TRANSFER MASSA
Proses Perpindahan massa sangat penting dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknik, terutama terutama dalam Chemical Engineering Engineering Tools. Tools. Perpindahan Perpindahan massa terjadi terjadi pada komponen dalam campuran berpindah dalam fase yang sama atau dari fase satu ke dalam fase yang lain karena adanya perbedaan konsentrasi. Chemical Engineering Tools :
1. Ner Neraca aca as assa sa,, !. Ner Neraca aca Pana Panas, s, ". Pros Proses es#p #pro rose sess Transf Transfer er,, 4.
$eseimbangan,
5.
Ekonomi,
%. &umanitas. Proses#proses transfer di bidang Teknik $imia meliputi : '. ()*)* 1. Tran Transf sfer er mom momen entu tum m +ijumpai di kasus aliran fluida, pencampuran, sedimentasi dan filtrasi. !. Trans ransffer pana panass +ijumpai pada alat#alat pertukaran panas, distilasi, dan peng eringan. ". Transfer Transfer massa massa ini dapat berupa berupa transfer transfer massa massa padat#cair, padat#cair, cair#cair cair#cair,, gas#gas, gas#gas, dan padat# gas. gas. Transf Transfer er massa massa dapat dapat dijump dijumpai ai pada adsorp adsorpsi, si, pengeri pengeringa ngan, n, ekstra ekstraksi ksi,, alat#a alat#alat lat distilasi, absorbsi, stripping dan membran. . $))', yaitu kecepatan reaksi kimia
1. 'dsorpsi 'dsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu fluida -cairan maupun gas terikat pada suatu padatan dan akhirnya membentuk suatu film -lapisan tipis pada permukaan padatan tersebut. +alam proses adsorpsi perpindahan massa dari fase gas ke fase cair merupakan salah satu hal yang menentukan. +alam kinerja alat perpindahan massa terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi di kedua titik. 'dsorpsi adalah proses pemisahan di mana komponen tertentu dari suatu fasa fluida berpindah ke permukaan /at padat yang menyerap -adsorben. -c Cabe dk k,100 Perancangan adsorber dapat ditentukan dari beberapa faktor sebagai berikut : 1. jumlah fluida yang mengalir per satuan 2aktu. !. jumlah bahan baku yang akan diadsorpsi. ". kapasitas penyerapan pada adsorben. 3. penurunan tekanan yang diijinkan melalui bahan isian. 4. 2aktu adsorpsi dalam satu proses. %. 2aktu yang dibutuhkan untuk kembali aktif, purging, dan lain#lain. *ecara komersial
biasanya proses adsorpsi ini
berjalan dalam
suatu
unggun
-bed5adsorbent yang mengadsorpsi solute dari fluida. &al ini dilakukan sampai unggun menjadi jenuh -ditandai dengan tidak berubahnya konsentrasi solute pada fluida masuk dan keluar. $emudian proses dihentikan dan unggun digenerasi untuk digunakan lagi. *ecara umum tipe adsorpsi ada dua macam yaitu Physical adsorption56an +er 7all 'dsorption dan Chemical adsorption
Proses adsorpsi terjadi pada permukaan pori#pori dalam butir adsorben, sehingga
untuk bisa teradsorpsi, uap air dari udara mengalami proses#proses seri sebagai berikut: 1. Perpindahan massa dari udara ke permukaan butir. !. +ifusi dari permukaan butir ke dalam butir melalui pori. ". Perpindahan massa dari udara dalam pori ke dinding pori. 3. 'dsorpsi pada dinding pori. Proses adsorpsi adalah proses pemisahan komponen tertentu dari suatu fase fluida berpindah ke permukaan /at padat yang menyerap. 8at yang diserap disebut adsorbat, sedangkan bahan yang berfungsi sebagai penyerap disebut adsorben -c.Cabe, 100"
(aktor#faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi adalah sebagai berikut : 1. $arakteristik fisika dan kimia dari adsorben. !. $arakteristik fisika dan kimia dari adsorbat seperti ukuran partikel, polaritas molekul, komposisi kimia dll. ". $onsentrasi adsorbat di dalam fase cair 3. Ph, jika proses adsobsi tidak terjadi pada le9el p& tertentu, maka 9ariasi le9el p& harus ditentukan. 4. Temperatur -Cheremisnoff dan (.E.usch, 10 )soterm adsorpsi adalah hubungan antara jumlah /at yang diadsorpsi dan tekanan kesetimbangan pada suhu tetap disebut adsorpsi termal. +alam adsorpsi li;uid oleh solid, menurut (reundlich -10< jumlah yang diserap persatuan luas atau berat adsorben dinyatakan sebagai berikut : = > $.C 15n ????????? -1 +imana : = > massa /at yang diadsorpsi per massa adsorben C > konsentrasi kesetimbangan li;uid yang diadsorpsi $ > tetapan tergantung jenis adsorben, fluida dan suhu
!. Pengeringan Pada proses pengeringan terjadi dua proses, yaitu perpindahan panas dan perpindahan massa -+uffie and eckman, 100%. Perpindahan massa didefinisikan sebagai perpindahan massa pada suatu media yang diakibatkan oleh adanya perbedaan konsentrasi molar suatu spesies pada media tersebut. -*uriadi, !<11. Proses pengeringan merupakan proses sejumlah massa uap air secara simultan dengan membutuhkan energi untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan ke media pengering. -*uarnad2ipa, !<<. Proses berpindahnya sejumlah massa uap air terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi uap air antara suatu bahan dengan lingkungannya. @aju perpindahan massa kon9eksi adalah :
Na > hm.'.-C'* # C' A????????. -! +imana : Na
> laju perpindahan massa -$mol5s
&m
> koefisien perpindahan massa kon9eksi -m5s
'
> luas permukaan perpindahan massa -m!
C'*
> konsentrasi molar uap air dipermukaan material -$mol5m"
C' A
> konsentrasi molar uap air di udara pengeringan -$mol5m"
Perhitungan laju pengeringan > mo#mt ????????????? -" Bt +imana : @aju pengeringan -kg5s
>
assa a2al
-kg
> mo
assa akhir
-kg
> mt
*elang 2aktu pengeringan -s > Bt
3.
Ekstraksi *ecara umum definisi ekstraksi pelarut5cair#cair adalah proses pemisahan suatu
komponen5solut dari larutan fase air menggunakan pelarut organik tertentu. +alam proses ekstraksi dihasilkan ! jenis larutan yaitu larutan fase organik dan fase air. @arutan fase organik yang dihasilkan dari proses esktraksi adalah larutan yang kaya dengan solut yang diinginkan dan sering disebut ekstrak sedangkan larutan fase air adalah larutan yang miskin dengan solut disebut rafinat. Perbandingan antara konsentrasi solut dalam fase organik terhadap solut dalam fase air disebut koefisien distribusi -$d. Efisiensi proses ekstraksi atau dapat dinyatakan dengan persen solute yang terekstrak ke dalam fase organik. Peristi2a ekstraksi dapat dianggap sebagai peristi2a transfer massa yang meliputi: 1. +ifusi /at 2arna dari dalam padatan ke permukaan padatan. !. Perpindahan massa /at 2arna dari permukaan padatan ke cairan. ". +ifusi /at 2arna di dalam cairan. $ecepatan ekstraksi padat#cair tergantung pada dua tahapan pokok yaitu difusi dari dalam padatan ke permukaan padatan dan perpindahan massa dari permukaan padatan ke cairan. Dika perbedaan kecepatan kedua tahap hampir sama, maka kecepatan ekstraksi ditentukan oleh kedua proses tersebut, tetapi jika perbedaan kecepatan kedua tahapan cukup besar, maka kecepatan ekstraksi ditentukan oleh kecepatan proses yang paling lambat. -*etia2an dan Prasetya, 100.
DIFUSI
acam#macam jenis transfer massa -difusi : 1. +ifusi molekuler. !. +ifusi antar fase satu film -difusi dalam aliran turbulen. ". +ifusi antar fase dua film A. DIFUSI MOLEKULER
+ifusi molekuler merupakan transfer mssa 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. erak molekul ini disebabkan karena adanya gradien atau perbedaan konsentrasi. +ifusi molekuler dapat terjadi di fluida - gas atau cairan dan di dalam padatan. +ifusi molekuler di dalam padatan lebih lambat daripada di dalam fluida, hal ini karena tidak ada gerak padatan dalam padatan. $oefisien difusi9itas dibagi menjadi ! yaitu koefisien difusi fase gas dan koefisien difusi fase cair.
DIFUSIVITAS
+ifusi9itas panas dapat diartikan sebagai laju pada saat panas terdifusi keluar dari bahan. eberapa keadaan khusus difusi molekuler antara lain: '. ' diffusing through stagnant -difusi melalui medium diam. . E;uimollar counter diffusion - difusi ekuimolar arus berla2anan. C. +ifusi dalam larutan sangat encer.
DAFTAR PUSTAKA
Christie D. eankoplis.F Transport Processes and Gnit Hperations third editionF.100 $ade *uriadi, ) usti 'gung dan urti, ade Iicki. !<11. $esetimbangan Energi Termal dan Efisiensi Transient Pengering 'liran 'lami emanfaatkan $ombinasi ! Energi. Durnal Teknik )ndustri, Gni9ersitas Gdayana 6ol.1!, No.1 hal "3#3<. *amun. !<<. $oefisien Transfer assa 6olumetris Ekstraksi 8at 7arna 'lami dari Iimpang $unyit -$urkuminoid di dalam Tangki erpengaduk. Durnal Teknik $imia, Gni9ersitas *ebelas aret *urakarta, 6ol., No.1 hal 1#!1. *uarnad2ipa, N dan 7, &endra. !<<. Pengeringan Damur dengan +ehumidifier. Durnal Teknik esin, Gni9ersitas Gdayana,6ol.!, No.1 hal "<#"". 7elasih, Tjatoer.!<<%. Penentuan $oefisien Perpindahan assa @i;uid *olid dalam $olom Packed ed dengan etode 'dsorpsi. Durnal Teknik $imia, GPN J6eteranF Datim, 6ol.1, No.1.