisahan membran emulsi pada proses yanganda gunakan, mohon dijelaskan?

Subari Santoso

-Untuk proses pemurnian uranium dari campuranmemang dikena/ beberapa macam metode.seperti pengendapan. krista/isasi. kromatografldon metode ekstraksi. Diantara metodepemisahan maupun pemurnian. metode dengantekn%gi membran emu/si merupakan tekn%giyang masih baru. Pada proses ekstraksi biasa.proses ekstraksi don reektraksi di/akukan dengantahapan-tahapan tersendiri, namun pengembang-an dari ektraksi dari pe/arut b!asa yangkemudian dikembangkan ekstraksi' membranemu/si cair dengan menyatukan proses ekstraksidan reektraksi do/am satu tahapan proses.

Dari hasil perancangan, pembuatan clanpengujian sistem pengendalian pada proses ekstraksimembran emulsi cair sinambung maka dapatdisimpulkan sebagai berikut :

'. Sistem pengendalian suhu dapat dilakukandengan mengatur saklar On/Off secara otomatispada proses pendinginan clan pemanasan padakisaran suhu antara 20 °c -98 DC.

2. Sistem ADC yang digunakan dapat membacasensor suhu pada sistem pemecah membran se-cara tepat karena mempunyai hubungan masukanclan keluaran yang linear dengan persamaan : Y= 1.0015x + 0,000967 dengan faktor korelasi

sebesar 0,999.

3. Sistem pengendalian yang dibuat telah diujikanpada proses ekstraksi sinambung denganmenggunakan umpan simulasi clan memberikanefisiensi ekstraksi optimal pada kecepatanpengadukan 400 rpm sebesar 66,86%, efisiensireekstraksi sebesar 99,83% clan efisiensi total

adalah 66,74%.

4. Perlu peningkatan software clan hardware untukmendapatkan hasil yang maksimum diantaranyaadalah : .sistem animasi atau tampilan sistem clan

pemb\latan sistem mekanik yang dapat tampillebih menarik.

Dwi Biyantoro

-Berapa kecepatan pengadukan yang palingoptimal (rpm) dan berapa efisiensi dari sistemkendali otomatis yang and a buat?

VI. DAFT AR PUST AKA Subari Santoso

-Kecepatan pengadukan divariasi (0-500 rpm)don suhu proses ditetapkan pada 80 oC donwaktu operasi J jam. Penambahan kecepatanpengadukan akan memperkecil daerah difusi,pada suatu harga tertentu daerah difusi akanberhimpit dengan daerah reaksi don pada kondisitersebut dicapai kondisi optimal dimana prosesperpindahan uranium ke membran hanyadipengaruhi oleh kecepatan dari reaksi kimianyasoja. Sistem pengadukan yang te~ah dibuatmelnberikan harga optimal proses ekst~aksi padakecepatan 400 rpm. don diperoleh harga efisiensimasing-masing 66,85% untuk proses ekstraksi,99.83% untuk proses re-ekstraksi don 66,74%

untuk efisiensi totalnya.

1. ABOU NEMEH AND VAN PATHEGEN, 1993,"Membran Cycling in the Liquid SurfactanMembrane Process Ind. Eng. Chem. Res,"

2. DOEBELIN, ERNEST 0, 1993, "MeasurementSystem Application and Design", Mc Graw Hill,

Inc.

3. LEWIS C. EGGEBRECHT, 1992, "Interfacing tothe IBM Personal Computer", Howard W. Sams& Co. Inc. Second Edition, Fifth Printing, Sams,Indiana 46032 USA.

4. WIE, YAP, Ir., "Turbo Basic dan Aplikasinya",Andi Offset, Yogyakarta, 1994.

5. IAEA, 1992, "Interfacing in Nuclear ExperimentPart 2 Basic Experriment", IAEA, Chiang May

University