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). 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. Struktur yang terdapat pada kolom absorber dibagi menjadi tiga bagian yaitu:
Bagian atas: Spray untuk megubah gas input menjadi fase cair
Bagian tengah: Packed tower untuk memperluas permukaan sentuh sehingga mudah untuk diabsorbsi
Bagian bawah: Input gas sebagai tempat masuknya gas ke dalam reaktor.
Keterangan : • (a) input gas • (b) gas keluaran • (c) pelarut
• (d) hasil absorbsi • (e) disperser • (f) packed column Prinsip Kerja Kolom Absorpsi • Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase mengalir berlawanan arah yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada setiap reaktor kimia. Proses ini dapat berupa absorpsi gas, destilasi, pelarutan yang terjadi pada semua reaksi kimia. • 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. Sumber: http://mardi-subiono.blogspot.com/search/label/Chemical%20Engineering
Serupa Tapi Tak Sama..
Ada beberapa istilah didalam dunia per-teknik kimia-an khususnya pada peralatan operasi teknik kimia yang sering kita jumpai yang serupa tapi tak sama, Baik dari segi nama, fungsi, atau cara kerja dari masing2 alat tersebut. Sekedar ingin me-refresh-kan memory kuliah, saya mencoba coret2 di blog ini mengenai perbedaan beberapa istilah2 tersebut dengan sederhana. Jika ada kekurangan dari informasi ini harap mohon dimaklumi, karna saya hanya manusia biasa yang tak sempurna, dan juga dalam proses pembelajaran. Jika ada kekurangan mohon ditambahkan, Jika ada kesalahan mohon dibenarkan....Hehehe… Silakan disimak gan, smoga bermanfaat…. 1) Absorber dan Adsorber : Kedua alat ini memiliki nama yang hamper serupa, tapi berbeda fungsinya. Adapun perbedaannya adalah : Adsorber Adsorber adalah Alat yang digunakan untuk proses Adsorbsi, yaitu proses penyerapan fluida gas/cair pada permukaan zat padat sebagai penyerap (adsorben). Proses adsorbsi digunakan untuk memisahkan suatu gas atau cairan dari suatu campuran gas/cairan dengan menggunakan zat padat sebagai penyerap. Zat padat yang digunakan sebagai adsorben adalah zat padat yang berpori, karna memiliki daya serap permukaan yang besar. Adapun contoh proses Adsorbsi ini adalah penyerapan
kandungan uap air dari campuran gas oleh silika gel/karbon aktif. Absorber Absorber adalah Alat yang digunakan untuk proses Absorbsi, yaitu proses penyerapan fluida gas oleh seluruh bagian zat cair sebagai absorben. Proses Absorbsi digunakan untuk memisahkan suatu komponen gas dari campuran gas dengan menggunakan zat cair sebagai penyerap/ absorben. Absorben yang digunakan ditentukan dari daya larut gas pada zat cair tertentu. Adapun Contoh dari proses absorbsi adalah pemisahan oksigen dari campuran gas dengan menggunakan airsebagai absorben. 2)
Absorber, Srubber, Stipper Ketiga alat tersebut memiliki cara kerja yang sama,yaitu dengan mengontakkan fase gas dan zat cair, akan tetapi fungsinya berbeda. Absorber Seperti yang dijelaskan sebelumnya absorber adalah alat pemisahan suatu komponen gas oleh zat cair sebagai pelarut. Prinsip kerjanya adalah suatu campuran gas diumpankan dari bawah (bottom) tower absorber, untuk dikontakkan dengan zat cair dari atas (top) absorber. Kompenen gas yang mempunyai kelarutan terbesar pada cairan tersebut akan larut bersama adsorben (zat cair) dan menjadi bottom produk, sedangkan komponen gas lainnya yang tidak terlarut dalam absorben akan ke atas sebagai top produk. Karna prinsip kerja Absorber berdasarkan kelarutan gas dalam cairan, maka kondisi operasi Absorber adalah pada temperatur rendah, dan tekanan tinggi. Dimana pada kondisi ini, daya larut gas dalam fase cair akan maksimal (ingat hukum gas ideal ).
Stipper, Stiper adalah kebalikan dari absorber. Sripper adalah alat yang digunakan untuk memisahkan suatu komponen zat cair dari campurannya dengan menggunakan gas sebagai penyerap. Prinsip kerja stipper berdasarkan kemampuan zat cair untuk menguap ke gas stipping. Kebalikan dari absorber, kondisi operasi stipper yaitu pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. Temperatur yang digunakan disesuaikan dengan titik didih larutan yang ingin dipisahkan dari campurannya. Adapun cara kerja nya yaitu camouran zat cair di umpankan dari top stipper, dan dikontakkan dengan gas stipping dari bottom stipper. Komponen zat cair tertentu akan tersripping/ menguap bersama aliran gas kebagian top sripper, sedangkan cairan ang tidak terstipping akan mengalir ke bottom stipper sebagai bottom produk. Scrubber Srubber mempunnyai prinsip kerja dan fungsi yang sama dengan Absorber, yaitu alat untuk memisahkan suatu komponen gas dari campurannya dengan menggunakan zat cair sebagai penerap/pelarut. Jika pada absorber, komponen yang diserap oleh zat cair adalah komponen yang di inginkan (produk), tetapi pada scrubber yang diserap oleh zat cair adalah komponen gas yang tidak diinginkan (pengotor/impurity).
Hubungan Absorber dan Stipper Klo di flow sheet
Nah..ini penampakan asli Absorber dan Stripper klo dilapangan... 3) Cooler dan Chiller Seperti yang telah kita ketahui bahwa cooler dan chiller adalah alat yang digunakan untuk mendingankan fluida. Keduanya merupakan heat exchanger yang berfungsi untuk mendinginkan fluida panas, dengan cara mempertukarkan panasnya dengan fluida lain yang mempunyai temperatur yang lebih rendah. Adapun perbedaan kedua alat tersebut yaitu : Cooler : Hanya mampu mendinginkan fluida hingga pada temperatur 25 ’C
Fluida yang digunakan sebagai media pendinginnya adalah air. Digunakan untuk memdinginkan air proses Chiller Mampu mendinginkan fluida hingga temperatur dibawah 25’C Fluida yang digunakan sebagai media pendinginya adalah amoniak atau refrigrant lainnya. Digunakan pada sistem refrigrasi pada kulkas atau AC. http://ocha-zone.blogspot.co.id/2011/10/serupa-tapi-tak-sama.html
ADSORBER Perwujudan kualitas lingkungan yang sehat merupakan bagian pokok di bidang kesehatan. Udara sebagai komponen lingkungan yang penting dalam kehidupan perlu dipelihara dan ditingkatkan kualitasnya sehingga dapat memberikan daya dukung bagi mahluk hidup untuk hidup secara optimal. Pencemaran udara dewasa ini semakin menampakkan kondisi yang sangat memprihatinkan. Sumber pencemaran udara dapat berasal dari berbagai kegiatan antara lain industri, transportasi, perkantoran, dan perumahan. Berbagai kegiatan tersebut merupakan kontribusi terbesar dari pencemar udara yang dibuang ke udara bebas. Sumber pencemaran udara juga dapat disebabkan oleh berbagai kegiatan alam, seperti kebakaran hutan, gunung meletus, gas alam beracun, dll. Dampak
dari
pencemaran
udara
tersebut
adalah
menyebabkan
penurunan kualitas udara, yang berdampak negatif terhadap kesehatan manusia. Udara merupakan media lingkungan yang merupakan kebutuhan dasar manusia
perlu
mendapatkan
perhatian
yang
serius.
Pertumbuhan
pembangunan seperti industri, transportasi, dll disamping memberikan dampak positif namun disisi lain akan memberikan dampak negatif dimana salah satunya berupa pencemaran udara dan kebisingan baik yang terjadi didalam ruangan (indoor) maupun di luar ruangan (outdoor) yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan terjadinya penularan penyakit.
Hasil
studi
menunjukkan
bahwa
sumber
emisi
industri
memberikan kontribusi penting terhadap keberadaan partikulat dan polutan gas di atmosfer. Emisi partikulat maupun polutan gas dari berbagai jenis industri selama ini dapat diturunkan degan alat pengendali pencemaran udara. Pada umumnya, alat pengendali pencemaran udara digunakan jika emisinya cukup mengganggu, bersifat toksik atau adanya ambang batas recovery. Adanya peraturan-peraturan, pengendalian pencemaran udara menjadi lebih ketat untuk beberapa industri utama. Kualitas
udara
dapat
dicapai
dengan
memasang
alat
pengendali
pencemaran udara untuk mengurangi emisi agar sesuai dengan baku mutu yang ada. Namun demikian, baku mutu emisi ini juga dapat dicapai melalui kemungkinan perubahan sumber energi, substitusi bahan baku, atau mengubah proses produksi yang akan dijalankan. Salah satu alat pengendali untuk pencemaran gas adalah adsorber. 1.1 Tujuan Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah: 1. Memenuhi
tugas
mata
kuliah
pemantauan
dan
pengendalian
pencemaran udara; 2. Mengetahui mekanisme pengendalian pencemaran udara dengan sistem adsorpsi; 3. Mengetahui aplikasi pengendalian pencemaran udara dengan sistem adsorpsi.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum Adsorpsi adalah suatu proses penyerapan suatu fasa tertentu (gas,cair) pada permukaan adsorben yang berupa padatan. Adsorpsi ada dua macam, yaitu: 1. Adsorpsi Fisika, terjadi karena gaya Van der Walls dimana ketika gaya tarik molekul antara larutan dan permukaan media lebih besar daripada gaya tarik substansi terlarut dan larutan, maka substansi terlarut akan diadsorpsi oleh permukaan media. Contohnya adalah adsorpsi oleh karbon aktif. 2. Adsorpsi Kimia, terjadi ketika terbentuknya ikatan kimia antara substansi terlarut dalam larutan dengan molekul dalam media. Contohnya adalah ion exchange. Proses adsorpsi pada pengendalian pencemaran udara digunakan untuk pemurnian
udara
dan
solvent
recovery.
Proses
pemurnian
udara
dilakukan pada suatu kondisi dimana kontaminan ada dalam jumlah yang kecil (< 1 ppm) tetapi sangat berbau atau beracun. Sistem yang digunakan untuk pemurnian udara adalah small thin bed adsorbers. Sedangkan menyisihkan
solvent kadar
recovery, organik
yang
yang
biasanya
lebih
besar
digunakan dari
1000
untuk ppm,
membutuhkan sistem yang lebih besar. Tingkat penyisihan dalam solvent recovery menentukan besarnya sistem adsorpsi yang diperlukan. 2.2 Teori Adsorpsi 2.2.1 Mekanisme Adsorpsi Proses adsorpsi meliputi 3 tahap, yaitu: 1. Kontaminan mengalami difusi ke bagian permukaan luar adsorben; 2. Kontaminan berpindah dari permukaan luar adsorben ke bagian poriporinya, sebagian besar kontaminan akan masuk ke bagian ini karena
daya tampung pori ini lebih besar dibandingkan bagian permukaan luarnya; 3. Molekul kontaminan akan menempel pada bagian permukaan pori. 2.2.2 Proses Adsorpsi Fisis Gaya-gaya yang tidak seimbang ada pada hampir setiap padatan. Gaya ini memiliki besar yang sama dengan gaya yang dapat menahan molekul gas yang melaluinya. Untuk menyeimbangkan gaya-gaya ini maka padatan menarik molekul-molekul gas dan secara fisik akan menempel pada bagian permukaan porinya. Dalam proses adsorpsi fisis, ikatan yang paling kuat terbentuk antara molekul gas dengan permukaan adsorben yang memiliki tingkat polaritas yang sama. Tingkat polaritas (polar atau non polar) sangat tergantung dari distribusi electron atomnya. Senyawa polar terbentuk dari ikatan atom-atom yang memiliki muatan permukaan berbeda, contohnya air. Karakteristik penting yang penting pada proses adsorpsi fisis adalah tidak terjadi perubahan kimia pada molekul kontaminan yang terserap. Jika molekul polutan hanya terikat secara kohesi yang lemah, maka proses adsorpsi dapat mengalami reversibel, sehinngga adsorben dapat di-recovery untuk digunakan kembali 2.2.3 Proses Adsorpsi Kimia Proses adsorpsi kimia dihasilkan dari interaksi kimia antara molekul polutan dan adsorben. Molekul polutan akan menempel pada bagian permukaan adsorben dengan membentuk ikatan kimia, yaitu melalui tukar menukar electron yang akan membentuk senyawa baru. Oleh karena itu, adsorpsi kimia tidak mudah mengalami reversibel, untuk beberapa kondisi senyawa polutan tidak mungkin dipisahkan dari adsorben. Hanya sedikit industri yang menggunakan system adsorpsi kimia sebab memerlukan biaya tinggi untuk meregenerasi maupun mengganti adsorben. 2.2.4 Bahan-Bahan Adsorben
Beberapa
bahan
diproduksi
secara
komersial
sebagai
adsorben
diantaranya karbon aktif, silica gel, activated alumina, dan zeolit. Karakteristik
penting yang menentukan
tingkat efektifitas
sebuah
adsorben adalah sifat dan struktur kimia, total luas permukaan, porositas dan ukuran partikel. Sesuai dengan sifat polaritasnya, maka jika polutan gas yang akan disisihkan banyak mengandung uap air sebaiknya digunakan jenis adsorben nonpolar, agar gas polutan yang akan disisihkan dapat secara efektif diserap oleh adsorben. Jenis adsorben nonpolar yang sering digunakan adalah karbon aktif yang dapat menyisihkan terutama polutan organik seperti bau, gas beracun dan uap gasolin. Berikut ini adalah penjelasan lebih lanjut mengenai jenis bahan dari adsorben: a) Karbon Aktif Karbon aktif dapat diproduksi dari berbagai jenis sumber organic, misalnya kayu, batu bara, kelapa dan lain-lain. Partikel karbon ‘diaktifkan’ dengan cara memanaskannya dalam udara hampa. Proses pemanasan ini menghasilkan porositas partikel karbon yang tinggi dan luas permukaan internal yang luas, yang sangat diperlukan dalam proses adsorpsi. Tingkat adsorpsi karbon aktif dapat divariasikan dengan membedakan suhu, jumlah oksigen atau jumlah sumber karbon yang digunakan ketika tahap pembuatannya. Total luas permukaan efektif karbon aktif dapat mencapai 600 – 1600 m 2/gram (2,9x106 – 7,8x106 ft2/lb). b) Silica Gel Silica Gel terbuat dari sodium silica yang dicampur dengan asam sulfat. Adanya presipitan dapat dihilangkan dengan cara dikeringkan atau dipanggang. Tingkat adsorpsi silica gel juga dapat divariasikan selama pembuatan. Luas efektif silica gel kira-kira 750 m2/gram (3,7x106 ft2/lb). Silica gel biasanya digunakan untuk menghilangkan kadar uap air (kelembaban) pada suhu < 2600 C.
c) Aluminium Oksida (Activated Alumina) Aluminium oksida dibuat dengan cara memanaskan activated alumina atau bauksit dalam ruang hampa sehingga dihasilkan aluminium oksida dengan tingkat porositas tinggi dalam bentuk pelet. Aluminium Oksida tidak banyak digunakan dalam pengendalian pencemaran udara, tetapi digunakan untuk pengeringan gas khususnya dalam tekanan yang tinggi dan sebagai bahan pendukung katalis. Contohnya adalah penggunaan aluminium oksida dan platina (paladium) sebagai katalis dalam proses insinerasi. Luas permukaan efektif aluminium oksida antara 200 – 300 m2/gram (0,98x106 -1,5x106 ft2/lb). 2.3 Proses Adsorpsi Berbagai macam variasi digunakan untuk mengontakkan aliran udara tercemar
dengan
adsorben.
Salah
satu
cara
yang
paling
sering
digunakan adalah melewatkan aliran ke arah bawah dalam suatu tangki yang berisi adsorben. Gambar 2.1 menunjukkan keseluruhan proses kontak dalam adsorpsi hingga adsorben mencapai kondisi jenuh. Gambar 2.1 Kurva Proses Penjenuhan Adsorben Dari kurva dapat dilihat bahwa polutan akan sangat menurun pada kondisi awal, namun kemudian akan mengalami penurunan efisiensi penyisihan hingga adsorben jenuh. Pada kondisi ini adsorben tidak mampu lagi mengadsorpsi polutan, oleh karena itu untuk menghasilkan proses adsorpsi yang kontinu maka adsorben secara periodik harus diregenerasi dengan cara desorpsi polutan sebelum mencapai titik jenuhnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam menentukan tingkat efisiensi penggunaan sistem adsorpsi antara lain: a) Temperatur Peningkatan suhu akan menurunkan tingkat adsorpsi gas polutan. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.2. Menaikkan suhu operasi merupakan bagian proses desorpsi adsorben. Sebagai acuan umum,
proses adsorpsi dilakukan pada suhu di bawah 55 0 C. Namun hal ini tergantung dari jenis polutan dan adsorben yang digunakan. Gambar 2.2 Hubungan Adsorpsi dengan Suhu b) Tekanan Seperti
pada
gambar
2.3,
terlihat
bahwa
tingkat
adsorpsi
akan
meningkat seiring dengan peningkatan tekanan saat operasi. Namun factor tekanan tidak terlalu berpengaruh dibandingkan dengan factor suhu. Dalam beberapa sistem, penurunan tekanan digunakan dalam proses desorpsi. Gambar 2.3 Hubungan Adsorpsi dengan Tekanan c) Kecepatan gas Waktu kontak antara kontaminan dengan adsorben ditentukan oleh kecepatan aliran udara yang melalui adsorben. Kecepatan aliran udara yang rendah akan meningkatkan probabilitas kontak polutan dengan adsorben. Untuk mencapai capture efisiensi lebih dari 90%, beberapa sistem adsorpsi karbon direncanakan untuk pengaliran maksimum melalui adsorben kira-kira 30 m/menit (100 ft/menit). Sedangkan kecepatan minimumnya kira-kira 6 m/menit (20 m/menit) untuk menghindari efek ‘channelling’. Kecepatan aliran melalui media adsorben merupakan fungsi dari diameter
adsorber
dan
debit
alirannya.
Dengan
menentukan
kecepatan maksimum pengaliran maka dapat ditentukan diameternya dan luas permukaan melintang media yang diperlukan. Contohnya, 300 m3/menit udara akan diolah dengan kecepatan aliran maksimum 30 m/menit, maka luas permukaan melintang media adalah 10 m2. Kecepatan aliran juga mempengaruhi timbulnya kehilangan tekan selama dalam media. Makin tinggi kecepatan aliran makin besar pula kehilangan tekanan yang terjadi. Dalam perencanaan, kehilangan tekanan maksimum yang diperbolehkan ditandai dengan tingginya tangki unit adsorber. Disamping itu, kehilangan tekanan juga dipengaruhi oleh tebal media adsorben yang digunakan. d) Partikulat
Adanya partikulat dalam aliran udara akan menurunkan efisiensi adsorpsi,
meningkatkan
kehilangan
tekanan
dan
sering
kali
menyebabkan penyumbatan pada media adsorben. 2.4 Ketebalan Media Penentuan ketebalan media merupakan hal penting dalam pencapaian efisiensi adsorpsi yang diharapkan. Tebal media dalam perhitungannya ditentukan oleh enam factor yaitu ukuran partikel adsorben, kecepatan aliran, konsentrasi gas polutan, suhu, tekanan dan karakteristik gas yang dialirkan. Perhitungan tebal media dapat didekati dengan persamaan Kovach
(1978),
dimana
biasanya
para
produsen
system
adsorpsi
menggunakan data dari skala pilot. Dengan: D = Tebal media (m); Xs = Persen derajat kejenuhan media (biasanya 50%); Cb = Persen titik breakthrhough (%); Cs = Persen jenuh media (%); MTZ = Mass Transfer Zone (m); MTZ adalah total tebal peristiwa adsorpsi yang terjadi dalam media. Persamaan ini digunakan untuk meyakinkan bahwa tebal media harus lebih panjang dari MTZ. Persamaan Kovach juga dapat diubah untuk menghitung persen titik breakthrough, dengan rumus sebagai berikut: Kehilangan
tekanan
dalam
adsorber
ketabalan media dan laju aliran gas. 2.5 Sistem Pengendali Proses Adsorpsi
dipengaruhi
langsung
oleh
Sebagian besar sistem adsorpsi menggunakan tipe fixed bed adsorption. Dalam tipe ini ketebalan media adsorben antara 0,3 – 1,2 m, tergantung pada konsentrasi polutan yang akan disisihkan. Gas polutan terlebih dahulu melalui filter untuk menyisihkan partikulat sebelum masuk ke dalam media adsorbs. Kemudian dialirkan ke bawah melalui media. Aliran udara ke atas dihindari agar tidak menghasilkan partikel karbon pada udara hasil adsorpsi. Untuk menghasilkan proses adsorpsi yang kontinu maka perlu dilakukan proses desorpsi (regenerasi) media agar dapat digunakan kembali atau diganti dengan yang baru. Tipe Fixed Bed ini terdiri dari beberapa lapis media dan dilengkapi dengan inlet untuk uap panas (saat regenerasi) sehingga dapat menghindari timbulnya kejenuhan adsorben setelah dioperasikan. Sistem Fixed Bed biasanya menggunakan multiple bed, agar saat terjadi proses regenerasi tidak mengganggu proses adsorpsi. 2.5.1 Metode Regenerasi Metode yang paling sering digunakan sebagai teknik regenerasi adalah dengan
memasukkan
(injeksi)
udara
panas
ke
dalam
adsorber.
Pemanasan media akan memutuskan ikatan lemah antara adsorben dengan polutan. Keuntungan sistem desorpsi ini antara lain: a) Pada suhu tinggi (1000 C) desorpsi dapat menghilangkan hampir semua polutan dalalm adsorben, namun tidak boleh terlalu tinggi suhunya agar tidak menimbulkan polimerisasi sehingga terbentuk senyawa baru yang tidak diinginkan; b) Teknik steam ini akan membantu media melepaskan panas akibat kondensasi yang menambah tingkat desorpsi; c) Beberapa senyawa organik dapat dilepaskan dari efluen steam dengan cara kondensasi, distilasi dan beberapa kasus dengan dekantasi; d) Pemanasan dengan uap air lebih cepat dan efektif dibandingkan degan udara panas sehingga peningkatan suhu media lebih cepat. Kerugian dari sistem ini adalah sebagai berikut: a) Timbulnya polusi air dari kondensasi efluen steam;
b) Senyawa organic yang bereaksi dengan air dapat menghasilkan senyawa korosif sehingga akan mengurangi umur tangki adsorber; c) Media memerlukan pendinginan dan pengeringan sebelum digunakan kembali untuk meyakinkan bahwa proses adsorpsi akan seperti semula. 2.5.2 Aplikasi Sistem Adsorpsi Adsorber banyak digunakan untuk menyisihkan kandungan senyawa organik udara yang relative bebas dari partikulat. Contoh penerapan unit ini antara lain dalam industri dry cleaning, degreasing, pelapisan logam, processing karet, flexographic dan gravure printing. Sistem ini juga digunakan dalam mengatasi masalah baud an gas toksik pada industry makanan, pengolahan air buangan, dan industri kimia lainnya (minyak, semen, pupuk dan obat-obatan). Gambar 2.4 Carbon Bed Adsorber Gambar 2.5 Single-Bed Carbon Adsorber
BAB III DESAIN ADSORBER Contoh Soal Desain Adsorber Sebuah pabrik percetakan mengeluarkan emisi sebesar 100 lb / jam, toluena dikontrol oleh adsorber karbon. Pabrik mengoperasikan adsorber dalam mode kontinyu untuk 8.640 h / tahun (360 hari). Sementara operasi, dua bed karbon akan menyerap, sementara ketiga akan desorbing / stand by. Untuk kenyamanan, pabrik telah memilih waktu adsorpsi dan desorpsi masing-masing 12 jam dan 5 jam. Aliran limbah gas total 10.000 acfm pada kondisi adsorber inlet (satu atm dan 77 oF). Gas buang mengandung jumlah partikel yang dapat diabaikan dan kelembaban. Selanjutnya, peraturan VOC yang berlaku mengharuskan adsorber mencapai efisiensi penyisihan rata-rata 98% selama siklus
adsorpsi keseluruhan. Asumsikan bahwa toluena pulih didaur ulang pada sumbernya. Carbon Working Capacity : Pada aliran lain dan loading polutan, konsentrasi inlet toluena adalah 710 ppm.
Hal
ini
terkait
dengan
tekanan
parsial
0,0104
psia.
Mensubstitusikan tekanan parsial dan parameter isoterm toluena (dari Tabel 3.1.) ke dalam persamaan 3.1, kita memperoleh kapasitas keseimbangan (We) 0,333 lb/lb. Kapasitas kerja yang diperoleh 0,167 lb/lb (yaitu, 0,333 /2). Tabel 3.1 Parameter untuk Adsorpsi Isotherms Terpilih Persamaan 3.1: We = kPm = 0.333 lb/lb Carbon Requirement: Sebagaimana dinyatakan pada soal, adsorber ini akan memiliki dua bed on-line dan tiga bed off-line. Apakah ini asumsi yang masuk akal? Persamaan 3.2 dapat menjawab pertanyaan ini. Pergantian waktu adsorpsi dan jumlah hasil penyerapan dan desorbing tempat tidur: Persamaan 3.2: Karena waktu desorpsi lain (5 jam) kurang dari 6 jam, konfigurasi bed yang diusulkan adalah layak. Selanjutnya, menghitung kebutuhan karbon (MC) dari persamaan 3.3: Persamaan 3.3 :
BAB IV KESIMPULAN
Dari penulisan diatas, dapat disimpulkan: 1. Adsorpsi melibatkan proses perpindahan massa dan menghasilkan kesetimbangan distribusi dari satu ataulebih larutan antara fasa cair
dan
partikel.
Pemisahan
dari
suatu
larutan
tunggal
antaracairan dan fasa yang diserap membuat pemisahan larutan dari fasa curah cair dapat dilangsungkan; 2. Penentuan
ketebalan
media
merupakan
hal
penting
dalam
pencapaian efisiensi adsorpsi yang diharapkan. Tebal media dalam perhitungannya ditentukan oleh enam factor yaitu ukuran partikel adsorben, kecepatan aliran, konsentrasi gas polutan, suhu, tekanan dan karakteristik gas yang dialirkan. http://el-andalucy.blogspot.co.id/2011/06/adsorber.html
ADSORBER PART I
Rate This Untuk adsorbers yang umumnya digunakan pada penyerapan berupa campuran liquid atau gas. Dan juga adsorbent yang digunakan berbentuk butiran-butiran halus yang berpori, hal ini dimaksudkan untuk dapat memperluas biang kontak penyerapan adsorbant oleh adsorbent. Umumnya diindustri adsorbent nya berupa campuran, oeh karena itu tidak mudah dalam pengoperasian adsorber. Disamping itu pengelompokkan adsorbers didasarkan pada apakah terdapat recycle dari adsorbant atau tidak? Pada adsorber diperhitungan letak adsorbent nya, kecepatan masuk rekatan, kedaaan dari adsorbent. VII.A. Tanpa Recycle Adsorbant Adsorber jenis ini dapat digunakan pada keadaan yang batch dan continous. Diantaranya ; 1. Fixed atau Packed Beds Vertical Adsorber Adsorber jenis ini merupakan adsorber yang terdiri dari kolom penyerapan yang berada ditengah tangki adsorber. Dimana adsorbent dileakkan ditengah kolom, lalu jatuh secara gravitasi. Sedangkan dari batas pula masuk reaktan secara paralell (reaktan umumnya gas).
Gambar 1. Beds Vertical Adsorber Dari gambar 1 diatas terlihat bahwa pada bagian bawah terdapat fluida untuk meneregerasi adsorbent yang digunakan. Hal ini dimaksudkan karena pada adsorber jenis ini semakin turun kebawah adsorbent akan menjadi jenuh, dimana penambahan reaktan untuk penyerapan lebih lanjut tidak akan sempurna. Oleh karena itu, untuk memaksimalkan penyerapan adsorbent, digunakan fluida untuk dapat meneregerasi adsorbent tersebut. Disebut beds karena terdapat papan untuk meletakkan granular adsorbent, karena pori-pori adsorbent berbeda-beda, maka untuk dapat terjadi adsorpsi yang baik, maka reaktan yang masuk harus benar-benar menempati pori yang sesuai dengan ukuran molekul dari rekatan. Beds granular adsorbents terletak diatas dan dibawah kolom adsorber, dibawah digunakan untuk membuang adsorbent jika adsorbent tersebut sudah tidak bisa diregenerasi lagi.
Gambar 2. Flat Screen Support (Atas Kolom Adsorber)
Gambar 3. Conical Type of Support Removal Adsorbent Adsorber jenis ini umumnya memiliki tinggi sekitar 45 feet dan diameter sekitar 8-10 feet. Namun, kekurangan dari adsorber ini ialah adanya penurunan tekanan yang cukup tinggi atau pressure drop cukup tinggi. Hal ini tidak boleh terjadi karena dapat mengakibatkan reaktan dan fluida regenerasi tidak berkontak baik untuk proses adsorpsi ini. 1. Fixed atau Packed Beds Horizontal Adsorber Adsorber jenis ini tidak jauh berbeda dengan adsorber yang sebelumnya, hanya saja posisinya dalam horisontal, sehingga pressure drop dapat diminimumkan, karena umumnya bekerja pada tekanan atmosfer. Fluida regenerasi yang digunakan ialah steam. Reaktan berupa campuran uap-gas yang masuk dari ujung sisi kiri dikontakkan dengan beds adsorbent. Produk keluar pada ujung kanan pada kolom adsorber.
Gambar 4.Beds Horizontal Adsorber Terlihat bahwa steam masuk pada bagian kiri kolom adsorber, melewati screen dan adsorbent untuk mengeringkan, lalu keluar bersama dengan gas atau uap yang tidak terserap atau tidak teradsorpsi. Dibagian atas kolom adsorber terdapat manhole atau lubang untuk operator adsorber masuk, umumnya operator masuk untuk memeriksa keadaan adsorber, mengangkat adsorbent karena sudah tidak dapat diregenerasi lagi, dan sebagainya. Untuk beds adorbent nya digunakan flat screen support. Untuk jenis adsorber baik vertical adsorber maupun horizontal adsorber karena menggunakan sistem packed atau fix bed maka panjang dari bed yang berisi adsorbent akan sangat mempengaruhi proses adsorpsi, diamping itu pula kosentrasi reaktan mula-mula dan kapasitas dari adsorbent untuk menyerap adsorbant juga berpengaruh. Hubungan hal-hal tersebut diatas dapat digambarkan sebagai berikut ;
1. Rotary Bed Adsorber Beranjak dari kekurangan pada kolom adsorber dimana adsorbent bergerak secara searah dengan reaktan, yang akan mengakibatkan kesulitan dalam mengontrol kecepatan aliran dari jatuhnya adsorbent walaupun terdapat screen support adsorbent dan juga kecepatan masuk reaktan. Karena dua hal tersebut akan sangat mempengaruhi proses adsorpsi yang akan terjadi. Rotary bed adsorber merupakan solusinya, dimana kolom adsorber yang berbentuk bola akan berputar bersamaan dengan adsorbent.
Gambar 5. Rotary Bed Adsorber Dari gambar terlihat bahwa fluida reaktan yang masuk berupa udara, adsorbent yang digunakan ialah karbon aktif. Dimana udara berputar karena adanya gaya centrifugal dari perputaran motor. Produk hail adsorpsi akan keluar berupa gas dan uap yang nantinya akan dikondensasikan sehingga diperoleh produk berupa cairan. Untuk regenerasi digunakan fluida steam yang masuk pada poros perputaran rotary bed. Sehingga dapat dikatakan bahwa adsorbent, adsorbant, dan steam berkontak pada satu tempat. https://radiks.wordpress.com/2012/12/03/adsorber-part-i/
3.5 Stripping 3.6 Kolom Stripper 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 top kolom akan menguap dan keluar melalui top kolom. Secara umum untuk membantu penguapan dilakukan dengan injeksi steam atau dengan bantuan alat penukar panas reboiler untuk menaikkan temperatur. Ada dua macam jenis stripper yaitu : Stripper dengan Injeksi Steam Injeksi steam 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. Stripper dengan Reboiler Pemanasan kembali pada bottom solar stripper bertujuan agar terjadi 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 : 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.
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. http://stripper-novanesk.blogspot.co.id/ Stripper dalam Arti Kimia. Stripper adalah pemisah, sedangkan prosesnya disebut dengan stripping. Dalam Kimia dan teknik kimia, proses pemisahan digunakan untuk mendapatkan dua atau lebih produk yang lebih murni dari suatu campuran senyawa kimia. Stripper dalam Arti Kimia - 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 huuuhidrokarbon. Pemanfaatan hidrokarbon-hidrokarbon penyusun minyak bumi akan lebih berharga bila memiliki kemurnian yang tinggi. Proses pemisahan minyak bumi menjadi komponen-komponennya akan menghasilkan produk LPG, solar, avtur, pelumas, dan aspal. 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. Stripper dalam Arti Kimia. 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. Prinsip proses pemisahan Untuk proses pemisahan suatu campuran heterogen, terdapat empat prinsip utama proses pemisahan, yaitu:
1. Sedimentasi
2. Flotasi
3. Sentrifugasi
4. Filtrasi
Proses pemisahan suatu campuran homogen, prinsipnya merupakan pemisahan dari terbentuknya suatu fase baru sehingga campuran menjadi suatu campuran heterogen yang mudah dipisahkan. Fasa baru terjadi / terbentuk dari adanya perbedaan sifat fisik dan kimiawi masing-masing komponen. Berbagai metode tujuh digunakan untuk terjadinya suatu fase baru sehingga campuran homogen dapat dipisahkan adalah: Absorpsi
1. Adsorpsi
2. Kromatografi
3. Kristalisasi
4. Distilasi
5. Evaporasi
6. Elektroforesis
7. Evaporation
8. Ekstraksi
9. Leaching
10.Ekstraksi cair-cair
11.Ekstraksi padat-cair
12.Pembekuan fraksional
13.Presipitasi
14.Rekristalisasi
15.Stripping
16.Sublimasi http://muslimdzimmi.blogspot.co.id/2013/09/stripper-dalam-arti-kimia.html
