I. PENDAHULUAN

Secara mendasar, proses pemisahan dapat diterangkan sebagai proses perpindahan massa.

Proses pemisahan sendiri dapat diklasifikasikan menjadi proses pemisahan secara mekanis atau

kimiawi. Pemilihan jenis proses pemisahan yang digunakan bergantung pada kondisi yang

dihadapi. Pemisahan secara mekanis dilakukan kapanpun memungkinkan karena biaya

operasinya lebih murah dari pemisahan secara kimiawi. Untuk campuran yang tidak dapat

dipisahkan melalui proses pemisahan mekanis (seperti pemisahan minyak bumi), proses

pemisahan kimiawi harus dilakukan. Proses pemisahan suatu campuran dapat dilakukan dengan

berbagai metode. Metode pemisahan yang dipilih bergantung pada fase komponen penyusun

campuran. Suatu campuran dapat berupa campuran homogen (satu fase) atau campuran

heterogen (lebih dari satu fase). Suatu campuran heterogen dapat mengandung dua atau lebih

fase: padat-padat, padat-cair, padat-gas, cair-cair, cair-gas, gas-gas, campuran padat-cair-gas, dan

sebagainya. Pada berbagai kasus, dua atau lebih proses pemisahan harus dikombinasikan untuk

mendapatkan hasil pemisahan yang diinginkan.

Sebagian besar senyawa kimia ditemukan di alam dalam keadaan yang tidak murni.

Biasanya, suatu senyawa kimia berada dalam keadaan tercampur dengan senyawa lain. Untuk

beberapa keperluan seperti sintesis senyawa kimia yang memerlukan bahan baku senyawa kimia

dalam keadaan murni atau proses produksi suatu senyawa kimia dengan kemurnian tinggi, proses

pemisahan perlu dilakukan. Proses pemisahan sangat penting dalam bidang teknik kimia. Suatu

contoh pentingnya proses pemisahan adalah pada proses pengolahan minyak bumi. Minyak bumi

merupakan campuran berbagai hidrokarbon. Proses pemisahan minyak bumi menjadi komponen-

komponennya akan menghasilkan produk LPG, solar, avtur, pelumas, dan aspal. (Purwanto,

2013)

Salah satu teknik pemisahan yang popular digunakan dalam beberapa industry adalah

teknik pemisahan dengan cara absorpsi dan stripping. Absorbsi adalah operasi pemisahan solut

dari fase gas ke fase cair, yaitu dengan mengontakkan gas yang berisi solut dengan pelarut cair

(solven / absorben ) yang tidak menguap. Sedangkan stripping adalah proses pemisahan dengan

cara menelanjangi atau melucuti umpan dengan mengikat komponen yang melekat dalam solute.

Stripping dilakukan dengan menggunakan suatu alat yang disebut stripper. Stripper atau tube

stripper adalah suatu peralatan yang digunakan untuk memisahkan udara atau liquid dari rubber

tube seperti halnya peristiwa infusion atau pembelahan, maka dapat kita ambil kesimpulan

stripper adalah suatu alat yang digunakan untuk mengambil suatu zat atau senyawa dari senyawa

lainnya dengan fase yang berbeda.

II. PEMBAHASAN

A. Absorber dan Stripper

Absorber dan stripper adalah alat yang digunakan untuk memisahkan satu komponen atau

lebih dari campurannya menggunakan prinsip perbedaan kelarutan. Solut adalah komponen

yang dipisahkan dari campurannya sedangkan pelarut (solvent ; sebagai separating agent)

adalah cairan atau gas yang melarutkan solut. Karena perbedaan kelarutan inilah, transfer

massa solut dari fase satu ke fase yang lain dapat terjadi.

Absorbsi adalah operasi pemisahan solut dari fase gas ke fase cair, yaitu dengan

mengontakkan gas yang berisi solut dengan pelarut cair (solven / absorben ) yang tidak

menguap. Stripping adalah operasi pemisahan solute dari fase cair ke fase gas, yaitu

dengan mengontakkan cairan yang berisi solute dengan pelarut gas ( stripping agent) yang

tidak larut ke dalam cairan.

Berdasarkan cara kontak antar fase, alat transfer massa difusional dibagi menjadi 2

jenis, yaitu :

1. proses keseimbangan dimana operasi dengan keseimbangan antar fase, yaitu alat dengan

kontak bertingkat ( stage wise contact / discreet ), misalnya menara menggunakan plat atau

tray.

2. proses dikontrol kecepatan transfer massa, yaitu alat dengan kontak kontinyu ( continuous

contact ), misalnya menara sembur, gelembung atau menggunakan bahan isian (packing).

Absorbsi adalah operasi pemisahan solut dari fase gas ke fase cair, yaitu dengan

mengontakkan gas yang berisi solut dengan pelarut cair (solven / absorben ) yang tidak

menguap. Stripping adalah operasi pemisahan solute dari fase cair ke fase gas, yaitu

dengan mengontakkan cairan yang berisi solute dengan pelarut gas ( stripping agent) yang

tidak larut ke dalam cairan. Ada 2 jenis absorbsi, yaitu kimia dan fisis. Absorbsi kimia

melibatkan reaksi kimia antara pelarut cair dengan arus gas dan solut tetap di fase cair.

Dalam absorbs fisis, solut dalam gas mempunyai kelarutan lebih besar dalam pelarut

cairan, sehingga solut berpindah ke fase cair. Absorbsi dengan reaksi kimia lebih

menguntungkan untuk pemisahan. Meskipun demikian, absorbsi fisis menjadi penting jika

pemisahan dengan reaksi kimia tidak dapat dilakukan. Absorber dan stripper seringkali

digunakan secara bersamaan. Absorber digunakan untuk memisahkan suatu solut dari arus

gas. Stripper digunakan untuk memisahkan solut dari cairan sehingga diperoleh gas dengan

kandungan solute lebih pekat.

Hubungan absorber dan stripper ditunjukkan dalam gambar 1.

Gambar 1. Hubungan absorber dan stripper

Sebagai contoh adalah pemisahan gas nitrogen dan hydrogen pada amoniak cair.

Gambar 2. Skematika proses pada plant stripper dan absorber secara umum

Stripper disebut juga sebagai kolom distilasi berfungsi sebagai unit operasi untuk

melakukan proses pemisahan sebuah campuran menjadi dua atau lebih produk yang

memiliki titik didih berbeda, dengan mengeluarkan komponen yang lebih mudah menguap

dari campuran.

Stripper berfungsi untuk memisahkan CO2 dari larutan K2CO3 (benfield), untuk

selanjutnya CO2 yang dilepaskan akan menjadi produk CO2 yang digunakan sebagai bahan

dasar dalam proses pembuatan pupuk urea. Larutan benfield yang terkondensasi akan jatuh

ke bottom stripper, sedangkan air akan berada di tray tengah karena memiliki titik didih

yang lebih rendah dibandingkan dengan larutan

benfield. Reaksi kimia yang terjadi pada stripper yaitu:

2KHCO3 K2CO3 + CO2 + H2O (CO2 dilepaskan)

Sebelum memasuki stripper, campuran terlebih dahulu di proses pada plant

absorber untuk memisahkan CO2 dari gas sintesis dengan menggunakan bahan penyerap

seperti MDEA, benfield dan selexon, dalam hal ini digunakan larutan benfield. Reaksi

kimia yang terjadi pada absorber yaitu:

K2CO3 + CO2 + H2O 2KHCO3

Sempurna atau tidaknya proses penyerapan CO2 ditentukan oleh konsentrasi dari

larutan benfield. Dalam menjalankan prosesnya, operator di PT.Petrokimia Gresik harus

menjaga nilai larutan benfield berada pada kisaran 25 % – 30 %. Jika larutan benfield

terlalu pekat, nilainya melebihi 30 %, maka diindikasikan penyerapan yang terjadi pada

absorber tidak berlangsung secara sempurna. Selain itu juga akan menyebabkan naiknya

ampere pada pompa refluks yang akan mengalirkan larutan benfield dari bottom stripper

kembali ke absorber karena larutan benfield terlalu berat untuk dialirkan.

Selama ini, operator mengendalikan larutan benfield secara off-line atau tidak

langsung yaitu dengan menjaga temperatur pada bottom stripper dengan mengatur bukaan

valve yang mengalirkan fluida air ke dalamnya. Proses Flow Diagram (PFD) stripper

ditunjukan dalam Gambar 3.

Jika temperatur pada bottom stripper terlalu tinggi maka para operator akan

menyimpulkan berdasarkan pengalaman mereka bahwa larutan benfield pada bottom

stripper terlalu pekat, maka aksi kontrol yang dilakukan adalah dengan membuka valve

yang mengalirkan fluida air ke dalamnya untuk mengencerkan larutan benfield tersebut.

Keterlambatan dalam melakukan aksi kontrol selalu terjadi, hal ini dikarenakan tidak

adanya analyzer on-line yang bisa mengukur konsentrasi larutan benfield secara langsung

sehingga harus menunggu delapan jam untuk mendapatkan besarnya konsentrasi larutan

benfield hasil analisa dari laboratorium.

Gambar 2. Unit pencampuran stram gas dan liquid

Suatu stripper well atau pemisah antara liquid dan gas well biasanya digunakan

mendekati akhir dari nilai suatu keekonomisan atau kualitas yang berpengaruh pada nilai

jual suatu barang. Sebagai contoh di Amerika Serikat “stripper” gas dijadikan

pertimbangan kemurnian suatu liquid terhadap material yang ingin dipisahkan dari gas

yang diinginkan untuk diambil sehingga kita dapat mengambil keuntungan dari pemisahan

tersebut.

Pada suatu stripper biasanya dilengkapi dengan suatu compressor atau pompa vakum

yang berfungsi untuk mengalirkan gas atau udara sehingga aliran gas tersebut menyerap

gas yang terdapat diliquid yang akan dipisahkan dari aliran gasnya.

Outlet dari stripper ini merupakan suatu liquid yang sudah mengandung sedikit atau bisa

dikatakan bebas dari gas yang akan dipisahkan, sebagai contoh bila kita akan memisahkan

oksigen dan air maka outletnya merupakan air yang kandungan oksigen atau nilai DO nya

sudah rendah atau dapat dikatakan oksigen yang terkandung di dalam air sudah sedikit.

Maka inilah salah satu peristiwa yang dapat dikatakan sebagai pemisahan dengan

menggunakan stripper.

Gambar 3. PFD dari stripper

Wet gas stripper bertujuan untuk memisahkan partikel-partikel yang terdapat dalam

suatu aliran gas. Gas stripper merupakan suatu dinding-dinding pemisah yang banyak, dan

gas inlet unuk menerima aliran gas yang bergerak menuju outle gas melalui aliran gas yang

sudah rapat dari tempatnya berada. Partikel tersebut terkumpul disuatu area pembentuk

yang terdapat disuatu titik. Liquid yang tersebar di spray elemen di alirkan menuju dinding

pemisah yang terdapat di area pengumpul partikel-partikel untuk membuat suatu suatu

pemisahan partikel antara gas dan liquid. Pemisahan didefinisikan sebagai media filtrasi

penangkap partikel yang terdapat di aliran gas dan partikel tersebut dibawa ke daerah

pengumpul untuk dipisahkan dari aliran gas yang telah dilakukan proses pemisahan.

Dalam perhitungan ukuran stripper, satu faktor yang sangat penting adalah nilai

koefisien transfer atau tinggi unit transfer. Sementara itu kecepatan aliran total gas dan

cairan akan ditentukan oleh proses, hal ini penting untuk menentukan aliran yang cocok

per unit area yang melalui column. Aliran gas dibatasi dengan tidak boleh melebihi

kecepatan pemisahan, dan akan ada hasil drop jika kecepatan cairan sangat rendah. Hal ini

sangat cocok untuk menguji pengaruh kecepatan aliran gas dan cairan pada koefisien

transfer. Pada kenyataannya proses stripper juga dipengaruhi oleh beberapa variabel lain,

seperti temperature, tekanan dan diffusivity.

Stripper merupakan suatu proses absorpsi, sebagai contoh absorpsi gas yang

merupakan suatu satuan penghilangan satu atau lebih komponen-komponen gas melalui

kontak dengan suatu cairan. Hal ini sering digunakan di industri kimia untuk

mengekstraksi sejumlah gas dari campuran gas-gas atau sering pula digunakan untuk

menghilangkan komponen-komponen berbahaya seperti hydrogen sulfide atau belerang

dioksida dari gas-gas yang berasal dari cerobong keluaran (flue gas). Pada setiap kasus,

desain bangsal peralatan dibuat sesuai dengan tingkat kerapatan percampuran antara

komponen-komponen, umumnya pada basis yang kontinyu untuk mencapai ekstraksi yang

efisien.

Kolom stripper merupakan salah satu peralatan utama dalam proses distilasi karena

kolom ini berfungsi untuk mempertajam pemisahan komponen – komponen, sehingga bisa

memperbaiki mutu suatu produk dengan memisahkan fraksi ringan yang tidak dikehendaki

dalam produk tersebut.

Pada dasarnya prinsip kerja kolom stripper adalah proses penguapan biasa, pada

temperatur tertentu fraksi ringan yang temperatur didihnya lebih rendah dari temperatur

puncak kolom akan menguap dan keluar melalui puncak kolom. Secara umum untuk

membantu penguapan dilakukan dengan injeksi steam atau dengan bantuan alat penukar

panas reboiler untuk menaikkan temperatur.

B. Packing

Packing adalah material yang berguna untuk memperluas permukaan didalam

kolom. Cairan akan lebih mudah menguap apabila bersentuhan dengan suatu permukaan

yang bersuhu berbeda. Demikian juga uap akan lebih mudah terkondensasi apabila

bersentuhan dengan permukaan yang berbeda suhu. Karena itu sebagian besar ruang

didalam kolom harus diisi dengan material yang bisa menyediakan permukaan yang lebih

banyak untuk bersentuhan dengan uap. Material packing ini bisa berupa kerikil, pecahan

keramik, kaca, besi, tembaga, atau apapun asal tidak berkarat dan bereaksi dengan alkohol.

Almunium dan bahan plastik sebaiknya tidak digunakan. Perlu diingat agar packing jangan

sampai terlalu padat sehingga menyumbat aliran uap.

Material terbaik untuk packing adalah scrub stainless steel/tembaga

dan rashcig/pall ring (biasanya digunakan industri). Packing juga menciptakan efek

destilasi berulang. Packing harus disangga dengan plat berlubang-lubang (perforated plate)

untuk menjaga agar tidak jatuh kedalam boiler.

C. Tipe Packing

1. Random Packing

Random packing merupakan jenis packing berdasarkan pengisiannya. Di dalam cooling

tower, random packing dijatuhkan atau ditempatkan secara acak di dalam menara. Dimana

menara diisi air untuk mengurangi kecepatan jatuhnya. Random packing umumnya

digunakan di dalam kilang minyak, proses gas, kimia dan proses industri lingkungan.

Random packing mempunyai densitas yang tinggi, panas yang sangat baik, tahan terhadap

asam dan dapat menahan korosi yang disebabkan oleh berbagai macam asam anorganik,

asam organik dan solven organic, kecuali asam hydrofluoric.

Random packing digunakan secara luas di dalam tower pengeringan, absorbing tower,

cooling tower, washing tower, regenerative tower, dan desulfurisasi tower di dalam teknik

kimia, metallurgi, coal gas, produksi asam dan oksigen, farmasi dan industri yang lain.

Adapun jenis-jenis dari random packing antara lain:

1.1. Rasching Ring

Gambar 4. Contoh Rasching Ring

Rasching ring, generasi pertama random packing, biasanya terbuat dari logam

seperti baja karbon seperti yang ditampilkan di sini, atau dari non-logam karbon hitam. Hal

ini biasanya lebih tebal daripada jenis random packing yang lainnya. jenis packing ini

menawarkan duarbility korosi tinggi.

Jenis random packing ini tersedia dalam variabel seperti ukuran (mm): 25,38, dan 50.

Raschig ring yang dibuat khusus dari karbon grafit atau digunakan dalam aplikasi khusus

menuntut korosi baik dan thermal shock resistance. Mereka paling tahan terhadap asam,

alkalis dan sebagai pembersih pada temperatur tinggi

Pada saat yang sama mereka mempunyai kekuatan yg tinggi, sehingga memiliki

kehidupan yang panjang. Pada umumnya ada di menara oxidizer, alkyation unit, dan

layanan lainnya menuntut proses kilang minyak.

Secara umum, kolom untuk kemasan ukuran diameter rasio harus lebih besar dari

30 untuk raschig ring, 15 untuk saddles keramik, dan 10 untuk ring atau plastik saddles.

Geometri yang anda kemasan biasanya akan menjadi fungsi yang diperlukan permukaan

daerah dan/atau diijinkan pressure drop. Jika beberapa packing memenuhi persyaratan,

akan ditempatkan paling rendah dengan biaya mahal tapi dapat menyesuaikan untuk

operasi. Sebagai contoh, kita akan memilih menyelumbungi plastic untuk kolom di atas

diameter 24 inci, no. 2 inci atau 2 kemasan harus diperiksa terlebih dahulu. Dengan melihat

flowrates, bahwa kolom memiliki diameter minimal 24 inci yang baik.

Raching ring memiliki penggunaan yang luas karena harganya yang murah dan

disediakan oleh vendor dalam berbagai ukuran dan bahan. Namun demikian, akhir – akhir

ini penggunaan rasching ring secara bertahap mulai digantikan oleh pall ring yang lebih

efisien walaupun harganya lebih mahal.

1.2. Pall Ring

Gambar 5. Contoh Pall Ring

Pall ring merupakan tipe baru dari random packing. Pall ring mempunyai efisiensi yang

tinggi dan merupakan pengembangan dari raschig ring. Dohntec pall ring menunjukkan

bahwa pall ring mempunyai kapasitas yang lebih besar dan pressure drop yang lebih kecil

daripada random packing yang lain. Pada pall ring mempunyai dinding silindris yang

terbuka dan bagian dalam yang cenderung menonjol keluar, sehingga pall ring dapat

menerima kapasitas yang lebih besar dan pressure drop yang lebih kecil daripada

cylindrical rings. Desain cincin terbuka pada pall ring dapat menjaga distribusi dan

menahan tendensi saluran dinding. Kontak pada permukaan bagian dalam dan bagian luar

dari pall ring, efektif untuk distribusi liquid dan gas, serta tahan terhadap penyumbatan.

1.3. Cascade Ring

Gambar 6. Contoh Cascade Ring

Cascade ring, adalah sebuah media packing yang didesain untuk memperbesar kapasitas,

meningkatkan efisiensi dan kekuatan mekanik lebih dari pall ring. Rasio berat atau

diameter packing adalah 0,5. karena aspek rasio ini, ketika packing ini dimasukkan ke

dalam tower, cascade ring cenderung untuk struktur seperti bagian dalam yang lebih

efisien. Semua ciri-ciri ini, mengurangi pressure drop dan meningkatkan efisiensi transfer

massa.

1.4. Berl Saddle

Gambar 7. Contoh Berl Saddle

Berl saddle merupakan bentuk packing terbuka seperti sebuah saddle tanpa bagian dalam

dan bagian luar, bentuk dari berl saddle lebih baik bila dibandingkan dengan raschig ring

didalam aspek distribusi fluida dan tahanannya rendah. Dan berl saddle membuat tekanan

menjadi lebih rendah pada bagian dalam tower.

1.5. Cross Partition Ring

Gambar 8. Contoh Cross Partition Ring

Cros partition ring merupakan packing yang sangat tahan terhadap asam dan panas.

Cross partition packing juga tahan terhadap korosi yang disebabkan oleh berbagai macam

asam anorganik, asam organik, dan solven organic, kecuali asam hydrofluoric. Oleh karena

itu, cross partition ring digunakan secara luas. Jenis packing ini digunakan pada dry tower,

absorbing tower, cooling tower, scrubbing tower dan actifier tower didalam industri kimia,

industri metallurgi, industri coal gas, dan industri yang memproduksi oksigen.

1.6. Intalox Saddle

Gambar 9. Contoh Intalox Saddle

Intalox saddle merupakan pengembangan dari saddle yang berbentuk lengkung.

Perubahan itu terdapat pada kedua permukaan lengkungan menjadi permukaan persegi dan

membuat jari-jari bagian dalam dan luar dari lengkungan berbeda. Konstruksi ini menjadi

dasar mengatasi masalah penyumbatan, ini membuat porositas distribusi rata dan

memperbaiki distribusi fluida, kapasitas lebih besar dan pressure drop lebih rendah

daripada rasching ring.

2. Regular Packing

Gambar 10. Susunan Regular Packing

Packing jenis ini menguntungkan karena pressure drop yang rendah dan laju alir

fluida yang makin lebih besar, namun packing jenis ini lebih mahal biaya instalasinya dari

packing yang jenis random. Jenis regular packing :

a. Rasching ring

b. Double spiral ring

c. Section through expanded metal lath packing

d. Wood grids

Regular Packing adalah elemen yang dibentuk oleh lapisan yang condong

deflecting element. The deflecting element tersebut diatur dalam persimpangan berselang-

hubungan satu sama lain dan terus memberikan aliran saluran yang buka di kedua berakhir.

Selain itu, aliran saluran terbuka laterally mengalir ke saluran yang berdekatan lapisan dari

deflecting element.. Dengan menyediakan kemasan untuk meningkatkan percepatan dan

massa antara dua media mengalir melalui counter current dalam kemasan.

Bahan untuk dikemas melalui menara yang cairan untuk diproses disesuaikan

mengalir ke dalam kontak satu sama lain. Bahan yang terdiri dari sebuah blok kemasan

madu yang terdiri dari struktur partisi dinding keserbaragaman mendefinisikan sebuah

saluran yang dibentuk secara paralel satu sama lain sebagai cairan petikan melalui packing

blok. Packing blok yang lebih baik adalah sebuah polyhedron memiliki tidak kurang dari

delapan pesawat masing-masing pihak sebagai dilihat di ketinggian, sehingga Saluran

terbuka di non-ortogonal kaitannya dengan sedikitnya dua pesawat dari sisi polyhedron.

Dalam kasus di mana sebuah menara yang diisi penuh sesak dengan packings ditumpuk

secara teratur di kotak, cairan yang mengalir di saluran dibentuk packings biasanya

berorientasi substansial secara paralel ke arah aliran cairan melalui menara. Akibatnya,

tekanan kerugian ini biasa dihadapi dengan susunan kurang dari yang dialami ketika buku-

packings atau jenis lainnya packings yang digunakan.

III. PENUTUP

1. Kesimpulan

a. Absorbsi adalah operasi pemisahan solut dari fase gas ke fase cair, yaitu dengan

mengontakkan gas yang berisi solut dengan pelarut cair (solven / absorben ) yang

tidak menguap dimana komponen tersarap kedalam absorban. Sedangkan

stripping adalah proses pemisahan dengan mengontakan solven dengan solute

dimana solven akan mengikat solut dengan cara menelanjangi atau melucuti

umpan dengan mengikat komponen solute yang melekat pada umpan.

b. Packing adalah material yang berguna untuk memperluas permukaan didalam

kolom. Packing juga menciptakan efek destilasi berulang. Packing harus disangga

dengan plat berlubang-lubang (perforated plate) untuk menjaga agar tidak jatuh

kedalam boiler.

c. Jeis jenis Packing antara lain adalah random packing dan regular packing.

Random packing dibagi menjadi 6 jenis yaitu rasching ring, pall ring, cascade

ring, berl ring, cross partitial ring dan intalox ring. Sedangkan regular packing

dibagi menjadi 4 jenis yaitu rasching ring, double spiral ring, Section through

expanded metal lath packing dan wood grade.

MAKALAH KIPLI

ABSORBER DAN STRIPPER

SERTA JENIS JENIS PACKING STRIPPER

Oleh:

Nama : Dhimas Setiawan

NIM : 5213412050

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2014