STRIPPING AGENT
Pengertia Stripping
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. Proses Stripping merupakan salah satu
dari proses absorpsi. Stripping dilakukan dalam kolom stripper, dimana Stripper
adalah suatu alat yang digunakan untuk mengambil suatu zat atau senyawa dari
senyawa lainnya dengan fase yang berbeda. Stripper seringkali dugunakan
bersamaan dengan absorber. Absorber digunakan untuk memisahkan suatu solut
dari arus gas. Stripper digunakan untuk memisahkan solut dari cairan sehingga
diperoleh gas dengan kandungan solute lebih pekat. Contohnya adalah proses
pemisahan gas nitrogen dan hydrogen pada amoniak cair.
Peralatan Stripping
Proses stripping menggunakan alat yang disebut juga dengan stripper.
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.
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.
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 outlet gas melalui aliran gas yang sudah rapat dari tempatnya berada.
Partikel tersebut terkumpul di suatu 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 pemisahan
partikel antara gas dan liquid. Pemisahan didefinisikan sebagai media filtrasi
penangkap partikel yang terdapat di aliran gas dan partikel tersebut di bawa ke
daerah pengumpul untuk
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.
Gambar 1. Alat Stripper
(Sumber : Indrawan, 2010)
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 titik didihnya lebih rendah dari
temperatur top kolom akan menguap dan keluar melalui top kolom. Pemisahan
fraksi ringan yang masih terkandung di dalam side stream produk ini dapat
dilakukan dengan cara memanaskan kembali dengan memakai reboiler atau juga
dengan menggunakan stripping steam.
APLIKASI STRIPPING
Proses pengolahan air limbah yang berasal dari Pabrik Polyester terdiri
dari proses equalisasi pada bak equalasi bertujuan menurunkan beban bahan
organik, proses penguraian bahan organik pada bak aerasi dan proses sedimentasi
untuk memisahkan padatan (flok) dan effluent yang akan dibuang. Ukuran dari
bak-bak tsb dipengaruhi oleh debit limbah dan konsentrasi limbah (dinyatakan
dalam besaran COD). Semakin tinggi konsentrasi COD, akan membutuhkan
ukuran bak aerasi yang besar, selain itu juga meningkatkan kebutuhan bahan
makanan mikroba (pupuk) serta jumlah udara untuk keperluan aerasi (kebutuhan
listrik untuk blower meningkat pula), karena jumlah bakteri sesuai dengan ukuran
bak. Artinya semakin besar ukuran bak, populasi bakteri akan lebih besar
dibandingkan dengan bak berukuran lebih kecil (dengan asumsi konsentrasi
bakteri tidak berbeda jauh). Apabila COD pada limbah input ke IPAL dapat
diturunkan, hal ini akan mengurangi waktu tinggal yang diperlukan oleh bak
aerasi dalam memproses limbah tsb. Sehingga tinggi permukaan air bak dapat
diturunkan, karenanya populasi bakteri berkurang sejalan berkurangnya inventori
bak, akibatnya kebutuhan pupuk dan udara bisa berkurang (konsumsi listrik untuk
blower berkurang) yang akhirnya dapat mengurangi biaya operasional.
Limbah cair pabrik polyester berasal dari unit kolom distilasi terdiri dari
air, ethyleneglycol, methyldioxolane, acetic acid, 1,4-Dioxane dan acetaldehyde.
Senyawa-senyawa tersebut dihasilkan dari reaksi esterifikasi pada proses
pembuatan polyester. Pada reaksi esterifikasi senyawa alcohol dan karboksilat
direaksikan untuk menghasilkan senyawa ester dan air. Senyawa ester ini
merupakan monomer yang akan bereaksi menjadi polyester pada proses
polycondensation.
Kandungan COD limbah cair ini dapat mencapai 40.000 ppm, sering
mengakibatkan IPAL kesulitan memproses untuk mencapai nilai COD yang
sesuai dengan baku mutu lingkungan. Untuk mengatasinya dapat dibuat suatu unit
yang berfungsi menurunkan nilai COD sebelum di proses oleh IPAL. Proses yang
sederhana, murah dan dapat menurunkan COD sampai 6500 ppm adalah proses
stripping limbah cair dengan kontak langsung oleh udara.
Pada proses pemisahan CO2 sering digunakan stripper. 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 methyldiethanolamine (MDEA), benfield dan selexon,
dalam hal ini digunakan larutan benfield. Pada proses ini, pemisahan terjadi secara
kimia karena selama proses berlangsung terjadi reaksi kimia didalam proses ini.
CO2 tersebut diikat secara kimia oleh gas sintesisnya. Reaksi kimia yang terjadi
pada absorber dituliskan dengan reaksi dibawah ini:
K2CO3 + CO2 + H2O 2KHCO3
Sempurna atau tidaknya proses penyerapan CO2 ditentukan oleh
konsentrasi dari larutan benfield. Sebagai contoh di PT. Petrokimia Gresik, 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
Jika temperatur pada bottom stripper terlalu tinggi maka para operator
akan menyimpulkan 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.
Jenis-jenis stripper
Terdapat 2 macam jenis stripper, yaitu :
1) Stripper dengan Injeksi Steam
Injeksi steam pada striper jenis ini bertujuan untuk menurunkan tekanan partial
diatas permukaan cairan, sehingga fraksi ringan yang terikut ke dasar kolom
stripper akan lebih mudah menguap dan kembali ke kolom fraksinasi. Sour Water
Stripper (SWS) adalah salah satu unit dengan proses stripping menggunakan
steam sebagai media pelucut. Pada kilang Crude Distilling and Gas Plant, unit ini
bertujuan mengendalikan sour water hingga kandungan H2S dan NH3 dalam
effluent water yang akan dibuang cukup rendah dan aman bagi lingkungan.
Kapasitas terpasang unit SWS 773 ton/hari dengan umpan sour water dari Fuel
Oil Complex I dan Lube Oil Complex I.
2) Stripper dengan Reboiler
Pemanasan kembali pada bottom kolom stripper jenis ini bertujuan agar
terjadinya penguapan. Uap dalam reboiler mempunyai Specific Gravity (SG) yang
lebih rendah dari pada SG cairan di dasar stripper, cairan di dasar stripper akan
mendorong uap kembali ke stripper dan seterusnya menguap kembali ke kolom
fraksinasi. Stripper dengan reboiler ada dua macam :
a) Stripper dengan Dapur Reboiler. Reboiler jenis ini banyak digunakan.
Bentuknya seperti dapur yang berfungsi untuk memanaskan fluida cair
dari dasar stripper yang masih banyak mengandung fraksi – fraksi ringan
yang tidak dikehendaki. Dengan bantuan pompa cairan dilewatkan melalui
dapur dan dipanaskan sampai suhu tertentu, sehingga fraksi ringan yang
tidak dikehendaki didalam produk akan teruapkan melalui puncak
stripper. Dengan menguapkan fraksi ringan maka produk dari dasar
stripper flash pointnya akan naik.
b) Stripper dengan Thermosiphon Reboiler. Reboiler jenis ini berbentuk
seperti alat penukar panas yang terdiri dari shell and tube dan banyak
digunakan pada unit yang mempunyai produk dengan temperatur yang
masih tinggi sehingga panasnya dimanfaatkan sebagai reboiler stripper.
Prinsip kerja reboiler ini bekerja atas dasar perbedaan Spesific Gravity
yaitu dengan adanya pemanasan dari media pemanas cairan yang ada pada
dasar stripper. Cairan yang lebih panas mempunyai Specific Gravity lebih
kecil, sehingga cairan pada dasar stripper mendesak cairan yang berbeda
pada alat penukar panas kembali ke stripper, sehingga terjadi aliran pada
alat penukar panas tersebut. Dengan adanya aliran tersebut, fraksi ringan
yang masih terkandung didasar stripper akan naik dan menguap melalui
puncak stripper. Dengan demikian produk yang diambil dari dasar stripper
diharapkan sudah sesuai dengan spesifikasinya.
Unit Stripper
Alat dalam Unit Stripper terdiri dari tangki penampung limbah, pompa
centrifugal, jalur suplay udara [dari kompressor] dan kolom yang dalamnya berisi
packing [packing berguna untuk kontak antara aliran udara dengan aliran air
limbah].
Gambar 2. Skema pengolahan air limbah yang berasal dari Pabrik Polyester
(Sumber : Indrawan, 2010)
Prinsip kerja alat stripper sebagai berikut. Air limbah (nilai COD sekitar
40.000 ppm) dari tangki penampung, dipompa ke bagian atas kolom melalui pipa
distribusi, supaya air dapat disebar merata diatas permukaan packing. Dari bagian
bawah kolom, udara masuk kemudian bergerak ke atas menembus tumpukan
packing. Di dalam packing terjadi kontak antara fasa gas & fasa cair akibat
tubrukan antara aliran udara yg ke atas dgn aliran limbah yg ke bawah. Selama
kontak fasa gas & air, terjadi difusi/perpindahan bahan organik limbah dari aliran
air ke aliran udara.
Aliran air keluar dari bagian bawah kolom sudah berkurang kandungan
bahan organiknya [nilai COD sekitar 6500 ppm]. Aliran udara keluar dari bagian
atas bersama dgn bahan bahan organik [bahan limbah yang mudah menguap].
Campuran udara & uap limbah ini dapat terbakar menghasilkan energi panas yang
dapat dimanfaatkan lebih lanjut didalam suatu Incinerator.
Pemanfaan Panas Gas dari Stripper
Aliran gas yang keluar dari bagian atas stripper terdiri dari udara dan uap
organik hasil stripping/pelucutan dari air limbah. Campuran ini dapat terbakar
dengan sendirinya bila temperatur autoignition-nya tercapai. Campuran tsb dapat
terbakar terus menerus selama pasokan campuran gas tsb tetap dijaga. Untuk
mencapai kondisi auto ignition perlu sarana berupa ruang bakar [ruangan ini
disebut incinerator]. Bentuk ruang berupa silinder/tabung horizontal/mendatar.
Pada salah satu ujung terdapat pipa masuk gas. Pada ujung lainya terdapat
cerobong untuk mengeluarkan gas hasil pembakaran. Di dalam ruang incinerator
dan pada dinding luar incinerator dapat dipasang pipa coil yg berisi air untuk
membuat steam atau heat transfer oil untuk sarana pemanas. Incinerator tsb juga
dapat dipakai untuk membakar limbah oligomer, air hasil vent expansion vessel
terminol oil pada Poly-condensation plant dan Spin finish pada spinning plant.
DAFTAR PUSTAKA
Indrawan, A. 2010. Pengolahan Limbah Pabrik Polyester. (Online). http://
stripper-incinerator.com/2010/03/pengolahan-limbah-pabrik-polyester.
html. (Diakses tanggal 02 Oktober 2015).
Jannah, FN. 2014. Proses Stripping Dalam Kolom Stripper. Jurusan Teknik Kimia.
Fakultas Teknik. UNNES: Semarang..
Kumoro, AC. 2000. Absorpsi Gas Karbondioksid Dengan Larutan Soda Api Dalam
Kolom Unggun Tetap. Forum Teknik Jilid 24 No.2.