TUGAS UMUM CT

5/17/2018 TUGAS UMUM CT - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-umum-ct 1/10

1) PENDAHULUAN

Di industri kimia maupun dalam kehidupan sehari-hari sering dijumpai operasi

pemisahan suatu bahan atau lebih dari campurannya menggunakan dasar transfer massa

antar fase (difusi antar fase), misalnya :

1) transfer solut dari fase gas ke fase cair, dijumpai pada absorpsi, dehumidifikasi,

distilasi

2) transfer solut dari fase cair ke fase gas, dijumpai pada desorpsi, humidifikasi

3) transfer solut dari cairan satu ke cairan lain yang tidak saling larut, dijumpai pada

ekstraksi cair-cair

4) transfer solut dari padatan ke fase cair, dijumpai pada drying dan leaching5) transfer solut dari cairan ke permukaan padatan, dijumpai pada adsorpsi dan ion

exchange.

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 solute.

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).

Keseimbangan

Menurut teori lapisan film, jika dua fase dikontakkan, di batas antar fase

terdapat keseimbangan fase.

Oleh karena itu, korelasi atau data-data di lapisan batas fase ini sangat perlu

diketahui. Data-data keseimbangan telah banyak tersedia, meskipun penelitian

tentang hal ini masih perlu dilakukan. Beberapa buku, terutama termodinamika telah

menyajikan data keseimbangan untuk sistem tertentu, misal data kelarutan gas di

Perry ( 6th ed., pp. 3-101 – 3-103)

Kolom Absorpsi

Adalah suatu kolom atau tabung tempat terjadinya proses pengabsorbsi

(penyerapan/penggumpalan) dari zat yang dilewatkan di kolom/tabung tersebut.

Prinsip Kerja Kolom Absorpsi

1) Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase mengalir

berlawanan arah yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer dari satu fasecairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada setiap reaktor kimia. Proses ini dapat

berupa absorpsi gas, destilasi, pelarutan yang terjadi pada semua reaksi kimia.

2) Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebawah

menara absorber. Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan

fasa cair mengakibatkan perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari bawah

menara ke dalam pelarut air sprayer yang diumpankan dari bagian atas menara.

Peristiwa absorbsi ini terjadi pada sebuah kolom yang berisi packing dengan dua

tingkat. Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan dari gas yang

dimasukkan tadi.



Gambar diatas adalah contoh proses Sebuah kolom destilasi juga dapat digunakan

untuk mendaur ulang. Absorber yang terpolusi dilewatkan kedalam destilasi kolom.

Dibawahnya, pelarut dikumpulkan dan dikirim kembali ke absorber.

PERPINDAHAN MASSA (TRANSFER MASS)

Absorber dan stripper adalah alat yang digunakan untuk memisahkansatu

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 solut dari fase cair ke fase gas, yaitu

dengan mengontakkan cairan yang berisi solut 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 absorbsi fisis, solut dalam gas mempunyai kelarutan lebih besar dalam pelarut

http://tentangteknikkimia.files.wordpress.com/2011/12/21.jpg



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 solutlebih pekat. Hubungan absorber dan stripper

ditunjukkan dalam gambar 1.

Ditinjau transfer massa solut (A) dari fluida I ( gas) ke fluida II ( cairan).

Cairan PAi Gas, PAG

XAL

XAi



Perpindahan massa akan berlangsung selama ada perbedaan konsentrasi

dilapisan film. Jika konsentrasi di batas fase sudah sama dengan konsnentrasi di

badan utama, maka keadaan jenuh atau keseimbangan telah tercapai. Dari uraian di

atas, tampak bahwa hubungan keseimbangan menjadi sangat penting untuk diketahui.

Hal ini dapat digunakan untuk menentukan profil konsentrasi di kedua fase.

PERPINDAHAN PANAS (HEAT TRANSFER)

Pada kolom absorber perpindahan panas terjadi dari temperatur tinggi ke

temperatur yang rendah, dimana pada percobaan ini terjadi kontak antara gas dengan

air, disini akan berpindahnya panas dari gas ke air, disinilah fenomena perpindahan

panas terjadi. Pada kolom stripper terlihat proses perpindahan panas ketika

gelembung – gelembung terlihat dari air, pada percobaan ini.

TIPE-TIPE COOLING TOWER

Cooling tower dimasukan kedalam dua subdivisi utama, yaitu :

1) Mechanical draft

Menara draft mekanik memiliki fan yang besar untuk mendorong atau

mengalirkan udara melalui air yang disirkulasi. Air jatuh turun diatas permukaan

bahan pengisi, yang membantu untuk meningkatkan waktu kontak antara air dan

udara – hal ini membantu dalam memaksimalkan perpindahan panas diantara

keduanya. Laju pendinginan menara draft mekanis tergantung pada banyak

parameter seperti diameter fan dan kecepatan operasi, bahan pengisi untuk tahanan

sistim dll. Menara draft mekanik tersedia dalam range kapasitas yang besar.

Menara tersedia dalam bentuk rakitan pabrik atau didirikan dilapangan – sebagai

contoh menara beton hanya bisa dibuat dilapangan.

Banyak menara telah dibangun dan dapat digabungkan untuk mendapatkan

kapasitas yang dikehendaki. Jadi, banyak menara pendingin yang merupakan rakitan

dari dua atau lebih menara pendingin individu atau “sel”. Jumlah sel yang mereka

miliki, misalnya suatu menara delapan sel, dinamakan sesuai dengan jumlah selnya.

Menara dengan jumlah sel banyak, dapat berupa garis lurus, segi empat, atau bundar



tergantung pada bentuk individu sel dan tempat saluran udara masuk ditempatkan

pada sisi atau dibawah sel.

Cooling tower jenis ini paling banyak digunakan. Tower ini menggunakan

kipas besar untuk mengambil udara melalui sirkulasi air. Air mengalir kebawah

diatas permukaan fill yang membantu meningkatkan panas antara air dan udara.

Cooling tower jenis Mechanical Draft dibagi menjadi dua macam yaitu :

Jenis menara pendingin keuntungan kerugian

Menara pendingin forced draft

(Gambar 4): udara dihembuskan

ke menara oleh sebuah fan yang

terletak pada saluran udara

masuk

a) Cocok untuk

resistansi udara

yang tinggi karena

adanya fan dengan

blower sentrifugal

b) Fan relatif tidak

berisik

Resirkulasi karena

kecepatan udara masuk

yang tinggi dan udara

keluar yang rendah, yang

dapat diselesaikan

dengan menempatkan

menara di ruangan pabrik

digabung dengan saluran

pembuangan

Menara pendingin aliranmelintang induced

draft :

a) Air masuk pada puncak

dan melewati bahan

pengisi

b) Udara masuk dari salah

satu sisi (menara aliran

tunggal) atau pada sisi

yang berlawanan (menara

aliran ganda)

c) Fan induced draft

Lebih sedikitresirkulasi daripada

menara forced draft

sebab kecepatan

keluarnya 3 hingga

4 kali lebih tinggi

daripada udara

masuk

Fan dan mekanismepenggerak motor

dibutuhkan yang tahan

cuaca terhadap embun

dan korosi sebab

mereka

berada pada jalur udara

keluar yang lembab



mengalirkan udara

melintasi bahan pengisi

menuju saluran keluar

pada puncak menara

Menara pendingin aliran

berlawanan

induced draft :

a) Air panas masuk pada

puncak

b) Udara masuk dari

bawah dan keluar

pada

puncak

c) Menggunakan fan

forced dan induced

draft

a) Forced DraftTower jenis ini mempunyai kipas, basin, dan pipa yang diletakan didalam

struktur tower. Pada jenis ini , kipas diletakan dibagian bawah atau dasar. Tidak

ada celah pada dinding bagian luarnya. Struktur baja atau susunan kayu tertutupi

dengan panel yang terbuat dari aluminium, galvanized baja, atau asbestos

cemnent board. Selama operasi kipas mengahsilkan udara pada kecepatan rendah

secara horizontal melalui packing dan kemudian secara vertical berlawanan

dengan aliran air yang kebawah yang terjadi pada sisi kipas. Drift eliminator

diletakan pada atas tower yang melepaskan air yang masuk ke udara. Vibrasi dan

noise dikurangi ketikan alat berputar yang terbuat dari pondasi padat (solid). Kipas

ini sering mengatasi dry air atau keringnya udara, pengurangan erosi, dan masalah

kondensasi air.



Gambar 1: menara pendingin force draft

2) Induced Draft

Tower jenis ini terdiri dari 2 macam yaitu :

a) Counterflow

b) Crossflow

Jenis counterflow dan crossflow ini selain dimasukan kedalam induced

draft juga dapat dimasukan kedalam karakteristik cooling tower berdasarkan aliran

udaranya.

a) Counterflow

Pada tower counterflow ini, udara bergerak naik secra vertical melalui

fill, berlawanan dengan jatuhnya air. Dikarenakan keperluan pemasukan yang

tinggi dan daya hisap yang penuh, penggunaan system spray bertekanan tinggi,



tekanan udara yang hilang besar, maka beberapa counterflow tower kecil yang secara

fisik lebih tinggi, memerlukan lebih banyak pompa, dan menggunakan lebih

banyak kipas dibandingkan crossflow. Pada counterflow tower yang lebih besar,

penggunaan system distribusi bertekanan rendah gravity-releated, ditambah dengan

ketersediaan daerah masukan dan daerah plenum untuk pengaturan udara,

menyebabkan perawatan yang sangat diperlukan.

b) Crossflow

Tower jenis ini mempunyai fill konfigurasi yang aliran udaranya

mengalir secara horizontal, air yang akan didinginkan dialirkan kedalam kolom

masukan air panas yang diletakan dibagian atas fill, dan didistribusikan ke fill secara

gravitasi melalui lubang orificies didasar basin. Cooling tower jenis crossflow

ini terdiri atas 3 macam, yaitu

1) Double flow

2) single flow

3) spray filled

Gamabar 2: menara pendingin induced flow dengan aliran berlawan



2) Natural draft atau atmospheric

Cooling tower jenis ini menggunakan cerobong asap beton yang sangat

besar untuk memasukan udara melalui media. Dikarenakan ukuran tower yang

besar (tinggi 500 kaki dan diameter dasarnya 400 kaki) maka secara umum

digunakan untuk laju alir diatas 200000 gal/menit. Biasanya jenis tower ini

digunakan untuk menghasilkan daya di Amerika Serikat. Jenis ini tidak

menggunakan kipas untuk mengahsilkan aliran

udaranya, udara diperoleh dari aliran induksi natural atau alami dari spray tekanan.

Gambar 3: menara pendingin natural fraft arah melintang

TUGAS UMUM CT

Documents

Transcript of TUGAS UMUM CT