Transfer Massa

of 21/21
Transfer Massa Difusi adalah penyebaran partikel melalui gerakan acak dari suatu wilayah. dapat didefinisikan sebagai pergerakan partikel dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah[2]. Ternyata itu terjadi di dalam kehidupan kita sehari-hari kawan. Sebenarnya perpindahan massa memang dipelajari secara khusus di bidang studi yang saya geluti. Untuk bidang studi teknik yang lain memang tidak ada yang mempelajari hal ini(maaf...). Jadi, sebuah kehormatan juga sebenarnya bisa menjelaskan fenomena ini kepada kawan-kawan hehe.... Perpindahan massa merupakan salah satu dari 3 proses perpindahan yang terjadi yaitu perpindahan momentum, perpindahan energi (panas) dan perpindahan massa sendiri. Aplikasinya di dunia per- pabrik-an cukup banyak dan umunya mudah untuk ditemukan seperti : 1. Distilasi 2. Absorbsi 3. Pengeringan 4. Ekstraksi liquid-liquid 5. Adsorpsi 6. Proses Membran 7. Dll Berbeda dengan proses perpindahan yang lain, untuk perpindahan massa juga melibatkan medium yang menjadi jembatan antara kedua tempat, ikut berpindah. Berbeda dengan misalnya perpindahan panas. contoh-contoh perpindahan massa, yaitu 1. Penghilangan gas SO2 dari flue gas dengan absorpsi oleh pelarut. 2. Pemurnian uranium dari pengotor sehingga bisa digunakan sebagai bahan baku nuklir. 3. Pemisahan alkohol dengan air dengan distilasi. Selain contoh-contoh di laboratorium di atas, ada juga di kehidupan sehari-hari yang bisa kita temui... misal
  • date post

    16-Feb-2016
  • Category

    Documents

  • view

    29
  • download

    1

Embed Size (px)

description

transfer massa

Transcript of Transfer Massa

Transfer MassaDifusi adalahpenyebaran partikel melalui gerakan acak dari suatu wilayah. dapat didefinisikan sebagai pergerakan partikel dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah[2]. Ternyata itu terjadi di dalam kehidupan kita sehari-hari kawan. Sebenarnya perpindahan massa memang dipelajari secara khusus di bidang studi yang saya geluti. Untuk bidang studi teknik yang lain memang tidak ada yang mempelajari hal ini(maaf...). Jadi, sebuah kehormatan juga sebenarnya bisa menjelaskan fenomena ini kepada kawan-kawan hehe....Perpindahan massa merupakan salah satu dari 3 proses perpindahan yang terjadi yaitu perpindahan momentum, perpindahan energi (panas) dan perpindahan massa sendiri. Aplikasinya di dunia per-pabrik-an cukup banyak dan umunya mudah untuk ditemukan seperti :1. Distilasi2. Absorbsi3. Pengeringan4. Ekstraksi liquid-liquid5. Adsorpsi6. Proses Membran7. DllBerbeda dengan proses perpindahan yang lain, untuk perpindahan massa juga melibatkan medium yang menjadi jembatan antara kedua tempat, ikut berpindah. Berbeda dengan misalnya perpindahan panas. contoh-contoh perpindahan massa, yaitu1. Penghilangan gas SO2 dari flue gas dengan absorpsi oleh pelarut.2. Pemurnian uranium dari pengotor sehingga bisa digunakan sebagai bahan baku nuklir.3. Pemisahan alkohol dengan air dengan distilasi.Selain contoh-contoh di laboratorium di atas, ada juga di kehidupan sehari-hari yang bisa kita temui... misal1. Proses penguapan air2. Proses pengeringan baju kita3. DllDalam kehidupan sehari-hari, kita akan banyak melihat kenyataan dan peristiwa tentang transfer massa pada suatu keadaan sistem atau transfer panas pada sistem tertentu. Kenyataan nan ada dapat saja terjadi secara alami atau disengaja seperti keadaan di industri.Proses transfer, baik panas maupun massa perlu diperhitungkan dengan seksama buat skala industri sebab berkaitan dengan biaya nan dikeluarkan dalam satu siklus industri, sebab proses industri berkaitan dengan profitabilitas, perhitungannya pun diusahakan serinci mungkin.Perpindahan panas dan massamerupakan salah satu mata kuliah tersendiri di jurusan Teknik, baik mungkin Teknik Kimia nan erat hubungannya dengan pabrik dan proses industri atau Teknik Mesin nan berhubungan dengan perancangan mesin dan alat. Karena masuk pada ranah teknik, maka tentu saja mata kuliah ini berhubungan dengan perhitungan.

Perpindahan PanasPerpindahan panas secara garis besar sebenarnya telah dipelajari pada bangku sekolah menengah. Telah dikenal tiga jenis perpindahan panas , yakni radiasi, konveksi dan konduksi.Pada pelajaran Fisika SMA, konsep perpindahan panas disampaikan buat menentukan laju perpindahan panas nan melewati suatu medium, baik laju kalor konduksi, konveksi maupun radiasi.Pada perpindahan panas secara konduksi, akan terjadi manakala ada disparitas panas antara kedua ujung medium. Lajunya tentu saja dipengaruhi oleh selisih dari temperatur keduanya, nan mengalir dari suhu nan lebih tinggi pada suhu nan lebih rendah dari suatu penghantar tetap. Persamaan nan menjelaskan tentang ini ialah Hukum Fourier.Perpindahan panas nan lain ialah secara konveksi nan terjadi antara permukaan padat dengan fluida (cairan) nan mengalir di sekitar permukaan padat tersebut, dengan menggunakan penghantar berupa fluida baik gas maupun cairan.Perpindahan panas secara konveksi terjadi sebab partikelnya berpindah dari temperatur tinggi ke rendah, sehingga secara tak langsung akan terjadi dua kenyataan yakni perpindahan panas dan perpindahan massa.Karena hal tersebut berkaitan dengan perpindahan massa, biasanya akan diselidiki tentang arus massa/ arus fluida nan bergerak. Secara terperinci, persamaan nan menjelaskan tentang perpindahan panas konveksi ialah hukum Newton .Berbeda dengan kedua jenis perpindahan panas di atas, perpindahan panas juga bisa dilakukan pada keadaan vakum, tanpa medium (sekalipun udara). Perpindahan panas jenis ini dinamakan perpindahan panas radiasi.Perpindahan panas secara radiasi ialah perpindahan panas sebab suatu pancaran gelombang elektromagnetik (tanpa melewati suatu medium).Perhitungan secara ideal tentang pancaran radiasi dimasukkan pada konsep radiasi benda hitam, dimana seluruh energi nan diserap akan seluruhnya pula dipancarkan. Secara terperinci, persamaan buat menjelaskan perpindahan ini memakai Hukum Stefan Boltzman tentang distribusi partikel.

Aplikasi Perpindahan PanasBeberapa kejadian di alam secara tak langsung menjelaskan tentang pelaksanaan perpindahan panas.Perpindahan panas konduksiBeberapa contoh perpindahan panas secara konduksi: pemanasan pada pelat logam dengan ketebalan nan ukuran nan berbeda (panjang, lebar, tinggi, tebal), penyambungan pelat logam dengan jenis logam nan berbeda dan sebagainya.Perpindahan panas secara konveksiContohnya ialah pemanasan/pendidihan air pada suatu bejana, pendinginan pelat logam pada udara terbuka, pendinginan makanan dengan meniupniupkan udara di sekitar makanan nan panas dan sebagainya.Perpindahan panas secara radiasiContohnya pancaran sinar matahari ke bumi

Perpindahan MassaSecara mudah, perpindahan massa ialah proses dimana terjadi transfer massa yaitu konvoi partikel dari medium satu ke medium lain baik terjadi secara alami maupun sebab adanya gaya pendorong dari luar.Transfer massa biasanya disebabkan oleh tenaga dari luar, nan akan mengubah densitas partikel sehingga secara alami akan mengalami perpindahan. Proses transfer massa biasanya terjadi pada kasus-kasus pemisahan zat.Misal dengan proses destilasi, pemberian kalor sebagai gaya dari luar akan mendorong zat murni teruapkan dan secara tak langsung densitas zat murni berubah nan mengakibatkan terjadinya perpindahan massa dari substansi asal ke medium lain.Termasuk juga ekstraksi, yakni penambahan zat buat memurnikan suatu zat dengan berdasar prinsip kelarutan. Dengan memberikan suatu zat kimia, secara otomatis densitas (massa jenis) nan akan dipisahkan akan berubah, sehingga secara mudah akan terpisah dengan sendiri.Proses proses pada perpindahan massa ini sering terjadi pada proses kimia, buat memurnikan suatu zat, seperti kasus di atas. Kasus nan lain ialah kristalisasi (pemurnian dengan cara penguapan solvent), sentrifugasi (pemisahan berdasarkan densitas), adsorpsi (pemisahan berdasarkan hubungan ion terhadap adsorben), dan pengeringan (penghilangan solvent dari zat nan akan dimurnikan).Sering kali, proses transfer antara massa dan panas terjadi secara bersamaan. Proses ini disebut sebagai proses simultan, yakni terjadi perpindahan panas dan massa secara bersamaan dalam satu sistem nan dikendalikan.Baik secara alami maupun buatan, proses tersebut sering kali ditemui dalam keadaan sehari hari. Konsep perpindahan antara panas dan massa mirip dengan rangkaian kendala listrik buat skala makroskopik.Untuk rangkaian kendala seri, transfer panas dan massa dilakukan oleh satu sumber nan dibagi menjadi beberapa beberapa sumber kecil pada satu tujuan. Misalkan saja, perpindahan panas secara konveksi oleh panas inti tubuh hewan ke udara.Sumber primer ialah panas inti tubuh nan terdiri dari panas pada temperatur udara, panas pada permukaan batas lapisan kulit dan udara, temperatur pada permukaan kulit dan sumber panas tubuh hewan itu sendiri yakni panas inti tubuh.Persamaannya mirip dengan resistor seri, dimana transfer panas dijumlahkan. Contoh lain dari transfer jenis ini ialah perpindahan panas konduksi pada suatu pelat logam nan berlapis, atau perpindahan panas konduksi dan konveksi pada boiler, dengan temperatur input T1 dan keluar sebagai T4, nan juga terdapat suhu antar muka batas antar input dengan lapisan dalam (T2) dan lapisan dalam dengan output (T3). Lainnya ialah sistem pengembunan campuran zat, misal etanol dan metanol pada suatu kondensor tegak.Pada rangkaian paralel, transfer panas dan massa dilakukan oleh satu sumber pada beberapa output keluaran. Misalkan saja, transfer massa pada evaporasi (penguapan) air tanaman, selain terjadi pada stomata daun juga terjadi pada kutikula batang, nan juga dilakukan transfer panas pada keduanya.Sumber nan ada hanya satu sedangkan output keluaran ada dua. Persamaan ini menggunakan rangkaian listrik paralel, dimana jumlah total ialah penjumlah terbalik masing masing output.Beberapa kasus kasus tersebut ialah contoh dari pelaksanaan perpindahan panas dan massa nan terjadi secara alami dan paksaan (buatan). Jurusan teknik ialah jurusan nan berkaitan dengan perhitungan suatu instrumen (alat).Perhitungan dari suatu persamaan nan diberikan digunakan buat mendesain suatu alat nan sinkron dengan kebutuhan nan melibatkan proses transfer panas maupun massa nan terjadi secara simultan.Dengan mempelajari perpindahan panas dan massa, maka seseorang akan memahami bagaimana sistem kerja industri bekerja, bagaimana penyusunan alat boiler, furnace, kondensor, instrumen penukar panas hingga jaringan listrik nan melibatkan transfer energi.Hal tersebut juga bisa digunakan buat memprediksi nilai dari geothermal nan bisa digunakan buat kemanfaatannya pada kehidupan. Demikian artikel ini semoga memberi mafaat.

http://www.binasyifa.com/959/39/27/perpindahan-massa.html

DIFUSIVITASBAB I

I.1 Latar BelakangDifusi adalah peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutandisebut gradien konsentrasi.Difusi merupakan salah satuperistiwa perpindahan massa yang prosesnya sering juga dilakukan dalam industri-industri. Proses difusi minimal melibatkan dua zat, salah satu zat berkonsentrasi lebih tinggi daripada zat lainnya atau dapat dikatakan dalam kondisi belum setimbang, Keadaan ini dapat menjadi driving force dari proses difusi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak adaperbedaan konsentrasi, Contohyang sederhana adalahuap airdari cerek yang berdifusi dalam udara . Contoh lain adalah pemberian gula pada cairan teh tawar, Lambat laun cairan akan menjadi manis .Operasi pemisahan komponen dari suatu campuran ialah operasi yang didasarkan atas perpindahan massa dan perpindahan panas dari suatu fase ke fase yanglain.Gaya dorong untuk perpindahan massa dan panas berdasarkan perbedaan konsentrasi atau gradient konsentrasi dan perbedaan suhu atau gradient suhu.Metode-metode yang tercakup dalam istilah operasi perpindahan massa meliputi: Distilasi Absorbsi Humidifikasi Ekstraksi Leaching Kristalisasi

Pengolahan kuantitatif mengenai perpindahan massa didasarkan atas neraca bahan dan neraca enargi,kesetimbangan fase, laju perpindahan massa dan laju perpindahan panas.

I.2 Tujuan PenulisanAgar supaya mahasiswa dapat mengetahui apa yang di maksud dengan difusi dan kaitannya dalam perpindahan massa antara 2 fase.

I.3 Alasan mengapa difusi perlu dipelajariPeristiwa difusi banyak dijumpai di dalam kehidupan sehari- hari, didalam ilmu pengetahuan dan industri.Contoh peristiwa difusi adalah:Larutnya kristal gula dalam air, artinya komponen gula berdifusi ke fase airLarutnya kopi ke dalam airTerperangkapnya racun dalam arangLarutnya oksigen kedlam darahPada proses fermentasi , nutrisi dan oksigen yang terlarut dalam larutan mendifusi ke mikroorganismePengambilanUranium dari batuan, dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut organik, misalnya heksanMenghilangkan logam berbahaya dari limbah cair menggunakan adsorben, dll.

BAB IIPEMBAHASANII.1 . DifusiProses difusi terjadi karena adanya perpindahan massa suatu zat dimana massa dapat berpindah dari kondisi dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Perpindahan massa dapat terjadi dalam fasa gas maupun cair. Peristiwa difusi berakhir jika telah mencapai keadaan setimbang antara dua keadaan (pada keadaan sebelumnya terdapat perbedaan konsentrasi sehingga keadaan belum setimbang). Proses difusi dapat terus-menerus berlangsung jika perbedaan konsentrasi antara dua kondisi dipertahankan. Hal ini dapat dilakukan dengan mengalirkan fluida yang merupakan tempat akan berdifusinya suatu molekul secara terus menerus. Proses difusi akan berhenti jika kondisi dari dua fluida sudah sama atau setimbang.Pada absorbsi gas, zat- terlarut terdifusi melalui fase gas ke antarmuka antara kedua fase dan melalui zat cair dari antarmuka itu. Pada proses destilasi, komponen yang bertitik didih rendah terdifusi melalui fase zat cair ke antarmuka dan dari antarmuka ke fase uap. Komponen yang bertitik didih tinggi terdifusi pada arah yang berlawanan dan berpindah melalui uap ke zat cair. Pada proses ekstraksi zat cair , zat terlarut terdifusi melalui fase rafinat ke antarmuka ,lalu ke fase ekstrak. Pada proses kristalisasi, zat- terlarut terdifusi melalui cairan induk ke kristal dan mengendap pada permukaan zat padat. Pada proses humidifikasi ( kelembaban ) tidak ada difusi fase zat cair karena zat cairnya murni dan tidak mungkin ada gradien konsentrasi di dalam zat cair itu, tetapi uapnya terdifusi ke antarmuka zat cair- gas.Ada beberapa macam kecepatan ( velocity )yang diperlukan untuk memberikan gerakan masing- masing bahan dan fase kesluruhan . Oleh karena gerakan absolut tidak mempunyai makna , setiap kecepatan itu harus didasarkan pada suatu keadaan diam sembarang . Molekul- molekul setiap komponen dalam suatu campuran berada dalam keadaan rambang, jika seluruh kecepatan sesaat komponen itu di jumlahkan dan diuraikan menjadi kecepatan yang tegak lurus terhadap antarmuka , dan dibagi dengan banyaknya molekul zat itu , maka akan di dapat kecepatan makroskopik komponen itu.Masalah perpindahan massa dapat diselesaikan dengan dua cara yang berbeda, pertama dengan menggunakan konsep tahap kesetimbangan(equilibrium stage) atau kedua atas dasar proses laju diffusi (diffusional rate process)Cara mana yang dipilih, bergantung pada jenis peralatan yang digunakan untuk melaksanakan operasi tersebut.Semua perhitungan perpindahan massa akan memerlukan pengetahuan tentang hubungan kesetimbangan fase.Batas perpindahan fase tercapai apabila kedua fase itu mencapai kesetimbangan dan perpindahan netto berhenti. Untuk proses praktis, yang harus mempunyai laju produksi, maka proses kesetimbangan harus dihindari, karena laju perpindahan massa pada setiap keseimbangan.Ada beberapa macam kesetimbangan yang penting dalam perpindahan massa. Dalam fase lindak (bulk), pengaruh luas permukaaan dapat diabaikan dan variabel yang menentukan adalah sifat-sifat intensif seperti suhu, tekanan dan konsentrasi.

Walaupun penyebab difusi umumnya karena gradien konsentrasi,tetapi difusi dapat jugaterjadikarenagradientekanan,karenagradiensuhu,ataukarenamedangayayang diterapkan dari luar seperti pada pemisah sentrifugal. Difusi molekuler yang terjadi karena gradien tekanan (bukantekanan parsial) disebutdifusi tekanan(pressurediffusion), yangdisebabkan karena gradien suhu disebut difusi termal (thermal diffusion), sedangkan yang disebabkan oleh medan gaya dari luar disebut difusi paksa(forced diffusion).Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tigamekanisme,yaitu:1 .Difusisederhana(simple difusion),2 . Difusi melalui saluran yang terbentukolehproteintransmembran3.Difusi difasilitasi (fasiliateddifusion).Difusimelaluimembranberlangsungkarenamolekul-molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitaminA, D, E, dan Kserta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, membran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O, CO, OH, dan HO. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekulmolekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa,dan beberapa garamgaram mineral, tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membran.Proses masuknya molekulbesaryang melibatkan transporter dinamakan difusi difasilitasi, yaitu pelaluan zat melalui rnembran plasma yang melibatkan protein pembawa atau protein transporter. Protein transporter tergolong protein transmembran yang memiliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul yang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein transporter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transporter yang khusus untuk mentransfer glukosa kedalam sel. Protein transporter untuk glukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka, ototjantung, sel-sel lemak dansel-sel hati,karena selsel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi.Terdapat beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu:Ukuran partikel , Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggakkecepatan difusi semakin tinggi.Ketebalan membran, Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.Luas suatu area, Semakin besar luas area,semakin cepat kecepatan difusinya.Jarak, Semakin besar jarak antara duakonsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.Suhu, Semakin tinggi suhu, partikelmendapatkan energi untuk bergerak dengan lebihcepat.

Difusi adalah perpindahan molekul dari konsentrasi tinggi ke rendah. Ini berarti perpindahan komponen/molekulnya terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi (Singh and Heldman, 2001).Proses difusi itu terbagi ke dalam 3 jenis yaitu :

1.DifusicairDikatakan difusi cair jika terjadi perpindahan molekul cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contohnya yaitu ketika kita merendam kedelai dalam air saat pembuatan tempe. Selama perendaman akan terjadi difusi air dari lingkungan luar (yang kadar airnya tinggi) ke dalam kedelai (yang kadar airnya rendah).

2.DifusipadatDikatakan difusi padat jika terjadi perpindahan molekul padatan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contohnya yaitu ketika kita melakukan perendaman buah dengan larutan gula dalam pembuatan manisan buah. Selama perendaman selain terjadi difusi air dari lingkungan luar ke dalam buah juga terjadi difusi molekul gula (molekul padatan) ke dalam buah dan ini berarti difusi padatan juga terjadi dalam pembuatan manisan buah ini. Selama ini batasan antara kapan terjadinya difusi air dengan difusi padatan masih belum jelas karena prosesnya sering terjadi bersamaan dan susah untuk dibedakan.

3.DifusigasDikatakan difusi gas jika terjadi perpindahan molekul gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contohnya yaitu difusi Opada pengemas plastik. Ketika kita menggunakan pengemas plastik untuk membungkus suatu bahan, maka selama penyimpanan akan terjadi difusi oksigen dan uap air dari lingkungan luar ke dalam plastik pengemas. Jumlah oksigen dan uap air yang dapat masuk ke dalam plastik pengemas bervariasi tergantung permeabilitas dari plastik pengemas tersebut. Semakin banyak jumlah oksigen dan uap air yang dapat masuk ke dalam plastik pengemas berarti kualitas plastik pengemasnya semakin buruk. Disini, difusi oksigen merupakan difusi gas dan difusi uap air merupakan difusi cair.Macam- macam jenis transfer massa ( difusi ) pada campuran biner :a. Difusi Molekulerb. Difusi antar 2 fase satu film ( difusi dalam aliran turbulen)c. Difusi antar fase dua film

Difusi Molekuler :Merupakan transfer massa yang disebabkan gerakan molekuler secara acak dalam fluida diam atau dalam fluida yang mengalir secara laminer. Transfer molekuler juga disebut transfer molekul dalam satu fase. Gerakan molekul ini disebabkan karena adanya gradien atau perbedaan konsentrasi. Difusi molekuler dapat terjadi di fluida ( gas atau cairan ) dan di dalam padatan. Difusi molekuler dalam padatan lebih lambat daripada di dalam fluida , hal ini di karnakan tidak adanya gerak padatan dalam padatan.Difusi molekular merupakan perpindahan suatu molekul melalui suatu fluida dengan pergerakan yang acakdalam fluida diam atau dalam fluida yang mengalir secara laminer. Suatu molekul yang bergerak lurus kemudian akan bergerak secara acak karena bertabrakan dengan molekulyang lain, pergerakan molekul seperti ini disebutRandom-WalkProcessLaju difusi dapat dinaikkan dengan cara pengadukan sehingga kondisi kesetimbangan dapat lebih cepat tercapai.

Gambar 1. Gerakan acak pada proses difusi

Peristiwa lain yang juga termasuk sebagai peristiwa difusi adalah tinta biru yang diteteskan dalam air bening. Tinta akan berdifusi perlahan-lahan ke seluruh bagian airhingga diperoleh kondisi kesetimbangan (tidak adanya gradien konsentrasi). Untuk menaikkan laju difusi dapat dilakukan pengadukan, sehingga kondisi kesetimbanga dapat lebih cepat dicapai.Difusi tidak terbatas hanya pada perpindahan lapisan stagnant (diam) zat padat atau zat cair saja. Difusi juga terjadi dalam fase fluida pencampuran fisika dan pusaran aliran turbulen, sama seperti aliran kalor dalam fluida dapat terjadi karena konveksi. Peristiwa ini disebut difusi pusaran (Eddy diffusion)Pada fluida yang mengandung banyak komponen yang akan berdifusi dalam keadaan diam berlaku hukum Frick untuk campuran antara hukum Adan B,yaitu:Jaz= -c DABdXA / dz Dengan :J*AZ =flux molar komponen A padaarah sumbu z untuk arah molekular (kgmolA/s.m2)DAB=difusi molekularmolekul A melalui B (m2/s)Z=jarakdifusi(mC=konsentrasiAdanB(kgmol/m3)XA=fraksi mol dari A dari campuran A dan BII.2DifusiMolekularpadaCairanLaju difusi molekular untuk cairan lebih kecil apabila dibandingkan terhadap laju difusi molekul gas. Hal ini disebabkan jarak antara molekul dalamfasa cair lebihrapat apabila dibandingkan dalam fasa gas. Umumnya koefisien difusi untuk gas lebihbesar hingga105 kali koefisien difusi cairan. Namun fluks pada gas tidak berbeda jauh dari fluks dalam cair yaitu 100 kali lebih cepat, hal itu disebabkan karena konsentrasi cair lebihbesar daripada konsentrasi dalam fasa gasPersamaan difusi untuk cairan Jarak molekul dalam cairan lebih rapat daripada dalam fasa gas, maka densitas danhambatan difusi pada cairan akan lebih besar. Hal ini juga menyebabkan gaya interaksi antarmolekul sangat penting dalam difusi cairan. Perbedaan antara difusi cairan dan difusi gasadalah bahwa pada difusi cairan difusifitas sering bergantung pada konsentrasi daripadakomponen yang berdifusi.Equimolar counterdiffusion, dimulai dengan persamaan umum fick kita dapat mensubstitusiuntuk NA = NB pada keadaan steady state.II.3KoefisienDifusiCairanPada penentuan koefisien difusi cairan digunakan sel difusi. Sel difusi tersebut terdiri atas N pipa kapiler yang panjangnya 5 mm dan diameternya 1 mm.

Jumlah mol yang telah berdifusi selama selang waktu dt melalui N pipa kapileradalah:

CM= perubahan konduktifitas per molK=konduktifitasdantangki

II.4DifusiMolekularGasBeberapa jenis proses difusi molekular pada gas, yaitu :Equimolar Counter diffusion Bila dua gas A dan B pada tekanan total konstan P dalam dua ruang yang terhubung oleh pipa dimana terjadi difusi molekular pada kondisi steady seperti yang ditunjukkan pada gambar 3Pengaduk pada tiap ruang berfungsi untuk menjaga agar konsentrasi pada tiap ruang tetapseragam. Tekanan parsial pA1>pA2dan pB2>pB1. Molekul A berdifusi ke kanan danmolekul B ke kiri. Karena tekanan total P konstan, maka jumlah mol A yang berdifusi kekanan harus sama dengan jumlah mol B yang ke kiri. Jika tidak, berarti tekanan total tidakkonstan.

Difusi Gas A dan Gas B dengan Konveksi Terjadi jika seluruh fluida berpindah dalam aliran konveksi ke arah kanan. Kecepatan molar rata-rata seluruh fluida relatif terhadap titik diam adalah vM m/s. Komponen A tetap berdifusi ke kanan, namun sekarang kecepatan difusi vAd diukur relatif terhadap fluida yang bergerak. Kecepatan A relatif terhadap titik diam adalah jumlah dari kecepatan difusi dan kecepatan konveksi.

II.5 Koefisien Difusi GasSalah satu metode penentuan koefisien difusi gas adalah dengan menguapkan cairan murni dalam tabung kapiler yang diisi dengan cairan A murni. Di atas bibir tabung dialirkan gas B secara horizontal. (gambar 4).

Gambar 4. Difusi gas dengan menguapkan cairan keudara

Proses proses yang terjadi dalam proses difusi:Dialisis : Suatu proses pemisahan berdasarkan lewatnya zat terlarut ( molekul lebih besar ) dan pelarut yang tidak sama melalui membran yang berpori- pori sangat kecil.Osmosis : Suatu proses dimana hanya pelarut yang berpindah melalui membran semi perrmeabelUltrafiltrasi : Digunakan untuk memisahkan partikerl koloid dan molekul dengan menggunakan suatu membran.

Macam- macam difusi.1.Difusi Volume:Difusi volume adalah transfer materi menembus volume materi lain . Pada umumnya atom yang bermigrasi dalam difusi volume pada padatan mengahadapi halangan yang lebih besar dibandingkan dengan halangan yang dihadapi pada difusi volume dalam cairan atau gas. Hal ini terlihat dari entalpi aktifitas atau energi aktivasi yang diperlukan untuk terjadinya difusi menembus volume- padatan dibandingkan dengan entalpi aktivasi yang di perlukan untuk terjadinya difusi menembus volume- cairan atau volume gas2.Difusi bidang batas:Apabila didalam padatan hadir butiran- butiran yang berlainan fasa dengan mateeri induk, terbentuknya bidang batas antara butiran dengan materi induk dan terjadilah gejala permukaan .Dibidang batas ini terdapat energi ekstra yang akan menyebabkan materi yang berdifus icenderung menyusur permukaan. Perisiwa ini di kenal dengan difusi bidang batas . Energi aktivasi yang diperlukan pada difusi bidang batas ini lebih rendah dari energi aktivasi pada difusi volume.3.Difusi permukaan:Macam difusi yang ketiga terjadi manakala ada retakan. Materi yang berdifusi cenderung menyusur permukaan retakan. Difusi macam ini dikenal dengan difusi permukaan. Konsentrasi dipermukaan retakan lebih tinggi dari konsentrasi di volume. Energi aktivasi yang diperlukan lebih rendah dibanding dengan energi aktivasi yang diperlukan untuk terjadinya difusi bidang batas.

Difusi antar 2 fase satu film ( difusi dalam aliran turbulen ) :Pada operasi alat transfer massa, banyak melibatkan transfer massa antara 2 fase atau lebih yang di kontakkan. Ada beberapa konsentrasi di masing-masing fase.Contoh fase-fase :1. Sistem gas- cair2. Sistem cair- cair ( kedua cairan tidak saling larut )3. Sistem fuida- padatan

Dalam arus turbulen , zat yang dibawa dari satu lokasi ke lokasi lain oleh pusaran- pusaranyang bergerak, sebagaiana pusaran itu membawa momentum dan energi kalor.Persamaan untuk perpindahan massa ialah: JA,t = -N dc / db

Dimana :JA, t= Fluks molal A , relatif terhadap fase itu secara keseluruhan yang disebabkan oleh aksi turbulenN = Difusivitas pusaran

Fluks molal total, relatif terhadap keseluruhan fase , menjadi

JA = - (Dv+N)Mdc/ db

Difusi pusaran itu bergantung pada sifat-sifat fluida, serta juga pada kecepatan dan posisi didalam arus aliran .Pada kebanyakan operasi perpindahan massa, aliran turbulen diperlukan untuk meningkatkan laju perpindahan massa per satuan luas atau untuk membantu mendispersikan fluida yang satu ke fluida yang lain , sehingga memberikan lebih banyak lagi antarmuka. Selain dari itu, perpindahan massa ke antarmuka fluida sering bersifat tak- stedy dengan gradien konsentrasi yang selalu berubah dan demikian pula laju perpindahan massanya.

Perpindahan massa dalam kebanyakan hal dikerjakan dengan menggunakan persamaan yang sejenis juga , yang menggunakan koefisien perpindahan massa. Koefisien ini di defenisikan sebagai laju perpindahan massa per satuan luas beda- konsentrasi dan biasanya didasarkan atas aliran dalam mol.

Konsep dasar teori film ialah bahwa tahanan terhadap difusi dapat dianggap ekivalen dengan tahanan di dalam film yang tebalnya tertentu. Teori film sering dipakai sebagai dasar untuk soal-soal rumit tentang difusi multikomponen atau difusi yang disertai reaksi kimia.Sebagai contoh, misalkan perpindahan massa dari suatu arus gas turbulen kedinding suatu pipa, disini terdapat lapisan laminer didekat dinding, dimana perpindahan massa kebanyakan oleh difusi molekular, dan gradien konsentrasi pun mendekati linier. Makin jauh jaraknya dari dinding, turbulennya menjadi lebih kuat dan difusivitas pusaran pun meningkat, yang berarti di perlukan gradien yang lebih kecil untuk menghasilkan fluks yang sama.Walaupun ada beberapa contoh tentang difusi melalui film- fliuda stagnan, perpindahan massa biasanya terjadi didalam suatu lapisan batas yang tipis dekat permukaan dimana aliran fluida itu laminer.

Difusi antar fase dua filmDalam berbagai proses pemisahan, bahan- bahan harus mengalami difusi dari satu fase ke fase yang lain dan laju difusi didalam kedua fase itu mempengaruhi laju perpindahan-massa menyeluruh. Dalam teori yang diusulkan oleh Whitman pada tahun 1923, diandaikan terdapat kesetimbangan pada antarmuka, dan tahanan terhadap perpindahan massa pada kedua fase itu dijumlahkan untuk mendapatkan tahanan menyeluruh , sebagaimana dilakukan pada perpindahan kalor. Kebalikan dari tahanan menyeluruh itu adalah koefisien menyeluruh, yang lebih mudah digunakan untuk perhitungan rancang daripada koefisien koefisien individual.Hal yang membuat perpindahan massa antar fase menjadi lebih rumit ialah karena adanya perpindaham kalor dan ketidaksinambungan yang terdapat pada antarmuka, yang terjadi karena konsentrasi atau fraksi mol zat- terlarutyang terdifusi hampir tidak pernah sama pada kedua sisi antarmuka itu.Efisiensi tahap atau piring pada operasi destilasi, absorbsi atau ekstraksi merupakan fungsi dari laju perpindahan massa dan koefisien perpindahan. Dalam operasi dimana bahan dikeluarkandari zat padat permeabel, seperti pada operasi pengurasan ( leaching ) atau pengeringan.Teori dua film dapat diterapkan pada perpindahan massa pasa piring tapis( sieve tray ), untuk membantu mengkorelasikan dan memperluas data efisiensi piring. Gelembung- gelembug yang terbentuk pada lubang- lubang piring diandaikan naik melalui kolam zat cair , dimana zat cair itu bercampur secara vertikal sehingga mempunyai komposisi lokal. Gelembung- gelembung itu mengalami perubahan komposisi pada waktu naik, tetapi dalam fase gas ini kita andaikan bahwa tidak terdapat pencampuran pada arah vertikal.Efisiensi tahap dalam proses pengurasan bergantung pada waktu kontak antara zat padat dan larutan dan laju difusi pelarut dari zat padat ke zat cair. Jika partikel zat padat itu tidak berongga- rongga dan zat-terlarut itu hanya terdapat pada film tipis zat cair yang berada diseputar partikel itu, perpindahan massa akan berlangsung dengan cepat dan kesetimbangan akan dapat dicapai dalam sembarang waktu kontak yang wajar. Proses demikian lebih mendekati proses pencucian daripada proses pengurasan, dan jika dilaksanakan didalam sederetan tangki maka efisiensi tahapnya dapat dianggap satu. Waktu-menetap didalam setiap tahap terutama bergantung pada waktu mengendap suspensi itu dan partikel yang halus akan memerlukan waktu yang lebih panjang walaupun perpindahan massanya lebih cepat.Bila kebanyakan zat-terlarut itu terlebih dahulu dilarutkan didalam pori-pori zat padat berpori, atau terdapat sebagai fase terpisah didalam partikel zat padat, laju difusi dari bagian dalam kepermukaan zat padat pada umumnya merupakan langkah yang menentukan dalam laju pengurasan menyeluruh.Jika partikel itu sudah melayang menjadi suspensi didalam zat cair, pengadukan yang lebih kuat tidak banyak pengaruhnya terhadap laju perpindahan massa, tetapi laju itu akan meningkat banyak apabila zat padat itu digiling halus. Bila tahanan-dalam terhadap difusi merupakan satu-satunya faktor pembatas, waktu untuk mencapai suatu tingkat pendekatan terhadap kesetimbangan berubah menurut pangkat dua dari dimensi partikel yang terkecil, baik partikel itu berupa bola, silinder ataupun sayatan tipis.Pengurasan bahan-bahan alam seperti umbi gula atau kacang kedelai adalah rumit, karena zat terlarutnya terkandung didalam sel-sel tumbuhan dan harus terlebih dahulu berpindah kedinding sel. Jika langkah tahanan ini relatif besar, usaha memperkecil partikel dengan pencincangan tidaklah banyak pengaruhnya, artinya tidak sebanyak dalam hal difusi didalam zat padat seragam.Untuk ekstrasi minyak dari kacang kedelai, biji kacang itu dihancurkan untuk memecahkan dinding sel dan dengan demikian membebaskan minyak, tetapi umbi gula harus disayat-sayat sedemikian rupa sehingga kebanyakan sel masih sebagaiman sedia kala. Dengan demikian, ketidakmurnian yang berbobot molekul tinggi akan lebih terhambat difusinya dibandingkan dengan sukrosa.Pada kondisi ideal tertentu, efisiensi tahap dalam ekstraksi beberapa bahan- bahan berbentuk sel dapat diramalkan dari data eksperimen yang didapatkan dari difusi pada kondisi suhu dan pengadukan yang sama dengan yang akan dilakukan didalam instalasi pabrik.

BAB IIIKESIMPULANDari hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa proses difusi adalah peristiwa mengalirnya suatu zat dalam pelarut dari bagian yang berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah.Proses difusi merupakan salah satu peristiwa perpindahan massa yang prosesnya sering dilakukan dalam industri- industri.Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi antara lain:Ukuran partikelKetebalan membranLuas suatu areaJarakSuhu.Proses difusi terbagi dala 3 jenis yaitu :1.Difusi Cair2.Difusi padat3.Difusi gasProses proses yang terjadi dalam proses difusi adalah:a.Proses Dialisisb.Proses Osmosisc.Proses Ultrafiltrasi

DAFTAR PUSTAKA:1.Singh, R. Paul., and Heldman ,D.R . 2001 . Introduction to food engineering 3 rd edition. Academi press. California. USA2.Jurnal Sudaryatno Sudirham dan Ning Utari, Mengenal sifat- sifat material3.Sherwood, T.k., R.L. Pigrof dan C.R Wilke, mass Transfer, McGrow-hill, New York, 19754.Whitman, W.G.: Chem and Met Eng. 19235.Wilke ,C.R., dan P. Chang; AIChe J., 1955http://yustinabel.blogspot.co.id/2013/08/difusivitas.html